DE10037942A1

DE10037942A1 - Ventilsteuersystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10037942A1
Application number: DE10037942A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Io
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2001-03-01
Also published as: JP2001107712A; US6328008B1

Abstract

Ein Ventilsteuersystem umfaßt: einen Rotor, welcher durch eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gedreht wird; eine Nockenwelle, welche gemäß der Drehung des Rotors gedreht wird, um ein Einlaßventil und ein Auslaßventil des Verbrennungsmotors zu öffnen und zu schließen; und eine Drehphasensteuervorrichtung zum veränderlichen Steuern einer Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor. Die Drehphasensteuervorrichtung ist zwischen dem Rotor und der Nockenwelle angeordnet. Die Drehphasensteuervorrichtung umfaßt: eine Kupplung, welche wahlweise in einen Haltezustand, in dem eine Relativdrehung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle in mindestens einer der Drehrichtungen verboten wird, oder einen Ausrückzustand versetzt wird, in dem die Relativdrehung möglich ist; und einen Generator zum Erzeugen eines Haltedrehmoments, welches in der Drehrichtung gerichtet ist, die durch die Kupplung verboten ist, und Aufbringen des Haltedrehmoments auf die Kupplung, wenn sich die Kupplung in dem Haltezustand befindet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilsteuersystem zum Ändern von Ventilsteuerzeiten von Einlaß- und Auslaßventi len eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Fahrbedingung des Fahrzeugs.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Verschiedene Ventilsteuersysteme wurden vorgeschlagen und in der Praxis verwendet, mit dem Zweck, das Verhalten von Ver brennungsmotoren weiter zu verbessern. Die japanische unge prüfte Patentveröffentlichung Nr. 5 (1993)-1514 offenbart ein typisches Ventilsteuersystem, welches ein Paar von Federkupp lungen und einen Selektor zum Umschalten des Betriebs der Fe derkupplungen verwendet. Dieses herkömmliche Ventilsteuersy stem ist angeordnet, um die Ventilsteuerzeiten zu ändern, in dem eine Phasenänderungsvorrichtung gesteuert wird, welche zwischen einem Zahnrad und einer Nockenwelle eingebaut ist. Die Phasenänderungsvorrichtung, welche die Ventilsteuerzeiten vorzugsweise zu dem Voreilungszustand bzw. Nacheilungszustand, wie in Fig. 30 dargestellt, ändert, weist ein Paar von Feder kupplungen, welche mit der Nockenwelle koaxial sind, und eine Kupplungsumschaltvorrichtung zum Steuern von Haltezuständen der Federkupplungen auf.

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 9 (1997)-250309 offenbart ein weiteres herkömmliches Ventilsteu ersystem, welches eine Drehphasensteuervorrichtung umfaßt, die aus einer Solenoidkupplung und einem Planetengetriebe aufge baut ist. Dieses herkömmliche Ventilsteuersystem hält einen Haltezustand zwischen einem Zahnrad und einer Nockenwelle sta tionär, indem es eine Vorspannkraft einer Blattfeder auf die Solenoidkupplung anwendet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Obwohl das erstgenannte herkömmliche System viele bemer kenswerte Merkmale, wie etwa die Einfachheit des Gesamtauf baus, eine kleine Größe und ein geringes Gewicht, aufweist, ist es noch immer erforderlich, den Haltezustand zwischen dem Zahnrad und der Nockenwelle gegen ein wechselndes Drehmoment, welches von den Motorventilen auf die Nockenwelle aufgebracht wird, weiter stabilzuhalten. Hingegen erfordert, obwohl das letztgenannte herkömmliche System eine ausreichende Haltekraft durch Erhöhen der Vorspannkraft der Blattfeder gewährleisten kann, diese Änderung der Blattfeder, daß die Solenoidkupplung eine größere Kraft gegen die erhöhte Vorspannkraft der Blatt feder erzeugt. Jedoch erfordert diese Verbesserung, daß das letztgenannte System größer wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Ventilsteuersystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, welches vorzugsweise das Halten einer Drehphase der Nockenwelle zu Zahnrad ausführt, indem es den Haltezustand mittels einer Kupplung stabilisiert und verhindert, daß das wechselnde Drehmoment die Spannkraft der Kupplung vermindert.

Es ist ein Ventilsteuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Dieses Ventil- Steuersystem umfaßt: einen Rotor, welcher durch eine Kurbel welle des Verbrennungsmotors gedreht wird; eine Nockenwelle, welche gemäß der Drehung des Rotors gedreht wird, um ein Ein laßventil und ein Auslaßventil des Verbrennungsmotors zu öff nen und zu schließen; und eine Drehphasensteuervorrichtung zum veränderlichen Steuern einer Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor. Die Drehphasensteuervorrichtung ist zwischen dem Rotor und der Nockenwelle angeordnet. Die Drehphasensteuervor richtung umfaßt: eine Kupplung, welche wahlweise in einen Hal tezustand, in dem eine Relativdrehung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle in mindestens einer der Drehrichtungen verbo ten wird, oder einen Ausrückzustand versetzt wird, in dem die Relativdrehung möglich ist; und einen Generator zum Erzeugen eines Haltedrehmoments, welches in der Drehrichtung gerichtet ist, die durch die Kupplung verboten ist, und Aufbringen des Haltedrehmoments auf die Kupplung, wenn sich die Kupplung in dem Haltezustand befindet.

Die weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfin dung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Ventilsteuersy stem eines Verbrennungsmotors gemäß einem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht in Teilquerschnitt des Ven tilsteuersystem, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentli chen längs der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 1;

Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Federkupplung und einer Kupplungssteuerscheibe in Fig. 1;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Prin zip eines Anwendens einer Bremskraft auf die Kupplungssteuer scheibe mit einer Kupplungsausrückvorrichtung darstellt;

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 7;

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 10;

Fig. 13 ist eine perspektivische Teilansicht, welche Hal te- und Ausrückzustände der Federkupplung in Fig. 10 erläu tert;

Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XV-XV in Fig. 14;

Fig. 16 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 14;

Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 17;

Fig. 19 ist ein Querschnitt des Ventilsteuersystems, ge nommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XIX-XIX in Fig. 18;

Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung;

Fig. 21 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XXI-XXI in Fig. 20;

Fig. 22 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 20 in einem Zustand, in welchem sich ein Steuerschieber in dessen Anfangsstellung befindet;

Fig. 23 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines we sentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 20 in einem Zustand, in welchem der Steuerschieber durch einen So lenoidaktutator angetrieben wird;

Fig. 24 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XXIV- XXIV in Fig. 23 in einem Zustand, in welchem ein Kupplungsaus rückzylinder durch die Federkupplung ausgerückt wurde;

Fig. 25 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XXIV- XXIV in Fig. 23 in einem Zustand vor einem Ausrücken der Fe derkupplung durch den Kupplungsausrückzylinder;

Fig. 26 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersy stems, genommen in der Pfeilrichtung, im wesentlichen längs der Linie XXVI-XXVI in Fig. 27 gemäß einem siebten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 27 ist eine Seitenansicht in Teilquerschnitt des Ven tilsteuersystems in Fig. 26;

Fig. 28 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Abschnitts des Ventilsteuersystems in Fig. 26;

Fig. 29 ist eine perspektivische Explosionsansicht der er sten und der zweiten Federkupplung und eines Innenzylinders in Fig. 26;

Fig. 30 ist ein Graph von Kennlinien eines Auslaßventils und eines Einlaßventils in Öffnungs- und Schließzuständen; und

Fig. 31 ist ein Graph von Kennlinien eines auf die Nocken welle angewandten Lastdrehmoments.

GENAUE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Wie aus Fig. 1 bis 31 ersichtlich, ist ein Ventilsteuer system für einen Verbrennungsmotor gemäß bevorzugten Ausfüh rungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vorgesehen.

Fig. 1 bis 6 zeigen das Ventilsteuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein als Rotor dienendes angetriebenes Zahnrad 1 ist mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle eines Verbrennungsmo tors über einen (nicht dargestellten) Synchronriemen verbun den. Das angetriebene Zahnrad 1 wird durch die Kurbelwelle in einer Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 2 um eine Nocken welle 2 gedreht.

Die Nockenwelle 2 ist drehbar auf einem (nicht dargestell ten) Zylinderkopf des Verbrennungsmotors angeordnet. In Über einstimmung mit der Drehung des angetriebenen Zahnrads 1 wird auch die Nockenwelle 2 in der Richtung A in Fig. 2 gedreht. Die Nockenwelle 2 dient zum Öffnen und Schließen entweder des Einlaß- oder des Auslaßventils (nicht dargestellt) des Ver brennungsmotors bzw. zum Öffnen und Schließen sowohl des Ein laß- als auch des Auslaßventils (nicht dargestellt) des Ver brennungsmotors. Die Nockenwelle 2 weist einen Abschnitt 2A kleinen Durchmessers und ein Außenrad 7 auf. Der Abschnitt 2a kleinen Durchmessers befindet sich an einem äußersten Ab schnitt der Nockenwelle 2, wie in Fig. 2 dargestellt. Um einen Außenumfang des Abschnitts 2A kleinen Durchmessers sind ein Eingangsradelement 4 und ein Träger 8 drehbar angeordnet.

Ein Planetengetriebe 3 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 1 und der Nockenwelle 2 angeordnet. Das Planetenge triebe 3 dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränderli chen Steuern von Drehphasen. Das Planetengetriebe 3 dient fer ner als Haltekraftgenerator für eine Federkupplung 14. Das Planetengetriebe 3 ist aufgebaut aus einem Eingangsradelement 4, einer Ausgangstrommel 5, einem Träger 8, einem Paar von er sten Planetenrädern 10 und einem Paar von zweiten Planetenrä dern 11.

Das Eingangsradelement 4 dient als erstes Drehelement des Planetengetriebes 3. Das Eingangsradelement 4 weist einen Stu fenzylinder auf. Das Eingangsradelement ist über Lager drehbar um den Außenumfang des Abschnitts 2A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 2 angeordnet. Ein Flansch 4A mit kreisförmigem Querschnitt steht ausgehend von einem Außenumfang des Ein gangsradelements 4 vor. Das angetriebene Zahnrad 1 ist mittels Schrauben an dem Flansch 4A befestigt. Daher dreht sich das Eingangsradelement 4 einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 1 um den Umfangs des Abschnitts 2A kleinen Durchmessers.

Ferner sind um den Außenumfang des Eingangsradelements 4 ein Außenrad 4B und eine Trommel 4C derart vorgesehen, daß sich zwischen diesen der Flansch 4A in einer Axialrichtung der Nockenwelle 2 befindet. Das Außenrad 4B dient als erstes Rad. Die Trommel 4C weist einen kleineren Durchmesser auf als das Außenrad 4B und ist kreisförmig. Die Federkupplung 14 ist um Außenumfänge der Trommel 4C und der Ausgangstrommel 5 gewun den. Das Außenrad 4B ist in Eingriff mit, den ersten Planeten rädern 10 und dient als Sonnenrad für die ersten Planetenräder 10.

Die Ausgangstrommel 5 dient als zweites Drehelement des Planetengetriebes 3. Die Ausgangstrommel 5 ist an dem Kopfende des Abschnitts 2A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 2 mit tels einer Schraube 6 befestigt. Die Ausgangstrommel 5 dreht sich einstückig mit der Nockenwelle 2. Die Ausgangstrommel 5 weist einen Außendurchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Trommel 4C des Eingangsradele ments 4 ist. Die Federkupplung 14 ermöglicht, daß die Ausgang strommel 5 stationär zu der Trommel 4C gehalten und von der Trommel 4C gelöst wird, was im weiteren zu beschreiben ist.

Das Außenrad 7 ist einstückig um den Außenumfang der Noc kenwelle 2 angeordnet. Das Außenrad 7 dient als zweites Rad. Das Außenrad 7 ist in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 11 und dient als Sonnenrad für die zweiten Planetenräder 11. Das Außenrad 7 weist einen kleineren Durchmesser auf und ver fügt über weniger Zähne als das Außenrad 4B des Eingangsrade lements 4. Ferner überträgt das Außenrad 7 ein Drehmoment der Nockenwelle 2 über die zweiten Planetenräder 11. Das Außenrad 7 dreht sich kontinuierlich einstückig mit der Nockenwelle 2.

Der Träger 8 dient als drittes Drehelement des Planetenge triebes 3. Der Träger 8 ist zu einer Stufenzylinderform ausge bildet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist der Träger 8 ein Wellenlager 8A und eine Scheibe 8B auf. Das Wellenlager 8A ist im wesentlichen rechteckig und verläuft zwischen einem Paar der ersten Planetenräder 10. Die Scheibe 8B ist kreisförmig und einstückig mit dem Wellenlager 8A um einen Außenumfang des Wellenlagers 8A ausgebildet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist die Scheibe 8B ein Paar von Aussparungen 8C auf, zwischen wel chen sich das Wellenlager 8A befindet. Jede der Aussparungen 8C weist eine Kreisbogenform auf. Das Paar von Aussparungen 8C unterstützt eine Gewichtsverringerung des Trägers 8.

Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, ist der Träger 8 über Lager drehbar um den Außenumfang des Abschnitts 2A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 2 angeordnet. Ein Paar von Plane tenwellen 9 sind drehbar an dem Schaftlager 8A angebracht. Die Planetenwellen 9 sind getrennt voneinander in einem vorbe stimmten Abstand in Radialrichtung von dem Abschnitts 2A klei nen Durchmessers der Nockenwelle 2 angeordnet. Jede der Plane tenwellen 9 weist ein erstes und ein zweites Ende auf, welche von dem Wellenlager 8A vorstehen. Das erste Ende der Planeten welle 9 ist mit dem ersten Planetenrad 10 integriert. Das zweite Ende der Planetenwelle 9 ist mit dem zweiten Planeten rad 11 integriert.

Jedes der ersten Planetenräder 10 ist an dem ersten Ende der Planetenwelle 9 durch ein Preßpassungsverfahren befestigt. Die ersten Planetenräder 10 befinden sich in Eingriff mit dem Außenrad 4B des Eingangsradelements 4 und übertragen ein Drehmoment auf die Planetenwelle 9 von dem angetriebenen Zahn rad 1.

Jedes der zweiten Planetenräder 11 ist an dem zweiten Ende der Planetenwelle 9 durch das Preßpassungsverfahren befestigt. Die zweiten Planetenräder 11 befinden sich in Eingriff mit dem Außenrad 7 der Nockenwelle 2 und übertragen das Drehmoment der Nockenwelle 2 von Planetenradwelle 9. Die zweiten Planetenrä der 11 weisen eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 10 auf. Die Differenz der Anzahl von Zähnen zwi schen den ersten und den zweiten Planetenräder 10 und 11 be wirkt eine erhöhte Drehgeschwindigkeit, wie folgt: wenn eine Solenoidbremse 13 eine Drehung des Trägers 8 bremst, so wird ermöglicht, daß sich die Nockenwelle 2 um eine Geschwindig keitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zäh nen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 10 und 11 schneller dreht als das angetriebene Zahnrad 1.

Ein Tragrahmen 12, wie der Zylinder des Verbrennungsmo tors, ist über dem Ventilsteuersystem der vorliegenden Erfin dung angeordnet. Die Solenoidbremse 13 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt und dient als Drehzahleinstellvorrichtung. Die Solenoidbremse 13 weist eine Bremsensteuerspule 13A und ein Paar von Dämpfern 13B auf. Wenn ein externes Signal die Brem sensteuerspule 13A magnetisiert, so ermöglicht die Solenoid bremse 13 dem Paar der Dämpfer 13B, die Scheibe 8B des Trägers 8 zwischen diese anzuordnen, um dadurch auf den Träger 8 eine Bremskraft als Last anzuwenden. Wenn das externe Signal die Bremsensteuerspule 13A entmagnetisiert, so ermöglicht die So lenoidbremse 13 dem Paar der Dämpfer 13B, die Dazwischenanord nungskraft zu minimieren. In diesem Zustand wird im wesentli chen keine Bremskraft auf die Scheibe 8B des Trägers 8 ange wandt, und daher wird dem Träger 8 ermöglicht, sich im wesent lichen ohne angewandte Last zu drehen.

Anders ausgedrückt, wird, wie in Fig. 3 dargestellt, wenn sich das angetriebene Zahnrad 1 in der Richtung A dreht, die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 1 von dem Außenrad 4B des Eingangsradelements 4 auf die ersten Planetenräder 10 übertra gen. Dabei beginnen die ersten Planetenräder 10, sich in einer Richtung B auf den Planetenradwellen 9 jeweils zu drehen und nehmen gleichzeitig eine Drehkraft zum Drehen der ersten Pla netenräder 10 um das Eingangsradelement 4 in einer Richtung C auf. Die Drehkraft wird auf den Träger 8 als Drehmoment über tragen.

Wenn sich der Träger 8 in der Richtung C ohne angewandte Last dreht, so drehen sich die ersten Planetenräder C auf den Planetenradwellen 9 und drehen sich um den Außenumfang des Au ßenrads 4B des Eingangsradelements 4. Ferner drehen sich die zweiten Planetenräder 11 auf den Planetenradwellen 9 und dre hen sich um den Außenumfang des Außenrads 7 der Nockenwelle 2.

In diesem Zustand wird das Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 1 nicht auf die Nockenwelle 2 übertragen. Dadurch wird die Nockenwelle 2 relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 be züglich der Drehphase verzögert (Nacheilwinkelrichtung).

Im Gegensatz dazu, wird, wenn die Solenoidbremse 13 den Träger 8 bremst, um die Drehgeschwindigkeit des Trägers 8 zu verzögern, die Drehung des Trägers 8 in der Richtung C in Fig. 3 begrenzt. Dabei übertragen die Drehungen der ersten und der zweiten Planetenräder 10 und 11 in der Richtung B das Drehmo ment von dem Außenrad 7 auf die Nockenwelle 2. Mit dem auf die Nockenwelle 2 angewandten Drehmoment wird die Nockenwelle 2 gedreht. Dadurch eilt die Nockenwelle 2 bezüglich der Drehpha se voraus (Vorauseilwinkelrichtung).

Die Federkupplung 14 ist um die Trommel 4C des Eingangsra delements 4 und die Ausgangstrommel 5 gewunden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Federkupplung 14 eine rechtsgängige Spu le. Die Federkupplung 14 weist eine erste Seite, welche um den Außenumfang der Außentrommel 5 gewunden ist, und eine zweite Seite auf, welche um den Außenumfang der Trommel 4C gewunden ist. An einem Ende der zweiten Seite der Federkupplung 14 ist ein Haken 14A vorgesehen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht.

Die Federkupplung 14 weist eine bekannten Aufbau ähnlich demjenigen auf, welche in der japanischen ungeprüften Patent veröffentlichung Nr. 6 (1994)-10977, Nr. 6 (1994)-66328, Nr. 7 (1995)-91459 und Nr. 7 (1995)-332385 offenbart sind.

Da die Federkupplung 14 eine rechtsgängige Spule ist, nimmt die Federkupplung 14 ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser verringert, wenn das mit dem angetriebenen Zahnrad 1 einstückige Eingangsrade lement 4 sich in der Richtung A (im Uhrzeigersinn in Fig. 2) dreht, wie aus Fig. 3 und 5 ersichtlich. Dabei windet sich die Federkupplung 14 fest um die Ausgangstrommel 5, welche als Folger dient. Dadurch hält die Federkupplung 14 die Verbindung zwischen der Trommel 4C des Eingangsradelements und der Aus gangstrommel 5 stationär.

Im Gegensatz dazu, nimmt die Federkupplung 14, wenn die mit der Nockenwelle 2 einstückige Ausgangstrommel 5 sich dreht, so daß die Drehphase der Ausgangstrommel 5 relativ zu derjenigen des angetriebenen Zahnrads 1 und des Eingangsrade lements 4 voreilt, das Drehmoment in der Richtung auf, in wel cher sich deren Spulendurchmesser vergrößert (Richtung D in Fig. 5). Dabei wird die Federkupplung 14 leicht in Abstand zu einer Außenfläche der Ausgangstrommel 5 angeordnet, um dadurch zu ermöglichen, daß sich die Trommel 4C des Eingangsradele ments 4 und die Ausgangstrommel 5 voneinander lösen. Dabei drehen sich die Trommel 4C und die Ausgangstrommel 5 relativ zueinander.

Eine Kupplungssteuerscheibe 15 ist um einen Außenumfang der Federkupplung 14 mit einem kleinen Zwischenraum zwischen diesen angeordnet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist die Kupp lungssteuerscheibe 15 eine kreisförmige Scheibe 15A und einen Zylinder 15B auf, welche in Axialrichtung ausgehend von einem Innenumfang der Scheibe 15A verläuft. Der Zylinder 15B der Kupplungssteuerscheibe 15 befindet sich derart in Eingriff mit dem Außenumfang der Federkupplung 14, daß zwischen diesen ein Spiel existiert.

Der Zylinder 15B weist eine mit einer kleinen Aussparung 15C ausgebildete Kante auf. Die Aussparung 15C des Zylinders 15B ist zu einem rechtwinkligen "U" geformt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, greift in die Aussparung 15C der Haken 14A der Fe derkupplung 14 ein. Die Kupplungssteuerscheibe 15 dreht sich einstückig mit der Federkupplung 14 in der Richtung A in Fig. 5 bis die Bremskraft auf die Kupplungssteuerscheibe 15 durch eine Kupplungsausrückvorrichtung 16 angewandt wird.

Sobald die Bremskraft auf die Kupplungssteuerscheibe 15 durch die Kupplungsausrückvorrichtung 16 angewandt wird, nimmt die Kupplungssteuerscheibe 15 das Bremsdrehmoment in einer Richtung E in Fig. 5 auf. Daher dreht sich die Kupplungssteu erscheibe 15 langsamer als die Federkupplung 14 (Eingangsrade lement 4), und die Aussparung 15C der Kupplungssteuerscheibe 15 ermöglicht, daß der Haken 14A der Federkupplung 14 eine Be wegung relativ zu dem anderen Abschnitt der Federkupplung 14 in der Richtung E ausführt.

Diese relative Bewegung versetzt die Federkupplung 14 in einen derartigen Zustand, daß sich ein kleiner Zwischenraum zwischen der Federkupplung 14 und der Außenfläche der Trommel 4C des Eingangsradelements 4 ausbildet. Dabei ermöglicht die Federkupplung 14 ein Lösen der Trommel 4C des Eingangsradele ments 4 von der Ausgangstrommel 5, so daß sich die Trommel 4C und die Ausgangstrommel 5 relativ zueinander drehen.

Die Kupplungsausrückvorrichtung 16 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt. Die Kupplungsausrückvorrichtung 16 und die Kupp lungssteuerscheibe 15 bilden eine Kupplungsausrückeinrichtung. Die Kupplungsausrückvorrichtung 16 weist eine Kupplungssteuer spule 16A auf. Die Kupplungsausrückvorrichtung 16 ist zu einem rechtwinkligen "U" mit einem ersten Ende und einem zweiten En de geformt. Das erste und das zweite Ende der Kupplungsaus rückvorrichtung 16 schließen zwischen sich die Scheibe 15A der Kupplungssteuerscheibe 15 in der Axialrichtung der Nockenwelle 2 ein. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, bewirkt die Kupplungsaus rückvorrichtung 16 ein Magnetfeld in einer Richtung F hin zu einer Oberfläche der Scheibe 15A, wenn die Kupplungssteuerspu le 16A der Kupplungsausrückvorrichtung 16 mit dem anliegenden externen Signal magnetisiert wird.

Dabei treten auf der Oberfläche der Scheibe 15A Wirbel ströme 17 auf. Die Wirbelströme 17 sind durch Strichkreise in Fig. 6 angezeigt. Dabei nimmt die Kupplungssteuerscheibe 15, als die Bremskraft in der Richtung E in Fig. 6, das Magnetfeld (Kraft) auf, welche durch die Wirbelströme 17 bewirkt wird. Die so erhaltene Bremskraft ermöglicht der Federkupplung 14, sich in einer Ausrückrichtung zu bewegen.

Das Ventilsteuersystem für den Verbrennungsmotor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Wirkungsweisen auf.

Zuerst wird offenbart, wie das Planetengetriebe 3 Drehpha senänderungen der Nockenwelle 2 steuert. Jedoch bleiben bei dieser Erläuterung der Einfachheit halber Wirkungsweisen der Federkupplung 14 zeitweilig unberücksichtigt.

Genauer wendet, wenn die Bremsensteuerspule 13A der So lenoidbremse 13 nicht erregt ist, um dadurch die Bremsensteu erspule 13A zu entmagnetisieren, die Solenoidbremse 13 die Bremskraft nicht auf die Scheibe 8B des Trägers 8 an. Dadurch führt der Träger 8 eine Drehung im wesentlichen ohne darauf angewandte Last aus.

In diesem Zustand wird, wenn sich das angetriebene Zahnrad 1 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 3 dreht, die Drehkraft von dem Außenrad 4B des Eingangsradelements 4 auf die ersten Planetenräder 10 übertragen. Dabei drehen sich die ersten Planetenräder 10 auf der Planetenwelle 9 in der Rich tung B und nehmen eine Drehkraft zum Drehen der ersten Plane tenräder 10 um das Eingangsradelement 4 in der Richtung C auf. Die Drehkraft wird anschließend auf den Träger 8 als Drehmo ment übertragen.

Folglich dreht sich der Träger 8 in der Richtung C frei. Die ersten Planetenräder 10 drehen sich um die Planetenwellen 9 und um den Umfang des Außenrads 4B des Eingangsradelements 4. Die zweiten Planetenräder 11 drehen sich um die Planeten wellen 9 und um den Außenumfang des Außenrads 7 der Nockenwel le 2. Dabei wird das Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 1 nicht auf die Nockenwelle 2 übertragen. So eilt die Nocken welle 2 bezüglich der Drehphase relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 nach (Nacheilwinkelsteuerung).

Wenn die Bremsensteuerspule 13A der Solenoidbremse 13 zu einem gewissen Grad erregt wird, um die Bremsensteuerspule 13A zu magnetisieren, so wendet die Solenoidbremse die Bremskraft auf die Scheibe 8B des Trägers 8 auf, um dadurch zu ermögli chen, daß sich der Träger 8 langsamer dreht. Wenn sich der Träger 8 langsamer dreht, wird das Drehmoment in der Richtung B jedes der ersten und der zweiten Planetenräder 10 und 11 von dem Außenrad 7 auf die Nockenwelle 2 übertragen. Dieses Drehmoment ermöglicht eine Drehung der Nockenwelle 2 derart, daß sich die Nockenwelle 2 in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie das angetriebene Zahnrad 1 dreht (Phasenhaltesteuerung).

Anschließen stoppen, wenn die Bremskraft durch die So lenoidbremse 13 weiter zu einem derartigen Ausmaß erhöht wird, daß der Träger 8 im wesentlichen aufhört sich zu drehen, die ersten und die zweiten Planetenräder 10 und 11 ihre Umdrehun gen und die Drehung des Trägers 8 in der Richtung C. Daher führt jedes der ersten und der zweiten Planetenräder 10 und 11 Drehungen lediglich in der Richtung B an der festen Drehposi tion um die Welle 2 aus. Die zweiten Planetenräder 11 weisen eine höhere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 10 auf. Daher dreht sich, obwohl sich die ersten Planetenräder 10 und die zweiten Planetenräder 11 einstückig drehen, die Noc kenwelle 2 um die Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Zähnedifferenz schneller als das Eingangsradelement 4. Dadurch eilt die Nockenwelle 2 bezüglich der Drehphase relativ zu dem Zahnrad 1 voraus (Voreilwinkelsteuerung).

Bei der oben erwähnten Steuerung mit dem Planetengetriebe 3 zur Drehphasenänderung der Nockenwelle 2 unabhängig von der Steuerung der Federkupplung 14 tritt ein Spiel und ähnliches zwischen dem Außenrad 4B und dem ersten Planetenrad 10 sowie zwischen dem Außenrad 7 und dem zweiten Planetenrad 11 auf. Ferner wechselt, wie aus Fig. 31 ersichtlich, das auf die Noc kenwelle 2 angewandte Drehmoment zwischen positiv und negativ, wenn das Ventil öffnet und schließt. Das derart wechselnde Drehmoment bewirkt eine leichte Lösung zwischen dem Außenrad 4B und dem ersten Planetenrad 10 sowie zwischen dem Außenrad 7 und dem zweiten Planetenrad 11. Dabei wird die Nockenwelle 2 bezüglich der Drehphase relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 leicht verschoben, selbst wenn die Phasenhaltesteuerung ausge führt wird.

Daher ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Feder kupplung 14 um die Trommel 4C des Eingangsradelements 4 und die Ausgangstrommel 5 gewunden, um dadurch die Verbindung zwi schen der Trommel 4C und der Ausgangstrommel 5 stationär zu halten.

In diesem Fall ist die Federkupplung 14 eine rechtsgängige Spule. Daher nimmt die Federkupplung 14, wenn das Eingangsra delement 4 sich einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 1 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 3 dreht, das Drehmo ment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurch messer unter einer Drehmomentbedingung verringert, welche durch den folgenden Ausdruck (1) ausgedrückt ist:

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 1 ≧ Winkelge schwindigkeit der Nockenwelle 2 (1)

Unter dieser Bedingung windet sich die Federkupplung 14 fest um die Ausgangstrommel 5 (Folger), um dadurch die Verbin dung zwischen der Trommel 4C des Eingangsradelements 4 und der Ausgangstrommel 5 stationär zu halten.

Beispielsweise dreht sich bei der oben erwähnten Nacheil winkelsteuerung mit dem Planetengetriebe 3 die Trommel 4C des Eingangsradelements 4 in der Richtung A in Fig. 5 schneller als die Ausgangstrommel 5. Daher nimmt die Federkupplung 14 das Drehmoment in der Richtung auf, um deren Spulendurchmesser zu verringern, wenn die Kupplungsausrückvorrichtung 16 außer Betrieb gesetzt wird. Dabei windet sich die Federkupplung 14 fest um die Ausgangstrommel 5 (Folger), um dadurch den Bereich zwischen der Trommel 4C des Eingangsradelements 4 und der Aus gangstrommel 5 stationär zu halten.

Folglich ist die Nockenwelle 2 bezüglich der Drehphase re lativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 feststehend, wenn die Drehmomentbedingung des Ausdrucks (1) erfüllt ist. Dadurch wird, wie in Tabelle 1 dargestellt, die Phasenhaltesteuerung ausgeführt. In diesem Zustand befindet sich das Außenrad 7 der Nockenwelle 2 in Eingriff mit dem zweiten Planetenrad 11. Zahnflanken des Außenrads 7 und des zweiten Planetenrads 11 bleiben miteinander in Kontakt. Dadurch hält selbst dann, wenn das wechselnde Drehmoment (zwischen positiv und negativ), dar gestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 2 angewandt wird, die Federkupplung 14 die Verbindung zwischen der Trommel 4C und der Ausgangstrommel 5 stationär. Das heißt, diese Anordnung verhindert vorzugsweise Probleme, welche durch das Spiel be wirkt werden, und unterdrückt jegliche Hämmergeräusche zwi schen den Zahnflanken, welche auftreten können, wenn das wech selnde Drehmoment angewandt wird.

Tabelle 1

Um die Kupplungsausrückvorrichtung 16 für die Nacheilwin kelsteuerung, wie in Tabelle 1 dargestellt, durch rechtzeiti ges Magnetisieren der Kupplungssteuerspule 16A zu betätigen, wird das Bremsdrehmoment auf die Kupplungssteuerscheibe 15 in der Richtung E in Fig. 5 angewandt. Unter dieser Bedingung des angewandten Bremsdrehmoments dreht sich die Kupplungssteuer scheibe 15 langsamer als die Federkupplung 14. Daher bewegt die Aussparung 15C der Kupplungssteuerscheibe 15 den Haken 14A der Federkupplung 14 in der Richtung E relativ zu einer Aus gangsposition des Hakens 14A.

Dabei wird die Federkupplung 14 auf der Seite des Hakens 14A leicht von der Außenfläche 4C des Eingangsradelements 4 entfernt, um dadurch ein Lösen der stationären Verbindung zwi schen der Trommel 4C und der Ausgangstrommel 5 zu ermöglichen.

Dabei drehen sich die Trommel 4C und die Ausgangstrommel 5 re lativ zueinander. Dadurch hebt die Federkupplung 14 die Drehmomentübertragung auf. Dies bedeutet, daß das Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 1 nicht auf die Nockenwelle 2 übertragen wird. So eilt die Nockenwelle 2 bezüglich der Dreh phase relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 nach.

Hingegen wird, wie aus Tabelle 1 ersichtlich, die So lenoidbremse 13 für die oben erwähnte Voreilwinkelsteuerung betätigt. Dann dreht sich die mit der Nockenwelle 2 einstücki ge Ausgangstrommel 5 in der Richtung in Voreilung bezüglich der Drehphase relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 und dem Eingangsradelement 4. Dadurch nimmt die Federkupplung 14 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulen durchmesser unter einer durch den folgenden Ausdruck (2) be schriebenen Drehmomentbedingung vergrößert (Richtung D in Fig. 5):

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 1 < Winkelge schwindigkeit der Nockenwelle 2 (2)

Die Federkupplung 14 ist leicht von der Außenfläche der Ausgangstrommel entfernt, um dadurch zu ermöglichen, daß sich die Trommel 4C des Eingangsradelements 4 und die Ausgangstrom mel 5 voneinander lösen. Dabei drehen sich die Trommel 4C und die Ausgangstrommel 5 relativ zueinander. So eilt die Drehpha se der Nockenwelle 2 relativ zu derjenigen des angetriebenen Zahnrads 1 voraus.

Ferner wird, wenn die Drehphase der Nockenwelle 2 relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 um einen vorbestimmten Winkel vorauseilt, die Bremskraft mit der Solenoidbremse 13 gelöst, so daß die Federkupplung 14 die Verbindung zwischen der Trom mel 4C und der Ausgangstrommel 5 in dem Voreilungszustand sta tionär hält. Dadurch wird erneut die Phasenhaltesteuerung zum Halten der Drehphase der Nockenwelle 2 relativ zu derjenigen des angetriebenen Zahnrads 1 ausgeführt.

Bei dem derart angeordneten ersten erfindungsgemäßen Aus führungsbeispiel wird die Drehphase der Nockenwelle 2 relativ zu derjenigen des angetriebenen Zahnrads 1 durch Verwenden des Planetengetriebes 3, der Solenoidbremse 13, der Federkupplung 14, der Kupplungssteuerscheibe 15 und der Kupplungsausrückvor richtung 16 veränderlich gesteuert. Dies ermöglicht ein genau es Ausführen der Drehphasensteuerung zwischen dem angetriebe nen Zahnrad 1 und der Nockenwelle 2 für den Nacheilwinkelzu stand, den Voreilwinkelzustand und den Haltezustand.

Ferner wird durch stabiles Halten der Drehphasen zwischen dem angetriebenen Zahnrad 1 und der Nockenwelle 2 durch die Federkupplung 14 eine Verringerung der Spannkraft der Feder kupplung 14 verhindert (die Spannkraft tendiert zu einer Ver ringerung durch das wechselnde Drehmoment während des Öff nungs- und des Schließzustands des Ventils). Das Auftreten jeglicher Geräusche infolge von Drehmomentschwankungen wird verhindert, eine leichte Verschiebung der Drehphase der Noc kenwelle 2 relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 1 wird verhin dert.

Fig. 7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Federkupplungen verwendet, um die Dreh phasenhaltesteuerung zum Halten der Verbindung zwischen einem angetriebenen Zahnrad 21 und einer Nockenwelle 22 weiter zu stabilisieren. Ferner wird eine genaue Umschaltsteuerung zwi schen dem Haltezustand, dem Nacheilwinkelzustand und dem Vor eilwinkelzustand ausgeführt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind Elemente, welche die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Daher werden wiederhol te Erläuterungen für die gleichen Elemente bei dem gleichen Ausführungsbeispiel ausgelassen.

Das als Rotor dienende angetriebene Zahnrad 21 weist den gleichen Aufbau wie das angetriebenen Zahnrad 1 beim ersten Ausführungsbeispiel auf. Die Nockenwelle 22 weist beinahe den gleichen Aufbau wie die Nockenwelle 2 beim ersten Ausführungs beispiel auf und umfaßt einen Abschnitts 2A kleinen Durchmes sers.

Die Nockenwelle 22 weist an einer unteren Endposition des Abschnitts 22A kleinen Durchmessers eine kreisförmige Trommel 22A auf. Die Trommel 22B weist einen Außendurchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trommel 26B eines Eingangsradelements 26 ist. Eine erste Federkupplung 34 ist an der Trommel 22B und der Trommel 26B angebracht und er möglicht, daß die Trommel 22B und die Trommel 26B zueinander stationär gehalten und voneinander gelöst werden.

Eine Ausgangstrommel 23 bildet einen Abschnitt der Nocken welle 22. Die Ausgangstrommel 23 ist an einem Kopfende des Ab schnitts 22A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 22 mittels einer Schraube 24 befestigt, so daß sich diese einstückig mit der Nockenwelle 22 dreht. Die Ausgangstrommel 23 weist einen Außendurchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich demjeni gen einer Trommel 27B eines Ausgangsradelements 27 ist. Eine zweite Federkupplung 36 ist an der Ausgangstrommel 23 und der Trommel 27B angebracht und ermöglicht, daß die Ausgangstrommel 23 und die Trommel 27B zueinander stationär gehalten und von einander gelöst werden.

Ein Planetengetriebe 25 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 21 und der Nockenwelle 22 angeordnet. Das Planetenge triebe 25 dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränder lichen Steuern der Drehphase der Nockenwelle 22 relativ zu derjenigen des angetriebenen Zahnrads 21. Das Planetengetriebe 25 dient ferner als Haltekraftgenerator für die erste Feder kupplung 34 und die zweite Federkupplung 36. Das Planetenge triebe 25 ist aufgebaut aus dem Eingangsradelement 26, dem Ausgangsradelement 27, einem Träger 28, einem Paar von ersten Planetenrädern 30 und einem Paar von zweiten Planetenrädern 32.

Das Eingangsradelement 26 dient als erstes Drehelement des Planetengetriebes 25. Das Eingangsradelement 26 ist zu einem Stufenzylinder ausgebildet. Das Eingangsradelement 26 ist über Lager drehbar um einen Außenumfang des Abschnitts 22A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 22 angeordnet. Um einen Außenum fang des Eingangsradelements 26 ist ein kreisförmiger Flansch 26A vorgesehen. Das angetriebenen Zahnrad 21 ist mittels Schrauben an dem Flansch 26A befestigt.

Das Eingangsradelement 26 dreht sich einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 21 um den Außenumfang des Abschnitts 22A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 22. Ferner sind um den Außenumfang des Eingangsradelements 26 ein Außenrad 26C und die Trommel 26B einer Kreisform derart vorgesehen, daß zwi schen diesen der Flansch 26A in der Axialrichtung liegt. Das Außenrad 26C dient als erstes Rad.

Das Außenradelement 27 dient als zweites Drehelement des Planetengetriebes 25. Das Ausgangsradelement 27 ist zu einem Stufenzylinder ausgebildet. Das Ausgangsradelement 27 ist über Lager und ähnliches um den Außenumfang des Abschnitts 22A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 22 angeordnet. Um einen Außenumfang des Außenradelements 27 sind ein Außenrad 27A und die Trommel 27B einer Kreisform vorgesehen, welche sich in Axialrichtung voneinander in Abstand befinden. Das Außenrad 27A dient als zweites Rad.

Der Träger 28 dient als drittes Drehelement des Planeten getriebes 25. Ebenso wie der Träger 8 beim ersten Ausführungs beispiel weist der Träger 28 ein Wellenlager 28A und eine Scheibe 28B auf. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, weist die Schei be 28B ein Paar von Aussparungen 28C auf, zwischen welchen sich das Wellenlager 28A befindet. Jede der Aussparungen 26C ist zu einem Kreisbogen gestaltet.

Der Träger 28 ist über Lager und ähnliches drehbar um den Außenumfang des Abschnitts 22A kleinen Durchmessers der Noc kenwelle 22 angeordnet. Ein Paar von Planetenwellen 29 ist drehbar an dem Wellenlager 28A angebracht. Jede der Planeten wellen 29 weist ein erstes und ein zweites Ende auf, welche aus dem Wellenlager 28A des Trägers 28 vorstehen. Das erste Ende der Planetenwelle 29 ist mit dem ersten Planetenrad 30 integriert. Das zweite Ende der Planetenwelle 29 ist mit dem zweiten Planetenrad 31 integriert.

Das Paar von ersten Planetenrädern 30 befindet sich in Eingriff mit dem Außenrad 26C des Eingangsradelements 26 und überträgt ein Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 21 auf die Planetenradwelle 29. Die zweiten Planetenräder 31 befinden sich in Eingriff mit dem Außenrad 27A des Ausgangsradelements 27 und übertragen das Drehmoment von Planetenwelle 29 auf das Ausgangsradelement 27.

Ferner weisen die zweiten Planetenräder 31 eine größere Anzahl von Zähnen auf als die ersten Planetenräder 30. Die Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 30 und 31 bewirkt eine erhöhte Ge schwindigkeit, wie folgt: wenn eine Solenoidbremse 33 eine Drehung des Trägers 28 bremst, so wird ermöglicht, daß sich das Ausgangsradelement 27 um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 30 und 31 schneller dreht als das Eingangsradelement 26 (angetriebenes Zahnrad).

Eine Freilaufkupplung 32 ist zwischen dem Abschnitts 22A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 22 und dem Träger 28 an geordnet. Die Freilaufkupplung 32 verhindert, daß der Träger 28 eine Drehung in einer Richtung C (im Uhrzeigersinn) in Fig. 8 relativ zu der Nockenwelle 22 ausführt, und ermöglicht, daß der Träger 28 eine Drehung in der Richtung gegen den Uhrzei gersinn relativ zur Nockenwelle 22 ausführt.

Die Solenoidbremse 33 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt und dient als Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung. Ebenso wie die Solenoidbremse 13 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Solenoidbremse 33 eine Bremsensteuerspule 33A und ein Paar von Dämpfern 33B auf.

Die erste Federkupplung 34 ist um die Trommel 22B der Noc kenwelle 22 und die Trommel 26B des Eingangsradelements 26 ge wunden. Ebenso wie die Federkupplung 14 gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel ist die erste Federkupplung 34 eine rechts gängige Spule. Die erste Federkupplung 34 umfaßt eine erste Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 26B gewunden ist, und eine zweite Seite, welche um einen Außenumfang der Trommel 22B gewunden ist. An einem Ende der zweiten Seite der ersten Federkupplung 34 ist ein Haken 34A vorgesehen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht.

Die erste Federkupplung 34 ist die rechtsgängige Spule. Daher nimmt die erste Federkupplung 34, wenn das Eingangsrade lement 26 sich einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 21 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 8 dreht, ein Drehmo ment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurch messer unter einer den nachfolgenden Ausdruck (3) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 21 < Winkel geschwindigkeit der Nockenwelle 22 (3)

Die erste Federkupplung 34 befindet sich geringfügig in Abstand von einer Außenfläche der Trommel 26B. Die erste Fe derkupplung 34 ermöglicht daher, daß die Trommel 26B des Ein gangsradelements 26 und die Trommel 22B der Nockenwelle 22 voneinander gelöst werden. Folglich können sich die Trommel 26B und die Trommel 22B relativ zueinander drehen.

Im Gegensatz dazu, nimmt die erste Federkupplung 34, wenn sich die Nockenwelle 22 in einer Richtung in Voreilung bezüg lich der Drehphase relativ zu dem angetriebenen Zahnrad 21 und dem Eingangsradelement 26 dreht, ein Drehmoment in einer Rich tung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den nachfolgenden Ausdruck (4) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 22 ≧ Winkelgeschwindig keit des angetriebenen Zahnrads 21 (4)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 34 fest um die Trommel 22B und die Trommel 26B, um dadurch die Verbindung zwischen der Trommel 22B und der Trommel 26B stationär zu hal ten.

Eine erste Kupplungssteuerscheibe 35 ist um einen Außenum fang der ersten Federkupplung 34 mit einem kleinen Zwischen raum zwischen diesen angeordnet. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, umfaßt die erste Kupplungssteuerscheibe 35 eine kreisförmige Scheibe 35A und einen Zylinder 35B, welcher ausgehend von ei nem Innenumfang der Scheibe 35A in Axialrichtung verläuft. Der Zylinder 35B der ersten Kupplungssteuerscheibe 35 befindet sich derart in Eingriff mit dem Außenumfang der ersten Feder kupplung 33, daß zwischen diesen ein Spiel existiert.

Die erste Kupplungssteuerscheibe 35 weist eine kleine Aus sparung 35C an einer Kante (Ecke) auf, welche zwischen der Scheibe 35A und dem Zylinder 35B definiert ist. Die Aussparung 35C weist einen zu einem rechtwinkligen "U" gestalteten Quer schnitt auf. In die Aussparung 35C greift ein Haken 34A der ersten Federkupplung 34 ein. Die erste Kupplungssteuerscheibe 35 dreht sich einstückig mit der ersten Federkupplung 34 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) bis die Bremskraft durch ei ne erste Kupplungsausrückvorrichtung 38 auf die erste Kupp lungssteuerscheibe 35 angewandt wird.

Sobald die Bremskraft auf die erste Kupplungssteuerscheibe 35 durch die erste Kupplungsausrückvorrichtung 38 angewandt wird, nimmt die erste Kupplungssteuerscheibe 35 das Bremsdrehmoment in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn auf. Dadurch ermöglicht die Aussparung 35C der ersten Kupplungs steuerscheibe 35, daß der Haken 34A der ersten Federkupplung 34 eine Bewegung in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn rela tiv zu dem anderen Abschnitt der ersten Federkupplung 34 aus führt. Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 34 in der Nähe des Hakens 34A geringfügig von der Außenfläche der Trom mel 22B, so daß die erste Federkupplung 34 ein Lösen der Noc kenwelle 22 von dem Eingangsradelement 26 ermöglicht. Folglich drehen sich die Nockenwelle 22 und das Eingangsradelement 26 relativ zueinander.

Die zweite Federkupplung 36 einer rechtsgängigen Spule ist um die Trommel 27B des Ausgangsradelements 27 und die Ausgang strommel 23 gewunden. Die zweite Federkupplung 36 umfaßt eine erste Seite, welche um einen Außenumfang der Ausgangstrommel 23 gewunden ist und eine zweite Seite, welche um einen Außen umfang der Trommel 27B des Ausgangsradelements 27 gewunden ist. An einem Ende der zweiten Seite der zweiten Federkupplung 36 ist ein Haken 36A vorgesehen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht.

Die zweite Federkupplung 36 ist eine rechtsgängige Spule. Daher nimmt die zweite Federkupplung 36, wenn sich das Aus gangsradelement in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 8) dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den nachfolgenden Ausdruck (5) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Ausgangsradelements 27 ≧ Winkelge schwindigkeit der Nockenwelle 22 (5)

Dabei windet sich die zweite Federkupplung 36 um die Aus gangstrommel 23 (Folger), um dadurch die Verbindung zwischen der Trommel 27B des Ausgangsradelements 27 und der Ausgang strommel 23 stationär zu halten.

Im Gegensatz dazu, nimmt die zweite Federkupplung 36, wenn sich die Ausgangstrommel 23 in einer Richtung in Voreilung be züglich der Drehphase relativ zu dem Ausgangsradelement 27 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den nachfolgenden Ausdruck (6) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit der Ausgangstrommel 23 < Winkelgeschwin digkeit des Ausgangsradelements 27 (6)

Dabei befindet sich die zweite Federkupplung 36 in gering fügigem Abstand von der Außenfläche der Ausgangstrommel 23. Die zweite Federkupplung 36, ermöglicht, daß die Ausgangstrom mel 23 und die Trommel 27B des Ausgangsradelements 27 vonein ander gelöst werden. Die Ausgangstrommel 23 und die Trommel 27B drehen sich relativ zueinander.

Eine zweite Kupplungssteuerscheibe 37 ist um einen Außen umfang der zweiten Federkupplung 36 mit einem kleinen Zwi schenraum zwischen diesen angeordnet. Wie aus Fig. 9 ersicht lich, weist die zweite Kupplungssteuerscheibe 37 einen zu ei nem "T" geformten Querschnitt auf. Die zweite Kupplungssteuer scheibe 37 weist eine kreisförmige Scheibe 37A und einen Zy linder 37B auf, welcher in der Axialrichtung verläuft. Der Zy linder 37B der zweiten Kupplungssteuerscheibe 37 befindet sich derart in Eingriff mit dem Außenumfang der zweiten Federkupp lung 36, daß ein Spiel zwischen diesen existiert.

Der Zylinder 37B weist an einem Ende davon eine kleine Aussparung 37C auf. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, greift in die Aussparung 37C ein Haken 36A der zweiten Federkupplung 36 ein. Die zweite Kupplungssteuerscheibe 37 dreht sich einstückig mit der zweiten Federkupplung 36 in der Richtung im Uhrzeigersinn, bis die Bremskraft durch eine zweite Kupplungsausrückvorrich tung 39 auf die zweite Steuerscheibe 37 angewandt wird.

Sobald die Bremskraft durch die zweite Kupplungsausrück vorrichtung 39 auf die zweite Kupplungssteuerscheibe 37 ange wandt wird, nimmt die zweite Kupplungssteuerscheibe 37 das Bremsdrehmoment in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn auf.

Dadurch ermöglicht die Aussparung 37C, daß der Haken 36A der zweiten Federkupplung 36 eine Bewegung in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn relativ zu dem anderen Abschnitt der zweiten Federkupplung 36 ausführt. Dabei entfernt sich die zweite Fe derkupplung 36 in der Nähe des Hakens 36A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 27B des Ausgangsradelements 27. Dabei ermöglicht die zweite Federkupplung 36, daß die Trommel 27B und die Ausgangstrommel 23 voneinander gelöst werden. Folglich können sich die Trommel 27B und die Ausgangstrommel 23 relativ zueinander drehen. Jede der ersten und der zweiten Kupplungs ausrückvorrichtung 38 und 39 ist an dem Tragrahmen 12 befe stigt. Die erste Kupplungsausrückvorrichtung 38 und die erste Kupplungssteuerscheibe 35 bilden eine erste Kupplungsausrück einrichtung, während die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 39 und die zweite Kupplungssteuerscheibe 36 eine zweite Kupp lungsausrückeinrichtung bilden. Ebenso wie die Kupplungsaus rückvorrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weisen die erste und die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 38 und 39 jeweils eine Kupplungssteuerspule 38A bzw. 39A auf.

Ein Anschlagstift 40 ist an dem Abschnitts 22A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 22 angebracht. Der Anschlagstift 40 steht in Radialrichtung ausgehend von einem unteren Ende des Abschnitts 22A kleinen Durchmessers nach außen vor und kann in Eingriff mit einem Innenumfang des Eingangsradelements 26 gebracht werden. Der Anschlagstift 40 steuert die Drehung der Nockenwelle 22 relativ zu dem Eingangsradelement 26 inner halb eines vorbestimmten Winkelbereichs, um dadurch die maxi malen Phasendifferenzen der Nockenwelle 22 zu dem angetriebe nen Zahnrad 21 für die Nacheilwinkelsteuerung und die Voreil winkelsteuerung zu bestimmen.

Das zweite Ausführungsbeispiel gewährleistet im wesentli chen die gleichen Wirkungsweisen und Vorteile wie jene des er sten Ausführungsbeispiels. Unten sind Einzelheiten über die Wirkungsweisen und Vorteile des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung offenbart.

Zuerst wird, wenn die Bremsensteuerspule 33A der Solenoid bremse 33 magnetisiert wird, wie aus Tabelle 2 ersichtlich, und wenn das angetriebene Zahnrad 21 sich in der Richtung 8 (im Uhrzeigersinn) in Fig. 8 dreht, die Drehung des angetrie benen Zahnrads 21 von dem Außenrad 26C des Eingangsradelements 26 auf die ersten Planetenräder 30 übertragen. Die ersten Pla netenräder 30 drehen sich auf den Planetenwellen 29 und drehen sich um das Eingangsradelement 26. Die Drehkraft der ersten Planetenräder 30 wird auf den Träger 28 als Drehmoment über tragen.

Unter dieser Bedingung nimmt die erste Federkupplung 34 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher deren Spulen durchmesser unter der den Ausdruck (3) erfüllenden Drehmoment bedingung sich vergrößert. Dabei entfernt sich die erste Fe derkupplung 34 geringfügig von der Außenfläche der Trommel 26B des Eingangsradelements 26, um dadurch eine Drehung des Ein gangsradelements 26 und der Nockenwelle 22 relativ zueinander zu ermöglichen.

Jedoch verhindert die zwischen der Nockenwelle 22 und dem Träger 28 angeordnete Freilaufkupplung 32 eine Drehung des Trägers 28 in Richtung des Uhrzeigersinns relativ zur Nocken welle 22. Dadurch führen die ersten und die zweiten Planeten räder 30 und 31 lediglich Drehungen aus, ohne daß diese Umdre hungen ausführen. Dabei wird die Drehung der zweiten Planeten räder 31 auf das Ausgangsradelement 27 über das Außenrad 27A übertragen.

Ferner wird die Drehung des Außenradelements 27 als Drehmoment in der Richtung übertragen, in welcher sich der Spulendurchmesser der zweiten Federkupplung 36 unter der den Ausdruck (5) erfüllenden Bedingung verringert. Die zweite Fe derkupplung 36 windet sich fest um die Ausgangstrommel 23 (Folger), um dadurch die Verbindung zwischen der Trommel 27B des Ausgangsradelements 27 und der Ausgangstrommel 23 statio när zu halten.

Die zweiten Planetenräder 31 weisen eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 30 auf. Daher drehen die zweiten Planetenräder 31 die Nockenwelle 22 um eine Ge schwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen schneller als die ersten Planetenräder 30 das ange triebene Zahnrad 21 drehen. Wenn die Drehung der mit dem Au ßenradelement 27 einstückigen Nockenwelle in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 1 sogar etwas schneller ist als diejeni ge des angetriebenen Zahnrads 21, so nimmt die erste Feder kupplung 34 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher de ren Spulendurchmesser unter der den Ausdruck (4) erfüllenden Drehmomentbedingung sich verringert. Dabei windet sich die er ste Federkupplung 34 fest um den Bereich zwischen der Trommel 22B und der Trommel 26B, um dadurch die Trommel 22B und die Trommel 26B stationär zu halten.

Folglich dreht sich die Nockenwelle 22 einstückig mit dem Ausgangsradelement in der Richtung im Uhrzeigersinn, und die Drehung des angetriebenen Zahnrads 21 wird über das Planeten getriebe 25 und die zweite Federkupplung 36 auf die Nockenwel le 22 übertragen. Während dieser Phase dreht sich die Nocken welle 22 einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 21, während die Drehphase der Nockenwelle 22 relativ zum angetriebenen Zahnrad 21 gehalten wird (Phasenhaltesteuerung).

Tabelle 2

In diesem Zustand befindet sich das Außenrad 26C in Ein griff mit den ersten Planetenrädern 30, während sich das Au ßenrad 27A in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 31 be findet. Die Zahnflanken der Außenräder 26C und 27A bleiben je weils mit denjenigen der ersten und der zweiten Planetenräder 30 und 31 in Kontakt, und die erste und die zweite Federkupp lung 34 und 36 sind beide in den stationären Verbindungszu stand versetzt. Dadurch werden, selbst wenn das wechselnde Drehmoment (zwischen positiv und negativ), dargestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 22 angewandt wird, die erste und die zweite Federkupplung 34 und 36 weiterhin stationär miteinander gehalten. Das heißt, diese Anordnung verhindert vorzugsweise Probleme, welche durch das Spiel bewirkt werden und unter drückt jegliches Hämmergeräusch zwischen den Zahnflanken, wel ches bei Anwenden des wechselnden Drehmoments auftritt.

Als nächstes ermöglicht die Aussparung 27C, wenn die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 39 unter dieser Bedingung betätigt wird, um das Bremsdrehmoment auf die zweite Kupplungssteuer scheibe 37 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn anzuwenden, daß der Haken 36A der zweiten Federkupplung 36 eine Bewegung relativ zu dem anderen Abschnitt der zweiten Federkupplung 36 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn ausführt. Daher wird der Haltezustand durch die zweite Federkupplung 36 gelöst, und das Drehmoment wird nicht zwischen der Trommel 27B des Aus gangsradelements 27 und der Ausgangstrommel 23 übertragen.

Folglich wird, wenn die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 39 in Betrieb ist, das Drehmoment von dem angetriebenen Zahn rad 21 nicht auf die Nockenwelle 22 über das Planetengetriebe 25 übertragen, und die erste Federkupplung 34 wird unter der den Ausdruck (3) erfüllenden Drehmomentbedingung ausgerückt. So eilt die Nockenwelle 22 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad nach. Ein Aufheben des Betriebs der zweiten Kupplungsausrückvorrichtung 39 erreicht eine automati sche Wiederherstellung der Phasenhaltesteuerung.

Als nächstes dreht sich, wenn die Bremsensteuerspule 33A der Solenoidbremse 33 magnetisiert wird, wie in Tabelle 2 dar gestellt, um das Drehmoment (Bremskraft) auf den Träger 28 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 8 anzuwenden, die Nockenwelle 22 um die Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Zähnedifferenz zwischen den ersten und den zweiten Plane tenrädern 30 und 31 schneller als das Eingangsradelement 26.

In diesem Zustand wird, wenn die erste Kupplungsausrückvor richtung 38 betätigt wird, das Bremsdrehmoment auf die erste Kupplungssteuerscheibe 35 in der Richtung gegen den Uhrzeiger sinn in Fig. 9 angewandt. Dabei entfernt sich die erste Feder kupplung 34 in der Nähe des Hakens 34A geringfügig von der Au ßenfläche der Trommel 22B, um dadurch ein Lösen der Nockenwel le 22 und des Eingangsradelements 26 voneinander zu ermögli chen.

Dadurch dreht sich die Nockenwelle 22 um die Geschwindig keitsdifferenz entsprechend der Zähnedifferenz zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 30 und 31 schneller als das Eingangsradelement 26. Folglich eilt die Nockenwelle 22 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 21 voraus. Anschließend erreicht ein Aufheben des Betriebs der ersten Kupplungsausrückvorrichtung 38 die automatische Wieder herstellung der Phasenhaltesteuerung.

Fig. 19 bis 13 zeigen das Ventilsteuersystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Federkupplungen verwendet, um die Drehphasenhaltesteuerung weiter zu stabilisieren. Ferner wird eine der Federkupplungen als Freilaufkupplung verwendet. Das Ventilsteuersystem des dritten Ausführungsbeispiel weist einen einfachen Aufbau auf. Eine genaue Umschaltsteuerung der Drehphase wird zwischen dem Haltezustand, dem Nacheilwinkelzustand und dem Voreilwinkelzu stand ausgeführt. Die Element, welche gleich den Elementen beim ersten Ausführungsbeispiel sind, weisen die gleichen Be zugszeichen auf. Daher werden wiederholte Erläuterungen für die gleichen Elemente bei dem dritten Ausführungsbeispiel aus gelassen.

Das als Rotor dienende angetriebene Zahnrad 51 weist einen Aufbau auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen des Zahnrads 1 beim ersten Ausführungsbeispiel ist.

Eine Nockenwelle 52 weist beinahe den gleichen Aufbau wie die Nockenwelle 2 beim ersten Ausführungsbeispiel auf. Ferner weist die Nockenwelle 52 einen Stufenabschnitt 52A mit einer Vielzahl von Stufenabschnitten auf. Der Durchmesser des Stu fenabschnitts 52A wird in einer Richtung hin zu einem Kopfende der Nockenwelle 52 stufenweise kleiner.

Eine Ausgangstrommel 53 bildet einen Abschnitt der Nocken welle 52. Die Ausgangstrommel 53 ist am Kopfende des Stufenab schnitts 52A der Nockenwelle 52 mittels einer Schraube 54 be festigt, und daher dreht sich die Ausgangstrommel 53 einstüc kig mit der Nockenwelle 52. Die M 53 weist einen Außendurch messer auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trommel 58C eines Außenradelements 58 ist. Eine zweite Feder kupplung 65 ist um die Ausgangstrommel 53 und die Trommel 58C angebracht, um zu ermöglichen, daß die Ausgangstrommel 53 sta tionär zu der Trommel 58C gehalten und von der Trommel 58C ge löst wird.

Eine einen Abschnitt der Nockenwelle 52 bildende Ringtrom mel 55 ist zwischen einem Eingangsradelement 57 und einem Trä ger 59 angeordnet. Die Ringtrommel 55 ist um einen Außenumfang des Stufenabschnitts 52A befestigt. Die Ringtrommel 55 weist einen Außendurchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trommel 57B und einer Trommel 59C ist. Die erste Federkupplung 64 ist um die Trommel 57B, die Ringtrommel 55 und die Trommel 59C angebracht, um zu ermöglichen, daß die Ringtrommel 55 stationär zu den Trommel 57B und 59C gehalten und von den Trommeln 57B und 59C gelöst wird.

Ein Planetengetriebe 56 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 51 und der Nockenwelle 52 angeordnet. Das Planetenge triebe 56 dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränder lichen Steuern von Drehphasen. Das Planetengetriebe 56 dient ferner als Haltekraftgenerator für die erste Federkupplung 64 und die zweite Federkupplung 65. Das Planetengetriebe 56 um faßt das Eingangsradelement 57, das Ausgangsradelement 58, den Träger 59, ein Paar von ersten Planetenrädern 61 und ein Paar von zweiten Planetenrädern 62.

Das als erstes Drehelement des Planetengetriebes 56 dienen de Eingangsradelement 57 ist zu einem Ring mit einem Quer schnitt ausgebildet, welcher zu einem rechtwinkligen "U" ge formt ist, wie in Fig. 12 dargestellt. Das Eingangsradelement 57 ist drehbar um den Außenumfang des Stufenabschnitts 52A der Nockenwelle 52 angeordnet. Das Eingangsradelement 57 ist mit tels Schrauben an dem angetriebenen Zahnrad 51 befestigt. Das Eingangsradelement 57 dreht sich einstückig mit dem angetrie benen Zahnrad 51 um dem Außenumfang des Stufenabschnitts 52A der Nockenwelle 52. Ferner weist das Eingangsradelement 57 ein Innenrad 57A und eine Trommel 57B auf, welche freien Enden des U-förmigen Querschnitts entsprechen. Das als ein erstes Rad dienende Innenrad 57A ist an einem Außenumfang des Eingangsra delements 57 derart vorgesehen, daß es hin zu dem Stufenab schnitt 52A vorsteht. Die Trommel 57B drehbar an dem Stufenab schnitt 52A angeordnet.

Das Ausgangsradelement 58 dient als zweites Drehelement des Planetengetriebes 56. Das Ausgangsradelement 58 ist zu einem Ring mit einem Querschnitt ausgebildet, welcher zu einem rechtwinkligen "S" geformt ist. Das Außenradelement 58 ist drehbar um den Außenumfang des Stufenabschnitts 52A der Noc kenwelle 52 angeordnet. Ferner weist das Außenradelement 58 ein Innenrad 58A, die Trommel 58C und eine erste Kupplungsver tiefung 58B, definiert zwischen dem Innenrad 58A und der Trom mel 58C, auf. Das als ein zweites Rad dienende Innenrad 58A ist an einem Außenabschnitt des Ausgangsradelements 58 derart vorgesehen, daß dieses hin zu dem Stufenabschnitt 52A vor steht. Die Trommel 58C ist drehbar an dem Stufenabschnitt 52A angeordnet. Das Innenrad 58A des Ausgangsradelements 58 weist eine Anzahl von Zähnen auf, welche im wesentlichen gleich der jenigen des Innenrads 57A des Eingangsradelements 57 ist.

Die erste Kupplungsvertiefung 58B ist an dem Ausgangsrade lement 58 derart ausgebildet, daß ein zylindrischer Raum defi niert ist, dessen Innendurchmesser generell der gleiche wie der Innendurchmesser der Ausgangstrommel 53 ist. Die Trommel 58C ist an einer Innenseite der ersten Kupplungsvertiefung 58B angeordnet. In der ersten Kupplungsvertiefung 58B sind ein zweites Ende der zweiten Federkupplung 65 und ein zweites Ende eines Zylinders 66B einer Kupplungssteuerscheibe 66 vorgese hen.

Der Träger 59 dient als drittes Drehelement des Planetenge triebes 56. Der Träger 59 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Träger 8 beim ersten Ausführungsbeispiel auf. Um einen Außenumfang des Trägers 59 ist eine Scheibe 59A ein stückig mit dem Träger 59 ausgebildet. Ferner weist der Träger 59 eine zweite Kupplungsvertiefung 59B auf. Ein Innenumfang der zweiten Kupplungsvertiefung 59B dient als eine Trommel 59C. Die zweite Kupplungsvertiefung 59B weist darin ein erstes Ende der ersten Federkupplung 64 auf.

Der Träger 59 ist drehbar um den Außenumfang des Stufenab schnitts 52A der Nockenwelle 52 angeordnet. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist ein Paar von Planetenwellen 60 drehbar an dem Träger 59 angebracht. Jede der Planetenwellen 60 weist ein er stes und ein zweites Ende auf, welche ausgehend von dem Träger 59 vorstehen. Das erste Ende der Planetenwelle 60 ist mit dem ersten Planetenrad 61 integriert. Das zweite Ende der Plane tenwelle 60 ist mit dem zweiten Planetenrad 62 integriert.

Die ersten Planetenräder 61 befinden sich in Eingriff mit dem Innenrad 57A des Eingangsradelements 57 und übertragen ein Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 51 auf die Planeten welle 60. Die zweiten Planetenräder 62 befinden sich in Ein griff mit dem Innenrad 58A des Ausgangsradelements 58 und übertragen das Drehmoment von der Planetenwelle 60 auf das Ausgangsradelement 58.

Ferner weisen die zweiten Planetenräder 62 eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 61 auf. Die Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 61 und 62 bewirkt eine erhöhte Ge schwindigkeit, wie folgt: Wenn eine Solenoidbremse 63 die Dre hung des Trägers 59 bremst, so wird ermöglicht, daß sich das Ausgangsradelement 58 um eine Geschwindigkeitsdifferenz ent sprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den er sten und den zweiten Planetenrädern 61 und 62 schneller als das Eingangsradelement 57 (angetriebene Zahnrad 51) dreht.

Die Solenoidbremse 63 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt und dient als Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung. Ebenso wie die Solenoidbremse 13 gemäß dem ersten 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010037942 00004 99880Ausführungsbeispiel weist die Solenoidbremse 63 eine Bremsensteuerspule 63A und ein Paar von Dämpfern 63B auf.

Die erste Federkupplung 64 ist um die Trommel 59C des Trä gers 59, die Ringtrommel 55 der Nockenwelle 52 und die Trommel 57B des Eingangsradelements 57 gewunden. Wie aus Fig. 13 er sichtlich, ist die erste Federkupplung 64 eine linksgängige Spule. Die erste Federkupplung 64 umfaßt eine erste Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 59C des Trägers 59 ge wunden ist, einen mittleren Abschnitt, welcher um den Außenum fang der Ringtrommel 55 der Welle 52 gewunden ist und eine zweite Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 57B des Eingangsradelements 57 gewunden ist.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich, weist die erste Federkupplung 64 einen Haken 64A auf, welcher in Radialrichtung nach außen auf der ersten Seite der ersten Federkupplung 64 vorsteht. Der Haken 64A ist mit dem Träger 59 in der zweiten Kupplungsver tiefung 59B verhakt. Wenn der Träger 59 ermöglicht, daß der Haken 64A der ersten Federkupplung 64 eine Bewegung relativ zu dem anderen Abschnitt der ersten Federkupplung 64 in einer Richtung G (gegen den Uhrzeigersinn) in Fig. 13 ausführt, so ermöglicht die erste Federkupplung 64 ein Lösen des Trägers 59 von der Ringtrommel 55 (Kurbelwelle 52). Folglich drehen sich der Träger 59 und die Ringtrommel 55 (Nockenwelle 52) relativ zueinander.

Die erste Federkupplung 64 ist eine linksgängige Spule. Daher nimmt die erste Federkupplung 64, wenn sich das Ein gangsradelement 57 einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 51 in einer Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 13 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spu lendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (7) erfül lenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 51 < Win kelgeschwindigkeit der Nockenwelle 52 (7)

Die erste Federkupplung 64 befindet sich geringfügig in Abstand von einer Außenfläche der Trommel 57B. Dabei ermög licht die erste Federkupplung 64, daß die Trommel 57B des Ein gangsradelements 57 von der Ringtrommel 55 der Nockenwelle 52 gelöst wird. Folglich drehen sich die Trommel 57B und die Ringtrommel 55 relativ zueinander.

Hingegen nimmt die erste Federkupplung 64, wenn sich der Träger 59 in einer Richtung in Voreilung bezüglich der Dreh phase relativ zur Ringtrommel 55 der Nockenwelle 52 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spu lendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (8) erfül lenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Trägers 59 ≧ Winkelgeschwindig keit der Ringtrommel 55 (8)

Die erste Federkupplung 64 windet sich fest um die Trommel 59C des Trägers 59 und die Ringtrommel 55, um dadurch die Ver bindung zwischen der Trommel 59C und der Ringtrommel 55 sta tionär zu halten.

Das heißt, die erste Federkupplung 64 dient als Freilauf kupplung zwischen dem Träger 59 und der Nockenwelle 52. Da durch verhindert die erste Federkupplung 64, daß der Träger 59 eine Drehung in einer Richtung A (im Uhrzeigersinn) relativ zur Nockenwelle 52 ausführt, und ermöglicht, daß der Träger 59 eine Drehung in der Richtung G (gegen den Uhrzeigersinn) rela tiv zur Nockenwelle 52 ausführt.

Die zweite Federkupplung 65 ist um die Trommel 58C des Ausgangsradelements 58 und der Ausgangstrommel 53 gewunden. Ebenso wie die Federkupplung 14 gemäß dem ersten Ausführungs beispiel ist die zweite Federkupplung 65 eine rechtsgängige Spule. Die zweite Federkupplung 65 umfaßt eine erste Seite, welche um einen Außenumfang der Außentrommel 53 gewunden ist, und eine zweite Seite, welche um einen Außenumfang der Trommel 58C in der ersten Kupplungsvertiefung 58B des Ausgangsradele ments 58 gewunden ist. An einem Ende der zweiten Seite der zweiten Federkupplung 65 ist ein Haken 65A vorgesehen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht.

Die zweite Federkupplung 65 ist die rechtsgängige Spule. Daher nimmt die zweite Federkupplung 65, wenn das Eingangsra delement 58 sich in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 11 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Aus druck (9) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Ausgangsradelements 58 ≧ Winkel geschwindigkeit der Nockenwelle 52 (9)

Die zweite Federkupplung 65 windet sich fest um die Aus gangstrommel 53 (Folger). Dadurch hält die zweite Federkupp lung 65 die Verbindung zwischen der Trommel 58C des Ausgangs radelements 58 und der Ausgangstrommel 53 stationäre.

Im Gegensatz dazu, nimmt die zweite Federkupplung 65, wenn die Ausgangstrommel 53 sich in einer Richtung in Voreilung be züglich der Drehphase relativ zu dem Ausgangsradelement 58 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (10) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit der Ausgangstrommel 53 < Winkelge schwindigkeit des Ausgangsradelements 58 (10)

Die zweite Federkupplung 65 befindet sich geringfügig in Abstand von der Außenfläche der Ausgangstrommel 53. Dabei er möglicht die zweite Federkupplung 65, daß die Ausgangstrommel 53 von der Trommel 58C des Ausgangsradelements 38 gelöst wird. Folglich drehen sich die Ausgangstrommel 53 und die Trommel 58C relativ zueinander.

Die Kupplungssteuerscheibe 66 ist um den Außenumfang der zweiten Federkupplung 65 mit einem kleinen Zwischenraum zwi schen diesen angeordnet. Wie aus Fig. 11 bis 12 ersichtlich, umfaßt die Kupplungssteuerscheibe 66 eine kreisförmige Scheibe 66A und einen Zylinder 66B, welcher in Axialrichtung ausgehend von einem Innenumfang der Scheibe 66A verläuft. Der Zylinder 66B befindet sich derart in Eingriff mit dem Außenumfang der zweiten Federkupplung 65, daß zwischen diesen ein Spiel exi stiert.

Der Zylinder 66B weist eine mit einer kleinen Aussparung 66C ausgebildete Kante auf. Wie aus Fig. 12 ersichtlich, greift in die Aussparung 66C der Haken 65A der zweiten Feder kupplung 65 ein. Die Kupplungssteuerscheibe 66 dreht sich ein stückig mit der zweiten Federkupplung 65 in der Richtung im Uhrzeigersinn, bis eine Bremskraft durch eine Kupplungsaus rückvorrichtung 67 auf die Kupplungssteuerscheibe 66 angewandt wird.

Sobald die Bremskraft auf die Kupplungssteuerscheibe 66 durch die Kupplungsausrückvorrichtung 67 angewandt wird, nimmt die Kupplungssteuerscheibe 66 ein Bremsdrehmoment in der Rich tung gegen den Uhrzeigersinn auf. Dadurch ermöglicht die Aus sparung 66C, daß der Haken 65A der zweiten Federkupplung 65 eine Bewegung relativ zu dem anderen Abschnitt der zweiten Fe derkupplung 65 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus führt. Dabei entfernt sich die zweite Federkupplung 65 auf ei ner Seite des Hakens 65A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 58A des Ausgangsradelements 58. Dadurch ermöglicht die zweite Federkupplung 65 ein Lösen der Ausgangstrommel 53 von der Trommel 58C des Ausgangsradelements 58. Folglich drehen sich die Ausgangstrommel 53 und die Trommel 58C relativ zuein ander.

Die Kupplungsausrückvorrichtung 67 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt. Die Kupplungsausrückvorrichtung 67 und die Kupp lungssteuerscheibe 66 bilden eine Kupplungsausrückeinrichtung. Ebenso wie die Kupplungsausrückvorrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Kupplungsausrückvorrichtung 67 eine Kupplungssteuerspule 67A auf.

Das dritte Ausführungsbeispiel gewährleistet im wesentli chen die gleichen Wirkungsweisen und Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel. Unten sind Einzelheiten bezüglich der Wirkungsweisen und Vorteile des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung offenbart.

Zuerst wird, wenn die Bremsensteuerspule 63A der Solenoid bremse 63 entmagnetisiert wird, wie in Tabelle 3 dargestellt, und wenn sich das angetriebene Zahnrad 51 in der Richtung ge gen den Uhrzeigersinn dreht, die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 51 von dem Innenrad 57A des Eingangsradelement 57 auf die ersten Planetenräder 61 übertragen. Dabei drehen sich die ersten Planetenräder 61 auf der Planetenwelle 60 und drehen sich längs des Eingangsradelement 57. Die Drehkraft der ersten Planetenräder 61 wird auf den Träger 59 als Drehmoment über tragen.

In diesem Zustand nimmt die erste Federkupplung 64 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulen durchmesser unter der den Ausdruck (7) erfüllenden Drehmoment bedingung vergrößert. Daher entfernt sich die erste Federkupp lung 64 geringfügig von der Außenfläche der Trommel 57B des Eingangsradelements 57. Dadurch ermöglicht die erste Feder kupplung 64, daß sich das Eingangsradelement 57 und die Ring trommel 55 (Nockenwelle 52) relativ zueinander drehen.

Jedoch wird, wenn die Drehkraft von dem ersten Planetenrad 61 auf den Träger 59 übertragen wird, und der Träger 59 be ginnt, sich in der Richtung A in Fig. 13 (im Uhrzeigersinn) zu drehen, die Drehung des Trägers 59 als Drehmoment in der Rich tung übertragen, in welcher sich der Spulendurchmesser der er sten Federkupplung 64 unter der den Ausdruck (8) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert. Daher findet sich die erste Federkupplung 64 fest um die Ringtrommel 55 der Nockenwelle 52, um dadurch die Verbindung zwischen dem Träger 59 und der Nockenwelle 52 stationär zu halten.

Dadurch dient die erste Federkupplung 64 als Freilaufkupp lung zwischen der Nockenwelle 52 und dem Träger 59. Dabei ver hindert die erste Federkupplung 64, daß der Träger 59 eine Drehung in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 12 relativ zur Nockenwelle 52 ausführt. Bis sich die Nockenwelle 52 rel lativ zum Träger 59 in die Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 12 dreht, führen die ersten und die zweiten Planetenräder 61 und 62 Drehungen auf den Planetenwellen 60 aus, ohne daß Um drehungen ausgeführt werden. Dabei wird die Drehkraft der zweiten Planetenräder 62 auf das Ausgangsradelement 58 über das Innenrad 58A übertragen.

Die Drehkraft des Ausgangsradelements 58 wird als Drehmo ment in der Richtung übertragen, in welcher sich der Spulen durchmesser der zweiten Federkupplung 65 unter der den Aus druck (9) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert. Dabei windet sich die zweite Federkupplung 65 fest um die Ausgang strommel 53 (Folger), um dadurch die Verbindung zwischen der Trommel 58C des Ausgangsrads 58 und der Ausgangstrommel 53 stationär zu halten.

Die zweiten Planetenräder 62 weisen eine größere Anzahl von Zähnen auf als die ersten Planetenräder 61. Daher drehen die zweiten Planetenräder 62 das Ausgangsradelement 58 um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der An zahl von Zähnen schneller als die ersten Planetenräder 61 das Eingangsradelement 57 drehen. Dabei dreht sich die Nockenwelle 52 einstückig mit dem Ausgangsradelement 58 in der Richtung im Uhrzeigersinn. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Nockenwelle 52 sogar etwas schneller ist als diejenige des angetriebenen Zahnrads 51, so nimmt die erste Federkupplung 64 das Drehmo ment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurch messer unter der den folgenden Ausdruck (11) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 52 ≧ Winkelgeschwin digkeit des angetriebenen Zahnrads 51 (11)

Folglich dreht sich die Nockenwelle 52 einstückig mit dem Ausgangsradelement 58 in der Richtung im Uhrzeigersinn, und die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 51 wird über das Pla netengetriebe 56 und die zweite Federkupplung 6 auf die Noc kenwelle 52 übertragen. Während dieser Phase dreht sich die Nockenwelle 52, während deren Drehphase relativ zum angetrie benen Zahnrad 51 gehalten wird (Phasenhaltesteuerung).

Tabelle 3

In diesem Phasenhaltezustand befindet sich das Innenrad 57A in Eingriff mit den ersten Planetenrädern 61, während sich das Innenrad 58A in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 62 befindet. Die Zahnflanken der Innenräder 57A und 58A bleiben jeweils mit denjenigen der ersten und der zweiten Planetenrä der 61 und 62 in Kontakt, und die erste und die zweite Feder kupplung 64 und 65 befinden sich in einem stationären Haltezu stand. Dadurch halten, selbst wenn das wechselnde Drehmoment (zwischen positiv und negativ), dargestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 52 angewandt wird, die erste und die zweite Federkupplung 64 und 65 den stationären Haltezustand bei. Das heißt, diese Anordnung verhindert vorzugsweise Probleme, wel che durch das Spiel hervorgerufen werden und unterdrückt jeg liches Hämmergeräusch zwischen den Zahnflanken, welches bei Anwenden des wechselnden Drehmoments auftreten kann.

Als nächstes ermöglicht die Aussparung 66C, wenn die Kupp lungsausrückvorrichtung 67 unter dieser Bedingungen, wie in Tabelle 3 dargestellt, betrieben wird, um ein Bremsdrehmoment auf die Kupplungssteuerscheibe 66 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 11 anzuwenden, daß der Haken 65A der zweiten Federkupplung 65 eine Drehung relativ zu dem anderen Abschnitt der zweiten Federkupplung 65 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 11 ausführt. Das heißt, der Phasen haltezustand durch die zweite Federkupplung 65 wird gelöst. Dadurch wird das Drehmoment zwischen der Trommel 58C des Aus gangsradelement 58 und der Ausgangstrommel 53 nicht übertra gen.

Folglich wird, wenn die Kupplungsausrückvorrichtung 67 in Betrieb ist, das Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 51 nicht über das Planetengetriebe 56 auf die Nockenwelle 52 übertragen. Und der Phasenhaltezustand durch die erste Feder kupplung 64 wird ebenfalls gelöst. So eilt die Nockenwelle 52 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 51 nach. Daher erreicht ein Aufheben des Betriebs der Kupplungs ausrückvorrichtung 67 eine automatische Wiederherstellung der Phasenhaltesteuerung.

Als nächstes nimmt der Träger 59, wenn die Bremsensteuer spule 63A der Solenoidbremse 63 magnetisiert wird, wie in Ta belle 3 dargestellt, ein Drehmoment (Bremskraft) in der Rich tung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 11 auf. Dabei nimmt der Haken 64A der ersten Federkupplung 64 die Bremskraft in der Richtung G in Fig. 13 von dem Träger 59 auf. Anschließend ent fernt sich die erste Federkupplung 64 auf der Seite des Hakens 64A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 59C. Folglich löst die erste Federkupplung 64 den Phasenhaltezustand zwi schen dem Träger 59, der Ringtrommel 55 (Nockenwelle 52) und dem Eingangsradelement 57.

In diesem Zustand ermöglicht die zweite Federkupplung 65, daß die Ausgangstrommel 53 zu dem Ausgangsradelement 58 sta tionär gehalten wird. Daher dreht sich die Nockenwelle 52 um die Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Zähnedifferenz zwischen den ersten Planetenrädern 61 und den zweiten Plane tenrädern 62 schneller als das Eingangsradelement 57. Dabei eilt die Nockenwelle 52 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 51 voraus. Anschließend erreicht ein Aufheben des Betriebs der Solenoidbremse 63 die automatische Wiederherstellung der Phasenhaltesteuerung.

Fig. 14 bis 16 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Federkupplungen verwendet, um den Hal tezustand der Drehphase zu stabilisieren. Ferner wird ein Pla netengetriebe verwendet, um eine genaue Umschaltung zwischen dem Phasenhaltezustand, dem Nacheilwinkelsteuerzustand und dem Voreilwinkelsteuerzustand auszuführen. Bei dem vierten Ausfüh rungsbeispiel sind Elemente, welche die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, mit den gleichen Bezugszei chen bezeichnet. Daher werden wiederholte Erläuterungen für die gleichen Elemente ausgelassen.

Ein als Rotor dienendes angetriebenes Zahnrad 71 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das angetriebene Zahnrad 1 beim ersten Ausführungsbeispiel auf.

Eine Nockenwelle 72 weist beinahe den gleichen Aufbau wie die Nockenwelle 2 beim ersten Ausführungsbeispiel auf und um faßt einen Abschnitt 72A kleinen Durchmessers. Die Nockenwelle 72 weist an einem unteren Ende des Abschnitts 72A kleinen Durchmessers eine kreisförmige Trommel 72B auf. Die Trommel 72B weist einen Außendurchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trommel 77B eines Eingangsradelements 77 ist. Eine erste Federkupplung 83 ist um die Trommel 72B und die Trommel 77B angebracht und ermöglicht, daß die Trommel 72B zu der Trommel 77B stationär gehalten und von der Trommel 77B gelöst werden kann.

Ein Träger 73 ist einstückig an einem in Axialrichtung mittleren Abschnitt des Abschnitts 72A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 72 angeordnet. Der Träger 73 trägt drehbar ein Paar von ersten Planetenrädern 80 und ein Paar von zweiten Planetenrädern 81 über ein Paar von Planetenwellen 79. Wie in Fig. 15 dargestellt, ist der Träger 73 ein Block, welcher eine im wesentlichen rechteckige Form aufweist. Der Träger 73 weist ein Paar von Wellenlagern 73A auf, welche in der Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Nockenwelle 72 verläuft, wie in Fig. 15 dargestellt. Jedes der Wellenlager 73A lagert dreh bar eine der Planetenwellen 79.

Eine Ausgangstrommel 74 bildet einen Abschnitt der Nocken welle 72. Die Ausgangstrommel 74 ist an einem Kopfende des Ab schnitts 72A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 72 mittels einer Schraube 75 befestigt. Daher dreht sich die Ausgang strommel 74 einstückig mit der Nockenwelle 72. Die Ausgang strommel 74 weist einen Außendurchmesser auf, welcher im we sentlichen der gleiche wie derjenige einer Trommel 78B eines Ausgangsradelements 78 ist. Eine zweite Federkupplung 85 ist um die Trommel 78B und die Ausgangstrommel 74 angeordnet, um zu ermöglichen, daß die Ausgangstrommel 74 zu der Trommel 78B stationär gehalten und von der Trommel 78B gelöst werden kann.

Ein Planetengetriebe 76 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 71 und der Nockenwelle 72 angeordnet. Das Planetenge triebe 76 dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränder lichen Steuern von Drehphasen. Das Planetengetriebe 76 dient ferner als Haltekraftgenerator für die erste Federkupplung 83 und die zweite Federkupplung 85. Das Planetengetriebe 76 um faßt das Eingangsradelement 77, das Ausgangsradelement 78, die Planetenwelle 79, das Paar von ersten Planetenrädern 80 und das Paar von zweiten Planetenrädern 81.

Das Eingangsradelement 77 dient als erstes Drehelement des Planetengetriebes 76. Das Eingangsradelement 77 ist zu einem Stufenzylinder ausgebildet. Das Eingangsradelement 77 ist drehbar um einen Außenumfang des Abschnitts 72A kleinen Durch messers der Kurbelwelle 72 über Lager angeordnet. Um einen Au ßenumfang des Eingangsradelement 77 ist ein kreisförmiger Flansch 77A einstückig vorgesehen. Das angetriebene Zahnrad 71 ist mittels Schrauben an dem Flansch 77A befestigt.

Das Eingangsradelement 77 dreht sich einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 71 um den Außenumfang des Abschnitts 72A kleinen Durchmesser. Ferner sind um den Außenumfang des Ein gangsradelements 77 die Trommel 77B einer Kreisform und das Außenrad 77C, welches als erstes Rad dient, derart vorgesehen, daß sich zwischen diesen der Flansch 77A in der Axialrichtung befindet.

Das Ausgangsradelement 78 dient als Drehübertragung bzw. zweites Drehelement des Planetengetriebes 76. Das Ausgangsra delement 78 ist zu einem Stufenzylinder ausgebildet. Das Aus gangsradelement 27 ist drehbar um den Außenumfang des Ab schnitts 72A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 72 über La ger angeordnet. Um einen Außenumfang des Außenradelements 78 sind einstückig ein Außenrad 78A und die Trommel 78B vorgese hen, welche sich in der Axialrichtung in Abstand zueinander befinden. Das Außenrad 78A dient als zweites Rad, und die Trommel 78B ist kreisförmig.

Ein Paar von Planetenwellen 79 ist jeweils drehbar an den Wellenlagern 73A angeordnet. Jede der Planetenwellen 79 weist ein erstes und ein zweites Ende auf, welche ausgehend von dem Wellenlager 73A vorstehen. Das erste Ende der Planetenwelle 79 ist mit dem ersten Planetenrad 80 integriert. Das zweite Ende der Planetenwelle 79 ist mit dem zweiten Planetenrad 81 inte griert.

Die ersten Planetenräder 80 befinden sich in Eingriff mit dem Außenrad 77C des Eingangsradelements 77 und übertragen ein Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 71 auf die Planeten welle 79. Die zweiten Planetenräder 71 befinden sich in Ein griff mit dem Außenrad 78A des Ausgangsradelements 78 und übertragen ein Drehmoment von der Planetenwelle 79 auf das Ausgangsradelement 78. Ferner weisen die zweiten Planetenräder 81 eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 80 auf. Der Unterschied der Anzahl von Zähnen zwischen den er sten und den zweiten Planetenrädern 80 und 81 bewirkt eine er höhte Geschwindigkeit, wie folgt: Das Ausgangsradelement 78 dreht sich um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 80 und 81 schneller als das Eingangsra delement 77 (angetriebene Zahnrad 71).

Eine Torsionsfeder 82 ist zwischen dem Abschnitt 72A klei nen Durchmessers der Nockenwelle 72 und dem Eingangsradelement 77 angeordnet. Die Torsionsfeder 82 dient als Vorspanneinrich tung. Das heißt, wenn eine Phasendifferenz zwischen der Noc kenwelle 72 und dem Eingangsradelement 77 bewirkt wird, so speichert die Torsionsfeder 82 als Vorspannkraft eine Feder kraft entsprechend der Phasendifferenz. Anschließend wendet die Torsionsfeder 82 ein Drehmoment auf die Nockenwelle 72 und das Eingangsradelement 77 an, welches in einer Richtung wirkt, in welcher sich die Phasendifferenz verringert.

Die erste Federkupplung 83 ist um die Trommel 72B und die Trommel 77B des Eingangsradelements 77 gewunden. Ebenso wie die Federkupplung 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die erste Federkupplung 83 eine rechtsgängige Spule. Die erste Federkupplung 83 umfaßt eine erste Seite, welche um den Außen umfang der Trommel 77B gewunden ist, und eine zweite Seite, welche um einen Außenumfang der Trommel 728 gewunden ist. An einem Ende der zweiten Seite der ersten Federkupplung 83 ist ein Haken 83A vorgesehen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht. Daher nimmt die erste Federkupplung 83 einer rechts gängigen Spule, wenn das Eingangsradelement sich einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 71 in der Richtung A (im Uhrzei gersinn) in Fig. 15 dreht, ein Torsionsdrehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (12) erfüllenden Drehmomentbedin gung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 71 < Winkel geschwindigkeit der Nockenwelle 72 (12)

Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 823 geringfü gig von dem Außenumfang der Trommel 77B, so daß die erste Fe derkupplung 83 ein Lösen der Trommel 72B der Kurbelwelle 72 von der Trommel 77B des Eingangsradelement 77 ermöglicht. Folglich drehen sich die Trommel 72B und die Trommel 77B rela tiv zueinander.

Im Gegensatz dazu, nimmt die erste Federkupplung 83, wenn die Nockenwelle 72 sich in einer Richtung in Voreilung bezüg lich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 71 und dem Eingangsradelement 77 dreht, ein Torsionsdrehmoment in ei ner Richtung auf, in welcher sich deren Spurendurchmesser un ter einer den folgenden Ausdruck (13) erfüllenden Drehmoment bedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 72 ≧ Winkelgeschwindig keit des angetriebenen Zahnrads 71 (13)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 83 fest um einen Bereich, welcher zwischen der Trommel 72B und der Trommel 77B definiert ist. Dadurch hält die erste Federkupplung 83 die Verbindung zwischen der Trommel 72B und der Trommel 77B sta tionär.

Eine erste Kupplungssteuerscheibe 84 ist um einen Außenum fang der ersten Federkupplung 83 mit einem kleinen Zwischen raum zwischen diesen angeordnet. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, weist die erste Kupplungssteuerscheibe 84 eine kreisförmige Scheibe 84A und einen Zylinder 84B auf, welcher ausgehend von einem Innenumfang der Scheibe 84A in Axialrichtung verläuft. Der Zylinder 84B befindet sich derart in Eingriff mit dem Au ßenumfang der ersten Federkupplung 83, daß zwischen diesen ein Spiel existiert.

Die erste Kupplungssteuerscheibe 84 weist eine kleine Aus sparung 74C an einer Kante (Ecke) auf, welche zwischen der Scheibe 84A und dem Zylinder 84B definiert ist. Die Aussparung 84C weist einen zu einem rechtwinkligen "U"-geformten Quer schnitt auf. In die Aussparung 84C greift ein Haken 83A der ersten Federkupplung 83 ein. Die erste Kupplungssteuerscheibe 84 dreht sich einstückig mit der ersten Federkupplung 83 in einer Richtung A (im Uhrzeigersinn), bis eine Bremskraft durch eine erste Kupplungsausrückvorrichtung 87 auf die erste Kupp lungssteuerscheibe 84 angewandt wird.

Sobald die Bremskraft durch die erste Kupplungsausrückvor richtung 87 auf die erste Kupplungssteuerscheibe 84 angewandt wird, nimmt die erste Kupplungssteuerscheibe 84 ein Bremsdrehmoment in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 15 auf. Dadurch ermöglicht die Aussparung 84C der ersten Kupplungssteuerscheibe 84, daß der Haken 83A der ersten Feder kupplung 83 eine Bewegung relativ zu dem anderen Abschnitt der ersten Federkupplung 83 in der Richtung gegen den Uhrzeiger sinn ausführt. Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 83 auf einer Seite des Hakens 83A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 72B. Die erste Federkupplung 83 ermöglicht daher ein Lösen der Nockenwelle 72 von dem Eingangsradelement 77.

Folglich können sich die Nockenwelle 72 und das Eingangsrade lement 77 relativ zueinander drehen.

Die zweite Federkupplung 85 ist um die Trommel 78B des Ausgangsradelements 78 und die Ausgangstrommel 74 gewunden. Die zweite Federkupplung 85 ist eine rechtsgängige Spule. Die zweite Federkupplung 85 umfaßt eine erste Seite, welche um ei nen Außenumfang der Außentrommel 74 gewunden ist, und eine zweite Seite, welche um einen Außenumfang der Trommel 78B des Ausgangsradelements 78 gewunden ist. An einem Ende der zweiten Seite der zweiten Federkupplung 85 ist ein Haken 85A vorgese hen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht.

Daher nimmt die zweite Federkupplung 85 der rechtsgängigen Spule, wenn das Eingangsradelement 78 sich in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 15 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den Ausdruck (14) erfüllenden Drehmomentbedingung ver ringert:

Winkelgeschwindigkeit des Ausgangsradelements 78 <= Win kelgeschwindigkeit der Nockenwelle 72 (14)

Dabei windet sich die zweite Federkupplung 85 um die Au ßentrommel 74 (Folger), um dadurch den Bereich zwischen der Trommel 78B des Ausgangsradelements 78 und der Ausgangstrommel 74 stationär zu halten.

Im Gegensatz dazu, nimmt die zweite Federkupplung 85, wenn sich die Ausgangstrommel 74 in einer Richtung in Vorei lung bezüglich der Drehphase relativ zum Ausgangsradelement 78 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (15) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit der Ausgangstrommel 74 < Winkelge schwindigkeit des Ausgangsradelements 78 (15)

Dabei entfernt sich die zweite Federkupplung 85 geringfü gig von der Außenfläche der Ausgangstrommel 4, um dadurch ein Lösen der Ausgangstrommel 74 von der Trommel 78B des Ausgangs radelements 78 zu ermöglichen. Folglich können sich die Aus gangstrommel 74 und die Trommel 78B relativ zueinander drehen.

Eine zweite Kupplungssteuerscheibe 86 ist um einen Außen umfang der zweiten Federkupplung 85 mit einem kleinen Zwi schenraum zwischen diesen angeordnet. Wie auf Fig. 16 ersicht lich, weist die zweite Kupplungssteuerscheibe 86 einen zu ei nem "T"-geformten Querschnitt auf. Die zweite Kupplungssteuer scheibe 86 weist eine kreisförmige Scheibe 86A und einen Zy linder 86B auf, welcher in Axialrichtung verläuft. Der Zylin der 86B der zweiten Kupplungssteuerscheibe 86 befindet sich derart in Eingriff mit dem Außenumfang der zweiten Federkupp lung 85, daß zwischen diesen ein Spiel existiert.

Der Zylinder 86B weist an einer Kante davon eine kleine Aussparung 86C auf. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, greift in die Aussparung 86C ein Haken 85A der zweiten Federkupplung 85 ein. Die zweite Kupplungssteuerscheibe 86 dreht sich einstückig mit der zweiten Federkupplung 85 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 15, bis eine Bremskraft durch eine zweite Kupplungs ausrückvorrichtung 88 auf die zweite Steuerscheibe 86 ange wandt wird.

Sobald die Bremskraft durch die zweite Kupplungsausrück vorrichtung 88 auf die zweite Kupplungssteuerscheibe angewandt wird, nimmt die zweite Kupplungssteuerscheibe 86 ein Bremsdrehmoment in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn auf.

Dadurch ermöglicht die Aussparung 86C, daß der Haken 85A der zweiten Federkupplung 85 eine Bewegung relativ zu dem anderen Abschnitt der zweiten Federkupplung 85 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn ausführt. Dabei entfernt sich die zweite Fe derkupplung 85 in der Nähe des Hakens 85A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 78B des Ausgangsradelements 78. Daher ermöglicht die zweite Federkupplung 85 ein Lösen der Ausgang strommel 74 von der Trommel 78B. Folglich können sich die Aus gangstrommel 74 und die Trommel 78B relativ zueinander drehen.

Die erste und die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 87 und 88 sind an dem Tragrahmen 12 befestigt. Die erste und die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 87 und 88 bilden jeweils mit der ersten und der zweiten Steuerscheibe 84 und 86 eine erste und zweite Kupplungsausrückeinrichtung. Ebenso wie die Kupplungsausrückvorrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungs beispiel weisen die erste und die zweite Kupplungsausrückvor richtung 87 und 88 jeweils eine Kupplungssteuerspule 87A bzw. 88A auf.

Ein Anschlagstift 89 ist fest an dem Abschnitt 82A kleinen Durchmessers der Nockenwelle 72 angeordnet. Der Anschlagstift 89 steht ausgehend vom unteren Ende des Abschnitts 72A kleinen Durchmessers in Radialrichtung nach außen vor und kann in Ein griff mit einem Innenumfang des Eingangsradelements 77 ge bracht werden. Der Anschlagstift 89 begrenzt die Drehung der Nockenwelle 72 relativ zum Eingangsradelement 77 innerhalb ei nes vorbestimmten Winkelbereichs, um dadurch die maximalen Phasendifferenzen der Nockenwelle 72 für die Nacheilwinkel steuerung und die Voreilwinkelsteuerung relativ zum angetrie benen Zahnrad 71 zu bestimmen.

Das vierte Ausführungsbeispiel gewährleistet im wesentli chen die gleichen Wirkungsweisen und Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel. Unten sind Einzelheiten bezüglich der Wirkungsweisen und der Vorteile des vierten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung offenbart.

Zuerst wird, wenn eine Antriebskraft von dem Verbrennungs motor auf das angetriebene Zahnrad 71 angewandt wird, das an getriebene Zahnrad 71 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 15 gedreht. Die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 71 wird von dem Außenrad 77C des Eingangsradelement 77 auf die ersten Planetenräder 80 übertragen. Die Drehkraft der ersten Planetenräder 80 wird über die Planetenwellen 79 auf die zwei ten Planetenräder 81 übertragen. Die Drehung der zweiten Pla netenräder 81 überträgt das Drehmoment in der Richtung im Uhr zeigersinn in Fig. 15 auf das Ausgangsradelement 78.

In diesem Zustand nimmt die erste Federkupplung 83 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulen durchmesser unter der den Ausdruck 12 erfüllenden Drehmoment bedingung vergrößert. Dabei entfernt sich die erste Federkupp lung 83 geringfügig von der Außenfläche der Trommel 77B, um dadurch zu ermöglichen, daß sich das Eingangsradelement 77 und die Nockenwelle 72 relativ zueinander drehen. Anschließend wird die Drehung des Ausgangsradelements 78 als Drehmoment in der Richtung übertragen, in welcher sich der Spurendurchmesser der zweiten Federkupplung 85 unter der den Ausdruck (14) er füllenden Drehmomentbedingung verringert. Dabei windet sich die zweite Federkupplung 85 fest um die Ausgangstrommel 74 (Folger), um dadurch den Bereich zwischen der Trommel 78B des Ausgangsradelements 78 und der Ausgangstrommel 74 stationär zu halten.

Die zweiten Planetenräder 81 weisen eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 80 auf. Daher drehen die zweiten Planetenräder 81 das Ausgangsradelement 78 um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der An zahl von Zähnen schneller als die ersten Planetenräder 80 das Eingangsradelement 77 drehen. Dabei dreht sich die Nockenwelle 72 einstückig mit dem Ausgangsradelement 78 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Noc kenwelle 22 einstückig mit dem Ausgangsradelement 78 sogar et was schneller wird als diejenige des angetriebenen Zahnrads 71, so nimmt die erste Federkupplung 83 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter der den Ausdruck (13) erfüllenden Drehmomentbedingung verrin gert. Dabei windet sich die erste Federkupplung 83 fest um die Trommel 72B und die Trommel 77B, um dadurch die Trommel 72B und die Trommel 77B stationär zu halten.

Folglich dreht sich die Nockenwelle 72 einstückig mit dem Ausgangsrad 78 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 15, und die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 71 wird über das Planetengetriebe 74 und die zweite Federkupplung 85 auf die Nockenwelle 72 übertragen. Während dieser Phase dreht sich die Nockenwelle 72, während deren Drehphase relativ zum angetrie benen Zahnrad 71 gehalten wird (Phasenhaltesteuerung).

Tabelle 4

In diesem Zustand befindet sich das Außenrad 77C in Ein griff mit den ersten Planetenrädern 80, während sich das Au ßenrad 78A in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 81 be findet. Die Zahnflanken der Außenräder 77C und 78C bleiben je weils mit denjenigen der ersten und der zweiten Planetenräder 80 und 81 in Kontakt, und die erste und die zweite Federkupp lung 83 und 85 halten einander stationär. Dadurch werden, selbst wenn das wechselnde Drehmoment (zwischen positiv und negativ), dargestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 72 ange wandt wird, die erste und die zweite Federkupplung 83 und 85 weiter stationär miteinander gehalten. Die stationäre Verbin dung über die erste und die zweite Federkupplung 83 und 85 löst Probleme, welche infolge des Spiels auftreten, und unter drückt jegliches Hämmergeräusch zwischen den Zahnflanken, wel ches bei Anwenden des wechselnden Drehmoments auftritt.

Als nächstes ermöglicht die Aussparung 86C, wenn die zwei te Kupplungsausrückvorrichtung 88 in diesem Zustand, wie in Tabelle 4 dargestellt, betrieben wird, um das Bremsdrehmoment auf die zweite Kupplungssteuerscheibe 86 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn anzuwenden, daß der Haken 85A der zweiten Federkupplung 85 eine Bewegung relativ zu dem anderen Ab schnitt der zweiten Federkupplung 85 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn ausführt. Dabei wird der Haltezustand durch die zweite Federkupplung 85 gelöst. Dadurch wird das Drehmoment nicht zwischen der Trommel 78B des Ausgangsradelement 78 und der Trommel 74 übertragen.

Folglich wird, wenn die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 88 in Betrieb ist, das Drehmoment von dem angetriebenen Zahn rad 71 nicht auf die Nockenwelle 72 über das Planetengetriebe 76 übertragen. Ferner wird der Haltezustand durch die erste Federkupplung 83 ebenfalls gelöst. So eilt die Nockenwelle 72 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 71 nach.

In diesem Zustand speichert die Torsionsfeder 82 als Drehmoment (Vorspannkraft) die Federkraft entsprechend der Phasendifferenz zwischen dem angetriebenen Zahnrad 71 und der Nockenwelle 72. Daher erreicht ein Aufheben des Betriebs der zweiten Kupplungsausrückvorrichtung 88 eine automatische Wie derherstellung der Phasenhaltesteuerung in einem Zustand, in welchem die Phasendifferenz des Voreilwinkelzustand beibehal ten wird.

Als nächstes nimmt die erste Kupplungssteuerscheibe 84, wenn die erste Kupplungsausrückvorrichtung 87 magnetisiert wird, während die zweite Kupplungsausrückvorrichtung 88 entma gnetisiert wird, wie in Tabelle 4 dargestellt, ein Bremsdrehmoment in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn auf. Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 83 in der Nähe des Hakens 83A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 72B, um dadurch ein lösen der Nockenwelle 72 von dem Eingangsradele ment 77 zu ermöglichen.

Anschließend ermöglicht das durch die Torsionsfeder 82 ge speicherte Torsionsdrehmoment eine Voreilung der Nockenwelle 72 bezüglich der Drehphase relativ zum Eingangsradelement 77 von dem Nacheilzustand zu dem Neutralzustand. Anschließend er reicht ein Aufheben des Betriebs der ersten Kupplungsausrück vorrichtung 87 die automatische Wiederherstellung des Phasen haltesteuerzustands.

Ferner kann die Voreilwinkelsteuerung in einer Weise er reicht werden, bei welcher sich die Nockenwelle 72 um die Ge schwindigkeitsdifferenz entsprechend der Zähnedifferenz zwi schen den ersten und den zweiten Planetenrädern 80 und 81 schneller als das Eingangsradelement 77 dreht. Dabei eilt die Nockenwelle 72 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebe nen Zahnrad 71 voraus.

Fig. 17 bis 19 zeigen das Ventilsteuersystem gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Federkupplungen verwendet, um die Haltesteuerung der Drehphase zu stabilisieren. Ferner wird eine der Federkupplungen als Freilaufkupplung verwendet. Das Ventilsteuersystem des fünften Ausführungsbeispiels weist einen einfachen Aufbau auf und er möglicht eine genaue Ausführung des Umschaltens zwischen der Phasenhaltesteuerung, der Voreilwinkelsteuerung und der Nach eilwinkelsteuerung. Die Elemente, welche die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind, sind mit den gleichen Bezugs zeichen bezeichnet. Daher werden wiederholte Erläuterungen für die gleichen Elemente bei dem fünften Ausführungsbeispiel aus gelassen.

Ein als Rotor dienendes angetriebenes Zahnrad 91 weist ei nen Aufbau auf, welcher im wesentlichen gleich dem Aufbau des angetriebenen Zahnrads 1 beim ersten Ausführungsbeispiel ist.

Eine Nockenwelle 92 weist einen Aufbau auf, welcher beina he gleich demjenigen der Nockenwelle 2 beim ersten Ausfüh rungsbeispiel ist. Ferner weist die Nockenwelle 92 einen Stu fenabschnitt 92A mit einer Vielzahl von Stufenabschnitten auf. Der Durchmesser des Stufenabschnitts 92A wird in einer Rich tung hin zu einem Kopfende der Nockenwelle 92 stufenweise kleiner.

Eine kreisförmige Trommel 92B ist einstückig an einem un teren Ende des Stufenabschnitts 92A der Nockenwelle 92 ange ordnet. Die Trommel 92B weist einen Außendurchmesser auf, wel cher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trommel 99B eines Sonnenrads 99 ist. Eine zweite Federkupplung 103 ist um die Trommel 92B und die Trommel 99B angebracht und ermöglicht, daß die Trommel 92B stationär zu der Trommel 99B gehalten und von der Trommel 99B gelöst werden kann.

Eine Ausgangstrommel 93 bildet einen Abschnitt der Nocken welle 92. Die Ausgangstrommel 93 ist am Kopfende des Stufenab schnitts 92A der Nockenwelle 92 über einen Tragring 95 mittels einer Schraube 94 befestigt. Die Ausgangstrommel 93 dreht sich einstückig mit der Nockenwelle 92. Die Ausgangstrommel 93 weist einen Außendurchmesser auf, welcher im wesentlichen gleich den Außendurchmessern einer Trommel 97B eines Trägers 97 und einer Trommel 100C eines Ausgangsradelements 100 ist. Eine erste Federkupplung 102 ist um die Ausgangstrommel 93, die Trommel 97B und die Trommel 100C angebracht und ermög licht, daß die Ausgangstrommel 93 zu den Trommeln 97B und 100C stationär gehalten und von den Trommeln 97B und 100C gelöst werden kann.

Ein Planetengetriebe 96 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 91 und der Nockenwelle 92 angeordnet. Das Planetenge triebe 96 dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränder lichen Steuern von Drehphasen. Das Planetengetriebe 96 dient ferner als Haltekraftgenerator für die erste Federkupplung 102 und eine zweite Federkupplung 103. Das Planetengetriebe 96 um faßt den Träger 97, vier Planetenräder 98, das Sonnenrad 99 und das Ausgangsradelement 100.

Der Träger 97 dient als erstes Drehelement des Planetenge triebes 96. Der Träger 97 ist zu einer Ringform ausgebildet, welche einen zu einem "L"-geformten Querschnitt aufweist, und ist drehbar um einen Außenumfang des Stufenabschnitts 92A der Nockenwelle 92 angeordnet. Wie aus Fig. 19 ersichtlich, sind vier Wellenlager 97A einstückig auf einer Kreisfläche des Trä gers 97 in im wesentlichen 90 Grad angeordnet. Um einen Außen umfang des Stufenabschnitts 92A lagern vier Wellenlager 97A jeweils die vier Planetenräder 98 drehbar.

Das angetriebene Zahnrad 91 ist an einem Ende jedes der vier Wellenlager 97A mittels vier Schrauben befestigt. Dabei dreht sich der Träger 97 einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 91 um den Außenumfang des Stufenabschnitts 92A in ei ner Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 19. Ferner weist der Träger 97 an einer in Radialrichtung inneren Seite davon die Zylindertrommel 97B auf, welche axial in der Richtung entge gengesetzt zum Wellenlager 97A vorsteht. Die Trommel 97B ist drehbar um einen Außenumfang des Stufenabschnitts 92A angeord net.

Das Sonnenrad 99 dient als zweites Drehelement des Plane tengetriebes 96. Das Sonnenrad 99 ist zwischen der Trommel 92B der Nockenwelle 92 und der Trommel 97B des Trägers 97 angeord net und ist um den Außenumfang des Stufenabschnitts 92A der Nockenwelle 92 angeordnet. Ferner weist das Sonnenrad 99 ein Außenrad 99A und die kreisförmige Trommel 99B auf, welche in Axialrichtung in Abstand voneinander angeordnet sind. Das Au ßenrad 99A dient als erstes Rad und befindet sich in Eingriff mit jedem der Planetenräder 98.

Das Außenradelement 100 dient als drittes Drehelement des Planetengetriebes 96. Das Ausgangsradelement 100 ist zu einer Ringform ausgebildet und weist einen zu einer Kurbel geformten Querschnitt auf. Das Ausgangsradelement 100 ist drehbar um Au ßenumfänge des Tragrings 95 und des Trägers 97 angeordnet. Auf einer bezüglich des Ausgangsradelements 100 in Radialrichtung äußeren, ferneren Seite ist ein Innenrad 100A ausgebildet, welches als zweites Rad dient. Wie aus Fig. 19 ersichtlich, befindet sich das Innenrad 100A in Eingriff mit den Planeten rädern 98.

Auf einer näheren in Radialrichtung äußeren Seite des Aus gangsradelements 100 ist eine Kupplungsvertiefung 100B vorge sehen, welche sich ringartig um einen Gesamtinnenumfang des Außenradelements 100 erstreckt. In der Kupplungsvertiefung 100B ist die kreisförmige Trommel 100C vorgesehen. Die erste Federkupplung 102 ist in der Kupplungsvertiefung 100B unterge bracht. Die erste Federkupplung 102 ist um die Trommel 97B, die Ausgangstrommel 93 und die Trommel 100C angeordnet. Ferner weist das Ausgangsradelement 100 eine Aussparung 100D zwischen der Kupplungsvertiefung 100B und der Trommel 100C auf. In die Aussparung 100D greift ein Haken 102A der ersten Federkupplung 102 ein.

Auf einem Außenumfang des Ausgangsradelements 100 ist ein stückig eine kreisförmige Scheibe 100E ausgebildet, welche in Radialrichtung nach außen vorsteht. Wenn eine Bremskraft von einer Solenoidbremse 101 auf die Scheibe 100E angewandt wird, so ändert die Scheibe 100E Drehgeschwindigkeiten des Ausgangs radelements 100 gemäß der Größe der Bremskraft.

Die Solenoidbremse 101 dient als Drehzahleinstellvorrich tung, welche an einem Tragrahmen 12 befestigt ist. Ebenso wie die Solenoidbremse 13 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Solenoidbremse 101 eine Bremsensteuerspule 101A und ein Paar von Dämpfern 101B auf.

Die erste Federkupplung 102 ist um die Trommel 100C des Ausgangsradelement 100, die Ausgangstrommel 93 und die Trommel 97B des Trägers 97 gewunden. Ebenso wie die erste Federkupp lung 64, dargestellt in Fig. 13, ist die erste Federkupplung 102 eine linksgängige Spule. In der Kupplungsvertiefung 100B des Ausgangsradelements 100 weist die erste Federkupplung 102 eine erste Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 100C gewunden ist, einen mittleren Abschnitt, welcher um den Außen umfang der Ausgangstrommel 93 gewunden ist, und eine zweite Seite auf, welche um den Außenumfang der Trommel 97B des Trä gers 97 gewunden ist. Die erste Federkupplung 102 weist auf der ersten Seite davon den Haken 102A auf, welcher in Radial richtung nach außen vorsteht. Der Haken 102A ist mit der Aus sparung 100D des Ausgangsradelements 100 verhakt.

Daher nimmt die erste Federkupplung 102 einer linksgängi gen Spule, wenn der Träger 97 sich in der Richtung A (im Uhr zeigersinn) in Fig. 19 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck 16 erfüllenden Drehmomentbedingung vergrö ßert:

Winkelgeschwindigkeit des Trägers 97 < Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 92 (16)

Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 102 geringfü gig von der Außenfläche der Ausgangstrommel 93, und die erste Federkupplung 102 ermöglicht ein Lösen der Trommel 97B von der Ausgangstrommel 93. Folglich drehen sich die Trommel 97B und die Ausgangstrommel 93 relativ zueinander.

Im Gegensatz dazu, nimmt die erste Federkupplung 102, wenn sich das Ausgangsradelement 100 in der Richtung A in Fig. 19 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den Ausdruck 17 er füllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Ausgangsradelements 100 <= Win kelgeschwindigkeit der Nockenwelle 92 (17)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 102 fest um die Ausgangstrommel 92. Dadurch hält die erste Federkupplung 102 die Verbindung zwischen der Trommel 100C des Ausgangsradele ments 100 und der Ausgangstrommel 93 stationär.

Der Haken 102A der ersten Federkupplung 102 ist mit der Aussparung 100D des Ausgangsradelements 100 verhakt. Daher nimmt die erste Federkupplung 102, wenn die Nockenwelle 92 (Ausgangstrommel 93) sich in einer Richtung in Voreilung be züglich der Drehphase relativ zum Ausgangsradelement 100 dreht, ein Torsionsdrehmoment in einer Richtung auf, in wel cher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck 18 erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 92 < Winkelgeschwin digkeit des Ausgangsradelements 100 (18)

Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 102 geringfü gig von der Außenfläche der Ausgangstrommel 93, um dadurch ein Lösen der Ausgangstrommel 93 von der Trommel 100C zu ermögli chen. Folglich drehen sich die Ausgangstrommel 93 und die Trommel 100C relativ zueinander.

Daher dient die erste Federkupplung 102 als Freilaufkupp lung zwischen dem Ausgangsradelement 100 und der Nockenwelle 92. Dadurch verhindert die erste Federkupplung 102, daß das Ausgangsradelement 100 eine Drehung in der Richtung A (im Uhr zeigersinn) relativ zur Nockenwelle 92 ausführt, und ermög licht, daß das Ausgangsradelement 100 eine Drehung in der Richtung G (gegen den Uhrzeigersinn) relativ zur Nockenwelle 92 ausführt.

Die zweite Federkupplung 103 ist um die Trommel 92B der Nockenwelle 92 und die Trommel 99B des Sonnenrads 99 gewunden. Ebenso wie die erste Federkupplung 64 in Fig. 13 ist die zwei te Federkupplung 103 eine linksgängige Spule. Die zweite Fe derkupplung 103 umfaßt eine erste Seite, welche um die Außen fläche der Trommel 99B des Sonnenrads 99 gewunden ist, und ei ne zweite Seite, welche um die Außenfläche der Trommel 92B der Nockenwelle 92 gewunden ist.

Wie aus Fig. 18 ersichtlich, ist auf der ersten Seite der zweiten Federkupplung 103 ein Haken 103A vorgesehen, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht. Der Haken 103A ist mit einer Aussparung 104C einer Kupplungssteuerscheibe 104 ver hakt. Wenn die Kupplungssteuerscheibe 104 ermöglicht, daß der Haken 103A eine Bewegung relativ zu dem anderen Abschnitt der zweiten Federkupplung 103 in der Richtung gegen den Uhrzeiger sinn ausführt, so ermöglicht die zweite Federkupplung 103 ein Lösen der Trommel 92B der Nockenwelle 92 von der Trommel 99B des Sonnenrads 99. Folglich können die Trommel 92B und die Trommel 99B sich relativ zueinander drehen. Daher nimmt die zweite Federkupplung 103 einer linksgängigen Spule, wenn das angetriebene Zahnrad 91 eine Drehung des Sonnenrads 99 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 19 zuläßt, ein Drehmo ment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurch messer unter einer den folgenden Ausdruck 19 erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Sonnenrads 99 ≧ Winkelgeschwindigkeit der Nockenwellen 92 (19)

Dabei windet sich die zweite Federkupplung 103 fest um die Trommel 99B des Sonnenrads 99 und die Trommel 92B der Nocken welle 92, um dadurch die Verbindung zwischen der Trommel 99B und der Trommel 92B stationär zu halten.

Die Kupplungssteuerscheibe 104 ist um einen Außenumfang der zweiten Federkupplung 103 mit einem kleinen Zwischenraum zwischen diesen angeordnet. Wie aus Fig. 18 ersichtlich, weist die Kupplungssteuerscheibe 104 eine kreisförmige Scheibe 104A und einen Zylinder 104B auf, welcher ausgehend von einem In nenumfang der Scheibe 104A in Axialrichtung verläuft. Der Zy linder 104B befindet sich derart in Eingriff mit dem Außenum fang der zweiten Federkupplung 103, daß zwischen diesen ein Spiel existiert.

Der Zylinder 104B weist eine mit der kleinen Aussparung 104C ausgebildete Kante auf. Wie aus Fig. 18 ersichtlich, greift in die Aussparung 104C der Haken 103A der zweiten Fe derkupplung 103 ein. Die Kupplungssteuerscheibe 104 dreht sich einstückig mit der zweiten Federkupplung 103 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn, bis eine Bremskraft durch eine Kupp lungsausrückvorrichtung 105 auf die Kupplungssteuerscheibe 104 angewandt wird.

Sobald die Bremskraft durch die Kupplungsausrückvorrich tung 105 auf die Kupplungssteuerscheibe 104 angewandt wird, nimmt die Kupplungssteuerscheibe 104 ein Bremsdrehmoment in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 19 auf. Dadurch ermöglicht die Aussparung 104C, daß der Haken 103A der zweiten Federkupplung 103 eine Bewegung relativ zu dem anderen Ab schnitt der zweiten Federkupplung 103 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn ausführt. Dabei entfernt sich die zweite Fe derkupplung 103 in der Nähe des Hakens 103a geringfügig von der Außenfläche der Trommel 99B des Sonnenrads 99. Dabei er möglicht die zweite Federkupplung 103 ein Lösen der Trommel 99B des Sonnenrads 99 von der Trommel 92B der Nockenwelle 92. Folglich können sich die Trommeln 998 und die Trommel 92B re lativ zueinander drehen.

Die Kupplungsausrückvorrichtung 105 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt. Ebenso wie die Kupplungsausrückvorrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Kupplungsaus rückvorrichtung 105 eine Kupplungssteuerspule 105A auf.

Das fünfte Ausführungsbeispiel gewährleistet im wesentli chen die gleichen Wirkungsweisen und Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel. Unten sind Einzelheiten bezüglich er Wir kungsweisen und Vorteile des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung offenbart.

Zuerst wird, wenn die Bremsensteuerspule 103A der So lenoidbremse 101 entmagnetisiert wird, wie in Tabelle 5 darge stellt, und wenn das angetriebene Zahnrad 91 sich in der Rich tung A (im Uhrzeigersinn) in Fig. 19 dreht, die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 91 von dem Wellenlager 97A des Trägers 97 über jedes der Planetenräder 98 auf das Sonnenrad 99 und das Ausgangsradelement 100 übertragen.

Dabei dreht sich auch das Sonnenrad 99 in der Richtung A. Dadurch nimmt die zweite Federkupplung 103 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spurendurchmesser un ter einer den Ausdruck 19 erfüllenden Drehmomentbedingung ver ringert. Daher windet sich die zweite Federkupplung 103 fest um die Trommel 99B des Sonnenrads 99, um dadurch die Verbin dung zwischen dem Sonnenrad 99 und der Nockenwelle 92 statio när zu halten.

In diesem Zustand dreht sich ferner das Ausgangsradelement 100 in der Richtung A. Die Drehkraft des Ausgangsradelements 100 wird als Drehmoment übertragen, um den Spulendurchmesser der ersten Federkupplung 102 unter der den Ausdruck 17 erfül lenden Drehmomentbedingung zu verringern. Dadurch windet sich die erste Federkupplung 102 fest um die Ausgangstrommel 93 der Nockenwelle 92, um dadurch die Verbindung zwischen dem Aus gangsradelement 100 und der Nockenwelle 92 stationär zu hal ten.

Folglich dreht sich die Nockenwelle 92 einstückig mit dem Ausgangsradelement 100 in der Richtung A (im Uhrzeigersinn). Daher wird die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 91 über das Planetengetriebe 96 und die erste und die zweite Feder kupplung 102 und 103 auf die Nockenwelle 92 übertragen. Wäh rend dieser Phase dreht sich die Nockenwelle 92, während deren Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 91 konstant gehal ten wird (Phasenhaltesteuerung).

Tabelle 5

In diesem Phasenhaltesteuerzustand befinden sich das Au ßenrad 99A des Sonnenrads 99 und das Innenrad 100A des Aus gangsradelements 100 in Eingriff mit jedem der Planetenräder 98. Die Zahnflanken des Außenrads 99A und des Innenrads 100A bleiben mit demjenigen der Planetenräder 98 in Kontakt. Ferner sind die erste und die zweite Federkupplung 102 und 103 je weils in den stationären Haltezustand versetzt und dienen da zu, die stationären Zustände miteinander zu halten.

Daher werden, selbst wenn das wechselnde Drehmoment (zwi schen positiv und negativ) dargestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 92 angewandt wird, die erste und die zweite Feder kupplung 102 und 103 miteinander stationär gehalten. Das heißt, diese Anordnung verhindert vorzugsweise Probleme, wel che durch das Spiel hervorgerufen werden, und unterdrückt jeg liches Hämmergeräusch zwischen den Zahnflanken, welches bei Anwenden des wechselnden Drehmoments auftreten kann.

Als nächstes ermöglicht die Aussparung 104C, wenn die Kupp lungsausrückvorrichtung 105 unter dieser Bedingung, wie in Ta belle 5 dargestellt, betrieben wird, um ein Bremsdrehmoment auf die Kupplungssteuerscheibe 104 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 19 anzuwenden, daß der Haken 103A der zweiten Federkupplung 103 eine Bewegung relativ zur zweiten Federkupplung 103 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 19 ausführt. Dabei wird der Haltezustand durch die zweite Federkupplung 103 gelöst. Dadurch wird das Drehmoment nicht zwischen der Trommel 99B des Sonnenrads 99 und der Trommel 92B der Nockenwelle 92 übertragen.

Ferner nimmt durch das Ausrücken der zweiten Federkupplung 103 die Drehlast des Sonnenrads 99 schnell ab, um dadurch zu ermöglichen, daß jedes der Planetenräder 98 beginnt, sich auf jeder der Lagerwellen 97 in der Richtung B in Fig. 19 zu dre hen. Dabei dreht sich das Ausgangsradelement 100 in der Rich tung G relativ zum angetriebenen Zahnrad 91. Wenn das Aus gangsradelement 100 das Drehmoment in der Richtung G aufnimmt, so nimmt die erste Federkupplung 102, deren Haken 102A mit der Aussparung 100D des Ausgangsradelements 100 verhakt ist, das Drehmoment auf, um deren Spulendurchmesser zu vergrößern. Da bei entfernt sich die erste Federkupplung 102 geringfügig von der Außenfläche der Ausgangstrommel 93, um dadurch ein Lösen der Trommel 100C des Ausgangsradelements 100 von der Ausgang strommel 93 zu ermöglichen. Dies ermöglicht, daß sich die Trommel 100C und die Ausgangstrommel 93 relativ zueinander drehen.

Folglich wird das Drehmoment, wenn die Kupplungsausrückvor richtung 105 in Betrieb ist, nicht von dem angetriebenen Zahn rad 91 auf die Nockenwelle 92 über das Planetengetriebe 96 übertragen, und der Haltezustand durch die erste und die zwei te Federkupplung 102 und 103 werden gelöst. Dabei eilt die Nockenwelle 92 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebe nen Zahnrad 91 nach. Ein Aufheben des Betriebs der Kupplungs ausrückvorrichtung 105 erreicht eine automatischen Wiederher stellung der Phasensteuerung.

Als nächstes wird, wenn die Bremsensteuerspule 101A der So lenoidbremse 101 magnetisiert wird, wie in Tabelle 5 darge stellt, ein Drehmoment (Bremsmoment) auf das Ausgangsradele ment 100 in der Richtung G in Fig. 19 angewandt. Dabei nimmt der Haken 102A der ersten Federkupplung 102 von dem Ausgangs radelement 100 die Bremskraft in der Richtung gegen den Uhr zeigersinn in Fig. 19 auf. Dabei entfernt sich die erste Fe derkupplung 102 in der Nähe des Hakens 102A geringfügig von der Außenfläche der Trommel 100C, um dadurch den Haltezustand zwischen dem Ausgangsradelement 100, der Ausgangstrommel 93 (Nockenwelle 92) und dem Träger 97 zu lösen.

Ferner ermöglicht in diesem Zustand ein Bremsen des Aus gangsradelements 100, daß sich jedes der Planetenräder 98 in der Richtung B in Fig. 19 dreht, um dadurch zu ermöglichen, daß sich das Sonnenrad 99 in der Richtung A schneller dreht als der Träger 97 und das angetriebenen Zahnrad 91. In diesem Zustand ermöglicht die zweite Federkupplung 103, daß das Son nenrad 99 stationär zu der Nockenwelle 92 gehalten wird.

So ermöglichen die Drehung und Umdrehung der Planetenräder 98, daß sich die Nockenwelle 92 und das Sonnenrad 99 schneller drehen als der Träger 97. Dabei eilt die Nockenwelle 92 bezüg lich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 91 vor aus. Daher erreicht ein Aufheben des Betriebs der Solenoid bremse 101 die automatische Wiederherstellung der Phasenhalte steuerung.

Fig. 20 bis 25 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Federkupplungen verwendet, um den Hal tezustand der Drehphase zu stabilisieren. Eine der Federkupp lungen in diesem Haltezustand wird durch eine Öldrucksteuerung ausgerückt. Das Ventilsteuersystem des sechsten Ausführungs beispiels weist einen einfachen Aufbau auf und ermöglicht eine genaue Ausführung der Umschaltung zwischen der Phasenhalte steuerung, der Voreilwinkelsteuerung und der Nacheilwinkel steuerung. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel weisen die Elemente, welche die gleichen wie beim ersten Ausführungsbei spiel sind, die gleichen Bezugszeichen auf. Daher werden wie derholte Erläuterungen für die gleichen Elemente beim sechsten Ausführungsbeispiel ausgelassen.

Ein als Rotor dienendes angetriebenes Zahnrad 111 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie das angetriebene Zahnrad 1 beim ersten Ausführungsbeispiel.

Eine Nockenwelle 112 weist beinahe den gleichen Aufbau auf wie die Nockenwelle 2 beim ersten Ausführungsbeispiel. Die Nockenwelle 112 weist einen Stufenabschnitt 112A mit einer Vielzahl von Stufenabschnitten auf. Der Durchmesser des Stu fenabschnitts 112A wird in einer Richtung hin zu einem Kopfen de der Nockenwelle 112 stufenweise kleiner.

Eine Ringtrommel 113 bildet einen Abschnitt der Nockenwelle 112. Die Ringtrommel 113 ist zwischen einem Eingangsradelement 118 und einem Träger 121 in der Axialrichtung angeordnet. Die Ringtrommel 113 ist um einen Außenumfang des Stufenabschnitts 112A befestigt. Die Ringtrommel 113 weist einen Außendurchmes ser auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trom mel 118B und 121C ist. Eine erste Federkupplung 126 ist um die Ringtrommel 113, die Trommel 118B und die Trommel 121C an gebracht und ermöglicht, daß die Ringtrommel 113 stationär zu den Trommeln 118B und 121C gehalten und von den Trommeln 118B und 121C gelöst werden kann.

Ein Ventilzelle 114 ist in dem Stufenabschnitt 112A der Nockenwelle vorgesehen. Die Ventilzelle 114 ist in der Axial mitte der Nockenwelle 112 angeordnet und verläuft in Axial richtung. Die Ventilzelle 115 weist einen Abschnitt großen Durchmessers auf. Ein Steuerschieber 132 ist gleitfähig in den Abschnitt großen Durchmessers der Ventilzelle eingesetzt. Fer ner ist ein Einlaßkanal 115 zum Einlassen eines Drucköls in die Ventilzelle 114 ausgebildet. Der Einlaßkanals 115 ist mit einer Auslaßseite der (nicht dargestellten) Ölpumpe des Ver brennungsmotors verbunden.

Die Nockenwelle 112 weist Ölkanäle 116A, 116B, 116C und 116D zum Zuführen und Ablassen des Drucköls auf. Wie aus Fig. 22 und 23 ersichtlich, verlaufen die Ölkanäle 116A, 116B und 116D in Radialrichtung relativ zur Nockenwelle 112, der Ölka nal 116C verläuft in Axialrichtung relativ zur Nockenwelle 112. Der Ölkanal 116A arbeitet unabhängig von den Ölkanälen 116B, 116C und 116D. Der Ölkanal 116A liefert das Drucköl an den Kupplungsausrückzylinder 128 und läßt das Drucköl von dem Kupplungsausrückzylinder 128 ab.

Die Ölkanäle 116B, 116C und 116D sind miteinander verbun den, um das Drucköl Gleitflächen zwischen dem Stufenabschnitt 112A der Nockenwelle 112, dem Eingangsradelement 118 und dem Träger 121 zuzuführen. Das so zugeführte Drucköl wird als Schmiermittel verwendet. Anschließend wird das Drucköl in ei ner Ölwanne des Verbrennungsmotors über (nicht dargestellte) weitere Ölkanäle gesammelt.

Ein Planetengetriebe 117 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 111 und der Nockenwelle 112 vorgesehen und dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränderlichen Steuern von Drehphasen. Das Planetengetriebe 117 dient ferner als Halte kraftgenerator für die erste und die zweite Federkupplung 126 und 127. Das Planetengetriebe 117 umfaßt ein Eingangsradele ment 118, ein Ausgangsradelement 119, den Träger 121 sowie er ste und zweite Planetenräder 123 und 124.

Das Eingangsradelement 118 dient als erstes Drehelement des Planetengetriebes 117. Das Eingangsradelement 118 ist zu einer Ringform mit einem zu einem rechtwinkligen "U"-geformten Quer schnitt ausgebildet und ist drehbar um den Außenumfang des Stufenabschnitts 112A der Nockenwelle 112 angeordnet. Das Ein gangsradelement 118 ist an dem angetriebenen Zahnrad 111 mit tels Schrauben befestigt und dreht sich einstückig mit dem an getriebenen Zahnrad 111 um dem Außenumfang des Stufenab schnitts 112A der Nockenwelle 112.

Ferner weist das Eingangsradelement 118 ein Innenrad 118 auf. Das in Radialrichtung nach innen vorstehende Innenrad 118A ist auf einer ferneren Seite von dem Stufenabschnitt 112A angeordnet und dient als erstes Rad. Die Zylindertrommel 118B ist um den Stufenabschnitt 112A angeordnet. Ferner weist die Trommel 118B eine Vielzahl von Ölkanälen 118C auf, welche in Radial-Diagonal-Richtung verlaufen. Die Ölkanäle 118C sind mit den Ölkanälen 116B, 116C und 116D der Nockenwelle 112 verbun den. Jeder der Ölkanäle 118C führt das Öl einem Zwischenraum zwischen der Trommel 118B und der ersten Federkupplung 126 zu.

Das Ausgangsradelement 119 dient als zweites Drehelement des Planetengetriebes 117. Das Ausgangsradelement 119 ist zu einer Ringform mit einem zu einem rechtwinkligen "U" geformten Querschnitt ausgebildet. Das Ausgangsradelement 119 weist in der Nähe der Stufenwelle 112A einen dicken Abschnitt auf, wel cher dicker ist als der andere Abschnitt des Ausgangsradele ments 119. Das Ausgangsradelement 119 ist an einem Kopfende des Stufenabschnitt 112A der Nockenwelle 112 mittels einer Schraube 120 befestigt und dreht sich einstückig mit der Noc kenwelle 112. Ferner weist das Ausgangsradelement 119 ein In nenrad 119A auf. Das in Radialrichtung nach innen vorstehende Innenrad 119A ist auf einer ferneren Seite von dem Kopfende des Stufenabschnitts 112A angeordnet und dient als zweites Rad. Das Innenrad 119A des Ausgangsradelements 119 weist im wesentlichen die gleiche Anzahl von Zähnen wie das Innenrad 118A des Innenradelements 118.

Ferner weist das Ausgangsradelement 119 eine Vielzahl von Ölkanälen 119B auf, welche in Radial-Diagonal-Richtung von in nen nach außen verlaufen. Die Ölkanäle 119B sind mit Ölkanälen 116B, 116C und 116D der Nockenwelle 112 verbunden. Jeder der Ölkanäle 119B liefert das Öl an einen Zwischenraum zwischen dem Innenrad 119A und dem zweiten Planetenrad 124.

Die Schraube 120 ist in einen Gewindeabschnitt geschraubt, welcher sich ausgehend von der Ventilzelle 114 erstreckt, und weist darin eine in der Axialrichtung gebohrte Stangenöffnung 120A auf. Eine Stange 135 kleinen Durchmessers ist genau pas send, jedoch gleitfähig in die Stangenöffnung 120A eingesetzt.

Der Träger 121 dient als drittes Drehelement des Planeten getriebes 117. Der Träger 121 weist im wesentlichen den glei chen Aufbau wie der Träger 8 beim ersten Ausführungsbeispiel auf. Um einen Außenumfang des Trägers 121 ist eine Scheibe 121A einstückig mit dem Träger 121 ausgebildet. Ferner weist der Träger 121 eine Kupplungsvertiefung 121B mit einer ringar tigen Form auf. Die Zylindertrommel 121C definiert einen In nenumfang der Kupplungsvertiefung 121B.

Die Trommel 121C des Trägers 121 weist darin einen Zylin derraum 121D auf, welcher in Radialrichtung verläuft. Der Zy linderraum 121D ist über eine Ölöffnung 121E kontinuierlich verbunden mit dem Ölkanal 116A der Nockenwelle 112. Ferner weist der Träger 121 ein Paar von Ölkanälen 121F auf, welche sich in Axialrichtung in Abstand von dem Zylinderraum 121D be finden. Die Ölkanäle 121F sind mit den Ölkanälen 1168, 116C und 116D der Nockenwelle 112 verbunden und liefern das Öl je weils an die Gleitflächen eines Paars von Planetenwellen 122.

Der Träger 121 ist drehbar um den Außenumfang des Stufenab schnitts 112A der Nockenwelle 112 angeordnet. Wie aus Fig. 22 ersichtlich, sind die beiden Planetenwellen 122 drehbar an dem Träger 121 angebracht und um den Außenumfang des Stufenab schnitts 112A angeordnet. Jede der Planetenwellen 122 weist ein erstes und ein zweites Ende auf, welche ausgehend von dem Träger 121 vorstehen. Das erste Ende der Planetenwelle 122 ist mit den ersten Planetenrädern 123 integriert. Das zweite Ende der Planetenwelle 122 ist mit den zweiten Planetenrädern 124 integriert.

Die ersten Planetenräder 123 befinden sich in Eingriff mit dem Innenrad 118A des Eingangsradelements 118 und übertragen ein Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 111 auf die Pla netenwellen 122. Die zweiten Planetenräder 124 befinden sich in Eingriff mit dem Innenrad 119A des Ausgangsradelements 119 und übertragen das Drehmoment von der Planetenwelle 122 auf das Ausgangsradelement 119 (Nockenwelle 112).

Ferner weisen die zweiten Planetenräder 124 eine größere Anzahl von Zähnen auf als die ersten Planetenräder 123. Die Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 123 und 124 bewirkt eine erhöhte Ge schwindigkeit, wie folgt: wenn eine Solenoidbremse 125 die Drehung des Trägers 121 bremst, so wird ermöglicht, daß sich das Außenradelement 119 um eine Geschwindigkeitsdifferenz ent sprechend der Differenz der Anzahl der Zähne zwischen den er sten und den zweiten Planetenrädern 123 und 124 schneller dreht als das Eingangsradelement 118 (angetriebene Zahnrad 111).

Die Solenoidbremse 125 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt und dient als Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung. Ebenso wie die Solenoidbremse 13 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Solenoidbremse 125 eine Bremsensteuerspule 125A und ein Paar von Dämpfern 125B auf.

Die erste Federkupplung 126 ist um die Trommel 121C des Trägers 121, die Ringtrommel 113 der Nockenwelle 112 und die Trommel 118B des Eingangsradelements 118 gewunden. Ebenso wie die erste Federkupplung 64 in Fig. 13 ist die erste Federkupp lung 126 eine linksgängige Spule. Die erste Federkupplung 126 umfaßt eine erste Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 121C des Trägers 121 gewunden ist, einen mittleren Abschnitt, welcher um den Außenumfang der Ringtrommel 113 der Nockenwelle 112 gewunden ist und eine zweite Seite, welche um den Außenum fang der Trommel 118B des Eingangsradelements 118 gewunden ist.

Wie aus Fig. 24 und 25 ersichtlich, weist die erste Feder kupplung 126 auf der ersten Seite davon einen Haken 126A auf, welcher in Axialrichtung vorsteht. Der Haken 126A schlägt an einem Kopfende eines Kupplungsausrückkolbens 129 in der Kupp lungsvertiefung 121B des Trägers 121 an und ist in Eingriff mit einem Krümmungsabschnitt 127A der zweiten Federkupplung 127. Wenn sich der Kupplungsausrückkolben 129 des Kupplungs ausrückzylinders 128 in einer Richtung H in Fig. 24 bewegt, so wird der Haken 126A der ersten Federkupplung 126 in Radial richtung nach außen gedrückt, um dadurch den Spulendurchmesser der ersten Federkupplung 126 zu vergrößern. Dabei ermöglicht die erste Federkupplung 126 ein Lösen des Trägers 121 von der Ringtrommel 113 (Nockenwelle 112). Folglich können sich der Träger 121 und die Ringtrommel 113 relativ zueinander drehen.

Wenn sich das Eingangsradelement 118 einstückig mit dem an getriebenen Zahnrad 111 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 24 dreht, so nimmt die erste Federkupplung 126 der links gängigen Spule ein Drehmoment in einer Richtung auf, in wel cher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (20) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 111 < Winkel geschwindigkeit der Nockenwelle 112 (20)

Die erste Federkupplung 126 befindet sich daher geringfü gig in Abstand von einer Außenfläche der Trommel 118B. Dabei ermöglicht die erste Federkupplung 126 ein Lösen der Trommel 118B des Eingangsradelements 118 von der Ringtrommel 113 der Nockenwelle 112. Folglich können sich die Trommel 118B und die Ringtrommel 113 relativ zueinander drehen.

Im Gegensatz dazu, nimmt die erste Federkupplung 126, wenn sich der Träger 121 in einer Richtung in Voreilung bezüglich der Drehphase relativ zur Ringtrommel 113 der Nockenwelle 112 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (21) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Trägers 121 ≧ Winkelgeschwindigkeit der Ringtrommel 113 (21)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 126 fest um ei nen Bereich zwischen der Trommel 121C des Trägers 121 und der Ringtrommel 113, um dadurch die Verbindung zwischen der Trom mel 121C und der Ringtrommel 113 stationär zu halten.

Das heißt, die erste Federkupplung 126 dient als Freilauf kupplung zwischen dem Träger 121 und der Nockenwelle 112. Da durch verhindert die erste Federkupplung 126, daß der Träger 121 eine Drehung in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 24 relativ zur Nockenwelle 112 ausführt und ermöglicht, daß der Träger 121 eine Drehung in der Richtung gegen den Uhrzeiger sinn in Fig. 24 relativ zur Nockenwelle 112 ausführt.

Die zweite Federkupplung 127 ist in der Kupplungsvertie fung 121B des Trägers 121 angeordnet. Wie aus Fig. 24 und 25 ersichtlich, weist die zweite Federkupplung 127 auf einer er sten Seite davon einen Krümmungsabschnitt 127A auf, welcher wie eine Kurbel gekrümmt ist. Der Krümmungsabschnitt 127A ist in Eingriff mit dem Haken 126A der ersten Federkupplung 126. Die zweite Federkupplung 127 ist um einen Außenumfang der er sten Federkupplung 126 angeordnet. In der Kupplungsvertiefung 121B ist die zweite Federkupplung 127 auf einer zweiten Seite davon mit dem Träger 121 verhakt.

Die zweite Federkupplung 127 ist eine rechtsgängige Spule und ist um den Außenumfang der ersten Federkupplung 126 gewun den, wobei sich zwischen diesen ein kleiner Zwischenraum in der Kupplungsvertiefung 121B des Trägers 121 befindet. Wenn die zweite Federkupplung 127 das Drehmoment in der Richtung aufnimmt, in welcher sich deren Spulendurchmesser vergrößert, wird die zweite Federkupplung 127 hin zu dem Außenumfang der Kupplungsvertiefung 1218 durch die erste Federkupplung 126 ge drückt.

Daher dient die zweite Federkupplung 127 als Ausrückein richtung für die erste Federkupplung 126. Das heißt, wenn die Solenoidbremse 125 eine Bremskraft auf den Träger 121 anwen det, so wird die Drehgeschwindigkeit des Trägers 121 niedriger als diejenige der Ringtrommel 113, so daß sich der Träger 121 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn (Richtung G) in Fig. 21 relativ zu der Ringtrommel 113 dreht. Da das zweite Ende der zweiten Federkupplung 127 mit dem Träger 121 verhakt ist, ermöglicht der Krümmungsabschnitt 127A der zweiten Federkupp lung 127, daß der Haken 126A eine Bewegung in der Richtung G in Fig. 25 gemäß der Umkehrrichtung des Trägers 121 relativ zur Ringtrommel 113 ausführt, um dadurch den Haltezustand durch die erste Federkupplung 126 zwischen der Trommel 121C des Trägers 121, der Ringtrommel 113 der Nockenwelle 112 und der Trommel 118B des Eingangsradelements 118 zu lösen.

Der Kupplungsausrückzylinder 128 ist in Radialrichtung in nerhalb der ersten Federkupplung 126 des Trägers 121 angeord net. Wie aus Fig. 22 bis 25 ersichtlich, weist der Kupplungs ausrückzylinder 128 den Kupplungsausrückkolben 129 und eine Ölkammer 130 auf. Der Kupplungsausrückkolben 129 ist gleitfä hig in den Zylinderraum 121D des Trägers 121 eingesetzt. Die Ölkammer 130 ist durch den Kupplungsausrückkolben 129 und den Zylinderraum 121D definiert.

Der Kupplungsausrückzylinder 128 und ein Ölsteuerventil 131 bilden eine Kupplungsausrückeinrichtung. Das Drucköl wird über das Ölsteuerventil 131 der Ölkammer 130 zugeführt und von dieser abgelassen, um dadurch eine Gleitverschiebung des Kupp lungsausrückkolbens 129 in dem Zylinderraum 121D zu ermögli chen. Daher wird der Haken 126A der ersten Federkupplung 126 in einer Richtung bewegt, in welcher dieser sich aus dem Hal tezustand gemäß der Schiebegleitbewegung des Kupplungsausrück kolbens 129 löst.

Wie aus Fig. 22 bis 23 ersichtlich, weist der Kupplungs ausrückkolben 129 einen im wesentlichen trapezförmigen Vor sprung 129A auf. Der Vorsprung 129A grenzt an dem Innenumfang der ersten Federkupplung 126 an. Wie aus Fig. 23 ersichtlich, ist ein Kopfende des Vorsprungs 129A ausgehend von der ersten Seite hin zur zweiten Seite der ersten Federkupplung 126 leicht nach unten geneigt. So existiert eine kontinuierliche Angrenzung des Kopfendes des Vorsprungs 129A lediglich an dem Haken 126A der ersten Federkupplung 126. An Abschnitten, wel che von dem Haken 126A verschieden sind, befindet sich das Kopfende des Vorsprungs 129A geringfügig in Abstand von der ersten Federkupplung 126.

Wenn der Kupplungsausrückkolben 129 in einer Richtung H in Fig. 24 bewegt wird, so ermöglicht der Kupplungsausrückkolben 129, daß das Kopfende des Vorsprungs 129A den Haken 126A der ersten Federkupplung 126 in Radialrichtung nach außen drückt. Daher wird ein Spulenabschnitt der ersten Federkupplung 126, welche dem Haken 126A folgt, allmählich in Radialrichtung nach außen gedrückt. Daher löst die erste Federkupplung 126 allmäh lich den Haltezustand zwischen dem Träger 121 und der Nocken welle 112 von dem Haken 126A hin zum zweiten Ende der ersten Federkupplung 126.

Das Ölsteuerventil 131 bildet die Kupplungsausrückeinrich tung zusammen mit dem Kupplungsausrückzylinder 128. Das Ölsteuerventil 131 weist generell den Steuerschieber 132, eine Feder 133 und einen Solenoidaktuator 134 auf. Der Steuerschie ber 132 ist gleitfähig in die Ventilvertiefung 114 der Nocken welle 112 eingesetzt. Die Feder 133 spannt den Steuerschieber 132 kontinuierlich in Richtung eines Endes der Schraube 120 vor.

Wenn die Feder 133 den Steuerschieber 132 des Ölsteuerven tils 131 an einer Anfangsposition des Steuerschiebers 132 in Fig. 22 vorspannt, so ermöglicht der Steuerschieber 132, daß eine Ölöffnung 132A mit den Ölkanälen 116B, 116C und 116D und mit dem Ölkanal 121F des Trägers 121 verbunden wird, um da durch das Drucköl als Schmiermittel von dem Einlaßkanal 115 den Gleitflächen des Planetengetriebes 117 zuzuführen.

Wenn die Feder 133 ermöglicht, daß sich der Steuerschieber 132 gegen die Federkraft der Feder 133 gleitend zu einer Kupp lungsausrückposition in Fig. 23 bewegt, so ermöglicht das Ölsteuerventil 131, daß die Ölöffnung 132A mit der Ölkammer 130 über den Ölkanal 116A der Nockenwelle 112 und über die Öl öffnung 121E des Trägers 121 verbunden wird, um dadurch das Drucköl von dem Einlaßkanal 115 in die Ölkammer 130 zu lie fern. Dabei wird der Kupplungsausrückkolben 129 des Kupplungs ausrückzylinders 128 in der Richtung H in Fig. 24 bewegt, um dadurch zwingend den Haltezustand der ersten Federkupplung 126 zu lösen.

Der Solenoidaktuator 134 ist an einer Position angeordnet, welche sich in Axialrichtung in Abstand von der Nockenwelle 112 befindet. Der Solenoidaktuator 134 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt und weist darin eine Steuerspule 134A auf. Der Solenoidaktuator 134 weist einen bewegbaren Eisenkern 134B auf, welcher in der Axialrichtung bewegt wird, wenn die Steu erspule 134A magnetisiert wird. Es ist eine Stange 135 kleinen Durchmessers zwischen dem bewegbaren Eisenkern 134A und dem Steuerschieber 132 des Ölsteuerventils 131 vorgesehen.

Die Stange 135 ist in die Stangenöffnung 120A der Schraube 120 eingesetzt. Die Stange 135 weist ein Ende auf, welches an den Steuerschieber 132 in der Ventilzelle 114 angrenzt. Wenn ein externes Signal angelegt wird, um die Steuerspule 134A zu magnetisieren, so ermöglicht der Solenoidaktuator 134, daß der bewegbare Eisenkern 134B die Stange 135 in der Richtung J in Fig. 22 und 23 bewegt. Dabei wird der Steuerschieber 132 in der Ventilzelle 114 gegen die Vorspannkraft der Feder 133 zu der Kupplungsausrückposition in Fig. 23 gleitend verschoben.

Im Gegensatz dazu, ermöglicht der Solenoidaktuator 134, wenn das externe Signal aufgehoben wird, um die Steuerspule 135 zu entmagnetisieren, daß die Stange 135 zusammen mit dem bewegbaren Eisenkern 134B sich in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung in Fig. 22 bewegt. Ferner wird der Steuerschieber 131 in der Ventilzelle 114 durch die Feder 133 zu einem derar tigen Ausmaß vorgespannt, daß der Steuerschieber 132 an das Ende der Schraube 120 angrenzt. Dadurch kehrt der Steuerschie ber 132 zu dessen Anfangsposition in Fig. 20 und 22 zurück.

Das sechste Ausführungsbeispiel gewährleistet im wesentli chen die gleichen Wirkungsweisen und Vorteile wie jene des er sten Ausführungsbeispiels. Unten sind Einzelheiten über die Wirkungsweisen und Vorteile des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung offenbart.

Zuerst wird, wenn die Bremsensteuerspule 125A der So lenoidbremse 125 entmagnetisiert wird, wie aus Tabelle 6 er sichtlich, und wenn das angetriebene Zahnrad 111 sich in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 21 dreht, die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 111 von dem Innenrad 118A des Eingangs radelements 118 auf das erste Planetenrad 123 übertragen. Da her drehen sich die ersten Planetenräder 123 auf den Planeten wellen 122 und drehen sich um die Nockenwelle 112. Die Dreh kraft des ersten Planetenrads 123 wird auf den Träger 121 als Drehmoment übertragen.

In diesem Zustand nimmt die erste Federkupplung 126 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher sich deren Spulen durchmesser unter der den Ausdruck (20) erfüllenden Drehmo mentbedingung vergrößert. Dabei befindet sich die erste Feder kupplung 126 geringfügig von der Außenfläche der Trommel 118B des Eingangsradelements 118. Dadurch ermöglicht die erste Fe derkupplung 126, daß sich das Eingangsradelement 118 und die Ringtrommel 113 (Nockenwelle 112) relativ zueinander drehen.

Jedoch beginnt sich der Träger, wenn die Drehkraft der er sten Planetenräder 123 auf den Träger 151 übertragen wird, 121 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 25 zu drehen. An schließend wird die Drehkraft des Trägers 121 auf die erste Federkupplung 126 als Drehmoment in der Richtung übertragen, in welcher sich der Spulendurchmesser der ersten Federkupplung 126 50147 00070 552 001000280000000200012000285915003600040 0002010037942 00004 50028unter der den Ausdruck (21) erfüllenden Drehmomentbedin gung verringert. Dabei windet sich die erste Federkupplung 126 fest um die Ringtrommel 113 der Nockenwelle 112, um dadurch den Bereich zwischen dem Träger 121 und der Nockenwelle 112 stationär zu halten.

Die erste Federkupplung 126 dient als Freilaufkupplung zwischen der Nockenwelle 112 und dem Träger 121. Dabei verhin dert die Federkupplung 126 eine Drehung des Trägers 121 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 21 relativ zu der Nockenwel le 112. Bis sich die Nockenwelle 112 dreht, führen die ersten und zweiten Planetenräder 123 und 124 lediglich Drehungen auf den Planetenwelle 122 aus, ohne Umdrehungen um die Welle 112 auszuführen. Daher wird die Drehkraft des zweiten Planetenrads 124 auf das Ausgangsradelement 119 über das Innenrad 119A übertragen.

Die zweiten Planetenräder 124 weisen eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 123 auf. Daher drehen die zweiten Planetenräder 124 das Ausgangsradelement 119 um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen schneller als die ersten Planetenräder 123 das Eingangsradelement 118. Dabei dreht sich die Nockenwelle 112 einstückig mit dem Ausgangsradelement 119 in der Richtung im Uhrzeigersinn infolge der ersten Federkupplung 126. Wenn die Drehung der Nockenwelle 112 sogar etwas schneller ist als die Drehung des angetriebenen Zahnrads 111, so nimmt die erste Federkupplung 126 das Drehmoment in der Richtung auf, in wel cher sich deren Spulendurchmesser unter der den folgenden Aus druck (22) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 112 ≧ Winkelgeschwindig keit des angetriebenen Zahnrads 111 (22)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 126 fest um die Ringtrommel 113 und die Trommel 118B, um dadurch die Ringtrom mel 113 und die Trommel 118B stationär zu halten. Folglich wird die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 111 auf die Noc kenwelle 112 über das Planetengetriebe 117 und die erste Fe derkupplung 126 übertragen. Während dieser Phase dreht sich die Nockenwelle 112, während deren Drehphase relativ zum ange triebenen Zahnrad 111 gehalten wird (Phasenhaltesteuerung).

In diesem Zustand befindet sich das Innenrad 148A in Ein griff mit den ersten Planetenrädern 123, während sich das In nenrad 119A in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 124 be findet. Die Zahnflanken der Innenräder 118A und 119A bleiben jeweils mit denjenigen der ersten und der zweiten Planetenrä der 123 und 124 in Kontakt. Ferner hält die erste Federkupp lung 126 den stationären Haltezustand. Dadurch hält die erste Federkupplung 126, selbst wenn das wechselnde Drehmoment (zwi schen positiv und negativ), dargestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 112 angewandt wird, den stationären Haltezustand. Das heißt, diese Anordnung verhindert vorzugsweise Probleme, welche durch das Spiel verursacht werden und unterdrückt jeg liches Hämmergeräusch zwischen den Zahnflanken, welches bei Anwenden des wechselnden Drehmoments auftreten kann.

Tabelle 6

Anschließend bewegt in diesem Zustand, wenn die Steuerspu le 134A des Solenoidaktuators 134 magnetisiert wird, wie in Tabelle 6 dargestellt, der bewegbare Eisenkern 134B die Stange 135 in der Richtung J, um dadurch zu ermöglichen, daß der Steuerschieber 132 des Ölsteuerventils 131 gleitend zu der Kupplungsausrückposition in Fig. 23 gegen die Vorspannkraft durch die Feder 133 verschoben wird. Daher ist die Ölöffnung 132A des Steuerschiebers 132 über den Ölkanal 116A der Nocken welle 112 und die Ölöffnung 121E des Trägers 121 in Verbindung mit der Ölkammer 130 des Kupplungsausrückzylinders 128.

Durch Zuführen des Drucköls von dem Einlaßkanal 115 in die Ölkammer 130 in diesem Zustand bewegt der Kupplungsausrückzy linder 128 den Kupplungsausrückkolben 129 in Radialrichtung nach außen (Richtung H in Fig. 24) im Träger 121. Daher wird der Haltezustand der ersten Federkupplung 126 zwingend gelöst, um dadurch die Drehmomentübertragung zwischen der Trommel 121C des Trägers 121, der Ringtrommel 113 und der Trommel 118B des Eingangsradelements 118 zu unterbrechen.

Folglich dreht sich der Träger 121 frei in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 21. Die ersten Planetenräder 123 drehen sich auf den Planetenwellen 122 und führen Umdrehungen längs des Innenrads 118A des Eingangsradelements 118 durch. Ferner drehen sich die zweiten Planetenräder 124 auf den Planetenwel len 122 und führen Umdrehungen längs des Innenrads 119A des Ausgangsradelements 119 durch. Die zweite Federkupplung 127 in der Kupplungsvertiefung 121B des Trägers 121 ist eine rechts gängige Spule. Daher dreht sich der Träger 121 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 21, und die zweite Federkupplung 127 verringert ihren Spulendurchmesser. Dabei entfernt sich die zweite Federkupplung 127 von dem Außenumfang der Kupplungsver tiefung 121B. Jedoch wirkt die zweite Federkupplung 127 kei nerlei Haltekräfte.

Daher wird, wenn der Solenoidaktuator 134 (Kupplungsaus rückzylinder 128) in Betrieb ist, das Drehmoment von dem ange triebenen Zahnrad 121 nicht auf die Nockenwelle 112 über das Planetengetriebe 117 und über die erste und die zweite Feder kupplung 126 und 127 übertragen. Folglich eilt die Nockenwelle 112 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 111 nach.

Wenn der Solenoidaktuator 134 entmagnetisiert wird, um den Kupplungsausrückzylinder 128 zu stoppen, so ermöglicht der Ha ken 126A der ersten Federkupplung 126, daß der Kupplungsaus rückkolben 129 zu dessen Anfangsposition in Fig. 25 zurückge schoben wird. Dadurch hält die erste Federkupplung 126 die Trommel 121C des Trägers 121, die Ringtrommel 113 und die Trommel 118B des Eingangsradelements 118 stationär.

Folglich wird die Drehmomentübertragung zwischen der Trom mel 121C des Träger 121, der Ringtrommel 113 und der Trommel 118B des Eingangsradelements 118 wiederhergestellt, um dadurch die automatische Wiederherstellung der Phasenhaltesteuerung zu erreichen.

Als nächstes nimmt die zweite Federkupplung 127, wenn ein Drehmoment (Bremskraft) auf den Träger 121 in der Richtung ge gen den Uhrzeigersinn in einem Zustand angewandt wird, in wel chem die Bremsensteuerspule 125A der Solenoidbremse 125 magne tisiert ist, wie in Tabelle 6 dargestellt, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser vergrößert. Dadurch bewegt der Krümmungsabchnitt der zweiten Federkupplung 127 den Haken 126A der ersten Federkupplung 126 in der Richtung G in Fig. 25. Der Haken 126A der ersten Feder kupplung 126 befindet sich daher geringfügig in Abstand von dem Außenumfang der Trommel 121C des Trägers 121. Folglich löst die erste Federkupplung 126 den Haltezustand zwischen der Trommel 121C des Trägers 121, der Ringtrommel 113 (Nockenwelle 112) und des Eingangsradelements 118.

Ferner wird, wenn die Solenoidbremse 125 eine Bremskraft auf den Träger 121 anwendet, die Drehgeschwindigkeit des Trä gers 121 niedriger als diejenige der Nockenwelle 112, so daß sich der Träger 121 in der Richtung G gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 21 relativ zur Nockenwelle 112 dreht. Dabei dreht sich das Ausgangsradelement 119 (Nockenwelle 112) um die Geschwin digkeitsdifferenz entsprechend der Zahndifferenz zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 123 und 124 schneller als das Eingangsradelement 118. Daher eilt die Nockenwelle 112 bezüglich der Drehphase relativ zum angetriebenen Zahnrad 111 vor. Anschließend erreicht ein Aufheben des Betriebs der So lenoidbremse 125 eine automatische Wiederherstellung der Pha senhaltesteuerung.

Bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel steuert der So lenoidaktuator 134, um die Umschaltung zwischen dem Haltezu stand und dem Ausrückzustand der ersten Federkupplung 126 durchzuführen, den Steuerschieber 132 des Ölsteuerventils 131, angeordnet in der Drehmitte der Nockenwelle 112, um dadurch das Drucköl zu dem Kupplungsausrückzylinder 128 in dem Träger 121 zuzuführen bzw. das Drucköl davon abzulassen. Bei dieser Anordnung wird die erste Federkupplung 126 weich gesteuert. Dadurch wird vorzugsweise ein vermindertes Ansprechen verhin dert, welches durch einen Ölaustritt bewirkt werden kann.

Ferner wird durch Anorden des Steuerschiebers 132 in der Nockenwelle 112 und durch Anordnen des Kupplungsausrückzylin ders 128 in dem Träger 121 ein Ventilsteuersystem von geringer Größe erhalten. Ferner steuert der Solenoidaktuator 134 den Steuerschieber 132 mit gutem Ansprechverhalten, um dadurch die Ventilsteuerung zu glätten und zu stabilisieren.

Fig. 26 bis 29 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beim siebten Ausführungsbeispiels wird eine Vielzahl von Federkupplungen verwendet, um den Haltezu stand der Drehphase zu stabilisieren. Zum Lösen des Haltezu stands mit den Federkupplungen werden ein externes Signal und eine Vielzahl von Radelementen verwendet. Das Ventilsteuersy stem des siebten Ausführungsbeispiels weist einen einfachen Aufbau auf und gewährleistet eine genaue Ausführung des Um schaltens zwischen der Phasenhaltesteuerung, der Voreilwinkel steuerung und der Nacheilwinkelsteuerung. Beim siebten Ausfüh rungsbeispiel sind Elemente, welche die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, mit den gleichen Bezugszei chen bezeichnet. Daher werden wiederholte Erläuterungen für die gleichen Elemente beim siebten Ausführungsbeispiel ausge lassen.

Ein als Rotor dienendes angetriebenes Zahnrad 141 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das angetriebene Zahnrad 1 beim ersten Ausführungsbeispiel auf.

Eine Nockenwelle 142 weist beinahe den gleichen Aufbau wie die Nockenwelle 2 beim ersten Ausführungsbeispiel auf. Die Nockenwelle 142 weist einen Stufenabschnitt 142A mit einer Vielzahl von Stufenabschnitten auf. Der Durchmesser des Stu fenabschnitts 142A wird in einer Richtung hin zu einem Kopfen de der Nockenwelle 142 stufenweise kleiner.

Eine Ringtrommel 143 bildet einen Abschnitt der Nockenwelle 142. Die Ringtrommel 143 ist zwischen einem Eingangsradelement 148 und einem Träger 151 in der Axialrichtung angeordnet. Die Ringtrommel 143 ist um einen Außenumfang des Stufenabschnitts 142A befestigt. Die Ringtrommel 143 weist einen Außendurchmes ser auf, welcher im wesentlichen gleich demjenigen einer Trom mel 148B und 151 C ist. Eine erste Federkupplung 156 ist um die Ringtrommel 143, die Trommel 148B und die Trommel 151C an gebracht und ermöglicht, daß die Ringtrommel 143 stationär zu den Trommeln 148B und 151C gehalten und von den Trommeln 148B und 151C gelöst werden kann.

Eine Ölöffnung 144 ist in dem Stufenabschnitt 142A der Nockenwelle 142 vorgesehen. Die Ölöffnung ist in der Axialmit te der Nockenwelle 142 angeordnet und verläuft in Axialrich tung. Die Ölöffnung 144 weist ein erstes Ende auf, welches durch eine Schraube 150 arretiert ist. Ferner ist ein Einlaß kanal 145 zum Einlassen des Drucköls in die Ölöffnung 144 aus gebildet. Der Einlaßkanal 145 ist mit einer Auslaßseite der (nicht dargestellten) Ölpumpe des Verbrennungsmotors verbun den.

Die Nockenwelle 142 weist Ölkanäle 146A, 146B und 146C zum Zuführen und Ablassen des Drucköls auf. Wie aus Fig. 26 und 28 ersichtlich, verlaufen die Ölkanäle 146A und 146C in Ra dialrichtung relativ zur Nockenwelle 142, und der Ölkanal 116B verläuft in Axialrichtung relativ zur Nockenwelle 142, so daß dieser mit der Ölöffnung 144 verbunden ist. Die Ölkanäle 146A, 146B und 146C sind miteinander verbunden, um das Drucköl an Gleitflächen zwischen dem Stufenabschnitt 142A der Nockenwelle 142, dem Eingangsradelement 148 und dem Träger 151 zu liefern. Das derart zugeführte Drucköl wird als Schmiermittel verwen det. Anschließend wird das Drucköl in einer Ölwanne des Ver brennungsmotors über (nicht dargestellte) weitere Ölkanäle ge sammelt.

Ein Planetengetriebe 147 ist zwischen dem angetriebenen Zahnrad 141 und der Nockenwelle 142 vorgesehen und dient als Drehphasensteuervorrichtung zum veränderlichen Steuern von Drehphasen. Das Planetengetriebe 147 dient ferner als Halte kraftgenerator für die erste und die zweite Federkupplung 156 und 157. Das Planetengetriebe 147 weist das Eingangsradelement 148, ein Ausgangsradelement 149, den Träger 151 sowie die er sten und die zweiten Planetenräder 153 und 154 auf.

Das Eingangsradelement 148 dient als erstes Drehelement des Planetengetriebes 147. Das Eingangsradelement 148 ist zu einer Ringform mit einem Querschnitt ausgebildet, welcher zu einem rechtwinkligen "U" geformt ist, und ist drehbar um den Außen umfang des Stufenabschnitts 142A der Nockenwelle 142 angeord net. Das Eingangsradelement 148 ist an dem angetriebenen Zahn rad 141 mittels Schrauben befestigt und dreht sich einstückig mit dem angetriebenen Zahnrad 141 um den Außenumfang des Stu fenabschnitts 142A der Nockenwelle 142.

Ferner weist das Eingangsradelement 148 ein Innenrad 148A auf. Das Innenrad 148A, welches in Radialrichtung nach innen vorsteht, ist auf einer fernen Seite von dem Stufenabschnitt 142A angeordnet und dient als erstes Rad. Die Zylindertrommel 148B ist um den Stufenabschnitt 148A angeordnet. Ferner weist die Trommel 148B eine Vielzahl von Ölkanälen 148C auf, welche in Radial-Diagonal-Richtung verlaufen. Die Ölkanäle 148C sind mit den Ölkanälen 146A, 146B und 146C der Nockenwelle 112 ver bunden. Jeder der Ölkanäle 148C führt das Öl einem Zwischen raum zwischen der Trommel 148B und der ersten Federkupplung 156 zu.

Das Ausgangsradelement 149 dient als zweites Drehelement des Planetengetriebes 147. Das Ausgangsradelement 149 ist zu einer Ringform mit einem zu einem rechtwinkligen "U" geformten Querschnitt ausgebildet. Das Ausgangsradelement 149 weist in der Nähe der Stufenwelle 142A einen dicken Abschnitt auf, wel cher dicker ist als der andere Abschnitt des Ausgangsradele ments 149. Das Ausgangsradelement 149 ist unter Verwendung ei ner Schraube 150 an einem Kopfende des Stufenabschnitt 142A der Nockenwelle 142 befestigt und dreht sich einstückig mit der Nockenwelle 142. Ferner weist das Ausgangsradelement 149 ein Innenrad 149A auf. Das in Radialrichtung nach innen vor stehende Innenrad 149A ist auf einer fernen Seite von dem Kopfende des Stufenabschnitts 142A angeordnet und dient als zweites Rad. Das Innenrad 149A des Ausgangsradelements 149 weist im wesentlichen die gleiche Anzahl von Zähnen wie das Innenrad 148A des Eingangsradelements 148.

Ferner weist das Ausgangsradelement 149 eine Vielzahl von Ölkanälen 149B auf, welche in Radial-Diagonal-Richtung von in nen nach außen verlaufen. Die Ölkanäle 149B sind mit Ölkanälen 146A, 116B und 116C der Nockenwelle 142 verbunden. Jeder der Ölkanäle 149B liefert das Öl von den Ölkanälen 146A, 146B und 146C an einen Zwischenraum zwischen dem Innenrad 149A und dem zweiten Planetenrad 154.

Der Träger 151 dient als drittes Drehelement des Planeten getriebes 147. Der Träger 151 weist im wesentlichen den glei chen Aufbau wie der Träger 8 beim ersten Ausführungsbeispiel auf. Um einen Außenumfang des Trägers 151 ist eine Scheibe 151A einstückig mit dem Träger 151 ausgebildet. Ferner weist der Träger 151 eine Kupplungsvertiefung 151B mit einer ringar tigen Form auf. Stufenzylindertrommeln 1510 und 151D definie ren einen Innenumfang der Kupplungsvertiefung 151B.

Die Trommel 151C weist einen kleineren Durchmesser als die Trommel 151D auf. Die erste Federkupplung 156 ist um die Trom mel 151C gewunden, während die zweite Federkupplung 157 um die Trommel 151D gewunden ist. Ferner weist der Träger 151 ein Paar von Ölkanälen 151E auf, welche in Radialrichtung verlau fen. Die Ölkanäle 151E sind mit den Ölkanälen 146A, 146B und 146C der Nockenwelle 142 verbunden und liefern das Öl jeweils an die Gleitflächen eines Paars von Planetenwellen 152.

Der Träger 151 ist drehbar um den Außenumfang des Stufenab schnitts 142A der Nockenwelle 142 angeordnet. Wie aus Fig. 26 und 28 ersichtlich, ist das Paar von Planetenwellen 152 dreh bar an dem Träger 151 angebracht und um den Außenumfang des Stufenabschnitts 142A angeordnet. Jede der Planetenwellen 152 weist ein erstes und ein zweites Ende auf, welche ausgehend von dem Träger 151 vorstehen. Das erste Ende der Planetenwelle 152 ist mit den ersten Planetenrädern 153 integriert. Das zweite Ende der Planetenwelle 152 ist mit den zweiten Plane tenrädern 154 integriert.

Die ersten Planetenräder 153 befinden sich in Eingriff mit dem Innenrad 148A des Eingangsradelements 148 und übertragen ein Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 141 auf die Pla netenwellen 152. Die zweiten Planetenräder 154 befinden sich in Eingriff mit dem Innenrad 149A des Ausgangsradelements 149 und übertragen das Drehmoment von der Planetenwelle 152 auf das Ausgangsradelement 149 (Nockenwelle 142).

Ferner weisen die zweiten Planetenräder 154 eine größere Anzahl von Zähnen auf als die ersten Planetenräder 153. Die Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Planetenrädern 153 und 154 bewirkt eine erhöhte Ge schwindigkeit, wie folgt: wenn eine Solenoidbremse 155 die Drehung des Trägers 151 bremst, so wird ermöglicht, daß sich das Außenradelement 149 um eine Geschwindigkeitsdifferenz ent sprechend der Differenz der Anzahl der Zähne zwischen den er sten und den zweiten Planetenrädern 153 und 154 schneller dreht als das Eingangsradelement 148 (angetriebene Zahnrad 141).

Die Solenoidbremse 155 ist an dem Tragrahmen 12 befestigt und dient als Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung. Ebenso wie die Solenoidbremse 13 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Solenoidbremse 155 eine Bremsensteuerspule 155A und ein Paar von Dämpfern 155B auf.

Die erste Federkupplung 156 ist um die Trommel 151C des Trägers 151, die Ringtrommel 143 der Nockenwelle 142 und die Trommel 148B des Eingangsradelements 148 gewunden. Wie aus Fig. 29 ersichtlich, ist die erste Federkupplung 156 eine linksgängige Spule. Die erste Federkupplung 156 umfaßt eine erste Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 151C des Trägers 151 gewunden ist, einen mittleren Abschnitt, welcher um den Außenumfang der Ringtrommel 143 der Nockenwelle 142 ge wunden ist und eine zweite Seite, welche um den Außenumfang der Trommel 1488 des Eingangsradelements 148 gewunden ist.

Wie aus Fig. 28 und 29 ersichtlich, weist die erste Feder kupplung 156 auf der ersten Seite davon einen Haken 156A auf, welcher in Radialrichtung nach außen vorsteht. Der Haken 156A ist mit einer Aussparung 163B eines Innenzylinders 163 in der Kupplungsvertiefung 151B des Trägers 151 verhakt. Wenn der In nenzylinder 163 sich in einer Richtung K in Fig. 29 dreht, so wird der Haken 156A der ersten Federkupplung 156 in die Rich tung K gedrückt, um dadurch den Spulendurchmesser der ersten Federkupplung 156 zu vergrößern. Dabei ermöglicht die erste Federkupplung 156 ein Lösen des Trägers 151 von der Ringtrom mel 143 (Nockenwelle 142). Folglich können sich der Träger 151 und die Ringtrommel 143 relativ zueinander drehen.

Wenn sich das Eingangsradelement 148 einstückig mit dem an getriebenen Zahnrad 141 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27 dreht, so nimmt die erste Federkupplung 156 der links gängigen Spule ein Drehmoment in einer Richtung auf, in wel cher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (23) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads 141 ≧ Winkel geschwindigkeit der Nockenwelle 142 (23)

Die erste Federkupplung 156 befindet sich daher geringfü gig in Abstand von einer Außenfläche der Trommel 148B, um da durch ein Lösen der Trommel 148B des Eingangsradelements 148 von der Ringtrommel 143 der Nockenwelle 142 zu ermöglichen. Folglich drehen sich die Trommel 148B und die Ringtrommel 143 relativ zueinander.

Im Gegensatz dazu, nimmt die erste Federkupplung 156, wenn sich der Träger 151 in einer Richtung in Voreilung bezüglich der Drehphase relativ zur Ringtrommel 143 der Nockenwelle 142 dreht, ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Ausdruck (24) erfüllenden Drehmomentbedingung verringert:

Winkelgeschwindigkeit des Trägers 151 ≧ Winkelgeschwindigkeit der Ringtrommel 143 (24)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 156 fest um ei nen Bereich der Trommel 151C des Trägers 151 und der Ringtrom mel 143, um dadurch die Verbindung der Trommel 151C und der Ringtrommel 143 stationär zu halten.

Das heißt, die erste Federkupplung 156 dient als Freilauf kupplung zwischen dem Träger 151 und der Nockenwelle 142. Da durch verhindert die erste Federkupplung 156, daß der Träger 151 eine Drehung in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27 relativ zur Nockenwelle 142 ausführt und ermöglicht, daß der Träger eine Drehung in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 27 relativ zur Nockenwelle 142 ausführt.

Die zweite Federkupplung 157 ist in der Kupplungsvertie fung 151B des Trägers 151 angeordnet. Die zweite Federkupplung 157 umfaßt eine erste Seite, welche um einen Außenumfang der Trommel 151D des Trägers 151 gewunden ist, und eine zweite Seite, welche um eine Trommel 163A verringerten Durchmessers des Innenzylinders 163 gewunden ist.

Die zweite Federkupplung 157 ist eine rechtsgängige Spule und dient als Ausrückeinrichtung zum Ausrücken der ersten Fe derkupplung 156. Das heißt, wenn die Solenoidbremse 155 eine Bremskraft auf den Träger 151 anwendet, so wird die Drehge schwindigkeit des Trägers 151 kleiner als die Drehgeschwindig keit der Nockenwelle 142, so daß sich der Träger 151 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn (Richtung E) in Fig. 27 rela tiv zur Nockenwelle 142 dreht. Dabei nimmt die zweite Feder kupplung 157 ein Drehmoment in einer Richtung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den folgenden Aus druck (25) erfüllenden Drehmomentbedingung vergrößert:

Winkelgeschwindigkeit des Innenzylinders 163 ≧ Winkelgeschwin digkeit des Trägers 151 (25)

Dabei windet sich die zweite Federkupplung 157 um die Aus gangstrommel 151D des Trägers 151 und den Innenzylinder 163, um dadurch die Trommel 151D und den Innenzylinder 163 statio när zu halten.

Dadurch dreht sich der Innenzylinder 163 in der gleichen Richtung wie der Träger 151 (Richtung K in Fig. 29) über die zweite Federkupplung 157. Dabei wird der Haken 156A der ersten Federkupplung 156 hin zur Richtung K geschoben, so daß die erste Federkupplung 156 den Haltezustand zwischen dem Träger 151 und der Ringtrommel 143 (Nockenwelle 142) löst.

Ein Außenzylinder 158 ist ein erstes Radelement, welches drehbar um einen Außenumfang des Eingangsradelements 148 ange ordnet ist. Der Außenzylinder zweiten Zwischenrädern 160, der Innenzylinder 163 und eine Kupplungsausrückvorrichtung 164 bilden eine Kupplungsausrückeinrichtung.

Ebenso wie die Kupplungssteuerscheibe 15 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist der Außenzylinder 158 eine kreisför mige Scheibe 158A und einen Zylinder 158B auf, welcher ausge hend vom Innenumfang der Scheibe 158A in Axialrichtung ver läuft. Der Zylinder 158B ist derart in Eingriff mit einem Au ßenumfang des Eingangsradelements 148, daß zwischen diesen ein Spiel existiert. Um einen Innenumfang an einem Ende des Zylin ders 158B ist ein Innenrad 158C zwischen dem Eingangsradele ment 148 und dem Träger 151 vorgesehen. Wie aus Fig. 27 er sichtlich, befindet sich das Innenrad 158C in Eingriff mit dem ersten Zwischenrad 159.

Das erste und das zweite Zwischenrad 159 und 160 sind zwi schen dem Außenzylinder 158 und dem Innenzylinder 163 angeord net. Wie aus Fig. 27 und 28 ersichtlich, sind das erste und das zweite Zwischenrad 159 und 160 drehbar an dem Träger 151 über einen ersten bzw. einen zweiten Tragzapfen 161 bzw. 162 angebracht. Das erste und das zweite Zwischenrad 159 und 160 befinden sich in Eingriff miteinander. Die ersten Zwischenrä der 159 befinden sich in Eingriff mit dem Innenrad 158C des Außenzylinders 158, während sich die zweiten Zwischenräder 160 in Eingriff mit einem Außenrad 163C des Innenzylinders 163 be finden.

Der Innenzylinder 163 ist ein zweites Radelement, welches drehbar um den Außenumfang der ersten Federkupplung 156 ange bracht ist. Der Innenzylinder 163 bildet einen Zylinderkörper mit einer dünnen Wand und weist einen Durchmesser auf, welcher etwas größer ist als der Durchmesser der ersten Federkupplung 156. Der Innenzylinder 163 dient als Nacheilwinkelsteuertrom mel zum veränderlichen Steuern des Haltezustands der ersten Federkupplung 156. Wie aus Fig. 29 ersichtlich, weist der In nenzylinder 163 auf einer ersten Seite davon die Trommel 163A mit einer Aussparung 163B auf, welche mit dem Haken 156A der ersten Federkupplung 156 zu verhaken ist.

Die zweite Federkupplung ist um den Außenumfang der Trom mel 163A des Innenzylinders 163 und die Trommel 151D des Trä gers 151 gewunden. Die zweite Federkupplung 157 ermöglicht, daß der Innenzylinder 163 stationär zur Trommel 151D des Trä gers 151 gehalten und von der Trommel 151D gelöst werden kann. Ferner ist um einen Außenumfang des Innenzylinders 163 das Au ßenrad 163C vorgesehen, welches sich in Eingriff mit den zwei ten Zwischenrädern 160 befindet. Der Innenzylinder 163 und der Außenzylinder 158 drehen sich über die ersten und die zweiten Zwischenräder 159 und 160 in der gleichen Richtung.

Genauer dreht sich der Innenzylinder 163, wenn die Kupp lungsausrückvorrichtung 146 keine Bremskraft auf den Außenzy linder 158 anwendet und der Drehphasenhaltezustand beibehalten wird, über den Haken 156A einstückig mit der ersten Federkupp lung 156 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27. Die Dre hung des Innenzylinders 163 wird über die zweiten und die er sten Zwischenräder 159 und 160 auf den Außenzylinder 158 über tragen. Folglich dreht sich auch der Außenzylinder 158 in der Richtung im Uhrzeigersinn (Richtung A in Fig. 27).

Sobald die Bremskraft durch die Kupplungsausrückvorrich tung 146 auf den Außenzylinder 158 angewandt wird, nimmt der Außenzylinder 158 ein Drehmoment in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 27 auf. Dabei führt der Außenzylinder 158 eine Drehung relativ zum Träger 151 in der Richtung E in Fig. 27 aus. Dabei dreht sich das erste Zwischenrad 159 auf dem ersten Tragzapfen 161 in einer Richtung L, um dadurch das zweite Zwischenrad 160 auf den zweiten Tragzapfen 162 in einer Richtung M zu drehen. Folglich wird die Drehkraft des zweiten Zwischenrads 160 auf den Innenzylinder 163 als Drehkraft in der Richtung K übertragen.

Dadurch ermöglicht die Aussparung 163B des Innenzylinders 163, daß der Haken 156A der ersten Federkupplung 156 eine Be wegung relativ zu dem anderen Abschnitt der ersten Federkupp lung 156 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn (Richtung K in Fig. 29) ausführt. Dabei entfernt sich die erste Federkupp lung 156 in der Nähe des Hakens 156A geringfügig von der Au ßenfläche der Trommel 151C des Trägers 151, um dadurch ein Lö sen der Trommel 151C von der Ringtrommel 143 zu ermöglichen. Folglich kann sich der Träger 151 unabhängig von der Ringtrom mel 143 drehen, um dadurch die Nacheilwinkelsteuerung zu er reichen.

Die Kupplungsausrückvorrichtung 164 ist am Tragrahmen 12 befestigt. Die Kupplungsausrückvorrichtung 164, der Außenzy linder 158, die ersten und die zweiten Zwischenräder 159 und 160 und der Innenzylinder 163 bilden eine Kupplungsausrückein richtung. Ebenso wie die Kupplungsausrückvorrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Kupplungsausrückvor richtung 67 eine Kupplungssteuerscheibe 164A auf.

Das siebte Ausführungsbeispiel gewährleistet im wesentli chen die gleichen Wirkungsweisen und Vorteile wie jene des er sten Ausführungsbeispiels. Unten sind Einzelheiten über die Wirkungsweisen und Vorteile des siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung offenbart.

Zuerst wird, wenn die Bremsensteuerspule 155A der So lenoidbremse 155 entmagnetisiert wird, wie aus Tabelle 7 er sichtlich, und wenn das angetriebene Zahnrad 141 sich in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27 dreht, die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 141 von dem Innenrad 148A des Eingangs radelements 148 auf das erste Planetenrad 153 übertragen. Da her drehen sich die ersten Planetenräder 153 auf den Planeten wellen 152 und drehen sich um die Nockenwelle 142. Die Dreh kraft des ersten Planetenrads 153 wird auf den Träger 151 als Drehmoment übertragen.

Unter dieser Bedingung nimmt die erste Federkupplung 156 das Drehmoment in der Richtung auf, in welcher deren Spulen durchmesser unter der den Ausdruck (23) erfüllenden Drehmo mentbedingung sich vergrößert. Dabei entfernt sich die erste Federkupplung 156 geringfügig von der Außenfläche der Trommel 148B des Eingangsradelements 148. Dadurch ermöglicht die erste Federkupplung 156, daß sich das Eingangsradelement 148 und die Ringtrommel 143 (Nockenwelle 142) relativ zueinander drehen.

Jedoch beginnt sich der Träger 151 in der Richtung im Uhr zeigersinn in Fig. 27 zu drehen, wenn die Drehkraft von dem ersten Planetenrad 153 auf den Träger 151 übertragen wird. An schließend wird die Drehkraft des Trägers 151 auf die erste Federkupplung 156 als Drehmoment in der Richtung übertragen, in welcher der Spulendurchmesser der ersten Federkupplung 156 unter der den Ausdruck (24) erfüllenden Drehmomentbedingung sich verringert. Dabei windet sich die erste Federkupplung 156 fest um die Ringtrommel 143 der Nockenwelle 142, um dadurch den Bereich zwischen dem Träger 151 und der Nockenwelle 142 stationär zu halten.

Die erste Federkupplung 156 dient als Freilaufkupplung zwischen der Nockenwelle 142 und dem Träger 151. Dabei verhin dert die Federkupplung 156 eine Drehung des Trägers 151 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27 relativ zu der Nockenwel le 142. Bis sich die Nockenwelle 142 zu drehen beginnt, führen die ersten und zweiten Planetenräder 153 und 154 lediglich Drehungen auf den Planetenwelle 152 aus, ohne Umdrehungen um die Nockenwelle 142 auszuführen. Daher wird die Drehkraft des zweiten Planetenrads 154 auf das Ausgangsradelement 149 über das Innenrad 149A übertragen.

Die zweiten Planetenräder 154 weisen eine größere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 153 auf. Daher drehen die zweiten Planetenräder 154 das Ausgangsradelement 149 um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen schneller als die ersten Planetenräder 153 das Eingangsradelement 148. Dabei dreht sich die Nockenwelle 142 einstückig mit dem Ausgangsradelement 149 in der Richtung im Uhrzeigersinn infolge der ersten Federkupplung 156. Wenn die Drehung der Nockenwelle 142 sogar etwas schneller ist als diejenige des angetriebenen Zahnrads 141, so nimmt die erste Federkupplung 156 das Drehmoment in der Richtung auf, in wel cher deren Spulendurchmesser unter der den Ausdruck (26) er füllenden Drehmomentbedingung sich verringert:

Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 142 ≧ Winkelgeschwindig keit des angetriebenen Zahnrads 141 (26)

Dabei windet sich die erste Federkupplung 156 fest um die Ringtrommel 143 und die Trommel 148B, um dadurch die Ringtrom mel 143 und die Trommel 148B stationär zu halten. Folglich wird die Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 141 auf die Noc kenwelle 142 über das Planetengetriebe 147 und die erste Fe derkupplung 156 übertragen. Während dieser Phase dreht sich die Nockenwelle 142, während die Drehphase der Nockenwelle 142 relativ zum angetriebenen Zahnrad 141 gehalten wird (Phasen haltesteuerung).

Tabelle 7

In diesem Zustand befindet sich das Innenrad 148A in Ein griff mit den ersten Planetenrädern 153, während sich das In nenrad 149A in Eingriff mit den zweiten Planetenrädern 154 be findet. Die Zahnflanken des Innenrads 148A und 149A bleiben jeweils mit denjenigen der ersten und der zweiten Planetenrä der 153 und 154 in Kontakt. Ferner behält die erste Federkupp lung 156 den stationären Haltezustand. Dadurch hält, selbst wenn das wechselnde Drehmoment (zwischen positiv und negativ), dargestellt in Fig. 31, auf die Nockenwelle 142 angewandt wird, die erste Federkupplung 156 weiterhin den stationären Haltezustand. Das heißt, diese Anordnung verhindert vorzugs weise Probleme, welche durch das Spiel bewirkt werden und un terdrückt jegliches Hämmergeräusch zwischen den Zahnflanken, welches bei Anwenden des wechselnden Drehmoments auftritt.

Als nächstes nimmt der Außenzylinder 158, wenn die Kupp lungssteuerscheibe 164A der Kupplungsausrückvorrichtung 164 in diesem Phasenhaltezustand betätigt wird, wie aus Tabelle 7 er sichtlich, um die Bremskraft auf die zweite Scheibe 154A des Außenzylinder 158 anzuwenden, ein Bremsdrehmoment in der Rich tung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 27 auf, um dadurch eine Bewegung relativ zu dem Träger 151 in der Richtung E in Fig. 27 auszuführen. Dabei dreht sich das erste Zwischenrad 159 in der Richtung L, während sich das zweite Zwischenrad 160 in der Richtung M dreht. Folglich führt der Innenzylinder 163 eine Bewegung relativ zu dem Träger 151 in der Richtung K (gegen den Uhrzeigersinn) aus.

Dabei ermöglicht die Aussparung 163B des Innenzylinders 135, daß der Haken 156A der ersten Federkupplung 156 eine Be wegung in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn (Richtung K in Fig. 29) relativ zu dem anderen Abschnitt der ersten Feder kupplung 156 ausführt. Die erste Federkupplung 156 in der Nähe des Hakens 156A befindet sich daher geringfügig von der Außen fläche der Trommel 151C des Trägers 151 in Abstand.

Dementsprechend ermöglicht die erste Federkupplung 156, daß die Trommel 151C des Trägers 151 von der Ringtrommel 143 gelöst wird. Folglich können sich die Trommel 151C und die Ringtrommel 143 relativ zueinander drehen. Dies ermöglicht, daß die Drehmomentübertragung zwischen der Trommel 151C des Trägers 151, der Ringtrommel 143 und der Trommel 148B des Ein gangsradelements 148 unterbrochen wird.

Folglich dreht sich der Träger 151 frei in der Richtung im Uhrzeigersinn infolge der Drehkraft des angetriebenen Zahnrads 141. Die ersten Planetenräder 153 drehen sich auf den Plane tenwellen 152 und führen Umdrehungen längs des Innenrads 148A des Eingangsradelements 148 durch. Die zweiten Planetenräder 154 drehen sich und führen Umdrehungen längs des Innenrads 149A des Ausgangsradelements 149 durch. Die zweite Federkupp lung 157 in der Kupplungsvertiefung 151B des Trägers 151 ist eine rechtsgängige Spule. Daher wird der Spulendurchmesser der zweiten Federkupplung 157, wenn sich der Träger 151 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27 relativ zu der Nockenwel le 142 dreht, vergrößert. Dabei befindet sich die zweite Fe derkupplung 157 in Abstand von dem Außenumfang der Trommel 151D, wodurch keine Haltekräfte zwischen dem angetriebenen Zahnrad 141 und der Nockenwelle 142 (Ringtrommel 143) bewirkt werden.

Dabei wird, wenn die Kupplungsausrückvorrichtung 164 in einen In-Betrieb-Zustand versetzt wird, das Drehmoment von dem angetriebenen Zahnrad 141 nicht auf die Nockenwelle 142 über das Planetengetriebe 147 und über die erste und die zweite Fe derkupplung 156 und 157 übertragen. Dabei eilt die Nockenwelle 142 bezüglich der Drehphase relativ zu dem angetriebenen Zahn rad 141 nach. Das heißt, die Kupplungsausrückvorrichtung 64 führt das Ausrücken der ersten Federkupplung unabhängig von der Motordrehzahl sicher aus.

Als nächstes wird, wenn die Kupplungsausrückvorrichtung 164 in einen Außer-Betrieb-Zustand versetzt wird, die Brems kraft nicht auf den Außenzylinder 158 angewandt, um dadurch zu ermöglichen, daß sich der Innenzylinder 163 in der Richtung im Uhrzeigersinn in Fig. 27 dreht. Dabei windet sich die erste Federkupplung 156 um die Außenfläche der Trommel 151C in Über einstimmung mit der Drehung des Trägers 151 in der Richtung im Uhrzeigersinn, um dadurch die Verbindung zwischen dem Träger 151, der Ringtrommel 143 und des Eingangsradelements 148 er neut stationär zu halten. Dabei tritt eine Wiederherstellung der Drehmomentübertragung zwischen dem Träger 151, der Ring trommel 143 und dem Eingangsradelement 148 auf, um dadurch die automatische Wiederherstellung der Phasenhaltesteuerung zu er reichen.

Anschließend nimmt die zweite Federkupplung 157, wenn die Bremsensteuerspule 155A der Solenoidbremse 155 magnetisiert wird, wie aus Tabelle 7 ersichtlich, um dadurch das Drehmoment (Bremskraft) auf den Träger 151 in der Richtung gegen den Uhr zeigersinn in Fig. 27 anzuwenden, ein Drehmoment in der Rich tung auf, in welcher sich deren Spulendurchmesser unter einer den nachfolgenden Ausdruck (25) erfüllenden Drehmomentbedin gung verringert. Daher windet sich die zweite Federkupplung 157 um die Trommel 151D des Trägers 151 und den Innenzylinder 163.

In diesem Zustand wird, wenn der Innenzylinder 163 sich in der Richtung des Trägers 151 (Richtung K in Fig. 29) über die zweite Federkupplung 157 dreht, der Haken 156A hin zu der Richtung K gedrückt, um dadurch zu ermöglichen, daß sich die erste Federkupplung 156 in einer Richtung dreht, in welcher sich deren Spulendurchmesser verringert. Daher wird der Halte zustand zwischen dem Träger 151, der Ringtrommel 143 (Nocken welle 142) und der ersten Federkupplung 156 gelöst.

Wenn die Bremskraft auf den Träger 151 von der Solenoid bremse 155 angewandt wird, so verringert der Träger 151 dessen Drehgeschwindigkeit verglichen mit derjenigen des Eingangsra delements 148, so daß sich der Träger 141 relativ zum Ein gangsradelement 148 in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 27 dreht. Die zweiten Planetenräder 154 weisen eine grö ßere Anzahl von Zähnen als die ersten Planetenräder 153 auf. Daher dreht sich das Ausgangsradelement 149 (Nockenwelle 142) um eine Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den ersten und den zweiten Pla netenrädern 153 und 154 schneller als das Eingangsradelement 148. Daher erreicht ein Aufheben des Betriebs der Solenoid bremse 155 erreicht die automatische Wiederherstellung der Phasenhaltesteuerung.

Obwohl das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung derart dargestellt und beschrieben wurde, daß das Ein gangsradelement 57 und da Ausgangsradelement jeweils die In nenräder 57A und 58A aufweisen, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann angeordnet sein, so daß ein Außenrad, welches ähnlich demjenigen in dem ersten, zweiten und vierten Ausführungsbeispiel ist, verwendet wird. Dies kann ferner auf das sechste und siebte Ausführungsbeispiel angewen det werden. Ferner können die Außenräder, welche in dem erste, zweiten und vierten Ausführungsbeispiel verwendet werden, durch die Innenräder ersetzt werden.

Obwohl das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung derart dargestellt und beschrieben wurde, daß das Au ßenrad 99A auf dem Sonnenrad 99, welches das zweite Drehele ment des Planetengetriebes 96 ist, angeordnet ist, während das Innenrad 100A auf dem Ausgangsradelement 100, welches das dritte Drehelement des Planetengetriebes 96 ist, angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann angeordnet sein, so daß ein Innenrad, welches auf dem zweiten Drehelement anzuordnen ist, und ein Außenrad verwendet werden, welches auf dem dritten Drehelement anzuordnen ist.

Der gesamte Inhalt der japanischen Patent- Ursprungsanmeldung Nr. 11 (1999)-286123, eingereicht am 6. Ok tober 1999, für welche Priorität in Anspruch genommen wird, ist hierin durch Verweis enthalten.

Legende zu Fig. 30 und 31

1

EINLASSVENTIL

2

NACHEILWINKEL

3

VOREILWINKEL

4

AUSLASSVENTIL

5

VOREILWINKEL

6

NACHEILWINKEL

7

VENTILHUB

8

VERDICHTUNG OBERER TOTPUNKT

9

KURBELWELLE

10

AUSLASS OBERER TOTPUNKT

11

VERDICHTUNG OBERER TOTPUNKT

12

LASTDREHMOMENT

13

DREHWINKEL DER NOCKENWELLE

Claims

1. Ventilsteuersystem für einen Verbrennungsmotor, um fassend:
einen Rotor, welcher durch eine Kurbelwelle des Verbren nungsmotors gedreht wird;
eine Nockenwelle, welche gemäß der Drehung des Rotors ge dreht wird, um ein Einlaßventil und ein Auslaßventil des Ver brennungsmotors zu öffnen und zu schließen; und
eine Drehphasensteuervorrichtung zum veränderlichen Steu ern einer Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor, wobei die Drehphasensteuervorrichtung ist zwischen dem Rotor und der Nockenwelle angeordnet ist, wobei die Drehphasensteuervorrich tung umfaßt:
eine Kupplung, welche wahlweise in einen Haltezustand, in dem eine Relativdrehung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle in mindestens einer der Drehrichtungen verboten wird, oder ei nen Ausrückzustand versetzt wird, in dem die Relativdrehung möglich ist; und
einen Generator zum Erzeugen eines Haltedrehmoments, wel ches in der Drehrichtung gerichtet ist, die durch die Kupplung verboten ist, und Aufbringen des Haltedrehmoments auf die Kupplung, wenn sich die Kupplung in dem Haltezustand befindet.

2. Ventilsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das durch den Generator erzeugte Haltedrehmoment größer ist als ein Re aktionsdrehmoment, welches von dem Einlaß- und dem Auslaßven til auf die Nockenwelle angewandt wird.

3. Ventilsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Kupp lung eine Federkupplung umfaßt, welche um den Rotor und die Nockenwelle gewunden ist.

4. Ventilsteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Genera tor eine Drehzahländerungsvorrichtung umfaßt, welche zwischen dem Rotor und der Nockenwelle angeordnet ist.

5. Ventilsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Dreh zahländerungsvorrichtung ein Planetengetriebe umfaßt.

6. Ventilsteuersystem nach Anspruch 5, wobei das Plane tengetriebe umfaßt:
ein erstes Drehelement, welches einstückig mit dem Rotor drehbar ist;
ein erstes Rad, welches auf dem der ersten Drehelement an geordnet ist;
ein zweites Drehelement, welches auf der Nockenwelle ange ordnet ist und einstückig mit der Nockenwelle drehbar ist;
ein zweites Rad, welches auf der Nockenwelle angeordnet ist und einstückig mit dem zweiten Drehelement drehbar ist;
eine Planetenwelle mit einem ersten und einem zweiten En de;
ein erstes Planetenrad, welches an dem ersten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem ersten Rad des ersten Drehelements ist;
ein zweites Planetenrad, welches an dem zweiten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem zweiten Rad des ersten Drehelements ist;
ein drittes Drehelement, welches zwischen dem ersten Pla netenrad und dem zweiten Planetenrad derart angeordnet ist, daß das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad über die Planetenwelle drehbar gelagert ist, wobei das dritte Drehele ment sich relativ zum ersten Drehelement und zum zweiten Drehelement dreht;
eine Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zum Einstel len der Drehgeschwindigkeit des dritten Drehelements, um eine Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor für eine erhöhte Drehgeschwindigkeit und eine verringerte Drehgeschwindigkeit veränderlich zu steuern,
und wobei die Kupplung um das erste Drehelement und das zweite Drehelement derart angeordnet ist, daß die Kupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft und eine Verzöge rungskraft aufnimmt, welche zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement bewirkt wird.

7. Ventilsteuersystem nach Anspruch 6, wobei das zweite Planetenrad eine größere Anzahl von Zähnen als das erste Pla netenrad aufweist und sich das zweite Drehelement mit der ver ringerten Drehgeschwindigkeit relativ zum ersten Drehelement in der gleichen Richtung wie das erste Drehelement dreht, wenn sich das dritte Drehelement im wesentlichen frei von einer Last von der Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung dreht, und das zweite Drehelement an dem ersten Drehelement gehalten wird bzw. sich mit der erhöhten Drehgeschwindigkeit relativ zum ersten Drehelement in der gleichen Richtung wie das erste Drehelement dreht, wenn die Kupplung in den Ausrückzustand versetzt ist und das Drehelement die Last von der Drehge schwindigkeitseinstellvorrichtung aufnimmt.

8. Ventilsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Dreh zahländerungsvorrichtung eine Vielzahl von Rädern mit ver schiedenen Anzahlen von Zähnen aufweist und die Kupplung als Haltedrehmoment ein Spanndrehmoment aufnimmt, welches durch die Differenz von Zähnen zwischen den jeweiligen Rädern be wirkt wird.

9. Ventilsteuersystem nach Anspruch 8, wobei ein Dre hungsübertragungsabschnitt mit eine Vielzahl von Rädern vorge sehen zwischen dem Rotor und der Nockenwelle vorgesehen ist und das Drehmoment von dem Rotor auf die Nockenwelle übertra gen wird, wobei die Kupplung eine erste Federkupplung, welche um den Rotor und die Nockenwelle gewunden ist, und eine zweite Federkupplung aufweist, welche um einen Drehungsübertragungs abschnitt und die Nockenwelle gewunden ist, wobei die erste Federkupplung und die zweite Federkupplung unabhängig vonein ander von dem Haltezustand ausgerückt sind.

10. Ventilsteuersystem nach Anspruch 8, wobei eine Vor spanneinrichtung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle vorge sehen ist und eine Vorspannkraft in einer Richtung bewirkt, um eine Differenz der Drehphasen zwischen dem Rotor und der Noc kenwelle zu verringern.

11. Ventilsteuersystem nach Anspruch 5, wobei das Plane tengetriebe umfaßt:
ein erstes Drehelement mit einem ersten Rad, welches sich einstückig mit dem Rotor drehbar ist;
ein zweites Drehelement mit einem zweiten Rad, welches auf der Nockenwelle angeordnet ist und sich einstückig mit der Nockenwelle dreht;
eine Planetenwelle mit einem ersten und einem zweiten En de;
ein erstes Planetenrad, welches an dem ersten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem ersten Rad des ersten Drehelements ist;
ein zweites Planetenrad, welches an dem zweiten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem zweiten Rad des ersten Drehelements ist;
ein drittes Drehelement, welches zwischen dem ersten Pla netenrad und dem zweiten Planetenrad derart angeordnet ist, daß das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad über die Planetenwelle drehbar gelagert ist, wobei das dritte Drehele ment sich relativ zum ersten Drehelement und zum zweiten Drehelement dreht; und
eine Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zum Einstel len der Drehgeschwindigkeit des dritten Drehelements, um eine Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor für die erhöhte Drehgeschwindigkeit und die verringerte Drehgeschwindigkeit veränderlich zu steuern;
eine Freilaufkupplung, welche zwischen dem dritten Drehe lement und der Nockenwelle angeordnet ist, wobei die Freilauf kupplung verhindert, daß das dritte Drehelement eine Drehung in einer ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt, und ermöglicht, daß das dritte Drehelement eine Drehung in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt,
und wobei die Kupplung umfaßt:
eine erste Federkupplung, welche um das erste Drehelement und die Nockenwelle gewunden ist, wobei die erste Federkupp lung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft oder eine Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem ersten Drehe lement und der Nockenwelle bewirkt wird, wobei die erste Fe derkupplung eine erste Kupplungsausrückeinrichtung zum Lösen des Haltezustands der ersten Federkupplung mit einem auf die erste Kupplungsausrückeinrichtung angewandten externen Signal aufweist, wobei die erste Federkupplung den Haltezustand unab hängig löst; und
eine zweite Federkupplung, welche um das zweite Drehele ment und die Nockenwelle gewunden ist, wobei die zweite Feder kupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft oder eine Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem zweiten Drehelement und der Nockenwelle bewirkt wird, wobei die zweite Federkupplung eine zweite Kupplungsausrückeinrichtung zum Lö sen des Haltezustands der zweiten Federkupplung mit einem auf die zweiten Kupplungsausrückeinrichtung angewandten externen Signal aufweist, wobei die zweite Federkupplung den Haltezu stand der zweiten Federkupplung unabhängig von der Ausrückbe tätigung der ersten Federkupplung löst.

12. Ventilsteuersystem nach Anspruch 11, wobei das zweite Planetenrad eine größere Anzahl von Zähnen als das erste Pla netenrad aufweist, und wobei die Nockenwelle sich mit der ver ringerten Drehgeschwindigkeit relativ zum Rotor in der glei chen Richtung wie der Rotor dreht, wenn sich das dritte Drehe lement im wesentlichen frei von der Last von der Drehgeschwin digkeitseinstellvorrichtung dreht, und wenn die zweite Kupp lungsausrückeinrichtung die zweite Federkupplung ausrückt, und die Nockenwelle sich mit der erhöhten Drehgeschwindigkeit re lativ zum Rotor in der gleichen Richtung wie der Rotor dreht, wenn das dritte Drehelement die Last von der Drehgeschwindig keitseinstellvorrichtung aufnimmt, und wenn die erste Kupp lungsausrückeinrichtung die erste Federkupplung ausrückt.

13. Ventilsteuersystem nach Anspruch 5, wobei das Plane tengetriebe umfaßt:
ein erstes Drehelement mit einem ersten Rad, welches sich einstückig mit dem Rotor drehbar ist;
ein zweites Drehelement mit einem zweiten Rad, welches auf der Nockenwelle angeordnet ist und sich einstückig mit der Nockenwelle dreht;
eine Planetenwelle mit einem ersten und einem zweiten En de;
ein erstes Planetenrad, welches an dem ersten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem ersten Rad des ersten Drehelements ist;
ein zweites Planetenrad, welches an dem zweiten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem zweiten Rad des ersten Drehelements ist;
ein drittes Drehelement, welches zwischen dem ersten Pla netenrad und dem zweiten Planetenrad derart angeordnet ist, daß das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad über die Planetenwelle drehbar gelagert ist, wobei das dritte Drehele ment sich relativ zum ersten Drehelement und zum zweiten Drehelement dreht; und
eine Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zum Einstel len der Drehgeschwindigkeit des dritten Drehelements, um eine Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor für die erhöhte Drehgeschwindigkeit und die verringerte Drehgeschwindigkeit veränderlich zu steuern;
und wobei die Kupplung umfaßt:
eine erste Federkupplung, welche um das erste Drehelement, die Nockenwelle und das dritte Drehelement gewunden ist, wobei die erste Federkupplung verhindert, daß das dritte Drehelement eine Drehung in der ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt, und ermöglicht, daß das dritte Drehelement eine Dre hung in der zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Rich tung relativ zur Nockenwelle ausführt, wobei die erste Feder kupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft und ei ne Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem ersten Drehelement und der Nockenwelle bewirkt wird; und
eine zweite Federkupplung, welche um das zweite Drehele ment und die Nockenwelle gewunden ist, wobei die zweite Feder kupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft oder eine Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem zweiten Drehelement und der Nockenwelle bewirkt wird, wobei die zweite Federkupplung eine zweite Kupplungsausrückeinrichtung zum Lö sen des Haltezustands der zweiten Federkupplung mit einem auf die zweite Kupplungsausrückeinrichtung angewandten externen Signal aufweist.

14. Ventilsteuersystem nach Anspruch 13, wobei das zweite Planetenrad eine größere Anzahl von Zähnen als das erste Pla netenrad aufweist, und wobei die Nockenwelle sich mit der ver ringerten Drehgeschwindigkeit relativ zum Rotor in der glei chen Richtung wie der Rotor dreht, wenn sich das dritte Drehe lement im wesentlichen frei von der Last von der Drehgeschwin digkeitseinstellvorrichtung dreht, und wenn die Kupplungsaus rückeinrichtung die zweite Federkupplung ausrückt, und die Nockenwelle sich mit der erhöhten Drehgeschwindigkeit relativ zum Rotor in der gleichen Richtung wie der Rotor dreht, wenn das dritte Drehelement die Last von der Drehgeschwindigkeit seinstellvorrichtung aufnimmt.

15. Ventilsteuersystem nach Anspruch 5, wobei das Plane tengetriebe umfaßt:
ein Planetenrad;
ein erstes Drehelement, welches das Planetenrad drehbar lagert und einstückig mit dem Rotor drehbar ist;
ein zweites Drehelement mit einem ersten Rad, welches re lativ zu der Nockenwelle drehbar ist, wobei das erste Rad mit dem Planetenrad in Eingriff ist;
ein drittes Drehelement, welches derart angeordnet ist, daß dieses sich relativ zu dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement dreht, wobei das dritte Drehelement das zweite Rad aufweist, welches mit dem Planetenrad in Eingriff ist; und
eine Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zum Einstel len der Drehgeschwindigkeit des dritten Drehelements, um eine Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor für eine erhöhte Drehgeschwindigkeit und eine verringerte Drehgeschwindigkeit veränderlich zu steuern,
und wobei die Kupplung umfaßt:
eine erste Federkupplung, welche um das erste Drehelement, die Nockenwelle und das dritte Drehelement gewunden ist, wobei die erste Federkupplung verhindert, daß das dritte Drehelement eine Drehung in einer ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt, und ermöglicht, daß das dritte Drehelement eine Dre hung in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt, wobei die erste Fe derkupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft und eine Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem ersten Drehelement und der Nockenwelle bewirkt wird; und
eine zweite Federkupplung, welche um das zweite Drehele ment und die Nockenwelle gewunden ist, wobei die zweite Feder kupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft oder eine Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem zweiten Drehelement und der Nockenwelle bewirkt wird, wobei die zweite Federkupplung eine zweite Kupplungsausrückeinrichtung zum Lö sen des Haltezustands der zweiten Federkupplung mit einem auf die zweite Kupplungsausrückeinrichtung angewandten externen Signal aufweist.

16. Ventilsteuersystem nach Anspruch 15, wobei das erste Rad ein Außenrad und das zweite Rad ein Innenrad ist, wobei jedes des Außen- und des Innenrads sich in Eingriff mit dem Planetenrad befindet und wobei sich die Nockenwelle mit der verringerten Drehgeschwindigkeit relativ zum Rotor in der gleichen Richtung wie der Rotor dreht, wenn sich das dritte Drehelement im wesentlichen frei von der Last von der Drehge schwindigkeitseinstellvorrichtung dreht, und wenn die Kupp lungsausrückeinrichtung die zweite Federkupplung ausrückt, und die Nockenwelle sich mit der erhöhten Drehgeschwindigkeit re lativ zum Rotor in der gleichen Richtung wie der Rotor dreht, wenn das dritte Drehelement die Last von der Drehgeschwindig keitseinstellvorrichtung aufnimmt, um dadurch die erste Feder kupplung auszurücken.

17. Ventilsteuersystem nach Anspruch 5, wobei das Plane tengetriebe umfaßt:
ein erstes Drehelement mit einem ersten Rad, welches ein stückig mit dem Rotor drehbar ist;
ein zweites Drehelement mit einem zweiten Rad, welches auf der Nockenwelle angeordnet ist und sich einstückig mit der Nockenwelle dreht;
eine Planetenwelle mit einem ersten und einem zweiten En de;
ein erstes Planetenrad, welches an dem ersten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem ersten Rad ist;
ein zweites Planetenrad, welches an dem zweiten Ende der Planetenwelle angeordnet ist und in Eingriff mit dem zweiten Rad ist;
ein drittes Drehelement, welches zwischen dem ersten Pla netenrad und dem zweiten Planetenrad derart angeordnet ist, daß das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad über die Planetenwelle drehbar gelagert ist, wobei das dritte Drehele ment sich relativ zum ersten Drehelement und zum zweiten Drehelement dreht; und
eine Drehgeschwindigkeitseinstellvorrichtung zum Einstel len der Drehgeschwindigkeit des dritten Drehelements, um eine Drehphase der Nockenwelle relativ zum Rotor für die erhöhte Drehgeschwindigkeit und die verringerte Drehgeschwindigkeit veränderlich zu steuern;
und wobei die Kupplung umfaßt:
eine erste Federkupplung, welche um das erste Drehelement, die Nockenwelle und das dritte Drehelement gewunden ist, wobei die erste Federkupplung verhindert, daß das dritte Drehelement eine Drehung in einer ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt, und ermöglicht, daß das dritte Drehelement eine Dre hung in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung relativ zur Nockenwelle ausführt, wobei die erste Fe derkupplung als Haltedrehmoment eine Beschleunigungskraft und eine Verzögerungskraft aufnimmt, welche zwischen dem ersten Drehelement und der Nockenwelle bewirkt wird, wobei die erste Federkupplung eine Kupplungsausrückeinrichtung zum Lösen des Haltezustands der ersten Federkupplung mit einem auf die Kupp lungsausrückeinrichtung angewandten externen Signal; und
eine zweite Federkupplung, welche um eine Außenfläche der ersten Federkupplung gewunden und an dem dritten Drehelement angeordnet ist, wobei die zweite Federkupplung das Halte drehmoment der ersten Federkupplung löst, wenn das dritte Drehelement sich in der zweiten Richtung relativ zur Nocken welle dreht.

18. Ventilsteuersystem nach Anspruch 17, wobei das zweite Planetenrad eine größere Anzahl von Zähnen als das erste Pla netenrad aufweist, und wobei die Nockenwelle sich mit der ver ringerten Drehgeschwindigkeit relativ zum Rotor in der glei chen Richtung wie der Rotor dreht, wenn sich das dritte Drehe lement im wesentlichen frei von der Last von der Drehgeschwin digkeitseinstellvorrichtung dreht, und wenn die Kupplungsaus rückeinrichtung die erste Federkupplung ausrückt, und die Noc kenwelle sich mit der erhöhten Drehgeschwindigkeit relativ zum Rotor in der gleichen Richtung wie der Rotor dreht, wenn das dritte Drehelement die Last von der Drehgeschwindigkeitsein stellvorrichtung aufnimmt, so daß die zweite Federkupplung die erste Federkupplung aufnimmt.

19. Ventilsteuersystem nach Anspruch 17, wobei die Kupp lungsausrückeinrichtung umfaßt:
einen Kupplungsausrückzylinder, welcher in dem dritten Drehelement angeordnet ist und die erste Federkupplung mittels eines Drucköls, welches dem Kupplungsausrückzylinder zugeführt wird, in einer Richtung antreibt, in welcher sich ein Durch messer der ersten Federkupplung vergrößert; und
ein Ölsteuerventil zum Steuern des Drucköls, welches dem Kupplungsausrückzylinder zuzuführen und von dem Kupplungsaus rückzylinder abzulassen ist.

20. Ventilsteuersystem nach Anspruch 19, wobei das Ölsteuerventil das Drucköl dem Kupplungsausrückzylinder zu führt und das Drucköl von dem Kupplungsausrückzylinder abläßt, wobei das Drucköl eine Gleitfläche des Planetengetriebes schmiert.

21. Ventilsteuersystem nach Anspruch 19, wobei das Ölsteuerventil umfaßt:
einen Steuerschieber, welcher gleitfähig in der Nockenwel le angeordnet ist, um das Drucköl dem Kupplungsausrückzylinder zuzuführen und das Drucköl aus dem Kupplungsausrückzylinder abzulassen;
einen elektromagnetischen Aktuator, welcher außerhalb der Nockenwelle angeordnet ist, wobei elektromagnetischen Aktuator den Steuerschieber in Übereinstimmung mit dem externen Signal antreibt; und
eine Feder, welche innerhalb der Nockenwelle angeordnet ist, um den Steuerschieber in Richtung des elektromagnetischen Aktuators vorzuspannen, wobei sich zwischen der Feder und dem elektromagnetischen Aktuator der Steuerschieber befindet.

22. Ventilsteuersystem für den Verbrennungsmotor nach An spruch 17, wobei die Kupplungsausrückeinrichtung umfaßt:
ein erstes Zwischenrad und ein zweites Zwischenrad, wobei das erste und das zweite Zwischenrad miteinander in Eingriff sind;
ein erstes Radelement, welches mit dem ersten Zwischenrad in Eingriff ist und eine Bremskraft mit dem externen Signal aufnimmt; und
ein zweites Radelement, welches mit dem ersten Zwi schenelement in Eingriff ist und ein Drehmoment auf die erste Federkupplung anwendet, um die erste Federkupplung auszurüc ken, wenn sich das zweite Radelement in einer Richtung entge gen einer Drehrichtung des dritten drehbaren Elements dreht.