DE10103876A1 - Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die den Ventilöffnungs/schließzeitpunkt eines Auslassventils eines Verbrennungsmotors steuert, wobei bei deren Inbetriebsetzung ein Rotorbauteil relativ zu einem Gehäusebauteil verdreht wird, um innerhalb einer kürzeren Zeitdauer einen Bereich zu erreichen, in dem ein Sperrmechanismus funktioniert. Dazu enthält die erfindungsgemäße Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung einen Fluiddruckkreis, der die Zufuhr und den Abfluss eines Betriebsfluids zu und von jeder einer Frühverstellfluidkammer und einer Spätverstellfluidkammer steuert, welcher Fluiddruckkreis, der das Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus steuert, dadurch gekennzeichnet ist, dass der Fluiddruckkreis C eine Fluidpumpe 110 aufweist, die von dem Verbrennungsmotor angetrieben ist, ein Steuerventil 100, das durch Einstellen des von der Fluidpumpe 110 gelieferten Betriebsfluids die Zufuhr und das Ablaufen einer Betriebsflüssigkeit zu und von jeder der Frühverstellfluidkammer und der Spätverstellfluidkammer steuert, welches Steuerventil 100 das Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus steuert, und ein Rückschlagventil 130, das zwischen dem Steuerventil 100 und der Fluidpumpe 120 derart angeordnet ist, dass es nahe dem Steuerventil 100 angeordnet ist, um ein Eintreten von Betriebsfluid in die Fluidpumpe 110 zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung, die zur Steuerung der Öffnungs- und Schließzeit des Ventils in einem Ventilsystem eines Verbrennungs­ motors verwendet wird.

Eine herkömmliche Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung ist beispielsweise in der japani­ schen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. Hei. 11 (1999-294121) beschrieben. Diese Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung ist aus einem Gehäusebauteil zusammenge­ setzt, das in einem Antriebskraftübertragungsweg angeordnet ist, der eine Antriebs­ kraft von einer Antriebswelle (Kurbelwelle) eines Verbrennungsmotors zu einer ange­ triebenen Welle (Nockenwelle) zum Öffnen und Schließen eines Auslassventils des Verbrennungsmotors überträgt, wobei das Gehäusebauteil zusammen mit der An­ triebswelle oder der angetriebenen Welle dreht; einem mit einem Schuhbereich des Gehäusebauteils derart zusammengesetzten Rotorbauteil, dass es relativ dazu verdreht wird, wobei das Rotorbauteil einen Flügelteil aufweist, der in dem Gehäusebauteil eine Frühverstellwinkelfluidkammer und eine Spätverstellwinkelfluidkammer abteilt, wobei das Rotorbauteil zusammen mit der anderen der Antriebswelle und der ange­ triebenen Welle dreht; und einem Fluiddruckkreis, der die Zufuhr und Abfuhr eines Betriebsfluides zu und von der Frühverstellwinkelfluidkammer und der Spätverstell­ winkelfluidkammer steuert, wobei der Fluiddruckkreis ein Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus steuert.

Diese Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung enthält weiter einen Sperrmechanismus und eine Torsionsfeder. Der Sperrmechanismus verhindert die relative Drehung zwischen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil im Bereich des größten Frühverstellwin­ kels. Die Torsionsfeder ist zwischen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil ange­ ordnet, um das Rotorbauteil relativ zu dem Gehäusebauteil in Frühverstellvorrichtung zu drängen.

Da bei der vorgenannten herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung das Ro­ torbauteil relativ zu dem Gehäusebauteil zum Vor- bzw. Frühverstellen der Winkella­ ge der angetriebenen Welle relativ zu der Antriebswelle verdreht wird, kann, wenn beispielsweise ein Durchflusswiderstand sehr hoch ist, der zwischen einer vom Motor angetriebenen Fluidpumpe zu der Frühverstellwinkelfluidkammer besteht, oder wenn das Betriebsfluid eine hohe Viskosität hat (beispielsweise, wenn es auf niederer Tem­ peratur ist), während einer Übergangszeitdauer, in der beim Anlaufen des Verbren­ nungsmotors der Druck des Betriebsfluides, das von der Fluidpumpe zu der Frühver­ stellwinkelkammer gefördert wird, auf einen vorbestimmten Wert zunimmt, das Ro­ torbauteil manchmal nicht korrekt relativ zu dem Gehäusebauteil zu dem Bereich des größten Frühverstellwinkels drehen, bei dem der Sperrmechanismus funktioniert. Das entstehende Phänomen verlängert die Überlappungszeitdauer, während der das Ein­ lassventil und das Auslassventil des Verbrennungsmotors gemeinsam offen sind, wo­ durch beim Anlassen des Verbrennungsmotors keine normale Verbrennung erzielt wird.

Somit besteht eine Notwendigkeit, eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung zu schaf­ fen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.

Die Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend genannte Forderung zu erfüllen und hat als eine primäre Aufgabe die Schaffung einer Ventilsteuerzeitverstellvorrich­ tung, die enthält:
ein Gehäusebauteil, das in einem Antriebskraftübertragungsweg angeordnet ist, der eine Antriebskraft von einer Antriebswelle eines Verbrennungsmotors zu einer ange­ triebenen Welle zum Öffnen und Schließen eines Auslassventils des Verbrennungs­ motors überträgt, welches Gehäusebauteil zusammen mit einer der Antriebswelle und der angetriebenen Welle dreht;
ein Rotorbauteil, das mit einem Schuhteil des Gehäusebauteils derart zusammengebaut ist, dass es relativ dazu verdreht wird, welches Rotorbauteil einen Flügelteil aufweist, der in dem Gehäusebauteil eine Frühverstellwinkelfluidkammer bzw. Frühverstellflu­ idkammer und eine Spätverstellwinkelfluidkammer bzw. Spätverstellfluidkammer ab­ teilt, welches Rotorbauteil zusammen mit der anderen der Antriebswelle und der an­ getriebenen Welle drehbar ist;
einen Sperrmechanismus, der die Relativdrehung zwischen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil in einem Bereich verhindert, der nicht der Bereich des größten Spät­ verstellwinkels ist; und
einen Fluiddruckkreis, der die Zufuhr und Abfuhr einer Betriebsflüssigkeit zu und von jeder der Frühverstellfluidkammer und der Spätverstellfluidkammer steuert, welcher Fluiddruckkreis das Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus steuert, welcher Fluiddruckkreis enthält eine von dem Verbrennungsmotor angetriebene Fluidpumpe, ein Steuerventil, das durch Einstellen des von der Fluidpumpe gelieferten Betriebs­ fluids die Zufuhr und Abfuhr von Betriebsfluid zu und von jeder der Frühverstellflu­ idkammer und Spätverstellfluidkammer steuert, welches Steuerventil das Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus steuert, und ein Rückschlagventil, das zwischen dem Steuerventil und der Fluidpumpe derart angeordnet ist, dass das Rückschlagventil nahe dem Steuerventil angeordnet ist, um ein Eintreten des Betriebsfluides in die Flu­ idpumpe zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben genannte Forderung zu 4 erfüllen und hat somit eine primäre Aufgabe darin, eine Ventilsteuerzeitverstellvor­ richtung zu schaffen, die enthält:
ein Gehäusebauteil, ein Rotorbauteil, eine zwischen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil angeordnete Kammer, ein Teilbauteil zum Teilen der Kammer in eine Frühverstellfluidkammer und eine Spätverstellfluidkammer, eine Fluiddruckzufuhrein­ richtung zum Zuführen eines Betriebsfluides zu der Frühverstellfluidkammer und/oder der Spätverstellfluidkammer, ein Regulierbauteil zum Regulieren der der Frühverstell­ fluidkammer und/oder der Spätverstellfluidkammer zugeführten Betriebsfluides, eine Verhinderungseinrichtung zum Verhindern, dass Betriebsflüssigkeit aus einer der Frühverstellkammer oder der Spätverstellkammer ausläuft.

Erfindungsgemäß bewirkt in der Übergangsperiode, in der der Druck des von der Fluidpumpe geförderten Betriebsfluids (Fluiddruckzufuhreinrichtung) in Richtung zur Frühverstellfluidkammer auf den vorbestimmten Wert zunimmt, wenn der Verbren­ nungsmotor angelassen wird, die von dem Ventil zu der angetriebenen Welle (und dem Rotorbauteil) übertragene Drehmomentschwankung die Relativdrehungen zwi­ schen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil in sich wiederholender Weise. Auf diese Weise bewirkt der Flügel (das Teilbauteil) wiederholte Änderungen der Volumi­ na der Früh- und Spätverstellfluidkammern. Der entstehende wiederholte Druck (Un­ terdruck) ändert sich in der Früh- und Spätverstellkammer und andererseits verhindert die Funktion des Rückschlagventils (die Verhinderungseinrichtung), dass Betriebsfluid aus der Früh- oder Spätverstellfluidkammer zur Fluidpumpe (der Fluidzufuhreinrich­ tung) ausläuft, stellt die Pumpwirkung (Saugwirkung) sicher, die zu wiederholtem Ansaugen des Betriebsfluides in die Früh- oder Spätverstellwinkelfluidkammer mittels des Rückschlagventils (die Verhinderungseinrichtung) und des Steuerventils (das Re­ gulierbauteil) führt, wodurch das Betriebsfluid schrittweise in der Früh- oder Spätver­ stellwinkelfluidkammer gespeichert wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine Ansicht eines Querschnitts längs der Linie 1-1 in Fig. 3 einer Ventil­ steuerzeitverstellvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Ventilsteuerzeitverstellvor­ richtung;

Fig. 3 eine Rückansicht der in Fig. 1 dargestellten Ventilsteuerzeitverstellvor­ richtung;

Fig. 4 eine Ansicht eines Querschnitts der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung längs der Linie 4-4 in Fig. 1, wobei das Kettenrad weggelassen ist;

Fig. 5 eine Ansicht eines Querschnitts der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung längs der Linie 5-5 in Fig. 1, wobei das Kettenrad und der vordere Rotor weggelassen sind;

Fig. 6 eine Ansicht eines Querschnitts der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung längs der Linie 6-6 in Fig. 1, wobei das Kettenrad weggelassen ist;

Fig. 7 eine Ansicht eines Querschnitts längs einer Linie 7-7 in Fig. 1;

Fig. 8 Betriebseigenschaften des Anlaufvermögens des Verbrennungsmotors mit einem Rückschlagventil (einer Verhinderungseinrichtung);

Fig. 9 Betriebseigenschaften des Anlaufvermögens des Verbrennungsmotors ohne ein Rückschlagventil (eine Verhinderungseinrichtung); und

Fig. 10 eine Ansicht eines Querschnitts einer Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 erläutert. Eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung enthält eine Nockenwelle 10, deren distaler Endbereich starr mit einem Rotorbauteil 20 verbunden ist, ein Gehäuse 30, das in sich das Rotorbauteil 20 derart aufnimmt, dass innerhalb eines Winkelbereiches eine Relativdrehung zwischen dem Rotorbauteil 20 und dem Gehäusebauteil 30 möglich ist, eine zwischen dem Rotorbauteil 20 und dem Gehäuse­ bauteil 30 derart angeordnete Torsionsfeder S. dass das Rotorbauteil 20 in Vor- bzw. Frühverstellrichtung relativ zu dem Gehäusebauteil gedrängt ist, einen Anschlagme­ chanismus A, der die vorderste bzw. früheste und hinterste bzw. späteste Winkelstel­ lungen (Phasen) des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 definiert, ei­ nen Sperrmechanismus B, der die Relativdrehung zwischen dem Gehäusebauteil 30 und dem Rotorbauteil 20 verhindert, wenn das Rotorbauteil 20 in der frühestmögli­ chen Winkelstellung ist, und einen Fluiddruckkreis C, der die Zufuhr und Abfuhr ei­ ner Betriebsflüssigkeit oder Öl zu jeder der Frühverstell(winkel)fluidkammer R1 und einer Spätverstell(winkel)fluidkammer R2 steuert und den Sperr- und den Entsperr­ vorgang des Sperrmechanismus B steuert.

Die Nockenwelle 10 ist mit ansich bekannten Nocken (nicht dargestellt) versehen, die Auslassventile (nicht dargestellt) öffnen und schließen. Die Nockenwelle 10 ist an einem Zylinderkopf 40 einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung bzw. eines Verbrennungsmotors drehbar gelagert. Innerhalb der Nockenwelle 10 sind ein Spät­ verstelldurchlass 11 und ein Frühverstelldurchlass 12 vorgesehen, die in axialer Richtung der Nockenwelle 10 verlaufen. Der Spätwinkeldurchlass 11 ist über einen radial verlaufenden Durchlass 13, einen Ringdurchlass 14 und einen Verbindungs­ durchlass P1 mit einer Verbindungsöffnung 101 eines Umschaltventils 100 in Fluid­ verbindung, während der Frühwinkeldurchlass 12 über einen radial verlaufenden Durchlass 50, einen Ringdurchlass 16 und einen Verbindungsdurchlass P2 in Fluid­ verbindung mit einer Verbindungsöffnung 102 des Umschaltventils 100 ist. Der radial verlaufende Durchlass 13, der radial verlaufende Durchlass 15 und der Ringdurchlass 16 sind in der Nockenwelle 10 ausgebildet. Der Ringdurchlass 14 ist zwischen einem abgestuften Bereich der Nockenwelle 10 und einem abgestuften Bereich des Zylinder­ kopfes 40 ausgebildet.

Das Umschlagventil 100 bildet zusammen mit einer Fluidpumpe 110, einer Fluidwan­ ne 120, einem Rückschlagventil 130 und weiteren Bauteilen den Fluiddruckkreis C. Wenn ein Magnet 103 erregt wird, wird in dem Umschaltventil 100 ein Spulenkörper 104 bzw. ein Anker gemäß Fig. 1 nach links gegen eine Andruckkraft einer Feder 105 bewegt. Wenn der Magnet 103 nicht erregt ist, wird eine Zufuhröffnung 106, die mit der von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Fluidpumpe 110 verbunden ist, in Fluidverbindung mit der Verbindungsöffnung 102 gebracht und wird die Verbin­ dungsöffnung 101 in Fluidverbindung mit einer Ablauföffnung 107 gebracht, die mit der Fluidwanne 120 verbunden ist. Wenn der Solenoid bzw. Magnet 103 mit einer ersten Stromstärke beaufschlagt ist, werden die Zufuhröffnung 106 und die Ablauföff­ nung 107 von der Verbindungsöffnung 101 und der Verbindungsöffnung 102 getrennt. Wenn der Magnet 103 mit einer zweiten Stromstärke, die größer als die erste Strom­ stärke ist, beaufschlagt ist, kommen die Zufuhröffnung 106 und die Verbindungsöff­ nung 102 in Fluidverbindung mit der Verbindungsöffnung 101 und der Ablauföffnung 107.

Wenn der Magnet 103 nicht erregt ist, wird das von der Fluidpumpe 110 gelieferte Betriebsfluid somit dem Frühverstelldurchlass 12 zugeführt und läuft aus dem Spät­ verstelldurchlass 11 zu der Fluidwanne 120 ab. Wenn der Magnet 103 mit der ersten Stromstärke beaufschlagt ist, wird das Betriebsfluid in dem Spätverstelldurchlass 11 und dem Frühverstelldurchlass 12 gehalten. Während der Magnet 103 mit der zweiten Stromstärke beaufschlagt ist, wird das Betriebsfluid von der Fluidpumpe 110 dem Spätverstelldurchlass 11 zugeführt und läuft aus dem Frühverstelldurchlass 12 zu der Fluidwanne 120 ab.

Die Fluidwanne 120, die in der Form einer Ölwanne des Verbrennungsmotors ist, dient als Reserve für das Betriebsfluid, das auch zum Kühlen und zum Schmieren des Verbrennungsmotors verwendet wird. Das Rückschlagventil 130, das ein Strömen des Fluids in die Fluidpumpe verhindert, ist zwischen dem Umschaltventil 100 und der Fluidpumpe 110 derart angeordnet, dass das Rückschlagventil 130 nahe dem Um­ schaltventil 100 angeordnet ist.

Das Rotorbauteil 30 ist aus einem Hauptrotor 21, einem Vorderrotor 22, der die Form eines abgestuften Zylinders hat und mit einem vorderen (linksseitigen gemäß Fig. 1) Ende des Hauptrotors 21 starr verbunden ist, und einem Hinterrotor 23 zusammenge­ setzt, der die Form eines abgestuften Zylinders hat und starr mit einem hinteren (rechtsseitigen gemäß Fig. 1) Ende des Hauptrotors 21 verbunden ist. Das Rotor­ bauteil 30 ist mittels eines Schraubbolzens 50 starr mit einem vorderen distalen Ende der Nockenwelle 10 verbunden. Innere Bohrungen der jeweiligen Rotoren 21, 22 und 23 deren vordere Enden mittels eines Kopfes der Schraube 50 verschlossen sind, sind in Fluidverbindung mit dem Spätverstelldurchlass 11 innerhalb der Nockenwelle 10.

Der Hauptrotor 21 enthält einen Nabenteil 21a und vier Flügelteile 21b. Der Nabenteil 21a ist an seinen sich gegenüberliegenden Enden in koaxialer Ausrichtung mit dem Vorderrotor 22 und dem Hinterrotor 23 verbunden. Die Flügelteile 21b erstrecken sich von dem Nabenbereich 21a radial einwärts in das Gehäusebauteil 30 und teilen vier Frühverstellfluidkammer R1 und vier Spätverstellfluidkammern R2. Am distalen Ende jedes der Flügelteile 21b ist ein Dichtungsbauteil 24 vorgesehen, um eine fluid­ dichte Beziehung zwischen der benachbarten Frühverstellfluidkammer R1 und der Spätverstellfluidkammer R2 zu gewährleisten.

In dem Nabenteil 21a des Hauptrotors 21 sind vier radial verlaufende Durchlässe 21d ausgebildet, von denen jeder eine Fluidverbindung zwischen der jeweiligen Spätver­ stellfluidkammer R2 und der Zentralbohrung des Hauptrotors 21 bewirkt. In dem Na­ benteil 21a sind vier axial verlaufende Durchlässe 21d ausgebildet, die in Fluidverbin­ dung mit dem Frühverstelldurchlass 12 sind und von denen jeder in Fluidverbindung mit der entsprechenden Frühverstellfluidkammer R1 über einen radial verlaufenden Durchlass 21d ist.

Zwei der vier axial verlaufende Durchlässe 21d (d. h. die im oberen linken und unte­ ren rechten Bereich jeder der Fig. 4 bis 6 angeordneten Durchlässe) verlaufen durch den Hauptrotor 21 und sind in Fluidverbindung mit dem Frühverstelldurchlass 12 über den axialen Durchlass 23a im Hinterrotor 23 und den Ringdurchlass 23b ( Fig. 1 und 3). Die restlichen, sich gegenüberliegenden Durchlässe 21d (d. h. die in dem oberen rechten und unteren linken Bereich jeder der Fig. 4 bis 6 angeordne­ ten Durchlässe 21d), die nur an der Vorderseite des Hauptrotors 21 offen sind, sind in Fluidverbindung mit den vorgenannten axial verlaufenden Durchlässen 21d über bo­ genförmige Durchlässe 22a, die in einer hinteren Oberfläche des Vorderrotors 22 aus­ gebildet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass ein axial verlaufendes Loch 21f, das in einem oberen Bereich jeder der Fig. 4 bis 6 sichtbar ist, zur Aufnahme eines Zap­ fens (nicht dargestellt) verwendet wird, der den Hauptrotor 21 und den Vorderrotor 22 verbindet. Das Gehäusebauteil 30 ist aus einem Gehäusehauptkörper 31, einer Vor­ derplatte 32, einer dünnen Hinterplatte 33 und einer dicken Hinterplatte 34 zusam­ mengesetzt, die mittels vier Schraubbolzen 35 zu einem Bauteil verbunden sind. Längs eines äußeren Umfangs der dicken Hinterplatte 34 ist ein integrales Kettenrad 34a ausgebildet, das über eine Steuerkette (nicht dargestellt) mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors verbunden ist, um eine Antriebskraft zu übertra­ gen.

Der Gehäusehauptkörper 31 enthält in sich zwei Paare von Schuhteilen 31a (d. h. ins­ gesamt vier Schuhteile 31a), die sich in radialer Richtung einwärts erstrecken. Der Gehäusehauptkörper 31 trägt drehbar den Nabenteil 21a des Hauptrotors 21 mittels Dichtungsbauteilen 36, die am radial einwärtigen Ende der Schuhteile 31a vorgesehen sind. Sich gegenüberliegende axiale Endflächen jedes des Nabenteils 21a des Haupt­ rotors 21, der Flügelteile 21b des Hauptrotors 21 und der Dichtungsbauteile 36 sind in Gleitberührung mit jeweiligen gegenüberliegenden axialen Endflächen der Vorder­ platte 32 und der dünnen Hinterplatte 33.

Genauer bilden betreffend das Gehäusebauteil 30 der Gehäusehauptkörper 31 und die Vorderplatte 32 einen Zylinder derart, dass sein hinteres (rechts in Fig. 1) und vor­ deres Ende jeweils offen oder geschlossen sind und dessen innerer Bereich als ein Aufnahmebereich zur Aufnahme des Rotorbauteils 20 darin verwendet werden. Die dünne Hinterplatte 33 arbeitet mit der dicken Hinterplatte 34 zusammen, die in Form einer im Wesentlichen flachen Platte ausgebildet ist, um ein Abdeckbauteil zu schaf­ fen, das das offene Ende des aufnehmenden Bereiches verschließt.

Wie aus Fig. 1 bis 7 ersichtlich, enthält die dicke Hinterplatte 34 einen Nabenteil 34c, in dem eine Aufnahmenut 34b ausgebildet ist. Die Aufnahmenut 34b ist derart ausgebildet, dass sie in Vorwärtsrichtung und radial einwärts offen ist, so dass die vorwärtsseitige Öffnung von der dünnen Hinterplatte 33 verschlossen ist. Die dicke Hinterplatte 34 ist, an dem Nabenteil 34b, drehbar an dem Hinterrotor 23 angebracht, der von der Öffnung des Gehäusebauteils 30 ausgeht. In der Aufnahmenut 34b sind ein Sperrzapfen 61 und eine Sperrfeder derart angeordnet, dass sie zusammen mit der dicken Hinterplatte 34 drehen.

Der Sperrzapfen 31 ist mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Der Sperrzapfen 31 hat eine Länge derart, dass er sich kontinuierlich in einen freien Ausnehmungsbereich 23d erstreckt, der in dem äußeren Umfang des Nabenteils 23c des Hinterrotors 23 ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist diese Länge derart gewählt, dass es möglich ist, dass sich ein distales Ende 61a des Sperrzapfens 61 von aus der Aufnahmenut 34b aus radial einwärts erstreckt, selbst wenn der Sperrstift 61 sich voll erstreckt, bis der Sperrstift 61 das radial innere Ende der Aufnahmenut 34b erreicht. In einem auswär­ tigen Bereich des Sperrstiftes 61 ist eine Nut 61b ausgebildet, die in vorwärts- und radialauswärtiger Richtung offen ist, um einen Teil der Sperrfeder 62 aufzunehmen. Es sei darauf hingewiesen, dass das radial äußerste Ende der Aufnahmenut 34b über einen Durchlass 34d zum Atmosphärendruck hin offen ist, um schnelle oder rasche Bewegungen des Sperrstifts 61 sicherzustellen.

Der freie Ausnehmungsbereich 23d, der in einer sich in Umfangsrichtung erstrec­ kenden bogenförmigen Struktur ausgebildet ist, soll das distale Ende 61a des Sperr­ stifts 61 aufnehmen, unter der Annahme, dass eine Relativdrehung zwischen dem Ge­ häusebauteil 30 und dem Rotorbauteil 20 möglich ist. An einem der Umfangsenden des freien Ausnehmungsbereiches 23d ist eine Anschlagfläche 23e ausgebildet, die die größte Frühverstellposition definiert, wenn sie mit dem distalen Ende 61a des Sperr­ stifts 61 in Eingriff ist. Längs der Anschlagfläche 23e ist ein kontinuierlicher Sperr­ ausnehmungsbereich 23f kontinuierlich ausgebildet. An dem anderen Umfangsende des freien Ausnehmungsbereiches 23d ist eine zweite Anschlagfläche 23g ausgebildet, die die größte Spätverstellposition des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 definiert. Die zweite Anschlagfläche 23f liegt der Anschlagfläche 23e gegenüber. Die Sperrfeder 62 drückt den Sperrstift 61 ständig gegen einen Boden des freien Aus­ nehmungsbereiches 23d längs der radialen Einwärtsrichtung der dicken Hinterplatte 34, wodurch es möglich ist, den Sperrstift 61 in den freien Ausnehmungsbereich 23d zur Aufnahme auf gleitende Weise zu bewegen.

Wie in Fig. 7 dargestellt, kann der Sperrausnehmungsbereich 23f in sich das distale Ende 61a des Sperrstifts 61 bei der größten Frühverstellung bzw. dem größten Früh­ verstellwinkel aufnehmen, so dass es dem Sperrstift 61 unmöglich ist, sich in Um­ fangsrichtung zu bewegen. Ein radial verlaufendes Loch 23h, das in Fluidverbindung mit dem Spätverstelldurchlass 11 ist, ist zum Boden des Sperrausnehmungsbereiches 23f offen. 'Wenn über das radial verlaufende Loch 23h aus dem Spätverstelldurchlass 11 Betriebsflüssigkeit dem Sperrausnehmungsbereich 23f zugeführt wird, wird der Sperrstift 61 gegen die Vorspannkraft der Sperrfeder 62 radial auswärts bewegt, um freizukommen, während, wenn die Betriebsflüssigkeit aus dem Sperrausnehmungsbe­ reich 23f zu dem Spätverstelldurchlass 11 über das radial verlaufende Loch 23h ab­ läuft, der Sperrstift 61 von der Sperrfeder 62 in den Sperrausnehmungsbereich 23f gedrängt wird, wodurch das distale Ende 61a des Sperrstifts 61 in den Sperrausneh­ mungsbereich 23f eindringt bzw. einpasst.

Wenn der Verbrennungsmotor in Ruhe oder abgeschaltet ist, wird bei der beschriebe­ nen Ausführungsform die Fluidpumpe 110 unwirksam und das Umschaltventil 100 ist in dem nichterregten Zustand, wie in Fig. 1 dargestellt.

Das der Frühverstellfluidkammer R1 und der Spätverstellfluidkammer R2 zugeführte Betriebsfluid wird über das zwischen den Bauteilen definierte Spiel in die Fluidwanne 120 rückgeführt.

Zusätzlich ist beim Anlassen des Motors das Umschaltventil 100 nicht erregt, wie in Fig. 1 dargestellt. Das von der Fluidpumpe 110, die unmittelbar beim Anlassen der Brennkraftmaschine wirksam wird, abgegebene Betriebsfluid wird über das Rück­ schlagventil 130 und das Umschaltventil 100 in die Frühverstellfluidkammern R1 auf­ geteilt. In einem Übergangszeitraum, der von der Fluidzufuhr zu jeder der Frühver­ stellfluidkammer R1 bis zu dem Zeitpunkt reicht, zu dem der Druck des Betriebsflui­ des einen vorbestimmten Wert erreicht, kann es manchmal geschehen, dass der Sperr­ stift 61 nicht in die Sperrausnehmung 23f hineingelangt, wodurch der Rotor 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 dreht.

Unter einer solchen Bedingung drehen das Rotorbauteil 20 und das Gehäusebauteil 30 somit aufgrund einer Drehmomentschwankung (Gegendrehmoment in positiver oder negativer Richtung), die auf die Nockenwelle 10 von den Auslassventilen bei deren Antrieb übertragen wird, alternierend relativ zueinander. Die resultierenden wieder­ holten Druckschwankungen (Unterdruck) und die Funktion des Rückschlagventils 130 bewirken eine Pumpwirkung (Saugwirkung), wobei das Betriebsfluid in wiederholter Weise über das Rückschlagventil 130 in die Frühverstellfluidkammer R1 gesaugt wird und das Umschaltventil 100 die Betriebsflüssigkeit in den Frühverstellfluidkammern R1 speichert bzw. sammelt.

Selbst wenn der Fluidströmungspfad, der von der motorisch betriebenen Fluidpumpe 110 zu den Frühverstellfluidkammern R1 reicht, einen hohen Strömungswiderstand hat und/oder die Viskosität des Betriebsfluides hoch ist, dreht somit, wie in Fig. 8 gezeigt, wenn das Betriebsfluid zunehmend in den Frühverstellkammern R1 gespei­ chert wird, der Rotor 20 in der Frühverstellrichtung relativ zum Gehäusebauteil 30 und erreicht innerhalb einer kurzen Zeitdauer T einen Bereich, in dem der Sperrme­ chanismus B funktioniert (den Bereich größter Frühverstellung). Auf diese Weise be­ ginnt die Funktion des Sperrmechanismus B (Sperre an) unmittelbar, wenn der Ver­ brennungsmotor angelassen wird, wodurch es möglich ist, die Überlappungsdauer, während der die Einlassventile und die Auslassventile des Verbrennungsmotors gleichzeitig öffnen, zu optimieren (minimieren), wodurch das Startverhalten des Ver­ brennungsmotors verbessert ist.

Zusätzlich kann erfindungsgemäß aufgrund der Tatsache, dass die Torsionsfeder S zwischen dem Rotorbauteil 20 und dem Gehäusebauteil 30 zum Drängen des Rotor­ bauteils 20 in die Frühverstellrichtung angeordnet ist, in jedem Zyklus der Relativdre­ hungen zwischen dem Rotorbauteil 20 und dem Gehäusebauteil 30, die aus der Dreh­ momentschwankung von den Auslassventilen her zu der Nockenwelle 10 während der vorgenannten Übergangsperiode resultieren, das Ausmaß der Relativdrehung A (siehe Fig. 8) vergrößert werden, was ermöglicht, die Menge des Betriebsfluides je Zyklus, die über das Rückschlagventil 130 und das Umschaltventil 100 in die Frühverstellflu­ idkammern R1 gesaugt wird, zu vergrößern. Auf diese Weise ist es möglich, die Zeit­ dauer der Drehung des Rotors 20 zu verkürzen, die erforderlich ist, um den Bereich zu erreichen, in dem der Sperrmechanismus B funktioniert (der Bereich größter Früh­ verstellung).

Wie vorstehend erläutert, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Torsionsfe­ der S. deren Federkraft oder Einstelllast klein ist, verwendet, um das Ausmaß der relativen Drehung in jedem Zyklus zu vergrößern, was dazu führt, dass der Draht­ durchmesser der Torsionsfeder S kleiner gemacht werden kann, wodurch die Vor­ richtung kompakt ausgebildet werden kann. Zusätzlich zu dieser Kompaktheit der Vorrichtung ist es möglich, den Unterschied im Betriebsverhalten der relativen Dre­ hung des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 zu vermindern, wenn das Rotorbauteil 20 in der Frühverstellrichtung dreht und wenn das Rotorbauteil 20 in der Spätverstellrichtung dreht. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Nenn- bzw. eingestellte Last der Torsionsfeder S größer als das mittlere Schwankungsmoment, das auf die Nockenwelle 10 wirkt, während der Verbrennungsmotor im Betrieb ist, so dass erreicht wird, dass das Betriebsansprechverhalten, wenn das Rotorbauteil 20 in der Frühverstellrichtung relativ zu dem Gehäusebauteil 30 dreht, besser ist, als wenn das Rotorbauteil 20 in der Spätverstellrichtung relativ zu dem Gehäusebauteil 30 dreht.

Zusätzlich werden nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors (während der Verbrennungsmotor in Drehung ist), wenn der Magnet 103 des Umschaltventils 100 von dem nichterregten Zustand in den erregten Zustand geschaltet wird, wobei die zweite Stromstärke anliegt, die Zufuhröffnung 106 und die Zufuhröffnung 102 in Fluidverbindung mit der Verbindungsöffnung 101 bzw. der Ablauföffnung 107 ge­ bracht, was dazu führt, dass das Betriebsfluid dem Spätverstelldurchlass 11 zugeführt wird und aus dem Frühverstelldurchlass 12 in die Fluidwanne 120 abläuft. Somit wird das Betriebsfluid aus dem Spätverstelldurchlass 11 über den Durchlass 23h in dem Hinterrotor 23, dem Sperrausnehmungsbereich 23f zugeführt und wird aus dem Spät­ verstelldurchlass 11 über den Durchlass 21c in dem Hauptrotor 21 der Spätverstell­ fluidkammer R2 zugeführt, wodurch das Betriebsfluid aus der Frühverstellfluidkam­ mer R1 zu dem Frühverstelldurchlass 12 über die Durchlässe 21e und 21d in dem Hauptrotor 21 abläuft.

Daher bewegt das dem Sperrausnehmungsbereich 23f zugeführte Betriebsfluid den Sperrstift 61 gegen die Andrückkraft der Sperrfeder 22 auswärts in radialer Richtung, um aus der durchgezogen dargestellten Stellung herauszukommen (d. h., das distale Ende 61a wird aus der Sperrausnehmung 23f herausgezogen) und das der Spätver­ stellkammer R2 zugeführte Betriebsfluid dreht das Rotorbauteil 20 in Gegenuhrzeiger­ richtung gemäß Fig. 4 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 aus der Position der größten Frühverstellung in Richtung zur Spätverstellung. Die resultierende Relativverdrehung des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 kann andauern, bis die zweite Anschlagfläche 23g, die an dem Hinterrotor 23 ausgebildet ist, in Eingriff mit dem distalen Ende 61a des Sperrstiftes 61 gebracht ist.

Weiter wird, wenn der Magnet 103 des Umschaltventils 100 aus dem mit der zweiten Stromstärke beaufschlagten Zustand in den mit der ersten Stromstärke beaufschlagten Zustand geschaltet wird, die Zufuhröffnung 106 und die Ablauföffnung 107 von jeder der Verbindungsöffnungen 101 und 102 isoliert, was dazu führt, dass das Betriebs­ fluid in dem Spätverstelldurchlass 11 und dem Frühverstelldurchlass 12 gehalten wird, wodurch eine Drehung des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 verhin­ dert wird.

Wenn der Magnet 103 des Umschaltventils 100 von dem mit der ersten Stromstärke beaufschlagten Zustand in den nichterregten Zustand geschaltet wird, werden die Zu­ fuhröffnung 106 und die Verbindungsöffnung 101 in Fluidverbindung mit der Verbin­ dungsöffnung 102 bzw. der Ablauföffnung 107 gebracht, was dazu führt, dass das Betriebsfluid dem Frühverstelldurchlass 12 zugeführt wird und aus dem Spätverstell­ durchlass 11 zu der Fluidwanne 120 abläuft. Auf diese Weise wird das Betriebsfluid von dem Frühverstelldurchlass 12 über die Durchlässe 21d und 21e in dem Hauptrotor 21 der Frühverstellkammer R1 zugeführt und läuft von der Spätverstellkammer R2 über den Durchlass 21c in dem Hauptrotor 21 zu dem Spätverstelldurchlass 11 ab.

Das der Frühverstellkammer R1 zugeführte Betriebsfluid dreht daher das Rotorbauteil 20 in Uhrzeigerrichtung gemäß Fig. 4 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 zur Früh­ verstellseite. Die resultierende Relativdrehung des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 kann anhalten, bis die an dem Hinterrotor 23 ausgebildete An­ schlagfläche 23e in Eingriff mit dem distalen Ende 61a des Sperrstiftes 61 gebracht ist. Da ein Ablaufen des Betriebsfluides aus dem Sperrausnehmungsbereich 23f des Spätverstelldurchlasses 11 möglich ist, wird dabei, wenn das Rotorbauteil 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 in die Position der größten Frühverstellung verdreht wird, bei der das distale Ende 61a des Sperrbauteils 61 an der an dem Hinterrotor 23 ausge­ bildeten Anschlagfläche 23e anliegt, der Sperrstift 61 von der Sperrfeder 62 gedrückt, was dazu führt, dass das distale Ende 61a des Sperrstiftes 61 in den Sperrausneh­ mungsbereich 23f zur Aufnahme einragt oder rückgezogen wird.

Wie aus den vorgehenden Beschreibungen deutlich wird, ermöglich die Erre­ gungs/Nichterregungs-Steuerung des Magneten 103 des Umschaltventils 100, die Po­ sition des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 in einer willkürlichen Stellung zwischen der Position der größten Spätverstellung und der Position der größ­ ten Frühverstellung einzustellen, was dazu führt, dass der Ventilöffnungs- und Schließvorgang in geeigneter Weise eingestellt werden können, während sich der Ver­ brennungsmotor dreht.

Bei der vorgenannten Ausführungsform besteht der Anschlagmechanismus A aus dem Sperrstift 61, dem freien Ausnehmungsbereich 21d, den Anschlagflächen 23e und 23g, dem Sperrausnehmungsbereich 23f und der Sperrfeder 62, während der Sperrme­ chanismus B aus dem Sperrstift 61, dem Sperrausnehmungsbereich 23f, der Sperrfe­ der 62 und weiteren Bauteilen besteht. Der Anschlagmechanismus A und der Sperr­ mechanismus B sind an jedem der Nabenbereiche des Gehäusebauteils 30 und des Rotorbauteils 20 vorgesehen.

Genauer ist das Sperrbauteil 30 dem Anschlagmechanismus A und dem Sperrmecha­ nismus B gemeinsam, wodurch es möglich ist, eine integrierte Struktur des An­ schlagmechanismus A und des Sperrmechanismus B zu schaffen, wodurch die Vor­ richtung bezüglich ihrer Masse vermindert werden kann und miniaturisiert werden kann.

Die umfangsrichtungsmäßigen Endflächen des Schuhteils 31a des Gehäusebauteils 30 und des Flügelteils 21 des Rotorbauteils 20 müssen auf diese Weise nicht maschinell bearbeitet sein und müssen nicht von hoher Festigkeit sein, wodurch die Herstellko­ sten vermindert werden können und der Flügelteil 21 des Rotorbauteils 20 für eine Miniaturisierung und Massenverminderung der Vorrichtung dünner gestaltet werden kann.

Die Anschlagfläche 23e, die bei Anlage an dem distalen Ende 61a des Sperrstiftes 61 die Position der größten Frühverstellung definiert, ist an einem Umfangsende des frei­ en Ausnehmungsbereiches 23d ausgebildet, längs dem der Sperrausnehmungsbereich 23f in kontinuierlicher Weise ausgebildet ist (d. h. die Anschlagfläche 23e und der Sperrausnehmungsbereich 23f sind an dem gemeinsamen Bereich des Hinterrotors 23 ausgebildet), wodurch es möglich ist, auf einfache Weise eine größere Genauigkeit der Position des Sperrausnehmungsbereiches 23f relativ zu der Position der größten Frühverstellung zu erreichen. Die Produktivität bei der Herstellung der Vorrichtung kann auf diese Weise deutlich verbessert werden.

Das distale Ende 61a des Sperrstiftes 61 ragt kontinuierlich aus der Aufnahmenut 34b vor und zwischen dem Sperrstift 61 und dem Gehäusebauteil 30 (d. h. der dünnen Hinterplatte 33 und der dicken Hinterplatte 34) ist ein Spiel derart definiert, dass eine gleitende Drehung dazwischen möglich ist, wodurch ein Eintreten von Fremdmaterial in den Spalt bzw. Zwischenraum kaum auftritt, wodurch die Betriebszuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert ist.

Die Anschlagfläche 23g, die die Position der größten Spätverstellung des Rotorbau­ teils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 definiert, ist an einem umfangsmäßig ande­ ren Ende des freien Ausnehmungsbereiches 23d ausgebildet, das der Anschlagfläche 23e gegenüberliegt, wodurch es möglich ist, in einfacher Weise eine höhere Genauig­ keit der Umfangslänge des Sperrausnehmungsbereiches 23d zu erhalten. Somit kann das Maß der maximalen Drehung des Rotorbauteils 20 relativ zu dem Gehäusebauteil 30 mit höherer Genauigkeit eingestellt werden.

Eine Einstellung der Umfangslänge des freien Ausnehmungsbereiches 23d, der an dem Hinterrotor 23 ausgebildet ist, ermöglicht es, die maximale Relativdrehung auf einen willkürlichen Wert einzustellen, wodurch unterschiedliche Vorrichtungen ab­ hängig von verschiedenen Verbrennungsmotoren in einfacher Weise hergestellt wer­ den können, indem lediglich der Hinterrotor 23 ausgetauscht oder verändert wird, und andere Elemente, wie das Gehäusebauteil 30 können bei den unterschiedlichen Vor­ richtungen gemeinsam sein.

Zweite Ausführungsform

Bezugnehmend auf Fig. 10 ist eine zweite Ausführungsform der Ventilsteuerzeitver­ stellvorrichtung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen einem Rück­ schlagventil 130 und einer Fluidpumpe 110 ein Fluidreservoir 140 angeordnet, in dem ständig eine Menge an Betriebsfluid gespeichert wird, so dass das Fluidreservoir 140 nahe dem Rückschlagventil 130 ist. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß der An­ saugdruck während des vorhergehenden Pumpbetriebs kleiner gemacht werden, wo­ durch es möglich ist, das Betriebsfluid gleichmäßig in die Frühverstellkammer R1 über das Rückschlagventil 130 und das Umschaltventil 110 zu saugen.

In den vorhergehenden Ausführungsformen ist der Sperrstift 61 in dem Gehäusebau­ teil 30 eingebaut; andere Sperrbauteile, wie ein Sperrzapfen können anstelle des Sperrstiftes 61 ebenfalls eingebaut werden, oder der Sperrstift 61 und andere Bauteile können in das Rotorbauteil 20 eingebaut werden.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen ist das Sperrbauteil oder der Sperrstift 61 so konstruiert, dass er durch Gleiten in radialer Richtung sperrt/entsperrt; es kann ein alternativer Aufbau verwendet werden, in dem das Sperrbauteil oder der Stift 61 in axialer Richtung gleitet, um zu sperren/zu entsperren. In diesem Fall muss der Sperrausnehmungsbereich in axialer Richtung zur Aufnahme des distalen Endes des Sperrbauteils angeordnet werden, damit es in der Position der größten Spätverstellung nicht unbeweglich ist.

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen werden das Rotorbauteil 20 und das Ge­ häusebauteil 30 zur Seite der Nockenwelle 10 bzw. der Seite der Kurbelwelle zusam­ mengebaut; das Rotorbauteil 20 und das Gehäusebauteil 30 können jedoch auch zur Seite der Kurbelwelle bzw. der Seite der Nockenwelle 10 hin zusammengebaut wer­ den.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen verbindet in dem Anschlagmechanismus und dem Sperrmechanismus B der Sperrstift 61 die dicke Hinterplatte 34 des Gehäu­ sebauteils 30 und den Hinterrotor 23 des Rotorbauteils 20. Dieser Aufbau ist nicht einschränkend und wenn beispielsweise der Sperrstift 61 das Gehäusebauteil 30 und die Nockenwelle 10 verbindet, stellt dies den gleichen Betrieb und die gleichen Er­ gebnisse der vorbeschriebenen Erfindung dar.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Sperrmechanismus B derart aufgebaut, dass er in der Position der größten Frühverstellung wirksam ist (sperrt/entsperrt); der Sperrmechanismus B kann jedoch auch derart aufgebaut sein, dass er in der Position der größten Spätverstellung wirksam ist und die Ventilsteuer­ zeitverstellvorrichtung ist an einer Nockenwelle angeordnet, die das Öffnen und Schließen eines Einlassventils steuert.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsform bewirkt in der Über­ gangsperiode, in der der Druck des von der Fluidpumpe (Fluiddruckversorgungsein­ richtung) zu der Spätverstellkammer geförderten Betriebsfluides beim Anlassen des Verbrennungsmotors auf den vorbestimmten Wert ansteigt, die Drehmomentschwan­ kung, die von dem Ventil auf die angetriebene Welle (und das Rotorbauteil) übertra­ gen wird, die wiederholten Relativdrehungen zwischen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil. Auf diese Weise bewirkt der Flügel (das Teilbauteil) die wiederholte Volumenänderung in der Früh- und Spätverstellkammern. Der entstehende, wieder­ holte Druck (Unterdruck) ändert sich in der Spätverstellkammer und andererseits ver­ hindert die Funktion des Rückschlagventils (die Verhinderungseinrichtung), dass Be­ triebsfluid aus der Spätverstellkammer zu der Fluidpumpe (der Fluidzufuhreinrich­ tung) abläuft, bewirkt eine Pumpwirkung (Saugwirkung), die zu wiederholtem Ansau­ gen den Betriebsfluids in die Spätverstellkammer über das Rückschlagventil (die Ver­ hinderungseinrichtung) und das Steuerventil (das Regulierbauteil) führt, wodurch das Betriebsfluid in der Spätverstellkammer schrittweise gespeichert wird.

Zusätzlich wird in dem Fall, in dem der Drehmomentunterstützungsmechanismus zwi­ schen dem Gehäusebauteil und dem Rotorbauteil angeordnet ist, um das an der ange­ triebenen Welle befestigte Rotorbauteil in die Frühverstellrichtung zu dem an der An­ triebswelle befestigten Gehäusebauteil drängt und in dem die Nennkraft der Torsions­ feder S größer ist als das auf die Nockenwelle wirkende mittlere Schwankungsdreh­ moment, das Betriebsansprechverhalten, wenn das Rotorbauteil in Frühverstellrich­ tung relativ zu dem Gehäusebauteil gedreht wird, besser als wenn das Rotorbauteil relativ zu dem Gehäusebauteil in Spätverstellrichtung gedreht wird, während der Verbrennungsmotor in Betrieb ist.

Weiter kann, wenn das Betriebsfluidreservoir, in dem Betriebsfluid gespeichert wird, zwischen dem Rückschlagventil (der Verhinderungseinrichtung) und der Fluidpumpe (der Fluiddruckzufuhreinrichtung) derart angeordnet ist, dass das Fluidreservoir nahe dem Rückschlagventil (der Verhinderungseinrichtung) angeordnet ist, kann die we­ sentliche Saugspitze kleiner gemacht werden, wodurch ein gleichmäßiges Saugen des Betriebsfluids in die Spätverstellfluidkammer mittels des Rückschlagventils (der Ver­ hinderungseinrichtung) und des Steuerventils (des Regulierbauteils) erreicht werden.

Wenn die Verhinderungseinrichtung, die zwischen dem Regulierbauteil und der Fluid­ druckzufuhreinrichtung vorgesehen ist, derart ausgeführt ist, dass die Verhinderungs­ einrichtung das Rückschlagventil (das Einwegventil) ist, kann weiter der Fluidkreis vereinfacht werden und die Herstellkosten der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung kön­ nen vermindert werden.

Das Gehäusebauteil und das Rotorbauteil können derart betrieben werden, daß sie gegenseitig an einer Zwischenposition zwischen dem Bereich größter Frühverstellung und dem Bereich größter Spätverstellung gesperrt oder entsperrt sind. Eine relative Drehposition des Rotorbauteils gegenüber dem Gehäusebauteil wird erfaßt, wenn oder während die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nicht betrieben wird. Wenn das Ro­ torbauteil in einem Bereich größerer Frühverstellung angeordnet ist als die mittlere Position, ist die Verhinderungseinrichtung zwischen der Spätverstellfluidkammer und der Fluiddruckzufuhreinrichtung angeordnet. Wenn das Rotorbauteil in einem Bereich größerer Spätverstellung als die Zwischenposition angeordnet ist, ist die Verhinde­ rungseinrichtung zwischen der Frühverstellfluidkammer und der Fluiddruckzufuhrein­ richtung angeordnet. Das Umschaltventil bewirkt diese Umschaltung des Ortes der Verhinderungseinrichtung. Mit dieser Ausführung werden die gleichen oder ähnliche Vorteile erzielt, wie vorstehend erläutert.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben; es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung in keiner Weise auf die Details der dargestellten Strukturen beschränkt ist, sondern Änderungen und Mo­ difizierungen folgen können, ohne dadurch vom Bereich der beigefügten Patentan­ sprüche abzuweichen.

Claims (12)

1. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung, enthaltend:
ein Gehäusebauteil (30), das in einem Antriebskraftübertragungsweg angeordnet ist, der eine Antriebskraft von einer Antriebswelle eines Verbrennungsmotors zu einer angetriebenen Welle (10) zum Öffnen und Schließen eines Ventils des Verbrennungsmotors überträgt, welches Gehäusebauteil zusammen mit einer der Antriebswelle und der angetriebenen Welle dreht;
ein Rotorbauteil (20), das mit einem Schuhteil (31a) des Gehäusebauteils (30) zusammengebaut ist, so dass es realtiv dazu drehbar ist, welches Rotorbauteil einen Flügelteil (21b) aufweist, der in dem Gehäusebauteil eine Frühverstellflu­ idkammer (R1) und eine Spätverstellfluidkammer (R2) abteilt, welches Rotor­ bauteil zusammen mit der anderen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle dreht;
einen Sperrmechanismus (B), der die relative Drehung zwischen dem Gehäuse­ bauteil (30) und dem Rotorbauteil (20) in einem von dem Bereich größter Spät­ verstellung verschiedenen Bereich reguliert; und
einen Fluiddruckkreis (C) der die Zufuhr und das Ablaufen von Betriebsfluid zu und von jeder der Frühverstellfluidkammer (R1) und der Spätverstellfluidkam­ mer (R2) steuert, welcher Fluiddruckkreis das Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus steuert, welcher Fluiddruckkreis enthält eine von dem Verbrennungsmotor angetriebene Fluidpumpe (110), ein Steuerventil (100), das durch Einstellen des von der Fluidpumpe zugeführten Betriebsfluids die Zufuhr und das Ablaufen des Betriebsfluids zu und von jeder der Frühverstellfluidkam­ mer (R1) und der Spätverstellfluidkammer (R2) steuert, welches Steuerventil das Sperren und Entsperren des Sperrmechanismus (B) steuert, und ein Rückschlag­ ventil (130), das zwischen dem Steuerventil und der Fluidpumpe derart ange­ ordnet ist, dass das Rückschlagventil nahe dem Steuerventil angeordnet ist, um ein Eintreten von Betriebsfluid in die Fluidpumpe zu verhindern.

2. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 1, weiter enthaltend einen Drehmomentunterstützungsmechanismus (S), der zwi­ schen dem Gehäusebauteil (30) und dem Rotorbauteil (20) angeordnet ist, um die angetriebene Welle in Richtung einer Frühverstellung realtiv zu der An­ triebswelle zu drängen und um das Rotorbauteil in Richtung zu dem Gehäuse­ bauteil zu drängen.

3. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Fluidreservoir (140), das in sich kontinuierlich Betriebsfluid spei­ chert, zwischen dem Rückschlagventil (130) und der Fluidpumpe (110) derart angeordnet ist, dass das Fluidreservoir nahe dem Rückschlagventil angeordnet ist.

4. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung, enthaltend: ein Gehäusebauteil (30), ein Rotorbauteil (20), eine zwischen dem Gehäusebau­ teil und dem Rotorbauteil angeordnete Kammer, ein Teilbauteil (21b) zum Tei­ len der Kammer in eine Frühverstellfluidkammer (R1) und eine Spätverstellflu­ idkammer (R2), eine Fluiddruckzufuhreinrichtung (110) zum Zuführen eines Betriebsfluids zu der Frühverstellfluidkammer (R1) und/oder der Spätverstell­ fluidkammer (R2), ein Regulierbauteil (100) zum Regulieren des Betriebsfluids, das der Frühverstellkammer und/oder der Spätverstellkammer zugeführt wird, und eine Verhinderungseinrichtung (130) zum Verhindern, dass Betriebsfluid aus einer der Frühverstellkammer oder der Spätverstellkammer ausläuft.

5. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Fluidreservoir (140), das in sich kontinuierlich Betriebsfluid Spei­ chert, zwischen der Verhinderungseinrichtung (130) und der Fluiddruckzufuh­ reinrichtung (110) derart angeordnet ist, dass das Fluidreservoir nahe der Ver­ hinderungseinrichtung angeordnet ist.

6. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 4, weiter enthaltend einen Drehmomentunterstützungsmechanismus (S), der zwi­ schen dem Gehäusebauteil (30) und dem Rotorbauteil (20) angeordnet ist, um eines von Gehäusebauteil und Rotorbauteil in Frühverstellrichtung relativ zu dem anderen von Rotorbauteil oder Gehäusebauteil zu drängen.

7. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhinderungseinrichtung (130) zwischen dem Regulierbauteil (100) und der Fluiddruckzufuhreinrichtung (110) angeordnet ist.

8. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, weiter enthaltend ein Sperrbauteil (61), das die Relativdrehung zwischen dem Gehäusebauteil (30) und dem Rotorbauteil (20) in der Position der größten Frühverstellung verhindert, und wobei die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung an einer Nockenwelle (10) angeordnet ist, die das Öffnen und Schließen eines Auslassventils steuert.

9. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, weiter enthaltend ein Sperrbauteil (61), das die Relativdrehung zwischen dem Gehäusebauteil (30) und dem Rotorbauteil (20) in der Position der größten Spät­ verstellung verhindert, und wobei die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung an ei­ ner Nockenwelle angeordnet ist, die das Öffnen und Schließen eines Einlassven­ tils steuert.

10. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 4, weiter enthaltend ein Sperrbauteil (61), das die Relativdrehung zwischen dem Gehäusebauteil (30) und dem Rotorbauteil (20) in einer Zwischenposition zwi­ schen der Position der größten Frühverstellung und der Position der größten Spätverstellung verhindert, wobei die Verhinderungseinrichtung (130) ein Ein­ strömen des Betriebsfluids aus der Früh- und Spätverstellfluidkammer (R1, R2) zu der Fluiddruckzufuhreinrichtung (110) entsprechend einer Position verhindert, in der das Rohrbauteil sich in einem Bereich größerer Spätverstellung bzw. grö­ ßerer Frühverstellung als die Zwischenposition befindet.

11. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung an der Nockenwelle angeordnet ist, die das Öffnen und Schließen eines Einlassventils steuert.

12. Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung auf der Nockenwelle angeordnet ist, die das Öffnen und Schließen eines Auslassventils steuert.