DE10137540B4

DE10137540B4 - Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10137540B4
Application number: DE10137540A
Authority: DE
Inventors: Makoto Yamauchi; Hiroyuki Kinugawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2002227620A; JP4198323B2; DE10137540A1; US6382157B1

Abstract

Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Aktor, die folgendes aufweist:
einen ersten Rotor (13), welcher sich synchron mit einer Kurbelwelle (1) der Maschine dreht, wobei der erste Rotor (13) mehrere Schuhe (15a) innerhalb desselben hat;
einen zweiten Rotor (18), welcher an einem Ende einer Einlassnockenwelle (2) oder einer Aunlassnockenwelle (5) der Verbrennungskraftmaschine angebracht ist und drehbar angeordnet ist in dem ersten Rotor (13), wobei der zweite Rotor (18) außen mehrere Schaufeln (18a) hat;
eine hydraulische Druckkammer (21) der voreilenden Seite sowie eine hydraulische Druckkammer (22) der nacheilenden Seite, welche zwischen den Schaufeln (18a) des zweiten Rotors (18) und den Schuhen (15a) des ersten Rotors (13) definiert sind;
ein Verriegelungselement (27), welches den ersten (13) und den zweiten (18) Rotor an einem erforderlichen Winkel verriegelt, welchen der zweite Rotor (18) mit dem ersten Rotor (13) bildet;
eine Eingriffsöffnung (29), welche entweder an dem ersten (13) oder an...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung zum Modifizieren der Öffnungs- und Schließeinstellung von Einlass- und des Auslassventilen in einer Brennkraftmaschine (im folgenden bezeichnet als Maschine) gemäß einer beliebigen Betriebsbedingung.

Herkömmliche Steuerungseinrichtungen für die Ventileinstellung sind offenbart in der JP-9-280020 A und der JP-11-210422 A, um zwei Beispiele zu nennen.

1 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptaspekten einer mit der herkömmlichen Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung versehenen Maschine, welche an einem Ende einer Einlassnockenwelle angebracht ist. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht des inneren Aufbaus der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung aus 1. 3 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt entlang der Linie A-A aus 2.

In den Zeichnungen bezeichnet Bezugsziffer 1 eine Kurbelwelle der Maschine, und 2 bezeichnet eine Einlassnockenwelle, welche Nocken 3 aufweist, welche die Öffnungs- und Schließeinstellung eines Einlassventils 4 steuert. 5 bezeichnet eine Auslassnockenwelle, welche Nocken 6 aufweist, welche die Öffnungs- und Schließeinstellung eines Auslassventils 7 steuert. 8 bezeichnet eine Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung (im folgenden bezeichnet als Einrichtung), welche fest an einem Ende der Einlassnockenwelle 2 befestigt ist, 9 bezeichnet ein Ritzel, welches fest an einem Ende der Auslassnockenwelle 5 angebracht ist, und 10 bezeichnet ein Ritzel, welches fest an einem Ende der Kurbelwelle 1 angebracht ist. 11 bezeichnet eine Kette, welche als endloses Übertragungselement dient, welches um das Ritzel 10, das Ritzel 9 und ein später beschriebenes Ritzel der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung herumgewunden ist und sich in den Zeichnungen im Uhrzeigersinn (in der Richtung des Pfeils CW) dreht. Ein Schlitz 2a ist an dem anderen Ende der Einlassnockenwelle 2 ausgebildet, und ein Schlitz 5a ist an dem anderen Ende der Auslassnockenwelle 5 ausgeformt. Die Schlitze 2a und 5a erlauben den Eingriff eines Positionierabstandshalters 12, welcher einen Winkel regelt, welcher zwischen den beiden Nockenwelle definiert ist.

Im folgenden wird der innere Aufbau der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung erklärt. In den 2 und 3 bezeichnet 13 einen ersten Rotor, welcher durch die Kette 11 mit der Kurbelwelle 1 verbunden ist, um sich synchron mit der Kurbelwelle 1 zudrehen. Der erste Rotor 13 beinhaltet ein Ritzel 14, welches sich synchron mit der Kurbelwelle 1 dreht, ein Gehäuse 15 mit mehreren Schuhen 15a, welche von einem inneren Bereich des Gehäuses 15 hervorstehen, um mehrere hydraulische Druckkammern auszubilden, eine Abdeckung 16, welche die hydraulischen Druckkammern abdeckt, und ein Schraubenelement 17 wie eine Schraube oder ähnliches, welches das Ritzel 14 und das Gehäuse 15 mit der Abdeckung 16 zusammenhält.

Ein Rotor (zweiter Rotor) 18 ist innerhalb des Gehäuses 15 angeordnet und erlaubt die relative Drehung bezüglich des ersten Rotors 13. Der Rotor 18 ist fest verbunden mit der Einlassnockenwelle 2, welche sich auf den Öffnungs- und Schließbetrieb des Einlassventils 4 bezieht, durch eine Unterlegscheibe 19 unter Verwendung eines Schraubenelements 20 wie einer Schraube oder ähnlichem. Der Rotor 18 hat mehrere Schaufeln 18a, welche die hydraulischen Druckkammern, welche durch die Schuhe 15a des Gehäuses 15 ausgebildet werden, in hydraulische Druckkammern der voreilenden Seite 21 und hydraulische Druckkammern der nacheilenden Seite 22 aufteilen. Außerdem sind ein erster Ölkanal 23 sowie ein zweiter Ölkanal 24 innerhalb der Einlassnockenwelle 2 angeordnet. Der erste Ölkanal 23 liefert hydraulischen Druck an die hydraulische Druckkammer 21 der voreilenden Seite und lässt hydraulischen Druck davon ab. Der zweite Ölkanal 24 liefert hydraulischen Druck an die hydraulische Druckkammer 22 der nacheilenden Seite und lässt einen hydraulischen Druck davon ab.

Dichtungsmittel 25 sind sowohl an den vorderen Enden der Schuhe 15a des Gehäuses 15 als auch an den Schaufeln 18a des Rotors 18 angeordnet. Das entsprechende Dichtungsmittel 25 beinhaltet ein Dichtungselement 25a zum Gleiten an einer inneren Wandfläche der hydraulischen Druckkammer 21 der voreilenden Seite oder der hydraulischen Druckkammer 22 der nacheilenden Seite, sowie eine Tellerfeder 25b zum Vorspannen des Dichtungselements 25a in Richtung der inneren Wandfläche.

Eine Unterbringungsöffnung 26 ist an einem der Schuhe 15a des Gehäuses 15 des ersten Rotors 13 angeordnet. Ein Verriegelungsstift 27 mit zylindrischer Gestalt ist in der Öffnung 26 untergebracht, um eine relative Drehung des ersten Rotors 13 und des zweiten Rotors 18 zu begrenzen. Da übrigens der hydraulische Druck in der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung beim Starten der Maschine reduziert wird, schwingt der Rotor 18 in Drehrichtung durch eine Nockenlast, welcher auf den Nocken 3 aufgebracht wird, welcher verbunden ist mit der Einlassnockenwelle 2. Wenn der erste Rotor 13 und der zweite 18 wiederholt in Kontakt geraten und sich trennen, entsteht notwendigerweise ein schlagendes Geräusch, das stört. Der Verriegelungsstift 27 verhindert dieses Geräusches. Der Verriegelungsstift 27 hält auch einen erforderlichen Winkel zwischen dem ersten 13 und dem zweiten Rotor 18 aufrecht, wobei es unter niedrigem hydraulischem Druck schwierig ist, diesen Winkel zu steuern. Daher ist der Verriegelungsstift 27 auch durch ein Vorspannelement 28 wie eine Schraubenfeder vorgespannt, um mit einer Eingriffsöffnung in Eingriff zu geraten, welche später erläutert wird, wobei das Vorspannelement 28 zwischen einer rückwärtigen Wand der Aufnahmeöffnung 26 und dem Verriegelungsstift 27 angeordnet ist.

Eine Eingriffsöffnung 29 ist am zweiten Rotor 18 ausgeformt, um ein Einführen des Verriegelungsstiftes 27 zu erlauben, wenn der erste Rotor 13 bezüglich des zweiten Rotors 18 in einem erforderlichen Winkel positioniert ist (maximales Nacheilen).

Ein Freigabeventil 30 ist an dem Schuh 15a angeordnet. Das Freigabeventil 30 liefert selektiv den höheren hydraulischen Druck in der hydraulischen Druckkammer 21 der voreilenden Seite und der hydraulischen Druckkammer 22 der nacheilenden Seite zu einer hydraulischen Freigabedruckkammer 99, um einen Eingriff (im folgenden als Verriegelung bezeichnet) zwischen der Eingriffsöffnung 29 und dem Verriegelungsstift 27 zu lösen. Das Freigabeventil 30 kommuniziert mit der hydraulischen Freigabedruckkammer 99 durch einen hydraulischen Freigabezuführkanal 31. Das Freigabeventil 30 und die hydraulische Druckkammer 21 der voreilenden Seite kommunizieren mit einem Druckteilkanal 32 der voreilenden Seite, und das Freigabeventil 30 und die hydraulische Druckkammer 22 der nacheilenden Seite kommunizieren mit einem Druckteilkanal 33 der nacheilenden Seite.

Eine Ausnehmung 35 ist am zweiten Rotor 18 ausgeformt, um mit einem Paßstift 34 in Eingriff zu geraten, welcher an einem Ende der Einlassnockenwelle 2 angeordnet ist, um eine relative Drehung zwischen der Einrichtung 8 und der Einlassnockenwelle 2 zu definieren.

Nun wird ein Verfahren zum Zusammenbauen der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung erläutert.

Zunächst wird die Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung an einem Ende der Einlassnockenwelle 2 angeordnet. Hier ist der Verriegelungsstift 27 im Eingriff mit der Eingriffsöffnung 29, um den ersten Rotor 13 der Einrichtung 8 und den zweiten Rotor 18 in dem erforderlichen Winkel zueinander fest zu positionieren. Der Paßstift 34 der Einlassnockenwelle 2 ist außerdem in Eingriff mit der Ausnehmung 35 des Rotors 18, um die Einlassnockenwelle 2 und den Rotor 18 zu positionieren, um in anderen Worten die Einrichtung 8 in einem erforderlichen Winkel zu befestigen. Das Ritzel 14 ist fest mit dem Rotor 18 verbunden, welcher in dem erforderlichen Winkel positioniert ist, und zwar aufgrund des Schraubenelements 20, um das Ritzel 14 und ein Ende der Einlassnockenwelle 2 fest zu positionieren.

Anschließend wird das Ritzel 9 an einem Ende der Auslassnockenwelle 5 angeordnet. Hier ist ein Paßstift (nicht gezeigt) der Auslassnockenwelle 5 im Eingriff mit einer Ausnehmung (nicht dargestellt), um die Auslassnockenwelle 5 und das Ritzel 9 in einem erforderlichen Winkel zueinander zu positionieren. Das Ritzel 9 ist an einem Ende der Auslassnockenwelle 5 mittels einer Schraube (nicht dargestellt) befestigt.

Wie in 1 gezeigt, wird nun ein Kurbelfixierstift 36 in die Kurbelwelle 1 von außerhalb de Maschine her eingeschraubt, um die Kurbelwelle 1 in dem erforderlichen Winkel zu positionieren. Der Positionierabstandshalter 12 wird in den Schlitz 2a der Einlassnockenwelle 2 und den Schlitz 5a der Auslassnockenwelle 5 eingeführt, um den zwischen den beiden Nockenwellen definierten Winkel zu regeln.

Nun wird die Kette 11 um das Ritzel 10, das Ritzel 9, und das Ritzel 14 herumgewunden und wird dann mittels eines Kettenspanners (nicht dargestellt) unter Spannung gesetzt, um ein Durchhängen der Kette 11 zu verhindern. In diesem Zustand ist das Ritzel 10 mittels der Schraube (nicht dargestellt) an einem Ende der Kurbelwelle 1 befestigt.

Die herkömmliche Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung mit dem oben beschriebenen Aufbau kann jedoch Montagefehler beim Anbringen der Einrichtung an der Maschine zeigen, welche aus einer Lockerheit zwischen dem Verriegelungsstift 27 und der Eingriffsöffnung 29, zwischen dem Paßstift 34 der Einlassnockenwelle 2 und der Ausnehmung 35 des Rotors 18, und zwischen dem Paßstift (nicht dargestellt) der Auslassnockenwelle 5 und der Ausnehmung (nicht dargestellt) des Ritzels 9 resultieren. Daher besteht das Problem, dass ein Getriebe bezüglich der Einlassnockenwelle 2 nicht mit einem Getriebe bezüglich der Auslassnockenwelle 5 synchron ist.

Ferner offenbart die DE 197 09 656 A1 eine Vorrichtung zum Einstellen der Basisposition einer Nockenwellen-Verstelleinrichtung und einer Brennkraftmaschine, die an der freien Stirnseite eines nockenfesten Bauteils form- und/oder kraftschlüssige Kraftübertragungselemente aufweist, an welchen während des Einstellvorgangs ein Hilfwerkzeug mit komplementär ausgebildeten Gegenelementen zur Verdrehung des nockenwellenfesten Bauteils gegenüber einem kurbelwellenfesten Bauteils angreift.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung zu schaffen, welche einen Zusammenbau mit möglichst wenigen Fehlern sowie ein einfaches Anbringen in die Maschine ermöglicht.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, weist eine Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung die Merkmale von Anspruch 1 auf.

So kann die Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung drehbar mittels der Einlassnockenwelle oder der Auslassnockenwelle gelagert werden, um ein Zusammenbauen mit möglichst wenigen Fehlern bezüglich des Anbringens der Einrichtung an der Maschine zu ermöglichen. Außerdem kann eine Zeitverschiebung in der Öffnungs- und Schließeinstellung des Einlass- und des Auslassventils gelöst werden, welches die Zusammenbauarbeit erleichtert, insbesondere das automatische Zusammenbauen.

Die Spannstelle weist eine Nut auf, um die Spannstelle von einem endlosen Übertragungselement zu trennen, welches die Drehung der Nockenwelle überträgt. So kann ein Kontakt des endlosen Übertragungselements mit der Spannstelle des ersten Rotors vermieden werden, welcher einen geringen Radius hat.

Die Spannstelle ist an einem äußeren Umfangsbereich des ersten Rotors angeordnet. So kann eine hohe mechanische Festigkeit des ersten Rotors aufrecht erhalten werden, da die Spannstelle an einer Stelle angeordnet ist, an welcher ein Abstand von einem inneren Bereich gehalten wird, welcher einem hydraulischen Druck unterliegt.

Die Spannstelle kann an dem ersten Rotor derart angeordnet sein, dass ein Eingriff des Spannwerkzeugs möglich wird, welches in radialer Richtung des ersten Rotors betätigt wird. So kann die Einrichtung leicht durch die Spannstelle des ersten Rotors gehalten werden, um eine Vereinfachung des automatischen Zusammenbauens zu erzielen.

Die Spannstelle kann an dem ersten Rotor derart angeordnet sein, dass das Spannwerkzeug eingeführt werden kann, welches in einer axialen Richtung des ersten Rotors betätigt wird. Daher kann die Einrichtung leicht durch die Spannstelle des ersten Rotors gehalten werden, um die Vereinfachung des automatischen Zusammenbauens zu erzielen.

Die Spannstelle kann ein Schraubenkopf sein, welcher für den Zusammenbau des Aktors verwendet wird. So kann die Einrichtung leicht durch die Spannstelle des ersten Rotors gehalten werden, um eine Vereinfachung des automatischen Zusammenbaus zu erzielen.

Die Spannstelle kann eine polygonale Gestalt haben. Dadurch ist eine Vereinfachung der Gestalt des ersten Rotors möglich. Da die Spannstelle an einer Position angeordnet ist, an welcher ein Abstand von einem inneren Bereich gehalten wird, welcher einem hydraulischen Druck unterliegt, kann der erste Rotor eine hohe mechanische Festigkeit aufrecht erhalten.

Die Spannstelle kann zumindest eine Ebene beinhalten. So wird eine Vereinfachung der Gestalt des ersten Rotors möglich. Außerdem kann die Einrichtung leicht durch die Spannstelle des ersten Rotors gehalten werden, um die Vereinfachung des automatischen Zusammenbaus zu erzielen.

Die Spannstelle kann den ersten Rotor in Drehrichtung lagern. So kann die Einrichtung leicht durch die Spannstelle des ersten Rotors gelagert werden, um die automatische Zusammenbauarbeit zu erleichtern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht von Hauptaspekten der Maschine, welche mit der herkömmlichen Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung versehen ist, welche an einem Ende einer Einlassnocke angebracht ist.
2 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus der herkömmlichen Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung aus 1.
3 ist eine Längsschnittansicht entlang einer Linie A-A aus 2.
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Längsquerschnittsansicht entlang einer Linie A-A aus 4.
6 ist eine Vorderansicht von Hauptaspekten einer Maschine, deren Einlassnockenwelle mit der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung aus 4 und 5 versehen ist.
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 5 gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 6 gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Im folgenden wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Ausführungsform 1
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Längsquerschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 4. 6 ist eine Vorderansicht von Hauptaspekten einer Maschine, deren Einlassnockenwelle mit der Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach 4 und 5 versehen ist. Elemente in diesen Zeichnungen, die gleiche Bezugsziffern wie Elemente des herkömmlichen Aufbaus nach Fig. q bis 3 tragen, werden hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Ausführungsform 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionieren unter Verwendung des herkömmlichen Paßstiftes der Einlassnockenwelle 2 und des Rotors 18 als zweiter Rotor sowie der Auslassnockenwelle 5 und des Ritzels 9 vermieden wird. Die 1 ist außerdem dadurch gekennzeichnet, dass mehrere (sechs in der Ausführungsform 1) Vorsprünge (Spannstellen) 40, welche ein radialer Richtung des Gehäuses 15 nach außen hervorstehen, in einem äußeren Umfangsbereich (äußeren Bereich) in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
Der Vorsprung 40 ermöglicht den Eingriff eines Spannwerkzeugs einer automatischen Maschine für den automatischen Zusammenbau, wobei das Spannwerkzeug in radialer Richtung betätigt wird. Eine geneigte Fläche 40a ist an einer Seite des Vorsprungs 40 nahe dem Spannwerkzeug ausgeformt, wobei die geneigte Fläche 40a leicht den Eingriff des Spannwerkzeugs ermöglicht, wenn das Spannwerkzeug von links in 5 sich in Richtung der Einrichtung 8 bewegt. Wie in 5 gezeigt, ist eine Nut 41 zwischen dem Ritzel 14 und dem Vorsprung 40 an dem äußeren Umfangsbereich des Gehäuses 15 definiert, um den Vorsprung 40 von der Kette 11 zu trennen, welche um das Ritzel 14 herumgewunden ist.
Ein erster ringförmiger Ölkanal 42 ist in der Einlassnockenwelle 2 ausgeformt, um den ersten Ölkanal 23 mit der hydraulischen Druckkammer 21 der voreilenden Seite zu verbinden. Wenn die Einrichtung 8 bezüglich der Einlassnockenwelle 2 in irgendeinem Winkel positioniert ist, kann hydraulischer Druck zu der hydraulischen Druckkammer 21 der voreilenden Seite zugeführt oder davon abgelassen werden. Ein zweiter ringförmiger Ölkanal 43 ist an einer Eingriffsposition zwischen dem Rotor 18 und dem Ritzel 14 ausgeformt, um den zweiten Ölkanal 24 mit der hydraulischen Druckkammer 22 der nacheilenden Seite zu kommunizieren. Wenn die Einrichtung 8 bezüglich der Einlassnockenwelle 2 in irgendeinem Winkel positioniert, kann hydraulischer Druck zu der hydraulischen Druckkammer 22 der nacheilenden Seite zugeführt oder davon abgelassen werden.
Mit der Ausführungsform 1 hat ein konkaver Sitz 44 für die Aufnahme des Schraubenelements 20, welches den Rotor 18 an der Einlassnockenwelle 2 befestigt, eine innere zylindrische Fläche. Mit der Ausführungsform 1 ist das Freigabeventil 30 an dem Ritzel 14 angeordnet. Das Freigabeventil 30 liefert einen hydraulischen Druck, welcher gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements 28 wirkt, an eine hydraulische Freigabedruckkammer 56 durch den hydraulischen Freigabezuführkanal 31, um die Verriegelung des Verriegelungsstiftes 27 und der Eingriffsöffnung 29 zu lösen.
Anschließend wird ein Verfahren des Zusammenbaus der Einrichtung 8 erläutert. Hier wird Bezug auf die 1 und 5 genommen.
Zunächst wird die Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung an einem Ende der Einlassnockenwelle 2 angeordnet. Hier ist der Verriegelungsstift 27 in Eingriff mit der Eingriffsöffnung 29, um den ersten Rotor 13 der Einrichtung 8 und den zweiten Rotor 18 als zweiten Rotor fest an dem erforderlichen Winkel (der maximalen nacheilenden Position) zu positionieren. In diesem Zustand ist die Einrichtung 8 drehbar bezüglich der Einlassnockenwelle 2.
Anschließend werden das Ritzel 14 und der Rotor 18, welcher in dem erforderlichen Winkel an dem Ritzel 14 befestigt ist, mittels des Schraubenelements 20 fixiert, um indirekt das Ritzel 14 an dem einen Ende der Einlassnockenwelle 2 in einem optionalen Winkel zu befestigen.
Wie in 6 gezeigt, wird nun die Kette 11 um das Ritzel 10, das Ritzel 9, und das Ritzel 14 herum gewunden, während die Kette 11 entlang einer ersten Führungsschiene 45 und einer zweiten Führungsschiene 46 geführt wird. Die Kette 11 wird dann unter Spannung gesetzt mittels eines Kettenspanners 47, um ein Durchhängen der Kette 11 zu verhindern.
Wie in 1 gezeigt, wird dann der Kurbelfixierstift 36 in die Kurbelwelle 1 von außerhalb der Maschine her eingeschraubt, um die Kurbelwelle 1 in dem erforderlichen Winkel zu positionieren. Der Positionierabstandshalter 12 wird dann in den Schlitz 2a der Einlassnockenwelle 2 und den Schlitz 5a der Auslassnockenwelle 5 eingeführt, um den Winkel zwischen den beiden Nockenwellen zu regeln.
Anschließend ergreift das Spannwerkzeug der automatischen Maschine den Vorsprung 40 der Einrichtung 8. Da die sechs Vorsprünge 40 der Ausführungsform 1 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, kann die Position des Vorsprungs 40 genau indiziert werden, bis das Spannwerkzeug sich um 60° dreht.
Anschließend werden das Ritzel 9 und der durch das Spannwerkzeug gehaltene Vorsprung 40 in entgegengesetzte Richtungen gedreht, um ein Durchhängen der Kette 11 zwischen der Einlassnockenwelle 2 und der Auslassnockenwelle 5 zu verhindern. Genauer gesagt, wird der durch das Spannwerkzeug gehaltene Vorsprung 40 im Uhrzeigersinn (Pfeil CW in 1) gedreht, und das Ritzel 9 wird entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil CCW in 1) gedreht. In diesem Zustand wird das Ritzel 10 befestigt mittels eines Schraubenelements 48 wie einer Schraube an dem einen Ende der Kurbelwelle 1, und das Ritzel 9 wird mittels eines Schraubenelements 49 wie einer Schraube an dem anderen Ende der Auslassnockenwelle 5 befestigt.
Vor dem Befestigen des Ritzels 9 mittels des Schraubenelements 49 an der Auslassnockenwelle 5 wird die Einrichtung 8 mittels des Schraubenelements 20 an der Einlassnockenwelle 20 befestigt. Zusammenbaufehler treten auf beim Anbringen der herkömmlichen Einrichtung 8 an der Maschine aufgrund der Lockerheit zwischen dem Verriegelungsstift 27 und der Eingriffsöffnung 29 und zwischen dem Paßstift 34 der Einlassnockenwelle 2 und der Ausnehmung 35 des Rotors 18. Mit der Ausführungsform 1 wird nur der erste Rotor 13 der Einrichtung 8 mittels des Spannwerkzeugs der automatischen Maschine im Uhrzeigersinn gedreht. Daher kann die Schaufel 18a des Rotors 18, welcher als der zweite Rotor dient, und mittels des Verriegelungsstifts 27 an dem ersten Rotor 13 an der maximal nacheilenden Position befestigt ist, mit dem Schuh 15a des Gehäuses 15 als erster Rotor 13 gemacht werden. Daher kann die Einrichtung 8 der Ausführungsform 1 einen Zusammenbauvorgang mit möglichst wenig Fehlern ermöglichen, wenn die Lockerheit zwischen dem Verriegelungsstift 27 und der Eingriffsöffnung 29 definiert ist.
Wenn die oben beschriebene Befestigung unter Verwendung der Schraubenelemente 20 und 40 durchgeführt ist, muss ein rotatorisches Drehmoment im Uhrzeigersinn des Spannwerkzeugs höher sein als ein rotatorisches Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn des Ritzels 9, um den Zusammenbau mit möglichst wenig Fehlern zu ermöglichen.
Da wie oben beschrieben gemäß der Ausführungsform 1 der Vorsprung 40 an dem ersten Rotor 13 angeordnet ist, kann nur der erste Rotor 13 der Einrichtung 8 mittels des Spannwerkzeugs im Uhrzeigersinn gedreht werden, und die Einrichtung 8 kann mit möglichst wenig Fehlern zusammengebaut werden. Wenn daher die Lockerheit als notwendiger Zwischenraum für den Eingriff zwischen dem Verriegelungsstift 27 und der Eingriffsöffnung 29 definiert ist, kann die Einrichtung 8 mit einer möglichst kleinen Anzahl an Fehlern am Ort des Zusammenbaus zusammengebaut werden und kann akurat an der Einlassnockenwelle 2 angebracht werden.
Da gemäß der Ausführungsform 1 die Einrichtung 8 mit dem ersten ringförmigen Ölkanal 42 und dem zweite ringförmigen Ölkanal 43 ausgestattet ist, kann die Einrichtung 8 an der Einlassnockenwelle 2 an dem optionalen Winkel angebracht werden, um eine Vereinfachung des automatischen Zusammenbaus zu ermöglichen.
Da gemäß der Ausführungsform 1 der Vorsprung 40 an dem ersten Rotor 13 angeordnet ist, kann die Einrichtung 8, welche mittels des Spannwerkzeugs der automatischen Maschine gehalten wird, an der Einlassnockenwelle 2 befestigt werden. Daher kann eine Zeitverschiebung bei der Öffnungs- und Schließeinstellung der Ventile aufgrund eines Gewindedrehmoments gelöst werden.
Mit der Ausführungsform 1 ist es nicht notwendig, die Paßstifte und die Ausnehmungen auszugestalten, welche an der herkömmlichen Einrichtung und den Nockenwellen vorgesehen sind und eine hohe Positioniergenauigkeit erfordern. Daher kann die Einrichtung 8 mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
Da gemäß der Ausführungsform 1 der Vorsprung 40 an dem äußeren Bereich des Gehäuses 15 als erster Rotor 13 angeordnet ist, kann der Vorsprung 40 einen Abstand von dem inneren Bereich des Gehäuses 15 aufrecht erhalten, welcher einem hydraulischem Druck unterliegt. Daher kann die mechanische Festigkeit des Gehäuses 15 aufrecht erhalten werden.
Da gemäß der Ausführungsform 1 die Einrichtung 8 mit der Nut 41 versehen ist, kann ein Kontakt der Kette 11 mit dem Vorsprung 40 des Ritzels 14 mit einem geringen Radius verhindert werden, um die Kette 11 ohne Probleme zu drehen.
Ausführungsform 2
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Teile, welche denen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Ausführungsform 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere (vier in der Ausführungsform 2) konkave Nuten (Spannstelle) 50 an dem äußeren Umfangsbereich (äußeren Bereich) des Gehäuses 15 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, wobei die entsprechenden Nuten sich in radialer Richtung des Gehäuses 15 nach innen auswölben. Die konkave Nut erlaubt den Eingriff des Spannwerkzeugs der automatischen Maschine, welche für den automatischen Zusammenbau verwendet wird, wobei das Spannwerkzeug in radialer Richtung des Gehäuses 15 betätigt wird.
Wie oben beschrieben, kann die Ausführungsform 2 den gleichen Effekt erzielen wie die Ausführungsform 1, da die Ausführungsform 2 mit der konkaven Nut 50 als Spannstelle versehen ist.
Ausführungsform 3
8 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. Teile, die denen der Ausführungsformen 1 und 2 entsprechen, werden nicht noch einmal beschrieben.
Die Ausführungsform 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass ein polygonaler (oktagonaler in der Ausführungsform 4) Bereich (Spanstelle) 52 an dem äußeren Bereich des Gehäuses 15 als erster Rotor 13 angeordnet ist, wobei der polygonale Bereich 52 eine Kombination aus eckigen und flächigen Teilen aufweist.
Wie oben beschrieben, ist in der Ausführungsform 3 der polygonale Bereich 52 an dem Gehäuse 15 angeordnet. Daher kann eine Vereinfachung der Gestalt des Gehäuses 15 als erster Rotor 13 ermöglicht werden. Da der polygonale Bereich 52 als Spannstelle an einer Position angeordnet ist, an der ein Abstand von einem inneren Bereich aufrecht erhalten wird, der einem hydraulischen Druck unterliegt, kann der erste Rotor 13 eine hohe mechanische Festigkeit aufrecht erhalten.
Ausführungsform 4
9 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung. Teile, die denen der Ausführungsformen 1 bis 3 entsprechen, werden nicht noch einmal beschrieben.
Die Ausführungsform 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere (vier in der Ausführungsform 5) von ebenen Bereichen (Spannstellen) 53 an dem äußeren Umfangsbereich (äußeren Bereich) des ersten Rotors 13 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, kann die Ausführungsform 4 den gleichen Effekt erzielen wie die Ausführungsform 1, da die Ausführungsform 5 mit den ebenen Bereichen 53 als Spannstelle versehen ist.
Ausführungsform 5
10 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 5 gemäß der vorliegenden Erfindung. Teile, die denen der Ausführungsformen 1 bis 4 entsprechen, werden nicht noch einmal beschrieben.
Die Ausführungsform 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung 8 mit dem Vorsprung 40 der Ausführungsform 1 und dem polygonalen Bereich 54 versehen ist.
Wenn die Einrichtung 8 der Ausführungsform 5 beispielsweise an der Einlassnockenwelle 2 befestigt wird, und wenn das Ritzel 9 an der Aunlassnockenwelle 5 befestigt wird, wird der erste Rotor 13 im Uhrzeigersinn gedreht, während der Rotor 18 als zweiter Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. So kann ein Durchhängen der Kette 11 zwischen den Nockenwellen verhindert werden, ohne die Einrichtung 8 an der Maschine anzubringen, bevor die Ritzel 9 und 10 daran angebracht worden sind, wie in den Ausführungsformen 1 bis 6 beschrieben. Hier kann mit der Einlassnockenwelle 2 die Schaufel 18a des zweiten Rotors 18 in festen Kontakt mit dem Schuh 15a des ersten Rotors 13 an der maximal nacheilenden Position geraten. Daher kann die Einrichtung 8 mit einer möglichst geringen Anzahl an Fehlern zusammengebaut werden.
Wie oben beschrieben, kann die Ausführungsform 5 die gleichen Effekte erzielen wie die Ausführungsform 1, da die Ausführungsform 5 mit dem Vorsprung 40 und dem polygonalen Bereich 54 als Spannstelle versehen ist. Außerdem kann das Spannwerkzeug der automatischen Maschine an einer Achse eines Schraubenwerkzeugs des Schraubenelements 20 angeordnet sein, um die Baugröße der verwendeten Werkzeuge zu reduzieren.
Ausführungsform 6
11 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Ausführungsform 6 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Teile, die denen der Ausführungsformen 1 bis 5 entsprechen, werden nicht noch einmal beschrieben.
Die Ausführungsform 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung 8 mit sowohl dem Vorsprung 40 der Ausführungsform 1 als auch dem polygonalen Bereich 54 ausgestaltet ist. Darüber hinaus ist ein Vorspannelement 25 in der hydraulischen Druckkammer 21 der voreilenden Seite angeordnet, wobei das Vorspannelement 55 den Rotor 18 als zweiter Rotor bezüglich des ersten Rotors 13 in Richtung der maximal voreilenden Seite vorspannt. Wenn der zweite Rotor 18 an der maximal voreilenden Seite positioniert ist, regelt das Verriegelungselement eine freie Drehung zwischen dem ersten Rotor 13 und dem zweiten Rotor 18.
Wenn die Einrichtung 8 der Ausführungsform 6 beispielsweise an der Auslassnockenwelle 5 angebracht wird, und eine Einrichtung der Ausführungsformen 1 bis 5 an der Einlassnockenwelle 2 angebracht wird, werden die folgenden Schritte durchgeführt, um ein Durchhängen der Kette 11 zwischen den beiden Nockenwellen zu verhindern. Zunächst werden das Ritzel 14 und der Rotor 18, welcher an dem Rotor 14 an dem erforderlichen Winkel angebracht ist, mittels des Schraubenelements 20 befestigt, um indirekt das Ritzel 14 an einem Ende der Einlassnockenwelle 2 zu befestigen. Dann wird der erste Rotor 13 der Einrichtung 8, welche an der Einlassnockenwelle 2 befestigt ist, und der zweite Rotor 18 der Einrichtung 8, welcher an der Auslassnockenwelle 5 befestigt ist, im Uhrzeigersinn gedreht. Zur gleichen Zeit wird der erste Rotor 13 der Einrichtung 8, welcher an der Auslassnockenwelle 5 angebracht ist, entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Hier kann die Schaufel 18a des zweiten Rotors 18 in festen Kontakt mit dem Schuh 15a des ersten Rotors 13 an der maximal nacheilenden Position der Einlassnockenwelle 2 oder an der maximal voreilenden Position der Auslassnockenwelle 5 geraten. So können beide Einrichtungen 8 mit einer möglichst geringen Anzahl an Fehlern zusammengebaut werden.
Wenn die Einrichtung 9 der Ausführungsform 6 beispielsweise an der Auslassnockenwelle 5 befestigt wird und eine Einrichtung 8 gemäß der Ausführungsformen 1 bis 4 an der Einlassnockenwelle 2, werde die folgenden Schritte durchgeführt, um ein Durchhängen der Kette 11 zwischen den Nockenwellen 2 und 5 zu verhindern. Der erste Rotor 13 der Einrichtung 8, welcher an der Einlassnockenwelle 2 befestigt ist, und der zweite Rotor 18 der Einrichtung 9, welcher an der Auslassnockenwelle 5 befestigt ist, werden im Uhrzeigersinn gedreht. Gleichzeitig werden der zweite Rotor 18 der Einrichtung 8, welcher an der Einlassnockenwelle 2 befestigt ist, und der erste Rotor 13 der Einrichtung 9, welcher an der Auslassnockenwelle 5 befestigt ist, entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Hier kann die Schaufel 18a des zweiten Rotors 18 in festen Kontakt mit dem Schuh 15a des ersten Rotors 13 an der maximal nacheilenden Position der Einlassnockenwelle 2 oder an der maximal voreilenden Position der Auslassnockenwelle 5 geraten. Daher können die Einrichtungen 8 und 9 mit einer minimalen Anzahl an Fehlern zusammengebaut werden.
Wie oben beschrieben, kann die Ausführungsform 6 den gleichen Effekt erzielen wie die Ausführungsform 1, weil die Ausführungsform 8 mit dem Vorsprung 40 und dem polygonalen Bereich 54 versehen ist, welche als Spannstelle dienen. Außerdem kann das Spannwerkzeug der automatischen Maschine an einer Achse eine Schraubenwerkzeugs des Schraubenelements 20 angeordnet sein, um die Baugröße der verwendeten Werkzeuge zu reduzieren.
Die vorliegende Beschreibung ist in als rein beispielhaft und nicht beschränkend anzusehen.

Claims

Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung als Aktor, die folgendes aufweist: einen ersten Rotor (13), welcher sich synchron mit einer Kurbelwelle (1) der Maschine dreht, wobei der erste Rotor (13) mehrere Schuhe (15a) innerhalb desselben hat; einen zweiten Rotor (18), welcher an einem Ende einer Einlassnockenwelle (2) oder einer Aunlassnockenwelle (5) der Verbrennungskraftmaschine angebracht ist und drehbar angeordnet ist in dem ersten Rotor (13), wobei der zweite Rotor (18) außen mehrere Schaufeln (18a) hat; eine hydraulische Druckkammer (21) der voreilenden Seite sowie eine hydraulische Druckkammer (22) der nacheilenden Seite, welche zwischen den Schaufeln (18a) des zweiten Rotors (18) und den Schuhen (15a) des ersten Rotors (13) definiert sind; ein Verriegelungselement (27), welches den ersten (13) und den zweiten (18) Rotor an einem erforderlichen Winkel verriegelt, welchen der zweite Rotor (18) mit dem ersten Rotor (13) bildet; eine Eingriffsöffnung (29), welche entweder an dem ersten (13) oder an dem zweiten Rotor (18) angeordnet ist, um ein Einführen des Verriegelungselements (27) zu erlauben; und eine Spannstelle (40, 50, 52, 53), die mit einem Spannwerkzeugs in Eingriff bringbar ist, um den Aktor an der Maschine zu befestigen, wobei die Spannstelle (40, 50, 52, 53) an dem äußeren Umfangsbereich des ersten Rotors (13) angeordnet ist und eine Nut (41) aufweist, um die Spannstelle (40, 50, 52, 53) von einem endlosen Übertragungselement (11) zu trennen, welches die Drehung der Kurbelwelle (1) überträgt.
Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach Anspruch 1, wobei die Spannstelle (50) den Eingriff des Spannwerkzeugs erlaubt, welches in einer radialen Richtung des ersten Rotors (13) betätigt wird, und bevorzugt durch mindestens eine konkave Nut (50) gebildet ist.
Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach Anspruch 1, wobei die Spannstelle (40) es ermöglicht, das Spannwerkzeug (13) einzuführen, welches in einer axialen Richtung des ersten Rotors betätigt wird, und bevorzugt durch mindestens einen radialen Vorsprung (40) gebildet ist.
Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach Anspruch 3, wobei die Spannstelle (52) ein Schraubenkopf ist, welcher zum Zusammenbauen des Aktors verwendet wird.
Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach Anspruch 1, wobei die Spannstelle (53) eine polygonale Gestalt hat.
Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach Anspruch 1, wobei die Spannstelle (53) zumindest eine Ebene beinhaltet.
Steuerungseinrichtung für die Ventileinstellung nach Anspruch 1, wobei die Spannstelle (40, 50, 52, 53) den ersten Rotor (13) in Drehrichtung lagert.