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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung
der Ventiltaktung, zum Steuern des Öffnungs- und Schließzeitpunkts
eines Einlassventils oder eines Auslassventils einer Verbrennungskraftmaschine
(im folgenden einfach als Maschine bezeichnet), sowie eine Montagevorrichtung der
Einrichtung.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Eine
herkömmliche
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung besteht im allgemeinen
aus einem ersten Rotor, der mit einer Kurbelwelle einer Maschine
durch ein Element für
die Übertragung
einer Drehantriebskraft, wie beispielsweise eine Kette, verbunden
ist, und der sich synchron mit der Kurbelwelle dreht, einem zweiten
Rotor, der relativ drehbar um einen vorbestimmten Winkel innerhalb
des ersten Rotors vorgesehen ist und der integral an der Endfläche einer
Einlassnockenwelle oder einer Auslassnockenwelle der Maschine gesichert
ist, und mehreren voneinander getrennten Öldruckkammern, die zwischen dem
zweiten und dem oben genannten ersten Rotor sich befinden. Sie ist
so angeordnet, dass eine Ölpumpe,
die die Aufgabe des Zuführens
von Öl
zu einem Gleitbereich der Maschine übernimmt, Öl zu diesen Öldruckkammern
zuführt
und aus diesen auslässt,
und der draus resobtierende Hydraulikdruck eine relative Position
des zweiten Rotors bezüglich des
ersten Rotors steuert.
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Unter
diesen Einrichtungen zur Einstellung einer Ventiltaktung gibt es
einige, die mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet sind,
der eine relative Drehung zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor
auf eine Ausgangsposition beschränkt, um
zu verhindern, dass sich der erste und der zweite Rotor unabsichtlich
berühren,
und dabei anormale Geräusche
beim Start der Maschine machen, wenn der Öldruck der Einrichtung noch
gering ist. Dieser Verriegelungsmechanismus besteht im allgemeinen aus
einer in einem Rotor ausgebildeten Verriegelungsöffnung, einer in dem anderen
Rotor ausgebildeten zylindrischen Aufnahmeöffnung, einem innerhalb der
Aufnahmeöffnung
gleitbar vorgesehenen Verriegelungsstift, einem Zwangselement zum
kontinuierlichen Zwingen des Verriegelungsstiftes in einer Richtung
seiner Gleitrichtungen, und einem Ölkanal zur Freigabe der Verriegelung,
der Hydraulikdruck zuführt
zum Bewegen des Verriegelungsstiftes in der anderen Richtung seiner
Gleitrichtungen gegen eine Zwangskraft des Zwangselements. Ein solcher
Verriegelungsmechanismus dient zum Beschränken (Verriegeln) einer relativen
Drehung beider Rotoren durch Zwingen des Verriegelungsstiftes in
der Verriegelungsöffnung
an der Stärke
einer Zwangskraft des Zwangselements, sowie zum Freigeben der Verriegelung
der relativen Drehung der beiden Rotoren durch Freigeben des Eingriffs
zwischen dem Verriegelungsstift und der Verriegelungsöffnung gegen eine
Zwangskraft des Zwangselements, wobei er sich auf den von dem Ölkanal zur
Freigabe der Verriegelung angebrachten Hydraulikdruck verlässt.
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In
Fällen,
in denen der Verriegelungsstift gleitet und das Zwangselement radial
hin zu der Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung zwingt
(im folgenden einfach als "radial
zu der Einrichtung" bezeichnet),
ist es unbedingt notwendig, ein Verriegelungselement einzubauen,
um zu verhindern, dass sich das Zwangselement aus der Aufnahmeöffnung löst am äußersten
der Aufnahmeöffnung,
die radial zu der Einrichtung ausgebildet ist.
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Der
Aufbau des Verriegelungselements einer herkömmlichen Einrichtung zur Einstellung
der Ventiltaktung und ein Verfahren zum Verhindern, dass sich das
Element löst,
sind in verschiedenen Dokumenten aus dem Stand der Technik beschrieben. Beispielsweise
offenbart JP 10-339116 A ein Verfahren zum Verhindern eines Herausfallens
eines Verriegelungselements durch Schließen des äußersten Teils der Aufnahmeöffnung,
die radial zu der Einrichtung ausgeformt ist, durch eine innere
Außenfläche einer
Taktungs-Riemenscheibe,
die einen Teil des ersten Rotors bildet. Ein solches Verfahren zum
Verhindern des Herausfallens des Verriegelungselements kann jedoch
nicht nur nachteilig auf eine Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung
angewandt werden, die keine Taktungs-Riemenscheibe beinhaltet, sondern
sie bringt auch nachteilig eine Ausdehnung der Abmaße radial
zu der Einrichtung im äußeren Teil
der Aufnahmeöffnung
aufgrund der schieren Notwendigkeit, die Aufnahmeöffnung durch
die innere Außenfläche der
Taktungs-Riemenscheibe zu verschließen.
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Währenddessen
offenbart JP 11-101107 A ein Verriegelungselement (einen plattenförmigen Rückhalter),
der in einer Nut im Eingriff ist, die sich axial zu der Einrichtung
erstreckt und sich zu der axial zu der Einrichtung befindlichen
Endfläche
hin öffnet.
Weil die Gleitrichtung des Verriegelungsstifts und die Einführrichtung
des Verriegelungselements einander in rechten Winkeln kreuzen, muss
es jedoch einen Vorgang des temporären Zusammendrückens des
Zwangselements einwärts
radial zu der Einrichtung mittels eines Spannelements beinhalten,
wenn das Verriegelungselement darin eingeführt wird, und des Herausziehens
dieses Spannelements nach dem Einführen des Verriegelungselements,
was nachteilig lange Zeit für
die Montage erfordert.
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Außerdem offenbart
die
DE 199 83 890
T1 ein Verfahren zum Beschränken der Bewegung eines Verriegelungselements,
das gleitbar in einer Aufnahmeöffnung
vorgesehen ist, in einer Gleitrichtung des Verriegelungsstiftes
durch ein axial zu der Einrichtung eingesetztes Beschränkungselement.
Das Hinzufügen
des Beschränkungselements
ist jedoch als eine neue separate Komponente zum Verhindern des
Herausfallens des Verriegelungselements notwendig, was nachteilig
zu einem Anstieg der Herstellkosten führt.
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Aus
der
DE 101 56 055
A1 geht eine Ventileinstellsteuervorrichtung hervor, die
einen ersten Rotor, einen zweiten Rotor, ein Passloch, ein Stufensteuerteil,
ein Aufnahmeloch, eine erste Freigabehydraulikdruckkammer und eine
zweite Freigabehydraulikdruckkammer aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen
Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen. Das Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Einstellung einer Ventiltaktung
zu schaffen, die einen Verriegelungsmechanismus hat, der einfach
montiert werden kann und sehr verlässlich ist, und außerdem auch eine
Montagevorrichtung der Einrichtung zu schaffen.
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Die
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist versehen mit einem ersten Rotor, der sich synchron
mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine dreht, einem
zweiten Rotor, der relativ drehbar ist, um einen vorbestimmten Winkel
innerhalb des ersten Rotors 3 und integral an der Endfläche einer Einlass-Nockenwelle
oder einer Auslass-Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine gesichert
ist, und einem Verriegelungsmechanismus mit einer Aufnahmeöffnung, die
so ausgebildet ist, dass sie durch den ersten Rotor radial zu der
Einrichtung hindurchtritt, einem Verriegelungsstift, der gleitbar
innerhalb der Aufnahmeöffnung
vorgesehen ist, einer Eingriffsöffnung,
die innerhalb des zweiten Rotors ausgebildet ist und mit dem Verriegelungsstift
in Eingriff steht, einem Zwangselement zum Zwingen des Verriegelungselements in
Richtung des zweiten Rotors und einem Verriegelungselement zum Verriegeln
des Zwangselements innerhalb der Aufnahmeöffnung, wobei die Aufnahmeöffnung des
Verriegelungsmechanismus ein gestufter Aufbau ist mit einem kleinen
Teil am weitesten radial außerhalb
zu der Einrichtung.
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Daher
wird es gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
das Verriegelungselement, das Zwangselement und den Verriegelungsstift
in dieser Reihenfolge in der Aufnahmeöffnung von dem innersten Teil
der Öffnung,
die radial zu der Einrichtung ausgebildet ist, einzusetzen, so dass
die Montage der Komponenten erleichtert ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird außerdem
verhindert, dass sich das Verriegelungselement radial zu der Einrichtung
nach außen
löst, und
zwar durch den kleinen Teil der Aufnahmeöffnung, wodurch die Verlässlichkeit
des Verriegelungsmechanismus stark verbessert wird.
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Die
Montagevorrichtung der Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist versehen mit einem ersten Rotor, der sich synchron
mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine dreht, einem
zweiten Rotor, der relativ drehbar ist, um einen vorbestimmten Winkel
innerhalb des ersten Rotors und integral an der Endfläche einer
Einlass-Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine gesichert
ist, und einem Verriegelungsmechanismus mit einer Aufnahmeöffnung,
die so ausgebildet ist, dass sie durch den ersten Rotor radial zu
der Einrichtung hindurchtritt, einem Verriegelungsstift, der gleitbar
innerhalb der Aufnahmeöffnung
vorgesehen ist, einer Eingriffsöffnung,
die innerhalb des zweiten Rotors ausgebildet ist und mit dem Verriegelungsstift
in Eingriff steht, einem Zwangselement zum Zwingen des Verriegelungselements
in Richtung des zweiten Rotors und einem Verriegelungselement zum
Verriegeln des Zwangselements innerhalb der Aufnahmeöffnung,
und einer Rückdruck-Auslassöffnung,
die innerhalb des Verriegelungselements ausgebildet ist und einen
Rückdruck
des Verriegelungsstifts in das Freie auslässt, wobei ein Mittel zum Erzeugen
eines Unterdrucks auf der Außenseite
der Aufnahmeöffnung
radial zu der Einrichtung vorgesehen ist, um einen Unterdruck zum
Halten des Verriegelungsstifts am hinteren Ende des Stifts durch
die Rückdruck-Auslassöffnung des
Verriegelungselements zu erzeugen.
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Daher
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung der Verriegelungsstift vollständig innerhalb der Aufnahmeöffnung vorhanden
sein durch das Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks, wodurch verhindert
wird, dass der Verriegelungsstift radial zu der Einrichtung nach
innen hervorsteht, was die Montage des zweiten Rotors in dem ersten
Rotor erleichtert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine radiale Schnittansicht, die einen inneren Aufbau einer Einrichtung
zur Einstellung der Ventiltaktung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine axiale Schnittansicht, entlang deren Linie II-II in 1.
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3 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo ein Verriegelungselement,
ein Zwangselement und ein Verriegelungsstift in dieser Reihenfolge
in einer Aufnahmeöffnung eingesetzt
werden in einem Vorgang des Montierens des Verriegelungsmechanismus
der Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung, die in 1 dargestellt ist.
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4 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem das Verriegelungselement,
das Zwangselement und der Verriegelungsstift in der Aufnahmeöffnung eingesetzt
sind in dem in 3 gezeigten anschließenden Vorgang.
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5 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo der Verriegelungsstift an
einem hinteren Ende durch das Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks
einer Montagevorrichtung in dem in 4 gezeigten
anschließenden
Vorgang gehalten wird.
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6 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo eine Durchgangsöffnung in
einem Vorgang zur Ausbildung der Aufnahmeöffnung der in 1 dargestellten
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung ausgebildet ist.
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7 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo das Innere der Aufnahmeöffnung abschließend bearbeitet
ist, was als der in 6 dargestellte anschließende Vorgang ausgeführt werden
muss.
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8 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo der kleine Bereich der
Aufnahmeöffnung
ausgeformt wird, was als der in 7 dargestellte
anschließende
Vorgang ausgeführt
werden muss.
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9 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht,
die den Aufbau des Verriegelungselements der in 1 gezeigten
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung zeigt.
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10 ist
eine Draufsicht, die das entwickelte Plattenmaterial zeigt, das
bei der Herstellung durch Metallblech verwendet werden muss, des
Verriegelungselements einer Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau des Verriegelungselements
zeigt, das durch Biegen eines in 10 dargestellten
Plattenmaterials hergestellt wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine radiale Schnittansicht, die einen inneren Aufbau einer Einrichtung
zur Einstellung der Ventiltaktung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine axiale
Schnittansicht, entlang deren Linie II-II in 1. 3 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo ein Verriegelungselement,
ein Zwangselement und ein Verriegelungsstift in dieser Reihenfolge
in einer Aufnahmeöffnung eingesetzt
werden in einem Vorgang des Montierens des Verriegelungsmechanismus
der Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung, die in 1 dargestellt ist. 4 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem das Verriegelungselement,
das Zwangselement und der Verriegelungsstift in der Aufnahmeöffnung eingesetzt
sind in dem in 3 gezeigten anschließenden Vorgang. 5 ist eine
vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo der Verriegelungsstift
an einem hinteren Ende durch das Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks
einer Montagevorrichtung in dem in 4 gezeigten
anschließenden
Vorgang gehalten wird. 6 ist eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo eine Durchgangsöffnung in
einem Vorgang zur Ausbildung der Aufnahmeöffnung der in 1 dargestellten
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung ausgebildet ist. 7 ist
eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo das Innere der Aufnahmeöffnung abschließend bearbeitet
ist, was als der in 6 dargestellte anschließende Vorgang
ausgeführt
werden muss. 8 ist eine vergrößerte radiale
Schnittansicht, die den Zustand zeigt, wo der kleine Bereich der
Aufnahmeöffnung
ausgeformt wird, was als der in 7 dargestellte
anschließende
Vorgang ausgeführt
werden muss. 9 ist eine vergrößerte perspektivische
Ansicht, die den Aufbau des Verriegelungselements der in 1 gezeigten
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung zeigt. Es wird darauf
hingewiesen, dass der Ausdruck "axial", wie er hier verwendet
wird, "axial zu
der Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung (axial zu der
Einrichtung)" bedeutet,
und dass der Ausdruck "radial" "radial zu der gleichen Einrichtung (radial
zu der Einrichtung)" bedeutet.
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Wie
in 1 und 2 dargestellt, besteht eine
Einrichtung 1 zur Einstellung der Ventiltaktung gemäß der ersten
Ausführungsform
im allgemeinen aus einem ersten Rotor 3, der sich synchron
mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) eines Motors (nicht dargestellt)
in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung durch eine Kette
(nicht dargestellt) dreht; einem zweiten Rotor 3, der innerhalb
des ersten Rotors 3 vorgesehen ist und integral an der
Endfläche
einer Einlass- oder
einer Auslass-Nockenwelle 5 gesichert ist (im folgenden
einfach als Nockenwelle bezeichnet), und aus einem Verriegelungsmechanismus 9, der
eine relative Drehung zwischen dem ersten Rotor 3 und dem
zweiten Rotor 7 beschränkt.
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Der
erste Rotor 3 besteht im allgemeinen aus einem Gehalt 11,
das außen
ein Ritzel 11a hat, das eine Drehantriebskraft der Kurbelwelle
(nicht dargestellt) empfängt,
und das innen ein Lager hat (nicht dargestellt), das die Außenfläche, die
sich in der Nähe
der Endfläche
der Nockenwelle 5 befindet, gleitend kontaktiert; einem
Mantel 13, der sich angrenzend an das Gehäuse 11 befindet
und mehrere Schuhe 13a hat (vier Schuhe n der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform),
die radial einwärts
hervorstehen, um mehrere Räume
zu bilden, und einem Deckel 15, der den inneren Raum des
Mantels 13 bedeckt. Und diese Komponenten sind integral
aneinander mit einer Schraube 17 befestigt.
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Der
zweite Rotor 7 ist ein Rotor mit einem Ansatz 7a,
der integral an der Endfläche
der Nockenwelle 5 mit einer Schraube 19 befestigt
ist, und mehreren Schaufeln 7b, die radial auswärts von
der Außenseite
des Ansatzes 7a hervorstehen (der zweite Rotor 7 wird
im folgenden auch als Schaufelrotor 7 bezeichnet). Jede
der Schaufeln 7b des Schaufelrotors 7 trennt jeden
von mehreren inneren Räumen ab,
die durch die Schuhe 13a des Mantels 13 ausgebildet
sind, und zwar in eine Öldruckkammer 21 der Vorwärtsseite,
die mit Hydraulikdruck versorgt wird, wenn der Schaufelrotor 7 relativ
in der Richtung der Vorwärtsseite
mit Bezug auf den ersten Rotor 3 gedreht wird, und eine Öldruckkammer 23 der
hinteren Seite, die mit Hydraulikdruck versorgt wird, wenn der Schaufelrotor 7 relativ
in der Richtung der hinteren Seite mit Bezug auf den ersten Rotor 3 gedreht
wird. Ein Ende eines ersten Ölkanals 25,
der innerhalb der Nockenwelle 5 ausgebildet ist, ist mit
jeder der Öldruckkammern 21 der
Vorwärtsseite
verbunden, und ein Ende eines zweiten Ölkanals 27, der ebenfalls
innerhalb der Nockenwelle 5 ausgeformt ist, ist mit jeder
der Öldruckkammern 25 der
hinteren Seite verbunden. Jedes der anderen Enden des ersten Ölkanals 25 und
des zweiten Ölkanals 27 erstreckt
sich zu einer nicht dargestellten Ölpumpe und einer nicht dargestellten Ölwanne durch
ein nicht dargestelltes Ölsteuerventil
(im folgenden bezeichnet als OCV, oil control valve).
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In
einem Schuh 13a des in der Einrichtung 1 vorgesehenen
Mantels 13 ist eine Aufnahmeöffnung 29 ausgebildet,
die radial zu dem Schutz hindurchtritt. Wie in 3 dargestellt,
hat die Aufnahmeöffnung 29 einen
gestuften Aufbau, bestehend aus einem kleinen Teil 29a,
der am weitesten außen
radial zu der Einrichtung vorgesehen ist, und einem großen Teil 29b,
der radial weiter innen zu der Einrichtung vorgesehen ist als der
kleine Teil 29a. In dem großen Teil 29b der Aufnahmeöffnung 29 sind
ein Verriegelungselement 31, eine Schraubenfeder (ein Zwangselement) 33 und
ein Verriegelungsstift 35 in dieser Reihenfolge von dem
innersten Teil der radial zu der Einrichtung ausgebildeten Öffnung eingesetzt,
und das am weitesten außen
radial zu der Einrichtung vorgesehene Verriegelungselement 31 wird
daran gehindert, aus der Aufnahmeöffnung 29 herauszufallen,
durch den kleinen Teil 29a, selbst wenn eine Belastung
auswärts
auf das Element aufgeblasen wird, das sich radial zu der Einrichtung
befindet. Der Verriegelungsstift 35 ist ein fast zylindrisches
Element, das axial innerhalb des großen Teils 29b der
Aufnahmeöffnung 29 hin
und her verschiebbar ist, und eine unten geschlossene Öffnung 35a ist
in dem Boden des Stiftes ausgebildet, der sich außen radial
zu dem Element befindet.
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Das
Verriegelungselement 31 ist ein zylindrisches Element mit
einem Boden, das innen radial eine unten geschlossene Öffnung 31a hat,
und in dem Boden der unten geschlossenen Öffnung 31a ist eine
Rückdruck-Auslassöffnung 37 ausgebildet,
die den Raum innerhalb der Aufnahmeöffnung 29 mit der Atmosphäre in Verbindung
setzt, welche durch die Öffnung
axial relativ dazu hindurchtritt und sich hinter dem Verriegelungsstift 35 befindet.
Außerdem
definiert eine innen radial zu der Einrichtung befindliche obere
Kante 31c des Verriegelungselements 31 das hintere
Ende des Verriegelungsstiftes 35. Das Verriegelungselement 31 hat
eine so einfache Gestalt, dass eine Gießform in einen oberen und einen
unteren Teil geteilt werden kann, wie in 9 dargestellt, so
dass das Element durch ein sehr dimensionsgenaues und kostengünstiges
Stauchen oder Spritzgießen
von synthetischem Kunstharz hergestellt werden kann.
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Dies
Schraubenfeder 33 ist zwischen der unten geschlossenen Öffnung 33a des
Verriegelungselements 31 und der unten geschlossenen Öffnung 35a des
Verriegelungsstiftes 35 vorgesehen, und zum kontinuierlichen
Zwingen des Verriegelungsstiftes 35 radial einwärts. Diese
Schraubenfeder 33 ist so angeordnet, dass sie eine solche
eingestellte Last hat, dass der Verriegelungsstift nicht unabsichtlich freigegeben
wird durch die Fliehkraft, wenn der Verriegelungsstift in der Eingriffsöffnung im
Eingriff ist. Aus diesem Grund steht, wie in 4 dargestellt, wenn
die Feder eine freie Länge
hat, der Verriegelungsstift 35 einwärts von dem großen Teil 29b der Aufnahmeöffnung 29 radial
zu der Einrichtung hervor.
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Dabei
ist in der Außenseite
des Ansatzes 7a des Schaufelrotors 7, der dem
Schutz 13a mit der Aufnahmeöffnung 29 gegenüberliegt,
eine Eingriffsöffnung 39 ausgeformt,
in welche der Verriegelungsstift 35 eingreift, nachdem
der Verriegelungsstift 35 einwärts nach vorne bewegt worden
ist radial durch eine Zwangskraft der Schraubenfeder 33,
wenn eine relative Position des Schaufelrotors 7 mit Bezug
auf den Mantel 13 die hinterste Position eingenommen hat
(Verriegelung an der hintersten Position). Zwischen der Eingriffsöffnung 39 und
dem zweiten Ölkanal 27 ist
ein Ölkanal 41 zur
Freigabe der Verriegelung vorgesehen, der Hydraulikdruck (die Verriegelung
freigebende Hydraulikdruck) zuleitet zum Zwingen des Verriegelungsstifts 35 radial auswärts zurück gegen
eine Zwangskraft der Schraubenfeder 33 zur oberen Endfläche 33b des
Verriegelungsstiftes 35 hin.
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Die
oben beschriebene Aufnahmeöffnung 29,
Verriegelungselement 31, Schraubenfeder 33, Verriegelungsstift 35,
Rückdruck-Auslassöffnung 37, Eingriffsöffnung 39,
und Ölkanal 41 zur
Freigabe der Verriegelung bilden den Verriegelungsmechanismus 9.
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Im äußersten
Bereich jeder der Schaufel 7b des Schaufelrotors 7 und
im innersten Bereich jedes der Schuhe 13a des Mantels 13 sind
Dichtungsmittel 13 vorgesehen, um einen Ölfluss zwischen
der Öldruckkammer 21 der
vorderen Seite und der Öldruckkammer 23 der
hinteren Seite zu verhindern. Wie in 2 dargestellt,
besteht ein Dichtungsmittel 43 im allgemeinen aus einer
Dichtung 43a, die den äußeren Bereich
des Ansatzes 7a des Schaufelrotors 7 oder den
inneren Bereich jedes der Schuhe 13a des Mantels 13 gleitend
kontaktiert, welche die Öldruckkammern 21 der
vorderen Seite oder die Öldruckkammern 23 der
hinteren Seite bilden, und aus einer Blattfeder 43b, die
die Dichtung 43a in Richtung des äußeren oder des inneren Bereichs
zwingt.
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Die
Arbeitsweise wird nun beschrieben.
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Zunächst wird,
wenn die Maschine angehalten wird oder unmittelbar nachdem die Maschine
gestartet worden ist, in der Öldruckkammer 21 der
vorderen Seite und der Öldruckkammer 23 der
hinteren Seite der Einrichtung 1 zur Einstellung der Ventiltaktung
verbleibendes Öl
zu einer Ölwanne
(nicht dargestellt) über
den erste Ölkanal 25,
den zweiten Ölkanal 27 und
das OCV (nicht dargestellt) zurückgeführt, so dass
der Hydraulikdruck in der Öldruckkammer 21 der
vorderen Seite und der Öldruckkammer 23 der hinteren
Seite abfällt.
Demzufolge greift der Verriegelungsstift 35 in die Eingriffsöffnung 39 ein
durch eine Zwangskraft der Schraubenfeder 33, und eine
relative Drehung zwischen dem ersten Rotor 3 und dem zweiten Rotor 7 wird
auf die hinterste Position beschränkt (verriegelter Zustand).
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Anschließend wird,
wenn die Ölpumpe
(nicht dargestellt) durch Starten der Maschine angetrieben wird, Öl von der Ölwanne (nicht
dargestellt) zu der Öldruckkammer 23 der
hinteren Seite der Einrichtung 1 über das nicht dargestellte
OCV und den zweiten Ölkanal 27 zugeführt. Anschließend stößt in Fällen, wo die
Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung zu einer vorbestimmten
vorwärts
bewegten Position gedreht wird, abhängig davon, wie die Maschine
arbeitet, wenn der Öldruck
der hinteren Seite auf die Spitze des Verriegelungsstiftes 35 wirkte,
von dem ersten Ölkanal 25 über den
die Verriegelung frei gebenden Ölkanal 41,
der Verriegelungsstift 35 zurück und zieht sich zurück gegen
eine Zwangskraft der Schraubenfeder 33, um sich so aus
der Eingriffsöffnung 39 zu
lösen.
Dabei wird, wenn der Verriegelungsstift 35 sich radial
zu der Einrichtung auswärts
zurückzuziehen begann,
der hinter dem Verriegelungsstift 35 vorhandene Rückdruck
von der Rückdruck-Auslassöffnung 37 in
dem Verriegelungselement 31 nach außen ausgelassen. Aus diesem
Grund wird die Rückwärtsbewegung
des Verriegelungsstifts 35 nicht durch den Rückdruck
beeinflusst. Das Aufnehmen des Öldrucks
der vorderen Seite auf diese Art und Weise kommt daher aus der Eingriffsöffnung 39 heraus,
und gleichzeitig dreht sich der zweite Rotor 7 relativ
zu der Vorwärtsseite
mit Bezug auf den ersten Rotor 3.
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Der
erste Rotor 3 und der zweite Rotor 7 können sich
in dem Zustand, in dem die Verriegelung freigegeben ist, relativ
zu der vorderen Seite oder der hinteren Seite bewegen, um einen
vorbestimmten Drehwinkel durch den der Öldruckkammer 21 der vorderen
Seite und der Öldruckkammer 23 der
hinteren Seite zu diesem Zeitpunkt zugeleiteten Öldruck.
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In
dem Zustand, in dem die Verriegelung freigegeben ist, wird der zweite
Rotor 7, wie in 1 dargestellt, wenn versucht wird,
die relative Position des zweiten Rotors 7 zu der vorderen
Seite oder der am weitesten vorderen Position bezüglich des
ersten Rotors 3 zu bewegen, der zweite Rotor 7 relativ
in der Richtung des Pfeils A durch den Öldruck der vorderen Seite gedreht.
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In
gleicher Art und Weise wird in dem Zustand, in dem die Verriegelung
freigegeben ist, wie in 1 dargestellt, wenn versucht
wird, die relative Position des zweiten Rotors 7 zur hinteren
Seite oder zu der am weitesten hinteren Position mit Bezug auf den
ersten Rotor 3 zu bewegen, der zweite Rotor 7 relativ
in der Rückwärtsrichtung
des Pfeils A durch den Öldruck
der hinteren Seite gedreht.
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Das
Verfahren zum Zusammenfügen
von Komponenten in der Aufnahmeöffnung 29 des
Verriegelungsmechanismus 9 wird nun beschrieben.
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Vor
dem Montieren des Schaufelrotors 7 in dem Mantel 13,
wie in 3 dargestellt, wird zunächst das Verriegelungselement 31 in
den großen Teil 29b der
Aufnahmeöffnung 29 in
einem der Schuhe 13a eingesetzt. Dabei wird die Schraubenfeder 33 in
dem Zustand gehalten, in welchem ein Ende der Schraubenfeder in
die unten geschlossene Öffnung 31a des
Verriegelungselements 31 eingesetzt ist. Anschließend wird,
während
das andere Ende der Schraubenfeder 33 in der unten geschlossenen Öffnung 33a des
Verriegelungsstifts 35 gehalten wird, der Verriegelungsstift 35 in
den großen
Teil 29b der Aufnahmeöffnung 29 eingesetzt,
anschließend
an die Schraubenfeder 33, wie zu 4 dargestellt.
In diesem Zustand hat die Schraubenfeder 33 eine freie Länge, und
wie oben erwähnt
steht die obere Endfläche 35b des
Verriegelungsstifts 35 von dem großen Teil 29b der Aufnahmeöffnung 29 radial
einwärts
der Einrichtung hervor. Außerdem
stößt die untere
Endfläche 31b des
Verriegelungselements 31 gegen den kleinen Teil 29a der
Aufnahmeöffnung 29 an,
und der kleine Teil 29a verhindert, dass sich das Verriegelungselement
auswärts
radial zu der Einrichtung löst.
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Anschließend wird
in dem in 4 dargestellten Zustand, wenn
die Spitze einer Düse
(eines Mittels zum Erzeugen eines Unterdrucks) 45, die
mit einem Saugkanal 45a ausgestattet ist, der mit dem Hauptkörper eines
Dekompressors verbunden ist (nicht dargestellt, Mittel zum Erzeugen
eines Unterdrucks) mit dem Boden des Verriegelungselements 31 in
Kontakt gebracht wird, das durch den kleinen Teil 29a der
Aufnahmeöffnung 29 verriegelt
ist, und dann der Hauptkörper
des Dekompressors (nicht dargestellt) angetrieben wird, die Luft,
die sich in dem Raum hinter dem Verriegelungsstift 35 befindet
und auch in dem Raum zwischen dem Verriegelungselement 31 und
dem Verriegelungsstift 31 beginnen, in der Richtung des
Pfeils C durch die Rückdruckauslassung 37 des
Verriegelungselements 31 ausgelassen zu werden, wie in 5 dargestellt.
Dadurch kommen beide Räume
in den Zustand eines Unterdrucks, und der Verriegelungsstift 35 beginnt
sich zurückzuziehen
durch den Unterdruck gegen eine Zwangskraft der Schraubenfeder 33,
und die untere Kante 35c des Verriegelungsstifts 35 gerät schließlich in
Kontakt mit der oberen Kante 31c des Verriegelungselements 31.
Dabei hält
der Verriegelungsstift 35 am hinteren Ende an, und die
obere Endfläche 35b des
Verriegelungsstifts 35 wird vollständig innerhalb der Aufnahmeöffnung 29 aufgenommen, und
daher steht sie nicht von der inneren Außenfläche des Schuhs 13a hervor.
In diesem Zustand wird der Schaufelrotor 7 in den Mantel 13 eingesetzt,
wie in 1 dargestellt.
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Das
Verfahren zum Ausbilden der Aufnahmeöffnung 29 wird nun
beschrieben.
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Weil
es schwierig ist, die Aufnahmeöffnung 29 durch
plastische Bearbeitung auszubilden, ob der Mantel 13 nun
aus Metall oder Leichtmetall besteht, ist es notwendig, diese Öffnung durch
spanende Bearbeitung auszubilden. Außerdem besteht die Möglichkeit,
dass die innere Außenfläche der
Aufnahmeöffnung 29 den
Verriegelungsstift 35 dazu bringt, sanft zu gleiten, und
auch den die Verriegelung freigebenden Hydraulikdruck vollständig abzudichten, der
auf die obere Endfläche 35b des
Verriegelungsstifts 35 zwischen der inneren Außenfläche und
der äußeren Außenfläche des
Verriegelungsstifts 35 aufgeblasen wird. Demzufolge sind
eine Dimensionsgenauigkeit und eine glatte Oberfläche unbedingt
erforderlich für
die innere Außenfläche der
Aufnahmeöffnung 29.
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Wenn
die Aufnahmeöffnung 29 durch
spanende Bearbeitung ausgebildet wird, wird zunächst, wie in 6 dargestellt,
der Schuh 13a in der Richtung des Pfeils D von der Außenseite
des Gehäuses 13 hin
zu dessen Innenseite gebohrt mittels eines Bohrers 47 mit
einem Außendurchmesser,
der kleiner ist als der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 29,
die ausgebildet werden soll, um so eine Durchgangsöffnung 49 auszubilden
(Bohrvorgang). Anschließend
wird, wie in 7 dargestellt, ein Bohrwerkzeug 51 in
die Durchgangsöffnung 49 vom Äußeren des
Gehäuses 13 her
eingebracht, und die Innenfläche
der Durchgangsöffnung 49 wird
von der Außenseite
des Gehäuses 13 in
Richtung des Pfeils E geschnitten, um so die Oberfläche so endzubearbeiten,
dass der Durchmesser der Durchgangsöffnung gleich dem Innendurchmesser
des großen
Teils 29b der Aufnahmeöffnung 29 ist,
und den großen
Teil 29b auszubilden (Endbearbeitung). Anschließend wird,
wie in 8 dargestellt, wenn das Bohrwerkzeug 51 das Äußerste der
Durchgangsöffnung 49 radial
zu der Einrichtung erreicht hat, die Endbearbeitung mittels des
Bohrwerkzeugs 51 beendet. Dann wird das Bohrwerkzeug 51 in
der Richtung des Pfeils F bewegt, um es aus der Durchgangsöffnung 49 herauszubringen.
Durch Anwenden einer solchen Endbearbeitung auf die Durchgangsöffnung 49 dient
der äußerste Teil
links ohne die Endbearbeitung durch das Bohrwerkzeug 51 als
der kleine Teil 29a der Aufnahmeöffnung 29.
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Wie
oben erwähnt,
verhindert die beanspruchte Erfindung durch den Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform,
in welcher die Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung so
angeordnet ist, dass sie den ersten Rotor 3 beinhaltet,
der sich synchron mit der nicht dargestellten Kurbelwelle der nicht
dargestellten Maschine dreht, den zweiten Rotor 7, der relativ
um einen vorbestimmten Winkel innerhalb des ersten Rotors 3 drehbar
ist und integral an der Endfläche
der Nockenwelle 5 der nicht dargestellten Maschine gesichert
ist, und den Verriegelungsmechanismus 9, der eine relative
Drehung zwischen dem ersten 3 und dem zweiten Rotor 7 beschränkt, wobei die
Aufnahmeöffnung 29 des
Verriegelungsmechanismus 9 mit dem kleinen Teil 29a am Äußersten
der Öffnung
versehen ist, die radial zu der Einrichtung ausgebildet ist, dass
das Verriegelungselement 31 radial auswärts zu der Einrichtung herausfällt, und zwar
durch den kleinen Teil 29a der Aufnahmeöffnung 29, wodurch
die Verlässlichkeit
des Verriegelungsmechanismus 9 stark verbessert wird.
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Durch
den Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform,
in welcher das Verriegelungselement 31, die Schraubenfeder 33 und
der Verriegelungsstift 35 in dieser Reihenfolge von dem
innersten Teil der Öffnung,
die radial zu der Einrichtung ausgebildet ist, in die Aufnahmeöffnung 29 eingefügt werden,
ermöglicht
die beanspruchte Erfindung ein Einbringen des Verriegelungselements 31,
der Schraubenfeder 33 und des Verriegelungsstifts 35 in
der Aufnahmeöffnung 29 in
dieser Reihenfolge vom innersten Teil der Öffnung aus, die radial zu der
Einrichtung ausgebildet ist, wodurch die Montage der Komponenten
erleichtert wird.
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Durch
den Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform,
in welcher das Verriegelungselement verwendet wird, das einen Außendurchmesser
hat, der im wesentlichen gleich dem des Verriegelungsstiftes ist,
und durch Stauchen ausgeformt wird, erreicht die beanspruchte Erfindung
eine gesteigerte Verlässlichkeit
und reduzierte Kosten des Verriegelungsmechanismus und der Einrichtung
zur Einstellung der Ventiltaktung mit Hilfe des sehr dimensionsgenauen
und kostengünstigen
Verriegelungselements.
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Durch
den Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform,
in welcher die Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung so
angeordnet ist, dass das Verriegelungselement verwendet wird, das
einen Außendurchmesser
hat, der im wesentlichen gleich dem des Verriegelungsstiftes ist,
und aus synthetischem Kunstharz gemacht ist, erreicht die beanspruchte
Erfindung eine gesteigerte Verlässlichkeit,
reduzierte Kosten und einen leichtgewichtigen Verriegelungsmechanismus 9 und
die Einrichtung 1 zur Einstellung der Ventiltaktung mit
Hilfe des sehr dimensionsgenauen und kostengünstigen Verriegelungselements.
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Durch
den Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform,
in welcher die Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung so ' angeordnet ist,
dass der kleine Teil 29a der Aufnahmeöffnung 29 ein Herausfallen des
Verriegelungselements 31 verhindert, verhindert die beanspruchte
Erfindung das Herausfallen des Verriegelungselements sicher ohne
Vergrößern der Abmaße radial
zu der Einrichtung, und ohne die Verwendung einer zusätzlichen
Komponente zum Verhindern des Herausfallens, selbst wenn die Einrichtung
ohne eine Taktungs-Riemenscheibe auskommt, im Gegensatz zu dem Aufbau
des herkömmlichen Verriegelungselements.
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Durch
den Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform
ist die Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung so angeordnet,
dass sie eine Düse 45 beinhaltet,
die auf der Außenseite
der Aufnahmeöffnung 29 vorgesehen
ist, die radial zu der Einrichtung ausgebildet ist, und die einen
Unterdruck zum Halten des Verriegelungsstifts 35 am hinteren
Ende durch die Rückdruck-Auslassöffnung 37 des
Verriegelungselements 31 erzeugt. Die beanspruchte Erfindung
erleichtert die Montage des Schaufelrotors 7 in dem Mantel 13 dank
des Verriegelungsstiftes 35, der vollständig in der Aufnahmeöffnung 29 durch
die Düse 45 aufgenommen
werden kann, um ein Hervorstehen des Verriegelungsstifts 35 einwärts radial
zu der Einrichtung zu vermeiden. Außerdem vermeidet die beanspruchte
Erfindung im Gegensatz zu der herkömmlichen Montage des Verriegelungselements
die Notwendigkeit des Hinzufügens
eines Vorgangs zum Zusammendrücken
des Zwangselements wie beispielsweise der Schraubenfeder mittels
eines Spannelements beim Montieren des Verriegelungselements, und
einen Vorgang des Herausziehens des Spannelements nach der Montage
des Anschlags darin.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass, während in
der ersten Ausführungsform
die Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung so angeordnet
ist, dass die relative Drehposition (die ursprüngliche Position) zwischen
dem Mantel 13 und dem Schaufelrotor 7 auf die
am weitesten verzögerte
Position festgelegt ist, die Einrichtung auch so angeordnet sein
kann, dass die anfängliche
Position auf die am weitesten fortgeschrittene Position oder auf
eine Zwischenposition festgelegt ist, die sich zwischen der am weitesten vorwärts bewegten
Position und der am weitesten verzögerten Position befindet.
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Zweite Ausführungsform
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10 ist
eine Draufsicht, die ein entwickeltes Plattenmaterial zeigt, das
bei der Herstellung durch Materialblech verwendet wird, des Verriegelungselements
einer Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung gemäß der zweiten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. 11 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des Verriegelungselements
zeigt, das durch Biegen des in 10 dargestellten
Plattenmaterials hergestellt wird. Von den in der zweiten Ausführungsform
verwendeten Bestandteilen sind solche, die auch in der ersten Ausführungsform
auftauchen, durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet. So sind die
Erläuterungen
dieser Elemente zugunsten einer knappen Beschreibung weggelassen.
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Ein
Merkmal der Ausführungsform
2 ist, dass das Verriegelungselement 31, das einen Außendurchmesser
im wesentlichen gleich dem des Verriegelungsstifts 35 hat,
aus Metallblech hergestellt ist. Wenn versucht wird, das Verriegelungselement 31 herzustellen,
muss zunächst,
wie in 10 dargestellt, ein metallisches
Plattenmaterial 53 vorbereitet werden. Dieses Plattenmaterial 53 hat
eine annähernd
rechteckige Gestalt und besteht im allgemeinen aus mehreren Streifen 53a,
die durch Einkerben des Materials entlang einer Seite ausgebildet
werden, aus mehreren dreieckigen Teilen 53b, die integral
mit einer kurzen Seite jeder der Schraubenfeder 53a verbunden
sind, und aus mehreren Kanten 53c, die jeden der Streifen,
die das Plattenmaterial bilden, in den Streifen 53a und
den dreieckigen Teil 53b trennen. Jeweils zwischen den
Streifen 53a, die das Plattenmaterial 53 mit einem
solchen Aufbau bilden, sind biegbare geschwächte Linien ausgebildet, und
die Grenzlinien 53c sind auch aus biegbaren geschwächten Linien
gebildet. Anschließend
wird das Plattenmaterial 53 an allen Stellen der geschwächten Linien
zwischen den Streifen 53a gebogen, um so einen zylindrischen
Körper
auszubilden, und die ausgebildeten Verbindungsstellen werden miteinander wie
benötigt
verbunden. Dann wird die Basis jedes dreieckigen Teils 53 an
der Stelle ihrer Grenzlinie 53c gebogen, um dadurch eine
Endfläche
(die untere Endfläche 31b)
des zylindrischen Körpers
zu bilden, was ein Verriegelungselement 31 mit einer unten
geschlossenen Öffnung 31a und
einer Oberkante 31c ergibt. Dabei ist die Höhe des oberen
Teils jedes der dreieckigen Teile 53b so ausgestaltet,
dass sie kürzer ist
als der Radius der einen Endfläche
des zylindrischen Körpers,
um eine runde Öffnung
(eine Rückdruck-Auslassöffnung 37)
in der Mitte der Endfläche auszubilden.
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Wie
oben erwähnt,
erreicht die vorliegende Erfindung durch den Aufbau gemäß der zweiten
Ausführungsform,
in welcher die Einrichtung zur Einstellung der Ventiltaktung so
angeordnet ist, dass das Verriegelungselement 31 mit einem
Außendurchmesser,
der im wesentlichen gleich dem des Verriegelungsstifts 35 ist,
durch Metallblech hergestellt ist, eine verbesserte Verlässlichkeit
und reduzierte Kosten des Verriegelungsmechanismus 9 und
der Einrichtung 1 zur Einstellung der Ventiltaktung mit
Hilfe des sehr dimensionsgenauen und kostengünstigen Verriegelungsmittels.