DE102006000442A1

DE102006000442A1 - Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102006000442A1
Application number: DE102006000442A
Authority: DE
Inventors: Motoki Kariya Uehama; Yasushi Kariya Morii
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2026-09-05
Also published as: DE102006000442B4; US7377242B2; JP4390078B2; US20070051332A1; JP2007071058A

Abstract

Ein antriebsseitiger drehbarer Körper (10) weist ein antriebsseitiges inneres Zahnrad (14) auf, das eine axiale Abmessung hat, die eine axiale Abmessung eines abtriebsseitigen inneren Zahnrads (22) eines abtriebsseitigen drehbaren Körpers (20) nicht überschneidet. Ein abtriebsseitiges äußeres Zahnrad (54) und ein antriebsseitiges äußeres Zahnrad (52) eines Planetenzahnrads (50) greifen kämmend ein und werden gemeinsam mit dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad (22) und dem antriebsseitigen inneren Zahnrad (14) angetrieben, so dass das Planetenzahnrad (50) eine relative Drehphase zwischen dem abtriebsseitigen drehbaren Körper (20) und dem antriebsseitigen drehbaren Körper (10) ändert. Der abtriebsseitige drehbare Körper (20) stützt den antriebsseitigen drehbaren Körper (10) von einer radial inneren Seite des antriebsseitigen drehbaren Körpers (10) an einer Lage, die radial außerhalb von dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad (22) liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung, die eine Ventilzeitabstimmung von zumindest entweder einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Brennkraftmaschine einstellt, die durch eine Nockenwelle aufgrund einer Übertragung eines Drehmoments von einer Kurbelwelle geöffnet und geschlossen werden.

Bei einer bekannten Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung wird die Ventilzeitabstimmung durch Ändern einer relativen Drehphase zwischen zwei drehbaren Körpern eingestellt, die jeweils synchron mit der Kurbelwelle und der Noppenwelle gedreht werden. Beispielsweise offenbart DE 4110195C2 eine Ventilzeitabstimmungsvorrichtung, die eine relative Drehphase zwischen zwei drehbaren Körpern unter Verwendung eines Differentialgetriebemechanismus ändert, der ein Planetenzahnrad als Hauptbestandteil aufweist. Insbesondere sind bei der Vorrichtung von DE 4110195C2 zwei Innenzahnräder für den drehbaren Körper, der mit der Kurbelwelle synchronisiert ist, beziehungsweise für den drehbaren Körper vorgesehen, der mit der Nockenwelle synchronisiert ist, und überschneiden axiale Abmessungen dieser zwei Innenzahnräder sich nicht. Diese Innenzahnräder greifen kämmend mit zwei Außenzahnrädern des Planetenzahnrads jeweils ein. Auf diesem Weg kann ein großes Drehzahlverringerungsverhältnis mit einer kompakten Auslegung erhalten werden.

Bei der in DE 4110195C2 offenbarten Vorrichtung ist eine innere Umfangswand des kurbelwellenseitigen drehbaren Körpers, der synchron mit der Kurbelwelle gedreht wird, im Eingriff mit einer äußeren Umfangswand der Nockenwelle, so dass der kurbelwellenseitige drehbare Körper durch die Nockenwelle von einer radial inneren Seite des kurbelwellenseitigen drehbaren Körpers gestützt wird. Bei dem vorstehend genannten Aufbau sollte ein geeigneter Zwischenraum zwischen dem kurbelwellenseitigen drehbaren Körper und der Nockenwelle vorgesehen werden, um die relative Drehung zwischen dem kurbelwellenseitigen drehbaren Körper und der Nockenwelle zu gestatten.

Jedoch ist bei der in DE 4110195C2 offenbarten Vorrichtung die Stützposition des kurbelwellenseitigen drehbaren Körpers durch die Nockenwelle axial von dem Innenzahnrad des nockenwellenseitigen drehbaren Körpers beabstandet, der synchron mit der Nockenwelle gedreht wird. In dem Fall des vorstehend angegebenen Stützaufbaus wird, wenn die Schwerkraft auf den Differentialgetriebemechanismus aufgebracht wird, bei dem das Innenzahnrad des nockenwellenseitigen drehbaren Körpers und das Innenzahnrad des kurbelwellenseitigen drehbaren Körpers miteinander durch das Planetenzahnrad verbunden sind, der kurbelwellenseitige drehbare Körper relativ zu der Nockenwelle um einen Betrag gekippt, der den Zwischenraum zwischen dem kurbelwellenseitigen drehbaren Körper und der Nockenwelle entspricht. In diesem Fall wird der kurbelwellenseitige drehbare Körper lokal mit der Nockenwelle in Eingriff gebracht, so dass eine Abnutzung und Fressen zwischen dem kurbelwellenseitigen Körper und der Nockenwelle wahrscheinlich auftreten. Ferner wird bei dem vorstehend angegebenen Stützaufbau, wenn ein oszillierendes Drehmoment der Nockenwelle auf dem Differentialgetriebemechanismus übertragen wird, der kurbelwellenseitige drehbare Körper um den Betrag ausgeschlagen, der dem Zwischenraum zwischen dem kurbelwellenseitigen drehbaren Körper und der Nockenwelle entspricht. In diesem Fall wird der drehbare Körper relativ zu der Nockenwelle ausgeschlagen, so dass möglicherweise ein Geräusch und eine Beschädigung auftreten könnten.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die vorstehend genannten Nachteile. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung zu schaffen, die eine verbesserte Haltbarkeit erzielt. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung zu schaffen, die die Erzeugung eines Geräuschs beschränkt.

Zum Lösen der Aufgaben der Erfindung ist eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung vorgesehen, die eine Ventilzeitabstimmung von zumindest entweder einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Brennkraftmaschine einstellt, die durch eine Nockenwelle aufgrund einer Übertragung eines Drehmoments von einer Kurbelwelle auf die Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden. Die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung weist einen ersten drehbaren Körper, einen zweiten drehbaren Körper und ein Planetenzahnrad auf. Der erste drehbare Körper weist ein erstes Innenzahnrad auf und wird synchron mit einer von der Kurbelwelle und der Nockenwelle gedreht. Der zweite drehbare Körper weist ein zweites Innenzahnrad auf, das eine axiale Abmessung hat, die eine axiale Abmessung des ersten Innenzahnrads nicht überschneidet, wobei der zweite drehbare Körper synchron mit der anderen von der Kurbelwelle und der Nockenwelle gedreht wird. Das Planetenzahnrad weist ein erstes Außenzahnrad und ein zweites Außenzahnrad auf. Das erste Außenzahnrad und das zweite Außenzahnrad greifen kämmend mit dem ersten Innenzahnrad bzw. dem zweiten Innenzahnrad ein und werden damit betrieben, so dass sich eine Sonnen-Planeten-Bewegung ergibt, so dass das Planetenzahnrad eine relative Drehphase zwischen dem ersten drehbaren Körper und dem zweiten drehbaren Körper ändert. Der erste drehbare Körper stützt den zweiten drehbaren Körper von einer radial inneren Seite des zweiten drehbaren Körpers an einer Lage, die radial außerhalb des ersten Innenzahnrads liegt.

Die Erfindung wird gemeinsam mit den zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und ihren Vorteilen am Besten aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den zugehörigen Zeichnungen verstanden, wobei:
1 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I in 2 ist, die eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1 ist;
3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 1 ist;
4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 1 ist; und
5 eine Querschnittsansicht ist, die 1 ähnlich ist, die eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Verschiedenartige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt eine Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1 ist in einem Übertragungssystem vorgesehen, das ein Verbrennungsmotordrehmoment von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine auf eine Nockenwelle 2 überträgt. Die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1 ändert eine relative Drehphase zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 2, um eine Ventilzeitabstimmung eines Einlassventils der Brennkraftmaschine einzustellen. In 1 entspricht eine Richtung von oben nach unten der tatsächlichen vertikalen Richtung und entspricht eine Richtung von links nach rechts, entlang der sich die Drehachse O erstreckt, der tatsächlichen horizontalen Richtung.
Die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1 weist einen antriebsseitigen drehbaren Körper 10, einen abtriebsseitigen drehbaren Körper 20, eine Steuereinheit 30, einen Planetenträger 40 und ein Planetenzahnrad 50 auf.
Der antriebsseitige drehbare Körper 10 und der abtriebsseitige drehbare Körper 20 wirken zusammen, um einen Aufnahmeraum 11 zu bilden, der den Planetenträger 40 und das Planetenzahnrad 50 aufnimmt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, weist der antriebsseitige drehbare Körper 10 ein becherförmiges Zahnradelement 12 und ein zweistufiges zylindrisches Kettenrad 13 auf, die axial relativ zueinander angeordnet sind. Eine Umfangswand des Zahnradelements 12 bildet ein antriebsseitiges inneres Zahnrad 14, das einen Zahnspitzenkreis hat, der radial innerhalb seines Zahnfußkreises positioniert ist. Das Zahnradelement 12 ist an dem Kettenrad 13 durch Schrauben in einem Zustand fixiert, in dem die äußere Umfangswand des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 im Eingriff mit der inneren Umfangswand eines großdurchmessrigen Abschnitts 15 des Kettenrads 13 besteht. Bei dem Kettenrad 13 weist ein gestufter Abschnitt 17, der zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt 15 und einem kleindurchmessrigen Abschnitt 16 verbindet, eine Vielzahl von Zähnen 39 auf, die radial nach außen vorstehen. Eine ringförmige Zeitabstimmungskette ist um die Zähne 39 und die Zähne der Kurbelwelle gewunden. Daher wird, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment, das von der Kurbelwelle abgegeben wird, dem Kettenrad 13 durch die Zeitabstimmungskette zugeführt wird, der antriebsseitige drehbare Körper 10 synchron mit der Kurbelwelle gedreht und dadurch um die Drehachse O gedreht, während er die relative Phase mit Bezug auf die Kurbelwelle aufrechterhält. Dabei ist eine Drehrichtung des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 eine Gegenuhrzeigerrichtung in 2.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist der abtriebsseitige drehbare Körper 20 ein becherförmiger Körper und ist koaxial zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 und der Nockenwelle 2 angeordnet. Eine Bodenwand des abtriebsseitigen drehbaren Körpers 20 bildet einen Fixierabschnitt 21, der an einem Ende der Nockenwelle 2 durch Schrauben fixiert ist. Der abtriebsseitige drehbare Körper 20 der durch die Nockenwelle 2 durch Fixierung der Schrauben gestützt wird, kann synchron mit der Nockenwelle 2 um die Drehachse O gedreht werden, während er die relative Drehphase mit Bezug auf die Nockenwelle 2 aufrechterhält. Ferner ist der abtriebsseitige drehbare Körper 20 relativ mit Bezug auf den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 drehbar. In der folgenden Beschreibung wird eine relative Drehrichtung, in die der abtriebsseitige drehbare Körper 20 relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 vorgestellt wird, als Vorstellrichtung X bezeichnet. Dagegen wird eine entgegengesetzte relative Drehrichtung, in die der abtriebsseitige drehbare Körper 20 relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 nachgestellt wird, als Nachstellrichtung Y bezeichnet.
Eine Umfangswand des abtriebsseitigen drehbaren Körpers 20 bildet ein abtriebsseitiges inneres Zahnrad 22, das einen Zahnspitzenkreis hat, der radial innerhalb seines Zahnfußkreises positioniert ist. Ein Innendurchmesser des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 ist kleiner als ein Innendurchmesser des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14. Ferner ist die Anzahl der Zähne des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 kleiner als die Anzahl der Zähne des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14. Eine äußere Umfangswand 22a des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 ist im Eingriff mit einer inneren Umfangswand 13a des Kettenrads 13 an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 16 und dem gestuften Abschnitt 17. Ein kleiner Zwischenraum ist zwischen der äußeren Umfangswand 22a und der inneren Umfangswand 13a ausgebildet, um eine relative Drehung zwischen dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 und dem Kettenrad 13 zu gestatten. Mit diesem Eingriffsaufbau stützt der abtriebsseitige drehbare Körper 20 den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 relativ drehbar von einer radial inneren Seite des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 an einer Lage, die radial außerhalb des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 liegt.
Ein axialer Endabschnitt des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22, der entgegengesetzt zu dem Fixierabschnitt 21 ist, weist einen Flansch 23 auf, der radial nach außen vorsteht. Der Flansch 23 ist zwischen eine Endfläche 24 des antriebsseitigen inneren Zahnrades 14 und einer Endfläche 25 des gestuften Abschnitts 17 geklemmt, die axial einander gegenüberstehen. Ein kleiner Zwischenraum ist zwischen der Endfläche 24 und dem Flansch 23 und ebenso zwischen dem Flansch 23 und der Endfläche 25 ausgebildet, um eine relative Drehung zwischen dem Flansch 23 und dem antriebsseitigen inneren Zahnrad 14 und ebenso zwischen dem Flansch 23 und dem gestuften Abschnitt 17 zu gestatten. Mit diesem Klemmaufbau ist der abtriebsseitige drehbare Körper 20 relativ drehbar mit den Endflächen 24, 25 im Eingriff, die in die axiale Richtung des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 gegenüberliegen. Durch axiales Klemmen des Flansch 23 zwischen dem antriebsseitigen inneren Zahnrad 14 und dem gestuften Abschnitt 17 werden das abtriebsseitige innere Zahnrad 22 und das antriebsseitige innere Zahnrad 14 angrenzend aneinander derart angeordnet, dass eine axiale Abmessung des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 und eine axiale Abmessung des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 sich nicht überschneiden. Ferner wird die axiale relative Bewegung des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 mit Bezug auf den abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 begrenzt.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Steuereinheit 30 einen Elektromotor 32 und einen Energiezufuhrsteuerschaltkreis 33 auf. Der Elektromotor 32 ist an einer entgegengesetzten Seite der drehbaren Körper 10, 20 angeordnet, die entgegengesetzt zu der Kurbelwelle 2 ist. Der Elektromotor 32 kann beispielsweise ein bürstenloser Motor sein und weist eine Motoreinfassung 31 und eine Motorwelle 34 auf. Die Motoreinfassung 31 ist an der Brennkraftmaschine durch einen Ständer (nicht gezeigt) fixiert und die Motorwelle 34 ist durch die Motoreinfassung 31 derart gestützt, dass die Motorwelle 34 in eine normale Richtung und eine Rückwärtsrichtung drehbar ist. Der Energiezufuhrsteuerschaltkreis 33 ist ein elektrischer Schaltkreis, wie z.B. ein Mikrocomputer, und ist außerhalb oder innerhalb der Motoreinfassung 31 angeordnet, so dass der Energiezufuhrsteuerschaltkreis 33 elektrisch mit dem Elektromotor 32 verbunden ist. Der Energiezufuhrsteuerschaltkreis 33 steuert die Energiezufuhr zu einer Spule (nicht gezeigt) des Elektromotors 32 beispielsweise auf der Grundlage von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Durch diese Energiezufuhrsteuerung bildet der Elektromotor 32 ein rotierendes magnetisches Feld um die Motorwelle 34, so dass der Elektromotor 32 ein Drehmoment von der Motorwelle 34 in die entsprechende Richtung X oder Y abgibt (siehe 4), die der Richtung des sich drehenden Magnetfelds entspricht.
Wie in den 1 und 4 gezeigt ist, ist der Eingangsabschnitt 41 des Planetenträgers 40 ein zylindrischer Körper, der koaxial mit den drehbaren Körpern 10, 20 und den Wellen 2, 34 ist. Der Eingangsabschnitt 41 des Planetenträgers 40 ist an der Motorwelle 34 durch eine Kupplung 42 fixiert. Durch diese Fixierung kann der Planetenträger 40 synchron mit der Motorwelle 34 gedreht werden. Ferner ist der Planetenträger 40 relativ mit Bezug auf den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 drehbar. Der Eingangsabschnitt 41 ist innerhalb eines Mittellochs 19 angeordnet, das axial durch eine Bohlenwand 18 des Zahnradelements 12 dringt. Ferner stützt der Eingangsabschnitt 41 den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 an der radial inneren Seite des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 durch ein Lager 43.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein exzentrischer Abschnitt 44 des Planetenträgers 40, der an einer Seite eines Fixierabschnitts 21 des Eingangsabschnitts 41 gelegen ist, ein zylindrischer Körper, der eine äußere Umfangswand hat, die exzentrisch zu den drehbaren Körpern 10, 20 und den Wellen 2, 34 ist. Der exzentrische Abschnitt 44 ist innerhalb eines Mittellochs 51 angeordnet, das axial durch das Planetenzahnrad 50 dringt. Der exzentrische Abschnitt 44 stützt das Planetenzahnrad 50 an einer radial inneren Seite des Planetenzahnrads 50 durch ein Lager 45. Durch diese Stützung kann das Planetenzahnrad 50 sich um eine exzentrische Achse P drehen, die eine Mittelachse der äußeren Umfangswand des exzentrischen Abschnitts 44 ist, und kann in die Drehrichtung des exzentrischen Abschnitts 44 umlaufen. Insbesondere ist das Planetenzahnrad 50 so angeordnet, dass es eine Sonnen-Planeten-Bewegung durchführt.
Wie in den 1-3 gezeigt ist, ist das Planetenzahnrad 50 ein zweistufiger zylindrischer Körper und bildet ein antriebsseitiges äußeres Zahnrad 52 und ein abtriebsseitiges äußeres Zahnrad 54 an seinem großdurchmessrigen Abschnitt bzw. kleindurchmessrigen Abschnitt aus. Jedes von dem antriebsseitigen äußeren Zahnrad 52 und dem abtriebsseitigen äußeren Zahnrad 54 hat einen Zahnspitzenkreis, der radial außerhalb seines Zahnfußkreises positioniert ist. Hier ist die Anzahl der Zähne des antriebsseitigen äußeren Zahnrads 52 kleiner als die Anzahl der Zähne des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 um eine vorbestimmte Anzahl N (1 in diesem Beispiel) eingerichtet. Ferner ist die Anzahl der Zähne des abtriebsseitigen äußeren Zahnrads 54 kleiner als die Anzahl der Zähne des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 um die vorbestimmte Anzahl N eingerichtet. Daher ist die Anzahl der Zähne des abtriebsseitigen äußeren Zahnrads 54 kleiner als die Anzahl der Zähne des antriebsseitigen äußeren Zahnrads 52. Das antriebsseitige äußere Zahnrad 52 ist radial innerhalb des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 angeordnet, um mit einem Abschnitt des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 kämmend einzugreifen. Das abtriebsseitige äußere Zahnrad 54, das an einer Seite eines Fixierabschnitts 21 des antriebsseitigen äußeren Zahnrads 52 gelegen ist, ist radial innerhalb des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 angeordnet, um mit einem Abschnitt des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 kämmend einzugreifen. Hierbei ist klar, dass jedes innere Zahnrad 14, 22 radial außerhalb des entsprechenden äußeren Zahnrads 52, 54 gelegen ist und Zähne hat, die sich radial nach innen erstrecken. In ähnlicher Weise ist jedes äußere Zahnrad 52, 54 radial innerhalb des entsprechenden inneren Zahnrads 14, 22 angeordnet und hat Zähne, die sich radial nach außen erstrecken.
Mit dem vorstehend angegebenen Aufbau sind das antriebsseitige innere Zahnrad 14 und das abtriebsseitige innere Zahnrad 22 durch das Planetenzahnrad 50 an der radialen nach außen gerichteten Seite des exzentrischen Abschnitts 44 verbunden, um einen Differentialgetriebemechanismus 60 in den Innenraum 11 der drehbaren Körper 10, 20 auszubilden. Bei dem Differentialgetriebemechanismus 60 dreht sich, wenn der Planetenträger 40 sich nicht relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 dreht, das Planetenzahnrad 50 gemeinsam mit den drehbaren Körpern 10, 20 während es die kämmend eingreifende Position zwischen den äußeren Zahnrädern 52, 54 und den inneren Zahnrädern 14, 22 aufrechterhält. Auf diesem Weg wird die relative Drehphase zwischen den drehbaren Körpern 10, 20 aufrechterhalten, so dass die Ventilzeitabstimmung ebenso aufrecherhalten wird. Wenn der Planetenträger 40 relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 in die Vorstellrichtung X aufgrund eines Anstiegs des Drehmoments in die Richtung X gedreht wird, durchläuft das Planetenzahnrad 50 eine Sonnen-Planeten-Bewegung, während es die kämmend eingreifende Position zwischen den äußeren Zahnrädern 52, 54 und den inneren Zahnrädern 14, 22 ändert, so dass der abtriebsseitige drehbare Körper 20 relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 in die Vorstellrichtung X gedreht wird. Daher wird die Ventilzeitabstimmung vorgestellt. Wenn der Planetenträger 40 relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 in die Nachstellrichtung Y aufgrund eines Anstiegs des Drehmoments in die Richtung Y gedreht wird, durchläuft das Planetenzahnrad 50 eine Sonnen-Planeten-Bewegung, während es die kämmend eingreifende Position zwischen den äußeren Zahnrädern 52, 54 und den inneren Zahnrädern 14, 22 ändert, so dass der abtriebsseitige drehbare Körper 20 relativ zu dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 in die Nachstellrichtung Y gedreht wird. Daher wird die Ventilzeitabstimmung nachgestellt.
Wenn die Schwerkraft auf den Differentialgetriebemechanismus 60 und den Planetenträger 40 aufgebracht wird, könnte der antriebsseitige drehbare Körper 10 möglicherweise relativ zu dem abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 gemäß dem Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangswand 22a des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 und der inneren Umfangswand 13a des Kettenrads 13 gekippt werden. Jedoch ist in dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels, in dem der abtriebsseitige drehbare Körper 20, der durch die Nockenwelle 2 gestützt wird, den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 radial außerhalb des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 stützt, diese Stützposition zum Stützen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 durch den abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 nahe an dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 in die radiale Richtung und damit in Überschneidung gelegen, so dass das Kippen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 relativ zu dem abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 beschränkt wird. Hier könnte, wenn die Schwerkraft auf den Differentialgetriebemechanismus 60 und den Planetenträger 40 aufgebracht wird, der antriebsseitige drehbare Körper 10 relativ zu dem abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 gemäß dem Zwischenraum zwischen der Endfläche 24 des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 und dem Flansch 23 und ebenso dem Zwischenraum zwischen der Endfläche 25 des gestuften Abschnitts 17 und dem Flansch 23 gekippt werden. Jedoch sind in dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels, in dem der abtriebsseitige drehbare Körper 20, der durch die Nockenwelle 2 gestützt wird, mit den Endflächen 24, 25 des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 radial außerhalb des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 eingreift, diese Eingriffspositionen nahe an dem abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 in die radiale Richtung und damit in Überschneidung gelegen, so dass das Kippen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 relativ zu dem abtriebsseitigen drehbaren Körper weitergehend beschränkt wird.
Daher ist es aufgrund der Beschränkung des Kippens möglich, den lokalen Eingriff zwischen den drehbaren Körpern 10, 20 zu beschränken und dadurch die Abnutzung und das Fressen der drehbaren Körper 10, 20 zu beschränken.
Wenn ferner das oszillierende Drehmoment der Nockenwelle 2 auf den Differentialgetriebemechanismus 60 und den Planetenträger 40 übertragen wird, könnte der antriebsseitige drehbare Körper 10 möglicherweise gemäß dem Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangswand 22a des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 und der inneren Umfangswand 13a des Kettenrads 13 schlagen. Jedoch stützt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der abtriebsseitige drehbare Körper 20, der durch die Nockenwelle 2 gestützt wird, den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 radial außerhalb des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22, so dass diese Stützposition zum Stützen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 durch den abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 nahe an dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 in die radiale Richtung liegt und damit in Überschneidung ist, und kann dadurch das Schlagen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 beschränkt werden. Wenn ferner das oszillierende Drehmoment beispielsweise auf den Differentialgetriebemechanismus 60 und den Planetenträger 40 übertragen wird, könnte der antriebsseitige drehbare Körper 10 möglicherweise gemäß dem Zwischenraum zwischen der Endfläche 24 des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 und dem Flansch 23 und ebenso dem Zwischenraum zwischen der Endfläche 25 des gestuften Abschnitts 17 und dem Flansch 23 schlagen. Jedoch greift in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der abtriebsseitige drehbare Körper 20, der durch die Nockenwelle 2 gestützt ist, mit den Endflächen 24, 25 des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 radial außerhalb des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 ein, so dass diese Eingriffspositionen nahe an dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 in die radiale Richtung liegen und damit in Überschneidung sind, so dass das Schlagen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 weitergehend beschränkt werden kann.
Demgemäss kann die das Schlagen begrenzende Wirkung das Schlagen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 relativ zu dem abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 begrenzen und dadurch die Erzeugung des Geräuschs und einer Beschädigung begrenzen.
Ferner überschneidet eine axiale Abmessung des Eingriffsabschnitts zwischen der äußeren Umfangswand 22a des abtriebsseitigen drehbaren Körpers 20 und der inneren Umfangswand 13a des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 zumindest teilweise eine axiale Abmessung der Nockenwelle 22, wie in 1 gezeigt ist. Mit diesem Aufbau kann die Schwerkraft, die auf die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1 aufgebracht wird, und die Spannung der Zeitabstimmungskette wirksam durch die Nockenwelle 2 gestützt werden, so dass die Spannung, die auf die Zahnräder 22, 54 aufgebracht wird, wirksam verringert werden kann.
Als Folge wird die Haltbarkeit der Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1 verbessert und kann dadurch die genaue Ventilzeitabstimmungseinstellung bei dem Drehmomentsteuerbetrieb der Steuereinheit 30 über eine lange Zeit aufrechterhalten werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht der abtriebsseitige drehbare Körper 20 einem ersten drehbaren Körper der vorliegenden Erfindung und entspricht der antriebsseitige drehbare Körper 10 einem zweiten drehbaren Körper der vorliegenden Erfindung. Ferner entspricht das abtriebsseitige innere Zahnrad 22 einem ersten inneren Zahnrad der vorliegenden Erfindung und entspricht das antriebsseitige innere Zahnrad 14 einem zweiten inneren Zahnrad der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich entspricht das abtriebsseitige äußere Zahnrad 54 einem ersten äußeren Zahnrad der vorliegenden Erfindung und entspricht das antriebsseitige äußere Zahnrad 52 einem zweiten äußeren Zahnrad der vorliegenden Erfindung. Ebenso entspricht die Endfläche 24 des antriebsseitigen inneren Zahnrads 14 einer spezifischen Wandfläche oder einer ersten Wandfläche der vorliegenden Erfindung und entspricht die Endfläche 25 des gestuften Abschnitts 17 der spezifischen Wandfläche oder einer zweiten Wandfläche der vorliegenden Erfindung.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Wie in 5 gezeigt ist, ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels und werden daher Bauteile, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht weitergehend beschrieben.
Ein Kettenrad 113 eines antriebsseitigen drehbaren Körpers 110 einer Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist erste bis dritte zylindrische Abschnitte 115–117 auf. Der erste zylindrische Abschnitt 115 und der dritte zylindrische Abschnitt 117 haben im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der großdurchmessrige Abschnitt 15 bzw. der gestufte Abschnitt 17 des ersten Ausführungsbeispiels. Der zweite zylindrische Abschnitt 116 ist als zylindrischer Körper ausgebildet, der einen Durchmesser hat, der größer als derjenige des kleindurchmessrigen Abschnitts 16 ist. Ein Lager 120 ist zwischen einer innerer Umfangswand 116a des zweiten zylindrischen Abschnitts 116 und die äußere Umfangswand 22a des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 zwischengesetzt.
Das Lager 120 ist ein Radiallager, das kugelförmige Wälzkörper 126 hat, die zwischen einem Innenring 122 und einem Außenring 124 geklemmt werden. Der Innenring 122 ist in sicherem Eingriff mit der äußeren Umfangswand 22a des abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 und dreht sich dadurch einstückig mit dem abtriebsseitigen drehbaren Körper 20. Der Außenring 124 ist in sicherem Eingriff mit der inneren Umfangswand 116a des zweiten zylindrischen Abschnitts 116 und dreht sich dadurch einstückig mit dem antriebsseitigen drehbaren Körper 110. Ein kleiner Zwischenraum ist zwischen jedem Welzkörper 126 und jedem von dem Innen- und Außenring 122, 124 vorgesehen, um eine relative Drehung zwischen dem Innenring 122 und dem Außenring 124 zu gestatten.
Wie in 5 gezeigt ist, stützt auch bei dieser Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 100 der abtriebsseitige drehbare Körper 20 den abtriebsseitigen drehbare Körper 110 radial außerhalb von dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 und ist im Eingriff mit den Endflächen 24, 25 des antriebsseitigen drehbaren Körpers 110. Daher kann das Kippen und das Schlagen des antriebsseitigen drehbaren Körpers 110, das durch den Zwischenraum zwischen jedem Wälzkörper 126 und jedem des Innen- und Außenrings 122, 124 verursacht wird, auf eine Art und Weise begrenzt werden, die derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich ist. Daher können die Nachteile (beispielsweise die Abnutzung, das Fressen, das Geräusch und die Beschädigung) mit der Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 100 begrenzt werden und kann dadurch eine genaue Ventilzeitabstimmungseinstellung über eine lange Dauer aufrechterhalten werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht eine Kombination des abtriebsseitigen drehbaren Körpers 20 und des Innenrings 122 einem ersten drehbaren Körper der vorliegenden Erfindung und entspricht eine Kombination des antriebsseitigen drehbaren Körpers 110 und des Außenrings 124 einem zweiten drehbaren Körper der vorliegenden Erfindung.
Die verschiedenartigen Ausführungsbeispiele sind vorstehend beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in verschiedenartigen anderen Ausführungsformen ohne Abweichen von dem Grundgedanken und dem Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Beispielsweise ist in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1, 100 beschrieben, die die Ventilzeitabstimmung des Einlassventils einstellt. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung angewendet werden, die die Ventilzeitabstimmung eines Auslassventils einstellt, oder auf eine Vorrichtung, die sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil einstellt.
Ferner ist in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung 1, 100 beschrieben, bei der der drehbare Körper 10, 110 synchron mit der Kurbelwelle betrieben wird und der drehbare Körper 20 synchron mit der Nockenwelle 2 betrieben wird. Alternativ kann der drehbare Körper 10, 110 synchron mit der Nockenwelle 2 betrieben werden und kann der drehbare Körper 20 synchron mit der Kurbelwelle betrieben werden.
Ferner ist in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der abtriebsseitige drehbare Körper 20 an der Nockenwelle 2 durch Schrauben fixiert und durch diese gestützt. Jedoch kann der abtriebsseitige drehbare Körper 20 mit der Nockenwelle 2 durch ein Rotationsübertragungselement (beispielsweise eine Zeitabstimmungskette, einen Zeitabstimmungsriemen) verbunden werden, so dass der abtriebsseitige drehbare Körper 20 nicht durch die Nockenwelle 2 gestützt wird.
Ferner ist in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen das Kettenrad 13, 113 für den antriebsseitigen drehbaren Körper 10, 110 vorgesehen und ist der antriebsseitige drehbare Körper 10, 110 mit der Kurbelwelle über die Zeitabstimmungskette verbunden. Alternativ kann beispielsweise eine Riemenscheibe für den antriebsseitigen drehbaren Körper 10, 110 vorgesehen werden und kann der antriebsseitige drehbare Körper 10, 110 mit der Kurbelwelle durch ein Rotationsübertragungselement verbunden werden (beispielsweise einen Zeitabstimmungsriemen).
Ferner kann in dem ersten Ausführungsbeispiel nur eine der Endflächen 24, 25 im Eingriff mit dem Flansch 23 sein und kann die andere der Endflächen 24, 25 von dem Flansch 23 beabstandet sein. Ebenso kann der Eingriff zwischen den Endflächen 24, 25 und dem Flansch 23 vollständig weggelassen werden.
Ebenso kann in dem ersten Ausführungsbeispiel ein hohler Einschnitt zwischen den Endflächen des Flansch 23 vorgesehen werden, die im Eingriff mit den Endflächen 24 bzw. 25 sind.
Ferner können in dem zweiten Ausführungsbeispiel an Stelle der kugelförmigen Wälzkörper 126 zylindrische Wälzkörper zum Bilden des Lagers 120 verwendet werden.
Ferner weist in den vorstehend angegebenen Ausführungsbeispielen die Steuereinheit 30 den Elektromotor 32 auf, um das Drehmoment zu erzeugen. Alternativ kann die Steuereinheit beispielsweise einen Hydraulikmotor oder eine elektromagnetische Bremse zum Erzeugen des Drehmoments aufweisen.
Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden dem Fachmann offensichtlich sein. Die Erfindung ist in ihrer allgemeineren Bedeutung daher nicht auf die spezifischen Details, die repräsentativen Vorrichtungen und die darstellenden Beispiele beschränkt, die gezeigt und beschrieben sind.
Somit weist der antriebsseitige drehbare Körper 10 ein antriebsseitiges inneres Zahnrad 14 auf, das eine axiale Abmessung hat, die eine axiale Abmessung eines abtriebsseitigen inneren Zahnrads 22 eines abtriebsseitigen drehbaren Körpers 20 nicht überschneidet. Ein antriebsseitiges äußeres Zahnrad 54 und ein antriebsseitiges äußeres Zahnrad 52 eines Planetenzahnrads 50 greifen kämmend ein und werden gemeinsam mit dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 und dem antriebsseitigen inneren Zahnrad 14 angetrieben, so dass das Planetenzahnrad 50 eine relative Drehphase zwischen dem abtriebsseitigen drehbaren Körper 20 und dem antriebsseitigen drehbaren Körper 10 ändert. Der abtriebsseitige drehbare Körper 20 stützt den antriebsseitigen drehbaren Körper 10 von einer radial inneren Seite des antriebsseitigen drehbaren Körpers 10 an einer Lage, die radial außerhalb von dem abtriebsseitigen inneren Zahnrad 22 liegt.

Claims

Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung, die eine Ventilzeitabstimmung von zumindest entweder einem Einlassventil oder einem Auslassventil einer Brennkraftmaschine einstellt, die durch eine Nockenwelle (2) aufgrund einer Übertragung eines Drehmoments von einer Kurbelwelle auf die Nockenwelle (2) geöffnet und geschlossen werden, wobei die Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung folgendes aufweist: einen ersten drehbaren Körper (20, 122), der ein erstes inneres Zahnrad (22) aufweist und der synchron mit einer von der Kurbelwelle und der Nockenwelle (2) gedreht wird; einen zweiten drehbaren Körper (10, 110, 124) der ein zweites inneres Zahnrad (14) aufweist, das eine axiale Abmessung hat, die eine axiale Abmessung des ersten inneren Zahnrads (22) nicht überschneidet, wobei der zweite drehbare Körper (10, 110, 124) synchron mit der anderen von der Kurbelwelle und der Nockenwelle (2) gedreht wird; und ein Planetenzahnrad (50), das ein erstes äußeres Zahnrad (54) und ein zweites äußeres Zahnrad (52) aufweist, wobei: das erste äußere Zahnrad (54) und das zweite äußere Zahnrad (52) kämmend miteinander eingreifen und gemeinsam mit dem ersten inneren Zahnrad (22) bzw. dem zweiten inneren Zahnrad (14) angetrieben werden, so dass sich eine Sonnen-Planeten-Bewegung ergibt, so dass das Planetenzahnrad (50) eine relative Drehphase zwischen dem ersten drehbaren Körper (20, 122) und dem zweiten drehbaren Körper (10, 110, 124) ändert; wobei der erste drehbare Körper (20, 122) den zweiten drehbaren Körper (10, 110, 124) von einer radial inneren Seite des zweiten drehbaren Körpers (20, 122) an einer Lage stützt, die radial außerhalb des ersten inneren Zahnrads (22) liegt.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Umfangswand (22a) des ersten drehbaren Körpers (20, 122) im Eingriff mit einer inneren Umfangswand des zweiten drehbaren Körpers (10, 110, 124) ist.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine axiale Abmessung eines Eingriffsabschnitts zwischen der äußeren Umfangswand (22a) des ersten drehbaren Körpers (20, 122) und der inneren Umfangswand (13a) des zweiten drehbaren Körpers (10, 110, 124) zumindest teilweise eine axiale Abmessung der Nockenwelle (2) überschneidet.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei: der erste drehbare Körper (20, 122) durch die Nockenwelle (2) gestützt und synchron mit dieser gedreht wird; wobei der zweite drehbare Körper (10, 110, 124) synchron mit der Kurbelwelle gedreht wird.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der erste drehbare Körper (20, 122) im Eingriff mit zumindest einer spezifischen Wandfläche (24, 25) des zweiten drehbaren Körpers (10, 110, 124) an einer radial äußeren Seite des ersten inneren Zahnrads (22) ist und die zumindest eine spezifische Wandfläche (24, 25) in eine axiale Richtung der Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gerichtet ist.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei: die zumindest eine spezifische Wandfläche (24, 25) des zweiten drehbaren Körpers (10, 110, 124) eine erste Wandfläche (24) und eine zweite Wandfläche (25) aufweist, die in die axiale Richtung einander gegenüber stehen; und wobei der erste drehbare Körper (22, 122) zwischen der ersten Wandfläche (24) und der zweiten Wandfläche (25) des zweiten drehbaren Körpers (10, 110, 124) geklemmt ist.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-6, ferner mit einem Planetenträger (40), der das Planetenzahnrad (50) von einer radial inneren Seite des Planetenzahnrads (50) drehbar stützt, wobei der Planetenträger (40) sich in eine Umlaufrichtung des Planetenzahnrads (50) dreht.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß Anspruch 7, ferner mit einer Steuereinheit (30), die ein Drehmoment steuert, das auf den Planetenträger (40) aufgebracht wird.
Ventilzeitabstimmungseinstellvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (30) einen Elektromotor (32) aufweist, der das Drehmoment erzeugt.