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BEZUGNAHME ZUR VERBUNDENEN ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung beanspruchen die Prioritäten der
koreanischen Patentanmeldungen
Nr. 10-2007-0131601 und
10-2008-0033827 , die am 14.
Dezember 2007 bzw. 11. April 2008 eingereicht wurden und von denen
der gesamte Inhalt in die vorliegende Anmeldung für alle
Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Impulslader für Kraftfahrzeugmotoren
und, spezieller, einen Impulslader für Kraftfahrzeugmotoren,
in denen Impulsventile mittels einer Antriebskraft angetrieben werden,
die kontinuierlich durch eine Antriebseinrichtung erzeugt wird,
um unmittelbar bei hoher Geschwindigkeit durch eine Verbindungseinheit
geöffnet oder geschlossen zu werden, in der Verbindungsglieder
miteinander verbunden sind und in der die Impulsventile für
alle Zylinder simultan angetrieben werden, wobei eine einfache Antriebssteuerung bereitgestellt
wird, sowie eine Reduktion der erforderlichen Komponenten und ein
effizienter Montageraum, wobei eine einfache und kostengünstige
Fertigung und Montage garantiert werden und durch den Betrieb der
Impulsventile erzeugter Lärm verhindert wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im
Allgemeinen ist ein Impulslader für Kraftfahrzeugmotoren
eine neue Technologie zum Verbessern des Fahrverhaltens im unteren
sowie mittleren Geschwindigkeitsbereich sowie der Kraftstoffeffizienz.
Insbesondere verbessert der Impulslader die Volumeneffizienz durch
die Steuerung des Öffnens und Schließens des Ansaug-
bzw. Einlasskanals des Motors in einer Art, dass die Ventile, die
so montiert sind, dass sie mit den Ansaugkanälen in Verbindung stehen
und die eine sehr schnelle Hubzeit haben, unverzögert zu
einem optimalen Zeitpunkt (Druckdifferenz und Auswirkung von Pulsieren)
im Prozess der Luftansaugung geöffnet oder geschlossen
werden.
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Bislang
wurde der Impulslader weder angewendet noch in Massen bzw. Serien
für Motoren produziert, und deshalb wurde er anhaltend
durch einige Kraftfahrzeughersteller entwickelt. Der in jüngster Zeit
entwickelte Impulslader ist auf einem Motorantriebssystem basiert,
in welchem Impulsventile gestaltet sind, um für Zylinder
durch entsprechende Impulsmotoren in den entsprechenden Ansaugkanälen des
Zylinderkopfes angetrieben zu werden, oder auf einem elektromagnetischen
Antriebssystem, in welchem Impulsventile geöffnet werden,
wobei die elektromagnetische Kraft von Elektromagneten verwendet
wird, und durch die Rückstellkraft der Federn geschlossen
werden.
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Im
Falle dieses Impulsladers werden die Impulsventile für
die entsprechenden Zylinder durch die entsprechenden Motoren oder
durch die entsprechenden Elektromagneten oder Federn beim Öffnen oder
Schließen separat angetrieben. Dadurch wird Lärm
erzeugt, wenn die Impulsventile betätigt werden, und die
Produktionskosten steigen. Ferner wird die Anzahl der erforderlichen
Bauteile vergrößert, so dass die Montage und die
Fertigung schwierig sind. Deshalb haben es die Impulslader nicht
geschafft, in Motoren angewendet und in Serie bzw. Massenproduktion
produziert zu werden.
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Die
Information, die in diesem "Hintergrund der Erfindung"-Kapitel offenbart
ist, dient nur einem verbesserten Verständnis des allgemeinen
Hintergrunds der Erfindung und soll nicht als Anerkennung oder jegliche
Form von Anregung verstanden werden, dass diese Information Stand
der Technik bildet, der bereits dem Fachmann bekannt ist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird
ein Impulslader gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Die Unteransprüche offenbaren beispielhafte Weiterbildung.
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Verschiedene
Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen einen Impulslader für
Kraftfahrzeugmotoren bereit, in dem Impulsventile durch Verwendung
einer Antriebskraft angetrieben werden, die kontinuierlich bzw.
fortwährend bzw. durchgehend durch eine Antriebseinrichtung
erzeugt wird, um sie unverzögert mit hoher Geschwindigkeit
durch eine Verbindungseinheit, in der Verbindungsglieder miteinander
verbunden sind, zu öffnen oder zu schließen, und
in dem die Impulsventile für alle Zylinder simultan angetrieben
werden, wobei dabei eine einfache Antriebssteuerung, eine Verringerung
der erforderlichen Komponenten und ein effizienter Montageraum bereitgestellt
wird, und eine einfache Fertigung und Montage bei geringen Kosten
garantiert wird, sowie Lärm, der dadurch entsteht, dass
die Impulsventile betätigt werden, verhindert oder verringert
wird.
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Die
Verfahren und Vorrichtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung haben andere bzw. neue Merkmale und Vorteile, was deutlich
wird und detaillierter ausgeführt wird in den beigefügten
Figuren, die hierin einbezogen werden, und in der folgenden detaillierten
Beschreibung der Erfindung, wobei diese zusammen dazu dienen, bestimmte
Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften
erfindungsgemäßen Impulslader für einen
Kraftfahrzeugmotor darstellt;
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2(a) und 2(b) sind
Querschnittsansichten entlang der Linien A-A und B-B aus 1;
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die die Struktur einer beispielhaften
Verbindungseinheit entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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4(a) bis 4(l) zeigen
eine Diagramm-Ablauffolge, die die Prinzipien einer beispielhaften
erfindungsgemäßen Verbindungseinheit im Betrieb
erläutert;
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5 und 6 sind
perspektivische Drauf- bzw. Bodenansichten, die einen beispielhaften,
erfindungsgemäßen Impulslader darstellen;
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7 und 8 zeigen
eine Draufsicht und eine Frontansicht eines beispielhaften Impulsladers gemäß 5 bzw. 6;
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9 und 10 sind
perspektivische Ansichten einer Gelenk- bzw. Verbindungseinheit
und einer Hebeleinheit eines beispielhaften Impulsladers gemäß 5 und 6;
und
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11 und 12 sind
Betriebsdiagramme, die einen beispielhaften Impulslader gemäß der 5 und 6 zechen.
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DETAIILIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
wird nun detaillierter Bezug genommen zu verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt und unten beschrieben sind. Während
die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen
beschrieben wird, wird klar werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht
dazu dient, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen
zu beschränken. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur
die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern
auch verschiedene Alternativen, Abwandlungen, Äquivalente
und andere Ausführungsformen, die vom Gedanken und Schutzbereich
der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen
definiert wird, umfasst sind.
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Impulslader
für einen Kraftfahrzeugmotor entsprechend einer beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die 2(a) und 2(b) sind
Querschnittsansichten entlang der Linien A-A bzw. B-B.
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Wie
in 1 gezeigt ist, umfasst der Impulslader für
einen Kraftfahrzeugmotor entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Impulsleiste bzw. einen Impulsblock 10 (kurz:
Impulsblock), durch den sich Ansaug- bzw. Einlassöffnungen
bzw. -löcher 11 (kurz: Ansaugöffnungen)
erstrecken, um mit den (nicht gezeigten) Einlass- bzw. Ansaugkanälen
(kurz: Ansaugkanälen) des Kraftfahrzeugmotors zu kommunizieren,
ein Impulsventil 20, das die Ansaugöffnungen 11 öffnet
und schließt, eine Antriebseinrichtung 30 (siehe 3), die
das Impulsventil 20 antreibt, und wenigstens eine Gelenk-
bzw. Verbindungsgliedeinheit bzw. Verbindungseinheit (kurz: Verbindungseinheit) 40,
die durch zumindest ein Verbindungs- bzw. Verbindungsglied- bzw.
Gelenk-Bauteil (kurz: Verbindungsglied (Bauteil)) verbunden ist
und eine Antriebskraft von der Antriebseinrichtung 30 zu
dem Impulsventil 20 überträgt.
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Die
Antriebseinrichtung 30 (siehe 3) erzeugt
eine kontinuierliche bzw. durchgehende bzw. fortlaufende Antriebskraft,
um das Impulsventil 20 anzutreiben. Diese fortlaufende
bzw. kontinuierliche Antriebskraft wird durch die Verbindungseinheit 40 übertragen
und wird dann zu dem Impulsventil 20 derart übertragen
oder übersetzt, dass das Impulsventil 20 in vorbestimmten
Perioden geöffnet oder geschlossen wird.
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Insbesondere
erzeugt die Antriebseinrichtung 30 fortlaufend bzw. kontinuierlich
eine vorbestimmte Rotationskraft bzw. ein vorbestimmtes Drehmoment
(kurz: Drehmoment), wozu beispielsweise ein Motor verwendet wird.
Dieses fortlaufende bzw. kontinuierliche Drehmoment wird durch die
Verbindungseinheit 40 übertragen, die durch zumindest
ein Verbindungsglied-Bauteil verbunden ist bzw. zu der zumindest
ein Verbindungsglied-Bauteil bzw. mehrere miteinander verbundene
Verbindungsglied-Bauteil gehören, und wird dann zu dem
Impulsventil 20 übertragen. Dabei wird das Impulsventil 20 in
vorbestimmten Perioden betrieben.
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Deshalb
wird der Impulslader für Kraftfahrzeugmotoren entsprechend
verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
nicht in einer Weise angetrieben, dass das Impulsventil 20 zu Öffnungs-
oder Schließzeitpunkten durch wiederholtes Übertragen
einer Antriebskraft unter Verwendung eines Motors oder Elektromagnetes
geöffnet oder geschlossen wird, sondern in einer derartigen
Weise, dass das Impulsventil 20 durch konstant fortlaufendes
bzw. kontinuierliches Erzeugen einer Antriebskraft und durch Übertragen
dieser kontinuierlichen bzw. fortlaufenden Antriebskraft zum Impulsventil 20 durch
die Verbindungseinheit 40 zu vorbestimmten Zeitperioden
geöffnet oder geschlossen wird. Zurzeit kann beispielsweise
entsprechend der Größe der Antriebskraft entsprechend
der Größe der Drehzahl des Motors die Zeitperiode,
zu welcher das Impulsventil 20 geöffnet oder geschlossen
wird, durch die Verbindungseinheit 40 verändert
werden.
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Daher
wird der Impulslader für Kraftfahrzeugmotoren entsprechend
verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
mit geringem Lärm betrieben und ist leicht herzustellen
und zu montieren aufgrund einer Verringerung der erforderlichen
Komponenten und einer Vereinfachung der Steuerungslogik.
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Unterdessen
umfasst das Impulsventil 20 – wie in 1 und 2 gezeigt – drehbare Ventilwellen bzw.
Ventil-Drehwellen 21 (kurz: Ventil-Drehwellen 21),
die drehbar mit dem Impulsblock 10 quer durch die Ansaugöffnungen 11 gekoppelt
sind, sowie Klappen bzw. Leitbleche 22 (kurz: Klappen 22),
die auf dem Außenumfang der Ventil-Drehwelle 21 in
einer Richtung senkrecht zur Achse einer jeden Ventil-Drehwelle 21 montiert
sind. Zurzeit sind die Klappen 22 entsprechend der Querschnittform
einer jeden Ansaugöffnung 11 geformt. Da die Ventil-Drehwelle 21 dreht,
dienen die Klappen 22 zum Öffnen oder Schließen
der Ansaugöffnungen 11. Entsprechend der Struktur
des Impulsventils 20 kann die Antriebskraft, die durch
die Antriebseinrichtung 30 erzeugt wird, durch die Verbindungseinheit 40 zu
der Ventil-Drehwelle 21 übertragen werden und
dabei das Drehmoment von der Ventil-Drehwelle 21 erzeugen.
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Ferner
kann in dieser Struktur des Impulsventiles 20 die Verbindungseinheit 40 derart
gestaltet sein, dass die Antriebseinrichtung 30 eine rotierende Kraft
bzw. ein Drehmoment (kurz: Drehmoment) in einer Ein-Weg-Richtung
erzeugt, sowie so, dass dieses Ein-Weg-Drehmoment, das durch die
Antriebseinrichtung 30 erzeugt wird, als hin- und hergehendes
Drehmoment auf die Ventil-Drehwelle 21 übertragen
wird. Deshalb werden die Drehwellen 21 abwechselnd zu vorbestimmten
Perioden durch die Verbindungseinheit 40 gedreht, wenn
das hin- und hergehende Drehmoment durch die Antriebseinrichtung 30 erzeugt
wird, und deshalb wird das Impulsventil 20 so betätigt,
dass es die Ansaugöffnungen 11 öffnet
oder schließt.
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Unterdessen
hat der Impulsblock – wie in 1 gezeigt – eine
Vielzahl von Ansaugöffnungen 11 derart, dass diese
mit den Ansaugkanälen entsprechend einem bzw. dem Typ des
Kraftfahrzeugmotors korrespondieren. In einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Impulsblock 10 – wie
in 1 gezeigt – auf einen Vierzylindermotor
angewendet, und hat deshalb vier Ansaugöffnungen 11.
Alle der Ansaugöffnungen 11 werden nicht simultan
geöffnet oder geschlossen. Insbesondere werden die Ansaugöffnungen 11 zu
den gleichen Zeitperioden geöffnet oder geschlossen, zu
denen die Kolben des Motors hin-und-her bewegt werden. Unter dem
Gesichtspunkt von Charakteristiken des Kraftfahrzeugmotors sind
die Ansaugöffnungen 11 grundsätzlich
in einer Weise gestaltet, dass zwei von ihnen paarweise simultan
geöffnet oder geschlossen werden. Auf diese Weise sind
auch eine Vielzahl von Ventil-Drehwellen montiert, wenn eine Vielzahl
von Ansaugöffnungen gebildet werden, und sind vorzugsweise
derart gestaltet, dass die paarweisen Ansaugöffnungen durch
die jeweiligen Ventil-Drehwellen geöffnet oder geschlossen
werden können. In anderen Worten sind die Ventil-Drehwellen
entsprechend der Anzahl montiert, die man erhält, indem
man die Gesamtanzahl der Ansaugöffnungen durch die Anzahl
der paarweisen Ansaugöffnungen, die gleichzeitig geöffnet
und geschlossen werden können, dividiert. Die Ventil-Drehwellen 21 sind
vorzugsweise mit den entsprechenden Klappen 22 versehen,
die geeignet sind, die Ansaugöffnungen 11, die
simultan geöffnet oder geschlossen werden, zu öffnen
oder zu schließen.
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Im
Detail weisen die Ansaugöffnungen 11, die in 1 gezeigt
sind, erste, zweite, dritte und vierte Ansaugöffnungen 11a, 11b, 11c und 11d auf, die
(aufeinander) folgend von der linken Seite angeordnet sind. Die
ersten und vierten Ansaugöffnungen 11a und 11d werden
simultan geöffnet oder geschlossen, und die zweiten und
dritten Ansaugöffnungen 11b und 11c werden
simultan geöffnet oder geschlossen. Deshalb umfassen die
Ventil-Drehwellen 21 zwei, die mit der Anzahl korrespondiert,
die man durch Teilen der Gesamtanzahl der Ansaugöffnungen 11 durch
die Anzahl der paarweisen Ansaugöffnungen, die simultan
geöffnet oder geschlossen werden, erhält, nämlich
erste und zweite Ventil-Drehwellen 21a und 21b,
die folgend von oben montiert sind. Zurzeit sind diese Einlassventilwellen 21 vorzugsweise – wie
in den 1 und 2 gezeugt – parallel
zu einer horizontalen Ebene montiert, um den Montageraum zu minimieren.
Weiter sind die Ventil-Drehwellen 21 vorzugsweise voneinander
in einem vorbestimmten Abstand derart beabstandet, dass sie keine
Beeinträchtigung mit den entsprechenden Klappen 22 bewirken,
wenn die Klappen 22 gedreht werden. Ferner können
die Klappen 22b und 22c für die erste
Ventil-Drehwelle 21a in einem vorbestimmten Winkel installiert
sein, der einen rechten Winkel bezüglich einander umfasst,
und zwar derart, dass die entsprechenden Ansaugöffnungen 11 zu verschiedenen
Zeitpunkten geöffnet oder geschlossen werden, wie in den 1 und 2 gezeigt ist. Dies gilt entsprechend auf
die Klappen 22a und 22d für die zweite
Ventil-Drehwelle 21b.
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In
diesem Fall sind die Verbindungseinheiten 40 entsprechend
den montierten Ventil-Drehwellen 21 vorgesehen, wie in 1 gezeigt
ist. Vorzugsweise wird die Antriebskraft der Antriebseinrichtung 30 auf
die Ventil-Drehwellen 21 durch die entsprechende Verbindungseinheit 40 übertragen.
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Wie
oben beschrieben wurde, sind die Klappen 22 für
die Ventil-Drehwellen 21 entsprechend den Querschnittformen
der Ansaugöffnungen 11 geformt. Hier ist vorzugsweise
jede Ansaugöffnung 11 für den Fall, in
dem die Ansaugöffnungen 11 durch die Klappen 22 geschlossen
werden, mit einer Ausnehmung in seinem Innenumfang versehen, die
sich entlang eines Drehweges der entsprechenden Klappe derart ausbeult,
dass angesaugte Luft daran gehindert wird durch die Ansaugöffnung 11 durchzudringen,
wie in 2(a) und 2(b) gezeigt
ist.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die die Struktur der Verbindungseinheit
entsprechend einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt. 4(a) bis 4(l) sind Betriebsdiagramme,
die die Betriebsprinzipien der Verbindungseinheit entsprechend verschiedener Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erläutern.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist,
ist die entsprechend einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform
ausgebildete Verbindungseinheit von einem Sechs-Balken-Gelenk bzw.
Sechs-Streben-Gelenk gebildet, das ein treibendes Verbindungsglied
bzw. Antriebs-Verbindungsglied 42 (kurz: Antriebs-Verbindungsglied 42),
ein getriebenes-Verbindungsglied 44, ein Ausgangs-Verbindungsglied 46 und
erste und zweite – Verbindungsglied-Platte 47a und 47b aufweist.
Andere geeignete Konfigurationen können auch verwendet
werden.
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Das
Antriebs-Verbindungsglied 42 und das Ausgangs-Verbindungsglied 46 sind
an einer Antriebswelle 41 bzw. an einer Ausgangswelle 45 montiert,
um so in der Lage zu sein, um die Antriebswelle 41 bzw.
die Ausgangswelle 45 gedreht zu werden. Zurzeit sind die
Antriebswelle 41 und die Ausgangswelle 45 drehbar
befestigt. Das getriebene Verbindungsglied 44 ist an der
getriebenen Welle 43 montiert, die drehbar befestigt ist,
um so ein Drehen um die getrieben Welle 43 zu ermöglichen.
Ferner sind das Antriebs-Verbindungsglied 42 und das getriebene
Verbindungsglied 44 mit der ersten Verbindungsglied-Platte 47a an
einem ersten Ende davon über Drehbolzen bzw. Verbindungsglied-Bolzen 48 (kurz: Verbindungsglied-Bolzen 48)
drehbar verbunden, und das getriebene Verbindungsglied 44 und
das Ausgangs-Verbindungsglied 46 sind drehbar mit der zweiten
Verbindungsglied-Platte 47b an einem ersten Enden davon über
Verbindungsglied-Bolzen 48 verbunden.
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In
diesem Zustand dreht das Antriebs-Verbindungsglied 42,
wenn sich die Antriebswelle 41 dreht. Dann dreht sich das
getriebene Verbindungsglied 44, das mit dem Antriebs-Verbindungsglied 42 über
die erste Verbindungsglied-Platte 47a verbunden ist. Auf
diese Weise dreht sich das Ausgangs-Verbindungsglied 46,
das mit dem getriebenen Verbindungsglied 44 durch die zweite
Verbindungsglied-Platte 47b verbunden ist, wenn das getriebene
Verbindungsglied 44 sich dreht. Zurzeit werden die Drehzahl
und der Winkel eines jeden Verbindungsglieds durch eine Länge
jedes Verbindungsglieds bestimmt, eine Position jeder Drehwelle
usw., um verschiedene Trajektorien bzw. Bewegungsbahnen zu erzeugen.
Entsprechend dieser beispielhaften Ausführungsform und
verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
führt das getriebene Verbindungsglied 44 vorzugsweise
eine Rotation und eine Hin-und-Her-Bewegung mit einer Beschleunigung
innerhalb eines vorbestimmten Abschnitts aus, wenn das Antriebs-Verbindungsglied 42 mit
konstanter Geschwindigkeit in einer Richtung dreht, und dass das
Ausgangs-Verbindungsglied 46 dreht sich und bewegt sich
hin-und-her mit einer größeren Beschleunigung
innerhalb eines vorbestimmten Abschnitts im Vergleich zu dem getriebenen
Verbindungsglied 44.
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Dieser
Betrieb wird detaillierter mit Bezug auf die 4(a) bis 4(l) beschrieben, die (aufeinander) folgend die
Bewegungen der Verbindungseinheit entsprechend verschiedenen Ausführungen
der Erfindung darstellen. Während das Antriebs-Verbindungsglied 42 sich
allmählich in einem Drehabschnitt vom Zustand (a) zum Zustand
(g) dreht, wird der Drehwinkel des Ausgangs-Verbindungsglieds 46 ein wenig
verändert, wie durch den Pfeil angezeigt ist. Während
das Antriebs-Verbindungsglied 42 innerhalb eines Drehabschnitts
vom Zustand (g) zum Zustand (h) dreht, dreht sich das Ausgangs-Verbindungsglied 46 schnell
in der gleichen Richtung. In anderen Worten dreht sich das Ausgangs-Verbindungsglied 46 mit
einer sehr großen Beschleunigung innerhalb des Drehabschnitts
vom Zustand (g) zum Zustand (h). In ähnlicher Weise dreht
sich das Ausgangs-Verbindungsglied 46 schnell in der entgegengesetzten
Richtung, wenn das Antriebs-Verbindungsglied 42 innerhalb
eines Drehabschnitts vom Zustand (k) zum Zustand (1) dreht.
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Deshalb
ist der Impulslader entsprechend dieser beispielhaften Ausführungsform
und verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise derart gestaltet, dass er jede Ventil-Drehwelle 21 mit
der entsprechenden Ausgangswelle 45 koppelt, die zusammen
mit dem Ausgangsglied 46 rotiert, um zusammen mit der Ausgangswelle 45 zu
rotieren. Dabei kann eine Funktion des Impulsventils 20,
die für eine unverzögerte schnelle Hubzeit erforderlich
ist, die eine Charakteristik des Impulsladers ist, problemlos bzw.
sanft erreicht werden.
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Wie
in 3 gezeigt ist, kann die Verbindungseinheit 40 auf
der Basis dieses Prinzips gestaltet sein. In dem Fall, in dem die
Anzahl der Ventil-Drehwellen 21 zumindest zwei ist, sind
die Verbindungseinheiten 40, deren Anzahl gleich der Anzahl der
Ventil-Drehwellen 21 ist, vorzugsweise so montiert, dass
sie mit den entsprechenden Ventil-Drehwellen 21 verbunden
werden können. Ferner sind diese Verbindungseinheiten 40 – wie
in 3 gezeigt – vorzugsweise so gestaltet,
dass sie in der Lage sind, simultan durch ein einzelnes bzw. genau
ein Antriebsrad 31 getrieben zu werden, welches durch eine bzw.
genau eine Antriebseinrichtung getrieben wird. Zurzeit kann jede
Gelenkeinrichtung 40 mit einer Phasendifferenz entsprechend
der Periode, in der die Ansaugöffnungen 11 geöffnet
und geschlossen werden, getrieben werden. Vorzugsweise wird die
Antriebswelle 41 jeder Gelenkeinrichtung simultan durch
das Antriebsrad 31 getrieben, und zwar derart, dass jede
Verbindungseinheit 40 getrieben wird.
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Die 5 und 6 sind
perspektivische Draufsichten und Unteransichten, die einen Impulslader
entsprechend verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung zeigen. Die 7 und 8 sind Draufsichten
und Frontansichten des Impulsladers gemäß 5 bzw. 6.
Die 9 und 10 sind perspektivische Ansichten
einer Verbindungseinheit und einer Hebeleinheit des Impulsladers
aus 5 und 6. Die 11 und 12 sind
Betriebsdiagramme, die den Impulslader gemäß 5 bzw. 6 zeigen.
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Wie
in 5 bis 10 gezeigt ist, ist der Impulslader
für einen Kraftfahrzeugmotor entsprechend dieser beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so gestaltet,
dass ein Montagerahmen 300 fest auf der einen Seite eines
nicht gezeigten Zylinderkopfes, die einer Seite des Impulsblockes 100 entspricht,
montiert ist. Der Montagerahmen 300 umfasst einen äußeren
Rahmen F1 und einen inneren Rahmen F2.
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Der
Montagerahmen 300 ist mit einer Verbindungseinheit 500 entsprechend
anderen verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ausgestattet. Die Verbindungseinheit 500 umfasst eine
Antriebswelle S1, die auf dem äußeren Rahmen F1
installiert ist, und eine getriebene Welle S2 und erste und zweiten
Ausgangswellen S3 und S4, die auf dem inneren Rahmen F2 installiert
sind. Ferner umfasst die Verbindungseinheit 500 eine Vielzahl
von Verbindungsgliedern, die durch die Antriebswelle und die getriebene
Welle S1 und S2 und durch die ersten und zweiten Ausgangswellen
S3 und S4 miteinander verbunden sind und ein Drehmoment der treibenden Welle
S1, die durch eine (nicht gezeigte) Antriebseinrichtung als lineare
bzw. linear wirkende bzw. seitlich wirkende bzw. seitliche Kraft
(kurz: seitliche Kraft) (die in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
aufgebracht wird), durch eine Stange bzw. Gleitschiene bzw. Leitstange
(kurz: Leitstange) 110 ausgegeben wird.
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Im
Detail ist die Gelenkeinrichtung 500 so gestaltet, dass
die Antriebswelle S1 auf einer Seite des äußeren
Rahmens F1 des Montagerahmens 300 montiert ist, dass die
getriebene Welle S2 auf einer Seite, d. h. auf einer inneren Seitenwand
des inne ren Rahmens F2 des Montagerahmens montiert ist, und dass
die Ausgangswelle 53 und die zweite Ausgangswelle S4 auf
einer äußeren Seitenwand des inneren Rahmens F2
montiert ist, um einander gegenüber zu liegen.
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Ein
Antriebsrad 130 ist auf der Antriebswelle S1 montiert,
um einer äußeren Seitenwand des äußeren
Rahmens F1 gegenüberzuliegen. Das Antriebsrad 130 ist
so gestaltet, um das Drehmoment der (nicht gezeigten) Nockenwelle
als Antriebseinrichtung durch einen (nicht gezeigten) Antriebsriemen
aufzunehmen.
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Ein
erstes Verbindungsglied L1 ist fest an der Antriebswelle S1 an einem
ihrer Enden montiert, um der inneren Seitenwand des äußeren
Rahmens F1 gegenüberzuliegen, und ein zweites Verbindungsglied
L2 ist drehbeweglich an dem anderen Ende des ersten Verbindungsglieds
L1 über einen Gelenk- bzw. Verbindungsglied-Bolzen P an
seinem einen Ende montiert.
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Ein
drittes Verbindungsglied L3 ist drehbar an dem äußeren
Rahmen F1 durch die getriebene Welle S2 an einem ihrer Enden montiert,
um der inneren Seitenwand des äußeren Rahmens
F1 gegenüberzuliegen, und das andere Ende des dritten Verbindungsglieds
L3 ist mit dem anderen Ende des zweiten Verbindungsglieds L2 über
einen Verbindungsglied-Bolzen bzw. Gelenkbolzen P (kurz: Verbindungsglied-Bolzen)
verbunden.
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Ein
viertes Verbindungsglied L4 ist drehbar mit dem Verbindungsglied-Bolzen
P verbunden, durch den die anderen Enden der zweiten und dritten Verbindungsglieder
L2 und L3 miteinander an einem Ende davon verbunden sind.
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Die
Verbindungseinheit 500 umfasst ein fünftes Verbindungsglied
L5, das eine C- oder U-Form hat. Ein Ende des fünften Verbindungsglieds
L5 ist drehbar mit dem anderen Ende des vierten Verbindungsglieds
L4 durch einen anderen Gelenkbolzen bzw. Verbindungsglied-Bolzen
(kurz: Verbindungsglied-Bolzen) verbunden, und das andere Ende des fünften
Verbindungsglieds L5 ist über die erste Ausgangswelle F3
drehbar mit dem inneren Rahmen F2 verbunden, um der äußeren
Seitenwand des inneren Rahmens F2 gegenüberzuliegen.
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Ferner
ist ein sechstes Verbindungsglied L6 drehbar mit dem inneren Rahmen
F2 durch die zweite Ausgangswelle S4 an einem Ende davon verbunden,
um der äußeren Seitenwand des inneren Rahmens
F2 gegenüberzuliegen. Ein Ende des fünften Verbindungsglieds
L5 und das andere Ende des sechsten Verbindungsglieds L6 sind mit
entsprechenden gegenüberliegenden Enden des Verbindungsglieds
L7 durch Verbindungsglied-Bolzen P verbunden. Das Verbindungsglied
L7 ist im Wesentlichen in der Mitte seiner oberen Fläche
integral mit der Leitstange 110 verbunden. Dadurch wird
die oben erwähnte Verbindungseinheit 500 konfiguriert.
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Unterdessen
ist der Impulsblock 100 mit Ansaugöffnungen R
versehen, in welchen jeweils ein Impulsventil 900 drehbar
montiert ist, wobei das Impulsventil 900 eine Ventil-Drehwelle
S und eine Klappe B umfasst, die in der Lage ist, die entsprechende Ansaugöffnung
R mittels Rotation der Ventil-Drehwelle S zu öffnen oder
zu schließen.
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Der
Impulsblock 100 ist mit einer Hebeleinheit 700 auf
einem oberen Bereich davon versehen. Die Hebeleinheit 700 ist
mit der Ventil-Drehwelle S der Impulsventile 900 gekoppelt
und öffnet oder schließt die Impulsventile durch
Verwendung einer Seitenkraft der Leitstange 100.
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Im
Detail ist die Hebeleinheit 700, die auf dem oberen Bereich
des Impulsblocks 100 installiert ist, so gestaltet, dass
die Ventil-Drehwellen S der Impulsventile 900 mit den Mitten
der jeweiligen Gelenk- bzw. Verbindungsglied-Hebel (kurz: Verbindungsglied-Hebel) 210 gekoppelt
sind, und dass die Verbindungsglied-Hebel 210 mit den Verbindungshebeln 230 gekoppelt
sind, die parallel zueinander durch die Gelenkbolzen H an gegenüberliegenden
Enden davon angeordnet sind.
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Ein
Betätigungshebel 250 ist zwischen der rechten
Seite des Verbindungsglied-Hebels 210 und der Leitstange 110 angeordnet.
Der Betriebshebel 250 ist mit dem rechten Ende der gegenüberliegenden
Verbindungshebel 230 über den rechten Verbindungsglied-Hebel 210 an
einem Ende davon in einem Zustand, in dem die Ventil-Drehwelle S
des Impulsventils 900 auf bzw. in der Mitte des rechten
Verbindungsglied-Hebels 210 montiert ist, verbunden.
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Ferner
ist das andere Ende des Betätigungshebels 250 mit
einem Schlitz 270 versehen, in welchem die Leitstange 110 passt.
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Was
den Betrieb des Impulsladers für einen Kraftfahrzeugmotor
anbetrifft, der die vorerwähnte Konfiguration hat, wird,
was in den 11 und 12 gezeigt
ist, deshalb das Drehmoment der (nicht gezeigten) Nockenwelle, die
durch das Antriebsrad 130 übertragen wird, als
seitliche Kraft an die Hebeleinheit durch die Gelenk- bzw. Verbindungseinheit 500 übertragen.
Die seitliche Kraft, die an die Hebeleinheit 700 übertragen
wird, wird wiederum als ein Drehmoment zu der Ventil-Drehwelle S des
Impulsventils 900 übertragen. Dadurch steuern die
Impulsventile 900 das Öffnen und Schließen
der entsprechenden Ansaugöffnungen R entsprechend der Steuerzeiten
bzw. der Steuerzeiten in Drehrichtung der (nicht gezeigten) Nockenwelle,
wodurch die Volumeneffizienz der Ansaugöffnung verbessert wird.
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In
anderen Worten wird die Gelenk- und/oder Verbindungseinheit 500 in
einer derartigen Weise betrieben, dass die Drehwelle 51 das
erste Verbindungsglied L1 dreht, wenn das Drehmoment der Nockenwelle
an die treibende Welle S1 durch das Antriebsrad 130 übertragen
wird.
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Dann
dreht das zweite Verbindungsglied L2 um die Antriebswelle S1 zwischen
dem ersten Verbindungsglied L1 und dem dritten Verbindungsglied L3,
und dreht dadurch das vierte Verbindungsglied L4, das durch den
Verbindungsglied-Bolzen P verbunden ist, der das zweite Verbindungsglied
L2 und das dritte Verbindungsglied L3 verbindet.
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Deshalb
dreht sich das fünfte Verbindungsglied L5 um die erste
Ausgangswelle S3 in einem vorbestimmten Winkel in einem Zustand,
in dem sie mit dem vierten Verbindungsglied L4 verbunden ist, und überträgt
deshalb die seitliche Kraft an das Verbindungsglied L7, das mit
dem sechsten Verbindungsglied L6 gekoppelt ist.
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Die
seitliche Kraft des Verbindungsglieds L7 wird als Drehmoment an
den Betätigungshebel 250 der Hebeleinheit 700 durch
die Leitstange 110 innerhalb eines vorbestimmten Abschnitts übertragen.
Da der Betätigungshebel 250 wiederholt gedreht
bzw. geschwenkt wird, drehen sich bzw. schwenken der Verbindungsglied-Hebel 210,
die durch die Verbindungshebel 230 gekoppelt sind, wiederholt
innerhalb eines vorbestimmten Winkels.
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Dann
drehen die Impulsventile 900, die mit den entsprechenden
Verbindungsglied-Hebeln 210 durch die entsprechenden Ventil-Drehwellen
S verbunden sind, wiederholt in den entsprechenden Ansaugöffnungen
R, und steuern dadurch das Öffnen und Schließen
der entsprechenden Ansaugöffnungen R.
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Deshalb
ist zu erwarten, dass der Impulslader entsprechend der vorliegenden
Erfindung einen bemerkenswerten Effekt auf das Fahrverhalten in
einem natürlichen Ansaug- bzw. Einlasssystem im unteren
und mittleren Geschwindigkeitsbereich haben wird. Der Impulslader
verstärkt die Flüssigkeit in einer Verbrennungskammer
aufgrund eines scharfen Anstiegs in der Flussrate von angesaugter
Luft, wenn die Impulsventile geöffnet sind, so dass es
vorteilhaft ist, die Verbrennungscharakteristiken zu verbessern, die
im unteren und hohen Geschwindigkeitsbereich Probleme verursachen
(z. B. Klopfen bei schneller Verbrennung), zu verbessern. Wenn eine
bestehende Vorrichtung wie ein stetig veränderbare Ventil-Steuerzeitenmechanismus
(CVVT-Mechanismus, mit "CVVT" vom englischsprachigen Fachbegriff "Continuous
Variable Valve Timing") auf einer Antriebseinrichtung montiert wird,
wird dadurch die Lebendsauer des Ventils optimiert und die Volumeneffizient
kann bis zu insbesondere 15 Prozent verbessert werden.
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Ferner
ist der Impulslader so gestaltet, dass eine direkte Reibung zwischen
den Impulsventilen 900 und den inneren Wänden
der Ansaugöffnungen R vermieden wird, so dass es vorteilhaft
im Lichte von Lärm und Haltbarkeit ist.
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Für
die Einfachheit der Erläuterung und eine akkurate Definition
in den anhängenden Ansprüchen sind die Begriffe
"obere", "frontal", etc. verwendet, um Merkmale der beispielhaften
Ausführungsformen zu beschreiben mit Bezug auf die Positionen
solcher Merkmale, wie sie in den Fig. gezeigt sind.
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Die
vorangehende Beschreibung von speziellen beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist zum Zwecke der (insbesondere bildlichen)
Darstellung und Beschreibung dargestellt. Sie sollen nicht als erschöpfend
angesehen werden oder als die Erfindung beschränkend auf
die präzise Form, wie sie offenbart ist, und offensichtlich
sind im Sinne der oberen Lehren viele Modifikationen und Variationen
möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen
wurden gewählt und beschrieben um bestimmte Prinzipien
der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern,
um dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene
beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
zu realisieren und zu benutzen, ebenso wie verschiedene Alternativen
und Modifikation davon. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzbereich
der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente
bestimmt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2007-0131601 [0001]
- - KR 10-2008-0033827 [0001]