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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
zum Ändern der Steuerzeit zum Öffnen und Schließen
eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine
in Übereinstimmung mit einer Betriebsbedingung.
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Bei
einer herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
der Flügelbauart kann sich bekanntlich eine Steuerzeitrolle
synchron mit einer antriebsseitigen Welle einer Kraftmaschine drehen
und treibt die antriebsseitige Welle über eine Kettennuss
eine abtriebsseitige Welle an. Die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung öffnet
und schließt beruhend auf einer Phasendifferenz der abtriebsseitigen
Welle bezüglich der Steuerzeitrolle und der Kettennuss
ein Einlass- und/oder Auslassventil.
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Die
in der
JP 3567551 B offenbarte
Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung weist eine scheibenförmige
Platte auf, die eine Vorsprungsfläche hat und zwischen
einem Flügelrotor und einem Gehäuse vorgesehen
ist. Deshalb begrenzt die scheibenförmige Platte in der
Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung eine Leckage von Hydrauliköl
zwischen Öldruckkammern, die durch mehrere Flügel
des Flügelrotors definiert sind. Außerdem hat
die in der
JP 2006-77662
A (entspricht der
US
7066122 ) beschriebene Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
einen Flügelrotor oder ein Gehäuse mit einer voll
durchdachten Form, mit der eine Leckage von Hydrauliköl
zwischen Öldruckkammern verringert wird.
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Die
Leckage von Hydrauliköl in den Ventilsteuerzeitverstellvorrichtungen
wird in eine interne Leckage oder eine externe Leckage eingeteilt.
Die interne Leckage ist eine Leckage von Hydrauliköl zwischen
den Öldruckkammern durch einen Zwischenraum zwischen dem
Flügelrotor und dem Gehäuse hindurch und findet
innerhalb der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung statt. Die externe
Leckage ist eine Leckage von Hydrauliköl zur Außenseite
der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung durch einen Zwischenraum
zwischen (a) dem Gehäuse und (b) einem Wellenbauteil hindurch,
das innerhalb des Gehäuses gelagert ist.
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Die
in der
JP 3567551 B und
JP 2006-77662 A beschriebenen
Ventilsteuerzeitverstellvorrichtungen sind dazu in der Lage, die
interne Leckage von Hydrauliköl zu verringern, sie sind
aber nicht dazu im Stande, die externe Leckage zu verringern. Angesichts
der möglichen externen Leckage muss daher die Versorgungsmenge
an Hydrauliköl erhöht werden, damit sich der Flügelrotor
der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung normal oder richtig dreht.
Die Erhöhung der zuzuführenden Menge an Hydrauliköl
erfordert mehr Energie, damit eine Pumpe ausreichend angetrieben
wird, um die höhere Menge an Hydrauliköl zuzuführen.
Die übermäßige Energiezufuhr kann dementsprechend
zu einem Energieverlust der Kraftmaschine führen, wodurch
sich der Kraftstoffverbrauch verschlechtern kann.
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Es
ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
zur Verfügung zu stellen, die dazu in der Lage ist, eine
Leckage eines Arbeitsfluids zur Außenseite zu verringern,
um die Antriebseffizienz zu verbessern.
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Um
dieses Ziel der Erfindung zu erreichen, ist eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
vorgesehen, die an einem Antriebskraftübertragungssystem angebracht
ist, das zum Öffnen und Schließen eines Einlass-
und/oder Auslassventils eine Antriebskraft von einer antriebsseitigen
Welle einer Brennkraftmaschine zu einer abtriebsseitigen Welle überträgt,
und die eine Steuerzeit zum Öffnen und Schließen
des Einlass- und/oder Auslassventils verstellt, wobei die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
ein Gehäuse, einen Flügelrotor, mindestens ein
Wellenbauteil und mindestens ein ringförmiges Dichtungsbauteil
aufweist. Das Gehäuse kann sich synchron mit der antriebsseitigen
Welle drehen und definiert in einer Drehrichtung in einem vorbestimmten
Winkelbereich eine Aufnahmekammer. Der Flügelrotor kann
sich synchron mit der abtriebsseitigen Welle drehen und unterteilt
die Aufnahmekammer in eine Verzögerungskammer und eine
Vorlaufkammer. Der Flügelrotor kann sich beruhend auf dem
Druck eines Arbeitsfluids, das der Verzögerungskammer und
der Vorlaufkammer zugeführt wird, bezüglich des
Gehäuses in einer Verzögerungsrichtung oder in
einer Vorlaufrichtung drehen. Das mindestens eine Wellenbauteil ist
auf einer zur abtriebsseitigen Welle gewandten ersten Seite des
Flügelrotors und/oder einer zur ersten Seite entgegengesetzten
zweiten Seite des Flügelrotors vorgesehen. Das mindestens
eine Wellenbauteil kann sich synchron mit der abtriebsseitigen Welle
und dem Flügelrotor drehen und ist innerhalb des Gehäuses
gelagert. Das mindestens eine ringförmige Dichtungsbauteil
ist zwischen dem mindestens einem Wellenbauteil und dem Gehäuse
vorgesehen und begrenzt eine Leckage von Arbeitsfluid von der Aufnahmekammer
zur Außenseite des Gehäuses.
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Ein
besseres Verständnis der Erfindung sowie ihrer zusätzlichen
Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile ergibt sich aus der folgenden
Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den
beigefügten Zeichnungen, die Folgendes zeigen:
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1 ist
eine schematische Zeichnung, die den Aufbau einer Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung und
ihrer Öldurchlässe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1;
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die übertrieben Formmerkmale
von Teilen der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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4 ist
eine schematische Schnittansicht, die übertrieben Formmerkmale
von Teilen einer Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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5 ist
eine schematische Zeichnung, die den Aufbau einer Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung und
ihrer Öldurchlässe gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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6 ist
eine schematische Schnittansicht, die übertrieben Formmerkmale
von Teilen der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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7 ist
eine schematische Schnittansicht, die übertrieben Formmerkmale
von Teilen einer Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; und
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8 ist
ein Diagramm, das Messergebnisse einer Leckage von Hydrauliköl
bei einer herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
und der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnung werden nun mehrere
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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In
den 1 bis 3 ist eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt. Die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des
ersten Ausführungsbeispiels ist eine ölbetätigte
Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung, die Hydrauliköl, das
als Arbeitsfluid dient, zur Verstellung einer Ventilsteuerzeit eines
Auslassventils verwendet.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung 10 ein
Gehäuse 20 und einen Flügelrotor 50 auf.
Das Gehäuse 20 umfasst ein Plattengehäuse 21,
ein Schuhgehäuse 22 und eine Kettennuss 23.
Das Plattengehäuse 21 und das Schuhgehäuse 22 sind
miteinander als Einheit ausgebildet und sind mit der Kettennuss 23 durch Schrauben 12 konzentrisch
verbunden. Außerdem ist in das Schuhgehäuse 22 und
die Kettennuss 23 ein Positionierstift 6 eingepasst,
so dass das Schuhgehäuse 22 und die Kettennuss 23 an
bestimmten Positionen positioniert sind. Die Kettennuss 23 weist an
ihrem Außenumfang ein Zahnrad 231 auf.
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Um
das Zahnrad 231 ist eine (nicht gezeigte) Kette gewickelt.
Mit anderen Worten ist das Zahnrad 231 des Gehäuses 20 über
die Kette mit einer Kurbelwelle verbunden, die als eine antriebsseitige
Welle einer Kraftmaschine dient. Dadurch nimmt das Gehäuse 20 eine
Antriebskraft von der Kurbelwelle auf und kann sich mit der Kurbelwelle
synchron drehen. Das Gehäuse 20 dreht sich, wie
in 2 gezeigt ist, im Uhrzeigersinn.
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Eine
Nockenwelle 15, die in 1 gezeigt
ist und als eine abtriebsseitige Welle dient, nimmt die Antriebskraft
der Kurbelwelle über das Gehäuse 20, den
Flügelrotor 50 und einen Wellenzapfen 16 auf. Die
Nockenwelle 15 öffnet und schließt ein
(nicht gezeigtes) Auslassventil. Der Wellenzapfen 16, der
als ein Wellenbauteil dient, ist zwischen dem Flügelrotor 50 und
der Nockenwelle 15 vorgesehen. Der Flügelrotor 50,
der Wellenzapfen 16 und die Nockenwelle 15 sind
miteinander durch eine Schraube 14 konzentrisch verbunden.
In den Flügelrotor 50 und den Wellenzapfen 16 ist
ein Positionierstift 7 eingepasst, so dass der Flügelrotor 50 in
der Drehrichtung bezogen auf den Wellenzapfen 16 positioniert
ist. Außerdem ist in den Wellenzapfen 16 und die
Nockenwelle 15 ein anderer (nicht gezeigter) Positionierstift
eingepasst, so dass der Wellenzapfen 16 in der Drehrichtung
bezogen auf die Nockenwelle 15 positioniert ist.
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Aufgrund
des obigen Aufbaus können sich der Flügelrotor 50,
der Wellenzapfen 16 und die Nockenwelle 15 bezogen
auf das Gehäuse 20 konzentrisch drehen. Die Nockenwelle 15,
der Wellenzapfen 16, der Flügelrotor 50 und
das Gehäuse 20 drehen sich, wenn sie in der durch
den Pfeil X angegebenen Richtung betrachtet werden, im Uhrzeigersinn.
Die Drehrichtung ist bezüglich der Kurbelwelle als eine Vorlaufrichtung
der Nockenwelle 15 definiert.
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Der
mit der Nockenwelle 15 verbundene Wellenzapfen 16 ist
in der Kettennuss 23 untergebracht und kann sich bezüglich
der Kettennuss 23 mit einer vorbestimmten Phasendifferenz
drehen. Der Wellenzapfen 16 hat einen Einführabschnitt,
der in der Kettennuss 23 untergebracht ist, wobei der Einführabschnitt
des Wellenzapfens 16 einen Außendurchmesser hat,
der etwas kleiner als der Innendurchmesser der Kettennuss 23 ist.
Der Wellenzapfen 16 ist innerhalb des Gehäuses 20 in
einem Zustand gelagert, in dem sich ein Teil einer Außenumfangswand
des Wellenzapfens 16 mit einem Teil einer Innenumfangswand
der Kettennuss 23 in Kontakt befindet. Zwischen der Außenumfangswand
des Wellenzapfens 16 und der Innenumfangswand der Kettennuss 23 ist
ein Zwischenraum 111 definiert, der eine allgemein sichelförmige
Form hat, wenn er in einer zur Richtung des Pfeils X entgegengesetzten Richtung
betrachtet wird. Zwischen dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 ist
ein Dichtungsring 30 vorgesehen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, hat das Schuhgehäuse 22 des
Gehäuses 20 eine allgemein rohrförmige
Umfangswand 221 und Schuhe 222, 223, 224, 225,
die von der Umfangswand 221 radial nach innen vorspringen.
Die Schuhe 222, 223, 224, 225 sind
jeweils allgemein trapezförmig ausgebildet und an der Umfangswand 221 in
der Drehrichtung in allgemein gleich großen Abständen
angeordnet. In der Drehrichtung sind zwischen den Schuhen 222, 223, 224, 225 in
vorbestimmten Winkelbereichen vier fächerförmige
Aufnahmekammern 24 definiert, die jeweils Flügel
des Flügelrotors 50 aufnehmen.
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Der
Flügelrotor 50 hat einen Nabenabschnitt 51 und
Flügel 52, 53, 54, 55,
die an einer Außenumfangsseite des Nabenabschnitts 51 in
der Drehrichtung in allgemein gleich großen Abständen
angeordnet sind. Der Flügelrotor 50 ist innerhalb
des Gehäuses 20 untergebracht und kann sich bezüglich
des Gehäuses 20 drehen. Die Flügel 52, 53, 54, 55 sind jeweils
drehbar in der entsprechenden Aufnahmekammer 24 untergebracht.
Dabei sollte beachtet werden, dass der Außendurchmesser
jedes Flügels des Flügelrotors 50 so
gestaltet ist, dass er kleiner als ein Innendurchmesser der Umfangswand 221 des Schuhgehäuses 22 ist.
Außerdem hat der Nabenabschnitt 51 des Flügelrotors 50 einen
Außendurchmesser, der so gestaltet ist, dass er kleiner
als ein Innendurchmesser jedes Schuhs des Schuhgehäuses 22 ist.
Dadurch wird die Außenumfangswand des Flügelrotors 50 darin
eingeschränkt, auf der Innenumfangswand des Schuhgehäuses 22 zu
gleiten.
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Die
Flügel 52, 53, 54, 55 unterteilen
die entsprechende Aufnahmekammer 24 jeweils in (a) eine als
Verzögerungskammer dienende Verzögerungsöldruckkammer
und (b) eine als Vorlaufkammer dienende Vorlauföldruckkammer.
Mit anderen Worten ist zwischen dem Schuh 222 und dem Flügel 52 eine Verzögerungsöldruckkammer 81 definiert.
Zwischen dem Schuh 223 und dem Flügel 53 ist
eine Verzögerungsöldruckkammer 82 definiert.
Zwischen dem Schuh 224 und dem Flügel 54 ist
eine Verzögerungsöldruckkammer 83 definiert.
Zwischen dem Schuh 225 und dem Flügel 55 ist
eine Verzögerungsöldruckkammer 84 definiert.
Außerdem ist zwischen dem Schuh 225 und dem Flügel 52 eine
Vorlauföldruckkammer 91 definiert. Zwischen dem
Schuh 222 und dem Flügel 53 ist eine
Vorlauföldruckkammer 92 definiert. Zwischen dem
Schuh 223 und dem Flügel 54 ist eine
Vorlauföldruckkammer 93 definiert. Zwischen dem
Schuh 224 und dem Flügel 55 ist eine
Vorlauföldruckkammer 94 definiert.
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Zwischen
dem Gehäuse 20 und dem Flügelrotor 50 sind
mehrere Dichtungsstücke 17 vorgesehen. Genauer
gesagt ist das Dichtungsstück 17 zwischen der
Umfangswand 221 des Schuhgehäuses 22 und
jedem Flügel 52, 53, 54, 55 vorgesehen.
Außerdem ist das Dichtungsstück 17 zwischen
dem Nabenabschnitt 51 des Flügelrotors 50 und
jedem Schuh 222, 223, 224, 225 vorgesehen.
Das Dichtungsstück 17 ist in eine auf dem Flügel 52, 53, 54 und 55 ausgebildete
Nut eingepasst und ist auch in eine auf der Außenumfangswand
des Nabenabschnitts 51 ausgebildete Nut eingepasst. Das
Dichtungsstück 17 wird zum Beispiel durch eine
Feder gegen die Innenumfangswand der Umfangswand 221 des
Schuhgehäuses 22 oder gegen die Innenumfangswand
der Schuhe 222, 223, 224, 225 gedrückt. Aufgrund
des obigen Aufbaus halten die Dichtungsstücke 17 die
Verzögerungsöldruckkammern 81 bis 84 und
die Vorlauföldruckkammern 91 bis 94 fluiddicht,
wodurch sie eine Leckage von Hydrauliköl zwischen jeder
Verzögerungsöldruckkammer und der benachbarten
Vorlauföldruckkammer verringern.
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Wie
in 1 gezeigt ist, definiert der Flügel 52 des
Flügelrotors 50 ein Bohrloch 521, das
innerhalb des Flügels 52 axial von einer Endfläche
des Flügels 52 bis zu seiner Mitte verläuft,
aber nicht durch den Flügel 52 hindurch geht,
so dass es sich an der anderen Endfläche des Flügels 52 öffnet.
Die oben genannte Endfläche des Flügels 52 liegt
der Kettennuss 23 gegenüber. Aufgrund dieses Aufbaus ist
auf einer Seite des Bohrlochs 521 beziehungsweise an der
anderen Endfläche des Flügels 52 zum Plattengehäuse 21 hin
ein Bodenabschnitt 522 ausgebildet. In das Bohrloch 521 ist ein
rohrförmiges Bauteil 523 eingepasst. Das rohrförmige
Bauteil 523 hat eine allgemein hohlzylinderförmige
Form und definiert auf seiner Umfangswand ein Loch 524.
Das Loch 524 verläuft radial durch die Umfangswand,
so dass es für eine Verbindung zwischen der Innenseite und
Außenseite des rohrförmigen Bauteils 523 sorgt. In
dem rohrförmigen Bauteil 523 sind ein Sperrkolben 100 und
eine Feder 101 untergebracht, die als ein Begrenzungsbauteil
dienen. Der Sperrkolben 100 hat eine allgemein hohlzylinderförmige
Form und ist in dem rohrförmigen Bauteil 523 so
untergebracht, dass er sich axial hin und her bewegen kann. Die
Feder 101 hat einen axialen Endabschnitt, der den Bodenabschnitt 522 berührt,
während der andere axiale Endabschnitt den Sperrkolben 100 berührt.
Die Feder 101 ist eine Kompressionsspiralfeder und übt
eine Kraft aus, die in entgegengesetzte Längsrichtungen wirkt.
Aufgrund dieser Federkraft drängt die Feder 101 den
Sperrkolben 100 zur Kettennuss 23 hin.
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Die
Kettennuss 23 definiert eine Vertiefung 232, in
die ein als Passabschnitt dienender Passring 102 pressgepasst
ist. Der Sperrkolben 100 passt in den Passring 102 hinein.
Der Sperrkolben 100 und der Passring 102 haben
Passteile, die zueinander passen, wobei die Passteile sich verjüngende
Formen haben. Dadurch passt der Sperrkolben 100 problemlos
in den Passring 102 hinein. Der Sperrkolben 100 und
die Kettennuss 23 definieren zwischen sich eine Öldruckkammer 103,
und an einem Außenumfang des Sperrkolbens 100 und
dem Innenumfang des rohrförmigen Bauteils 523 ist
eine Öldruckkammer 104 definiert. Hydrauliköl,
das der Öldruckkammer 103 und der Öldruckkammer 104 zugeführt
wird, bringt auf den Sperrkolben 100 in einer solchen Richtung
Druck auf, dass sich der Sperrkolben 100 von dem Passring 102 löst.
In Übereinstimmung mit dem Gleichgewicht zwischen (a) der
Drängkraft durch die Feder 101 und (b) der durch die Öldruckkammer 103 und
die Öldruckkammer 104 aufgebrachten Kraft steht
der Sperrkolben 100 mit dem Passring 102 im Eingriff
oder löst sich von ihm. Wie in 2 gezeigt ist,
steht die Öldruckkammer 103 mit der Verzögerungsöldruckkammer 81 über
einen Durchlass 525 in Verbindung, während die Öldruckkammer 104 mit der
Verzögerungsöldruckkammer 81 über
das Loch 524 und einen Durchlass 526 in Verbindung
steht.
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2 zeigt
einen Zustand, in dem der Flügelrotor 50 bezüglich
des Schuhgehäuses 22 vollständig vorläuft.
Da der Sperrkolben 100 in diesem vollen Vorlaufzustand
in den Passring 102 eingepasst ist, ist der Flügelrotor 50 mit
der Kettennuss 23 verbunden, wodurch er eingeschränkt
wird, sich bezogen auf die Kettennuss 23 zu drehen. Dadurch kann
sich der Flügelrotor 50 synchron mit der Kettennuss 23 oder
mit anderen Worten mit dem Gehäuse 20 drehen.
In diesem Fall berührt der Flügel 52 eine Seitenfläche
des Schuhs 222. Dementsprechend werden der Flügelrotor 50 und
das Gehäuse 20 auch dann, wenn die Nockenwelle 15 eine
Drehantriebskraft von der Kurbelwelle aufnimmt und die Nockenwelle 15 daher
Momentumkehrungen in der positiven und negativen Richtung aufnimmt,
darin eingeschränkt, sich in Bezug zueinander zu drehen
oder zu schwingen. Dadurch wird das Entstehen von Geräuschen,
die durch den Kontakt zwischen dem Flügelrotor 50 und
dem Gehäuse 20 hervorgerufen werden, wirksam eingeschränkt.
Wenn sich der Sperrkolben 100 vom Passring 102 löst,
geht die Verbindung zwischen dem Flügelrotor 50 und
der Kettennuss 23 verloren, wodurch der Flügelrotor 50 in
die Lage versetzt wird, sich bezogen auf das Schuhgehäuse 22 in einem
Winkelbereich von einer vollen Vorlaufposition bis zu einer vollen
Verzögerungsposition zu drehen.
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Wie
in 1 gezeigt ist, pumpt eine Ölpumpe 1,
die als eine Fluidversorgungspumpe dient, Hydrauliköl aus
einem Öltank 2 und führt das Hydrauliköl
einem Versorgungsdurchlass 3 zu. Zwischen der Nockenwelle 15 und
der Ölpumpe 1, ist ein Schaltventil 70 vorgesehen,
das ein bekanntes Magnetventil ist. Genauer gesagt ist das Schaltventil 70 zwischen
(a) einer von dem Versorgungsdurchlass 3 und einem Ablaufdurchlass 4 gebildeten
Gruppe und (b) einer von einem Verzögerungsdurchlass 80 und
einem Vorlaufdurchlass 90 gebildeten anderen Gruppe vorgesehen.
Das Schaltventil 70 weist einen Solenoidansteuerungsabschnitt 71 und
einen Kolben 72 auf. Das Schaltventil 70 wird über
den Solenoidansteuerungsabschnitt 71 von einer elektronischen
Steuerungseinrichtung (ECU) 5 aus mit einem elektrischen Antriebsstrom
versorgt. Der elektrische Antriebsstrom wird bezüglich
der relativen Einschaltdauer gesteuert. Das Schaltventil 70 wird
somit beruhend auf dem elektrischen Antriebsstrom umgeschaltet oder gesteuert,
wodurch der Kolben 72 des Schaltventils 70 beruhend
auf der relativen Einschaltdauer des elektrischen Antriebsstroms
verschoben wird. Das Schaltventil 70 steuert beruhend auf
der Position des Kolbens 72 die Zufuhr an Hydrauliköl
zu den Verzögerungsöldruckkammern 81, 82, 83, 84 und
zu den Vorlauföldruckkammern 91, 92, 93, 94.
Außerdem wird das Schaltventil 70 so geschaltet,
dass beruhend auf der Position des Kolbens 72 die Abgabe
von Hydrauliköl aus den Verzögerungsöldruckkammern 81, 82, 83, 84 und
aus den Vorlauföldruckkammern 91, 92, 93, 94 gesteuert
wird. Diese Schaltsteuerung ermöglicht es dem Schaltventil 70,
zwischen einem ersten Zustand 701, einem zweiten Zustand 702 und einem
dritten Zustand 703 geschaltet zu werden. Die ersten bis
dritten Zustände 701 bis 703 werden später
beschrieben. Wenn sich das Schaltventil 70 im ersten Zustand 701 befindet,
ist das Schaltventil 70 von der Stromquelle getrennt.
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Die
Nockenwelle 15 hat eine Außenumfangswand, die
von einem (nicht gezeigten) Lager gelagert ist, wobei auf der Außenumfangswand
ringförmige Durchlässe 151, 152 definiert
sind. Der ringförmige Durchlass 151 ist mit dem
Verzögerungsdurchlass 80 verbunden, während
der ringförmige Durchlass 152 mit dem Vorlaufdurchlass 90 verbunden
ist. Innerhalb der Nockenwelle 15, des Wellenzapfens 16 und
des Nabenabschnitts 51 sind axial vier Verzögerungsdurchlässe 85 ausgebildet,
von denen jeder für eine Verbindung zwischen der Nockenwelle 15,
dem Wellenzapfen 16 und dem Nabenabschnitt 51 sorgt.
Die Verzögerungsdurchlässe 85 stehen
mit dem ringförmigen Durchlass 151 in Verbindung.
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In
der Nockenwelle 15 ist ein Vorlaufdurchlass 95 definiert,
der den ringförmigen Durchlass 152 mit der Seite
der Nockenwelle 15 neben dem Wellenzapfen 16 verbindet.
Zwischen (a) einer Innenumfangswand 161 des Wellenzapfens 16 und
(b) einer Außenumfangswand der Schraube 14 ist
ein Vorlaufdurchlass 96 definiert, der eine allgemein hohlzylinderförmige
Form hat. Der Wellenzapfen 16 hat wie gesagt eine allgemein
hohlzylinderförmige Form. Außerdem ist zwischen
einer Innenumfangswand 511 des Nabenabschnitts 51 und
einer Außenumfangswand der Schraube 14 ein Vorlaufdurchlass 97 definiert,
der eine allgemein hohlzylinderförmige Form hat. Der Nabenabschnitt 51 hat
wie gesagt eine allgemein hohlzylinderförmige Form. Der
Vorlaufdurchlass 96 verbindet den Vorlaufdurchlass 95 mit
dem Vorlaufdurchlass 97.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind in dem Nabenabschnitt 51 vier
Verzögerungsdurchlässe 86 definiert,
die die Verzögerungsdurchlässe 85 jeweils
mit den Verzögerungsöldruckkammern 81 bis 84 verbinden.
Aufgrund dieses Aufbaus steht der Verzögerungsdurchlass 80 über
den ringförmigen Durchlass 151 und die Verzögerungsdurchlässe 85, 86 mit
jeder Verzögerungsöldruckkammer 81 bis 84 in
Verbindung. Außerdem sind in dem Nabenabschnitt 51 vier Vorlaufdurchlässe 98 definiert,
die den Vorlaufdurchlass 97 mit jeder Vorlauföldruckkammer 91 bis 94 verbinden.
Aufgrund dieses Aufbaus ist der Vorlaufdurchlass 90 über
den ringförmigen Durchlass 152 und die Vorlaufdurchlässe 95, 96, 97, 98 mit
jeder Vorlauföldruckkammer 91 bis 94 verbunden.
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Als
nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 und 3 der
Dichtungsring 30 beschrieben. Dabei sollte beachtet werden,
dass 3 eine schematische Schnittansicht der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung 10 ist
und jedes Bauteil mit einem anderen Abmessungsverhältnis
als dem tatsächlichen Verhältnis zeigt, so dass
die Formmerkmale des Bauteils hervorgehoben sind.
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Der
Dichtungsring 30, der als ein Dichtungsbauteil dient, besteht
aus Harz und ist beispielsweise zu einer allgemein kreisringförmigen
Form ausgebildet, wobei er, wie in den 1 und 3 gezeigt
ist, zwischen dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 vorgesehen
ist. Der Dichtungsring 30 hat eine Innenumfangswand, die
die Außenumfangswand des Wellenzapfens 16 über
die gesamte Umfangslänge des Wellenzapfens 16 fluiddicht
berührt. Auf der Innenumfangswand der Kettennuss 23,
die der Außenumfangswand des Wellenzapfens 16 gegenüberliegt, ist
eine Nut 233 ausgebildet, die eine Kreisringform hat. Die
Nut 233 nimmt einen Außenumfangskantenabschnitt
des Dichtungsrings 30 auf.
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In
einem Zustand, in dem der Wellenzapfen 16 innerhalb des
Gehäuses 20 gelagert ist oder von ihm drehbar
getragen wird, ist zwischen der Außenumfangswand des Wellenzapfens 16 und
der Innenumfangswand der Kettennuss 23 ein Zwischenraum 111 definiert.
Der Zwischenraum 111 hat eine allgemein sichelförmige
Form, wenn er in der Richtung Y in 3 betrachtet
wird. Der Dichtungsring 30 hat in der Radialrichtung eine
Abmessung oder Breite W, und der Zwischenraum 111 hat eine
maximale Abmessung oder Breite C, die in der Radialrichtung des Wellenzapfens 16 zwischen
den Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 maximal
gemessen wird. Die Breite W des Dichtungsrings 30 ist so
gestaltet oder festgelegt, dass sie die Beziehung C < W erfüllt.
Aufgrund dieses Aufbaus wird eine Leckage von Hydrauliköl
durch den Zwischenraum 111 von der Innenseite des Gehäuses 20 zur
Außenseite des Gehäuses 20 verringert.
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Die
(nicht gezeigte) Kette ist wie gesagt um das Zahnrad 231 der
Kettennuss 23 gewickelt. Dadurch wird in einem Zustand,
in dem der Wellenzapfen 16 innerhalb des Gehäuses 20 gelagert
ist, über die Kettennuss 23 eine Zugkraft der
Kette als Traglast auf die Außenumfangswand des Wellenzapfens 16 aufgebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel hat die Nut 233 in
der Radialrichtung eine Abmessung oder Tiefe D, während
die Breite W des Dichtungsrings 30 so gestaltet ist, dass
sie die Beziehung W ≤ D erfüllt. Daher wird die
Traglast in einem Zustand, in dem der Wellenzapfen 16 innerhalb
des Gehäuses 20 gelagert ist, auf eine von dem
Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 gebildete
Gruppe oder auf sowohl eine von dem Wellenzapfen 16 und
dem Dichtungsring 30 gebildete erste Gruppe als auch eine von
dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 gebildete
zweite Gruppe aufgebracht. Dadurch wird die Traglast darin eingeschränkt, übermäßig
und ausschließlich auf den Dichtungsring 30 aufgebracht
zu werden, wodurch ein anormaler Verschleiß des Dichtungsrings 30 wirksam
begrenzt wird.
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Als
nächstes wird die Funktionsweise der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung 10 beschrieben.
- (1) Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, bewirkt die Drehung der Kurbelwelle, falls beim Start der Kraftmaschine
kein Hydrauliköl von der Ölpumpe 1 in
die Öldruckkammern 103, 104 eingelassen worden
ist, dass sich der Flügelrotor 15 bezogen auf
das Schuhgehäuse 22 an der vollen Vorlaufposition
befindet. Außerdem bewirkt zu diesem Zeitpunkt die Drängkraft
der Feder 101, dass der Sperrkolben 100 in den
Passring 102 eingepasst ist, und bewirkt der Sperrkolben 100,
dass der Flügelrotor 50 mit der Kettennuss 23 verbunden ist.
- (2) Wenn der erste Zustand 701 des Schaltventils 70 gewählt
ist und dadurch Hydrauliköl aus der Ölpumpe 1 gepumpt
wird, fließt Hydrauliköl durch den Vorlaufdurchlass 90,
den ringförmigen Durchlass 152 und die Vorlaufdurchlässe 95, 96, 97, 98 in
die Vorlauföldruckkammern 91, 92, 93, 94. Dann
wirkt der Druck des Hydrauliköls, das in die Vorlauföldruckkammern 91, 92, 93, 94 geflossen ist,
jeweils auf die Seitenflächen der Flügel 52, 53, 54, 55.
Da der Sperrkolben 100 jedoch in den Passring 102 eingepasst
ist, wird der Flügelrotor 50, wie in 2 gezeigt
ist, bezogen auf das Schuhgehäuse 22 an der vollen
Vorlaufposition gehalten. Dadurch werden wirksam Geräusche verhindert,
die hervorgerufen werden, wenn der Flügelrotor 50 mit
dem Schuhgehäuse 22 in Kontakt gebracht wird.
- (3) Wenn der Betrieb des Schaltventils 70 vom ersten
Zustand 701 zum dritten Zustand 703 umgeschaltet
wird, wird Hydrauliköl von der Ölpumpe 1 durch
den Verzögerungsdurchlass 80, den ringförmigen
Durchlass 151 und die Verzögerungsdurchlässe 85, 86 in
die Verzögerungsöldruckkammern 81, 82, 83, 84 eingelassen.
Außerdem wird Hydrauliköl durch den Durchlass 525 in
die Öldruckkammer 103 und durch den Durchlass 526 und
das Loch 524 in die Öldruckkammer 104 eingelassen.
In diesem Zustand wird Hydrauliköl in den Vorlauföldruckkammern 91, 92, 93, 94 in den Öltank 2 abgegeben.
Wenn der Druck des Hydrauliköls, das in die Öldruckkammer 103 und die Öldruckkammer 104 eingelassen
worden ist, zunimmt, wird der Sperrkolben 100 in eine Richtung
verschoben, in der der Sperrkolben 100 gegen die Drängkraft
der Feder 100 zum Plattengehäuse 21 hin
in das Bohrloch 521 gedrückt wird. Dann löst
sich der Sperrkolben 100 vollständig von dem Passring 102,
wodurch die Verbindung des Flügelrotors 50 mit
der Kettennuss 23 aufgehoben wird. Mit anderen Worten wird
die Verbindung zwischen dem Flügelrotor 50 und
der Kettennuss 23 unterbrochen.
Wenn der Druck des
Hydrauliköls, das in die Verzögerungsöldruckkammern 81, 82, 83, 84 gelangt ist,
auf die Seitenflächen der Flügel 52, 53, 54, 55 wirkt,
dreht sich der Flügelrotor 50 bezogen auf das
Schuhgehäuse 22 in der Verzögerungsrichtung,
die in 2 gezeigt ist, wodurch eine Ventilsteuerzeit des
Auslassventils, das durch die Nockenwelle 15 geöffnet
und geschlossen wird, verzögert wird. Wenn die Drehung
des Flügelrotors 50 bezogen auf das Schuhgehäuse 22 bewirkt, dass
der Flügelrotor 50 von der vollen Vorlaufposition
aus versetzt wird, wird der Sperrkolben 100 von dem Passring 102 aus
in der Umfangsrichtung versetzt, wodurch das Einpassen des Sperrkolbens 100 in
den Passring 102 verhindert wird.
- (4) Wenn der Betrieb des Schaltventils 70 erneut zum
ersten Zustand 701 umgeschaltet wird, dreht sich der Flügelrotor 50 bezogen
auf das Schuhgehäuse 22 in der in 2 gezeigten
Vorlaufrichtung, wodurch die Ventilsteuerzeit des Auslassventils,
das durch die Nockenwelle 15 geöffnet und geschlossen
wird, vorläuft. In dem Fall, dass der Betrieb des Schaltventils 70 zum
zweiten Zustand 702 umgeschaltet wird, während
sich der Flügelrotor 50 bezogen auf das Schuhgehäuse 22 in
der Vorlaufrichtung oder in der Verzögerungsrichtung dreht,
wird das Hydrauliköl in den Verzögerungsöldruckkammern 81, 82, 83, 84 und
den Vorlauföldruckkammern 91, 92, 93, 94 darin
eingeschränkt, aus diesen herauszufließen und
in diese hineinzufließen. Dadurch wird der Flügelrotor 50 an
einer Zwischenposition gehalten, wodurch eine geforderte Ventilsteuerzeit
erzielt wird. Diese Zwischenposition ist zum Beispiel eine Position
irgendwo zwischen der vollen Vorlaufposition und der vollen Verzögerungsposition.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist im ersten Ausführungsbeispiel
zwischen dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 der
Dichtungsring 30 mit der Kreisringform vorgesehen. Aufgrund
dieses Aufbaus wird Hydrauliköl in den Verzögerungsöldruckkammern
und Vorlauföldruckkammern, die im Gehäuse 20 definiert
sind, darin eingeschränkt, durch den Zwischenraum 111 zwischen
dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 zur
Außenseite des Gehäuses 20 zu lecken.
Demzufolge ist es möglich, die Versorgungsmenge an Hydrauliköl
zu verringern, die zum Antreiben der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung 10 verwendet
wird. Dadurch ist es möglich, die Antriebseffizienz der
Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung 10 zu erhöhen.
-
Außerdem
ist der Außenumfangskantenabschnitt des Dichtungsrings 30 im
ersten Ausführungsbeispiel in der Nut 233 untergebracht,
die die Kreisringform hat und die an der Innenumfangswand der Kettennuss 23 definiert
ist. Deshalb berührt die Innenumfangswand des Dichtungsrings 30 die
Außenumfangswand des Wellenzapfens 16 fluiddicht über
die gesamte Umfangslänge des Wellenzapfens 16.
Aufgrund dieses Aufbaus wird die Leckage von Hydrauliköl
von der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 wirksam verringert.
-
Darüber
hinaus ist im ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Radialabmessung
oder die Tiefe der an der Innenumfangswand der Kettennuss 23 ausgebildeten
Nut 233 als D definiert ist, die Radialabmessung oder die
Breite des Dichtungsrings 30 als W definiert ist und die
maximale Abmessung des Zwischenraums 111, die in der Radialrichtung
des Wellenzapfens 16 zwischen dem Wellenzapfen 16 und
der Kettennuss 23 gemessen wird, als C definiert ist, die
Beziehung C < W ≤ D
erfüllt. Da die Beziehung C < W erfüllt ist, ist es möglich,
die Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 durch den Zwischenraum 111 zu
verringern. Da außerdem die Beziehung W ≤ D erfüllt
ist, wirkt die Traglast in einem Zustand, in dem der Wellenzapfen 16 innerhalb
des Gehäuses 20 gelagert ist, auf die von dem
Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 gebildete
Gruppe oder auf sowohl die von dem Wellenzapfen 16 und
dem Dichtungsrings 30 gebildete erste Gruppe als auch die
von dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 gebildete zweite
Gruppe. Die Traglast wird daher darin eingeschränkt, allein
auf den Dichtungsring 30 zu wirken, wodurch der Dichtungsring 30 darin
eingeschränkt wird, eine übermäßige
Traglast aufzunehmen. Aufgrund dieses Aufbaus ist es möglich,
den Dichtungsring 30 daran zu hindern, anormal oder übermäßig
zu verschleißen. Demzufolge ist es möglich, die
Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite des Gehäuses 20 zur
Außenseite des Gehäuses 20 zu verringern sowie
den anormalen Verschleiß des Dichtungsrings 30 zu
verhindern.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
4 zeigt
eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 ist
eine schematische Schnittansicht der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei das Abmessungsverhältnis
jedes Bauteils vom tatsächlichen Verhältnis abweicht,
so dass die Formmerkmale der Bauteile hervorgehoben sind. Dabei
sollte beachtet werden, dass das zweite Ausführungsbeispiel
eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels ist, weswegen
die Bauteile der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des zweiten
Ausführungsbeispiels dem Grunde nach die gleichen wie die
Bauteile der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels
sind. Allerdings unterscheiden sich einige Bauteile im zweiten Ausführungsbeispiel
von denen im ersten Ausführungsbeispiel. Gleichartige Bauteile
der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels,
die den Bauteilen der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des ersten
Ausführungsbeispiels gleichen, sind mit denselben Ziffern
bezeichnet, wobei die Beschreibung des entsprechenden Aufbaus entfällt.
-
Ähnlich
wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Wellenzapfen 16 und
der Kettennuss 23 der Dichtungsring 30 vorgesehen.
Der Zwischenraum 111 hat die allgemein sichelförmige Form,
wenn er in der Richtung Y in 4 betrachtet wird.
Falls die Breite des Dichtungsrings 30 in der Radialrichtung
W ist und die maximale Abmessung oder -breite des Zwischenraums 111,
die in der Radialrichtung des Wellenzapfens 16 zwischen
dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 definiert
ist, C ist, ist die Abmessung oder Breite W des Dichtungsrings 30 so
gestaltet, dass sie die Beziehung C < W erfüllt. Aufgrund dieses
Aufbaus ist es möglich, eine Leckage von Hydrauliköl
von der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 durch den Zwischenraum 111 zu
verringern.
-
Falls
die Abmessung oder Tiefe der Nut 162 in der Radialrichtung
D ist, ist die Breite W des Dichtungsrings 30 außerdem
so gestaltet, dass sie die Beziehung W ≤ D erfüllt.
Deswegen wirkt die Traglast in einem Zustand, in dem der Wellenzapfen 16 innerhalb
des Gehäuses 20 gelagert ist, auf die von dem Wellenzapfen 16 und
der Kettennuss 23 gebildete Gruppe oder auf sowohl die
von dem Wellenzapfen 16 und dem Dichtungsring 30 gebildete
erste Gruppe und die von dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 gebildete
zweite Gruppe. Deswegen wird der Dichtungsring 30 daran
gehindert, allein eine übermäßige Traglast
aufzunehmen, wodurch der Dichtungsring 30 wirksam darin
eingeschränkt wird, anormal zu verschleißen.
-
Wie
oben beschrieben wurde ist der Dichtungsring 30 mit der
Kreisringform im zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich
wie im ersten Ausführungsbeispiel zwischen dem Wellenzapfen 16 und
der Kettennuss 23 vorgesehen. Demzufolge ist es möglich, eine
Leckage von Hydrauliköl durch den Zwischenraum 111 von
der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 zu verringern. Deshalb ist es
möglich, die Menge an Hydrauliköl, die zum Antreiben
der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung zugeführt wird,
zu verringern, und dadurch die Antriebseffizienz der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
zu verbessern.
-
Außerdem
ist der Innenumfangskantenabschnitt des Dichtungsrings 30 im
zweiten Ausführungsbeispiel in der Nut 162 untergebracht,
die die Kreisringform hat und an der Außenumfangswand des
Wellenzapfens 16 ausgebildet ist, und die Außenumfangswand
des Dichtungsrings 30 berührt die Innenumfangswand
der Kettennuss 23 fluiddicht über die gesamte
Umfangslänge. Aufgrund dieses Aufbaus ist es möglich,
eine Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite des Gehäuses 20 zur
Außenseite des Gehäuses 20 wirksam zu
verringern.
-
Darüber
hinaus ist im zweiten Ausführungsbeispiel, falls die Tiefe
der an der Außenumfangswand des Wellenzapfens 16 ausgebildeten
Nut 162 D ist, die Breite des Dichtungsrings 30 W
ist und die zwischen dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 definierte
maximale Breite des Zwischenraums 111 C ist, die Beziehung
C < W ≤ D
erfüllt. Aufgrund dieses Aufbaus ist es ähnlich
wie beim ersten Ausführungsbeispiel möglich, eine
Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite des Gehäuses 20 zur
Außenseite des Gehäuses 20 zu verringern
sowie den Dichtungsring 30 wirksam darin einzuschränken,
anormal zu verschleißen.
-
Drittes Ausführungsbeispiel
-
Die 5 und 6 zeigen
eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6 ist
eine schematische Schnittansicht der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
In 6 weicht das Abmessungsverhältnis jedes
Bauteils von seinem tatsächlichen Abmessungsverhältnis
ab, um die Formmerkmale der Bauteile hervorzuheben. Gleichartige
Bauteile der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels,
die den Bauteilen der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des ersten
Ausführungsbeispiels gleichen, sind mit den gleichen Ziffern
bezeichnet, wobei die Beschreibung des entsprechenden Aufbaus entfällt.
-
Im
dritten Ausführungsbeispiel ist, wie in 5 gezeigt
ist, zusätzlich zu dem Wellenzapfen 16, der auf
der zur Nockenwelle 15 gewandten einen Seite des Flügelrotors 50 vorgesehen
ist, auf der zur Nockenwelle 15 entgegengesetzten Seite
des Flügelrotors 50 eine als Wellenbauteil dienende
Buchse 18 vorgesehen. Die Buchse 18 hat eine allgemein hohlzylinderförmige
Form mit einem Bodenabschnitt 181. In dem Bodenabschnitt 181 ist
ein Loch 182 definiert. Die Buchse 18 ist durch
Einführen der Schraube 14 in das Loch 182 mit
der Nockenwelle 15, dem Wellenzapfen 16 und dem
Flügelrotor 50 konzentrisch verbunden. Außerdem
kann sich die Buchse 18 synchron mit der Nockenwelle 15,
dem Wellenzapfen 16 und dem Flügelrotor 50 drehen.
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Die
mit dem Flügelrotor 50 verbundene Buchse 18 wird
von dem Plattengehäuse 21 aufgenommen und kann
sich bezogen auf das Plattengehäuse 21 mit einer
vorbestimmten Phasendifferenz zwischen der Buchse 18 und
dem Plattengehäuse 21 drehen. Die Buchse 18 hat
ein Einführteil, das von dem Plattengehäuse 21 aufgenommen
wird, wobei das Einführteil einen Außendurchmesser
hat, der etwas kleiner als der Innendurchmesser des Plattengehäuses 21 ist.
Die Buchse 18 ist innerhalb des Gehäuses 20 gelagert
oder wird von ihm drehbar getragen, und zwar in einem Zustand, in
dem sich ein Teil der Außenumfangswand mit der Innenumfangswand des
Plattengehäuses 21 in Kontakt befindet. Zwischen
der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 ist ein
Dichtungsring 40 vorgesehen.
-
Der
Dichtungsring 40, als ein Dichtungsbauteil dient, besteht
aus beispielsweise Harz und ist zu einer allgemein kreisförmigen
Form ausgebildet. Wie in den 5 und 6 gezeigt
ist, berührt die Innenumfangswand des Dichtungsrings 40 die
Außenumfangswand der Buchse 18 fluiddicht über
die gesamte Umfangslänge. Auf der Innenumfangswand des Plattengehäuses 21,
die der Außenumfangswand der Buchse 18 gegenüberliegt,
ist eine Nut 211 ausgebildet, die eine Kreisringform hat.
Der Dichtungsring 40 hat einen Außenumfangskantenabschnitt,
der von der Nut 211 aufgenommen wird.
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In
einem Zustand, in dem die Buchse 18 innerhalb des Gehäuses 20 gelagert
ist, ist zwischen der Außenumfangswand der Buchse 18 und
der Innenumfangswand des Plattengehäuses 21 ein
Zwischenraum 112 definiert. Der Zwischenraum 112 hat eine
allgemein sichelförmige Form, wenn er in der Richtung X
in 6 betrachtet wird. Falls der Dichtungsring 40 in
der Radialrichtung eine Abmessung oder Breite W1 hat und der zwischen
der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 definierte
Zwischenraum 112 eine in der Radialrichtung der Buchse 18 maximal
gemessene Abmessung oder Breite C1 hat, ist die Breite W1 des Dichtungsrings 40 so
gestaltet, dass sie die Beziehung C1 < W1 erfüllt. Aufgrund dieses
Aufbaus ist es möglich, eine Leckage von Hydrauliköl
von der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 durch den Zwischenraum 112 zu
verringern.
-
Falls
die Nut 211 in der Radialrichtung eine Abmessung oder Tiefe
D1 hat, ist die Breite W1 des Dichtungsrings 40 außerdem
so gestaltet, dass sie die Beziehung W1 ≤ D1 erfüllt.
Daher wirkt in einem Zustand, in dem die Buchse 18 innerhalb
des Gehäuses 20 gelagert ist, eine Traglast auf
eine von der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 gebildete Gruppe
oder auf sowohl eine von der Buchse 18 und dem Dichtungsring 40 gebildete
erste Gruppe als auch eine von der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 gebildete
zweite Gruppe. Demzufolge ist es möglich, eine Situation
zu verhindern, in dem allein der Dichtungsring 40 eine übermäßige
Traglast aufnimmt, wodurch es möglich ist, den Dichtungsring 40 wirksam
darin einzuschränken, anormal zu verschleißen.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist im dritten Ausführungsbeispiel
zwischen der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 der
Dichtungsring 40 mit der Kreisringform vorgesehen. Dementsprechend
ist es möglich, die Leckage von Hydrauliköl durch
den Zwischenraum 112 von der Innenseite des Gehäuses 20 zur
Außenseite des Gehäuses 20 zu verringern.
Es ist deswegen möglich, die Versorgungsmenge an Hydrauliköl
zum Antreiben der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung zu verringern,
wodurch die Antriebseffizienz der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
verbessert wird.
-
Außerdem
hat der Dichtungsring 40 im dritten Ausführungsbeispiel
einen Außenumfangskantenabschnitt, der von der Nut 211 aufgenommen wird,
die die Kreisringform hat und auf der Innenumfangswand des Plattengehäuses 21 definiert
ist. Die Innenumfangswand des Dichtungsrings 40 berührt die
Außenumfangswand der Buchse 18 fluiddicht über
die gesamte Umfangslänge. Aufgrund dieses Aufbaus ist es
möglich, die Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite
des Gehäuses 20 zur Außenseite des Gehäuses 20 wirksam
zu verringern.
-
Darüber
hinaus erfüllen die Tiefe D1 der auf der Innenumfangswand
des Plattengehäuses 21 definierten Nut 211,
die Breite W1 des Dichtungsrings 40 und die maximale Breite
C1 des zwischen dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 definierten Zwischenraums 112 im
dritten Ausführungsbeispiel die Beziehung C1 < W1 ≤ D1.
Aufgrund dieses Aufbaus ist es möglich, die Leckage von
Hydrauliköl von der Innenseite des Gehäuses 20 zur
Außenseite des Gehäuses 20 durch den
Zwischenraum 112 zu verringern sowie den Dichtungsring 40 wirksam
darin einzuschränken, anormal zu verschleißen.
-
Der
Wellenzapfen 16 und die Buchse 18 sind im dritten
Ausführungsbeispiel wie gesagt innerhalb des Gehäuses 20 gelagert
oder werden von ihm drehbar getragen. Außerdem ist zwischen
dem Wellenzapfen 16 und der Kettennuss 23 der
Dichtungsring 30 und zwischen der Buchse 18 und
dem Plattengehäuse 21 der Dichtungsring 40 vorgesehen. Dadurch
werden sowohl die Leckage von Hydrauliköl durch den Zwischenraum 111 von
der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 als auch die Leckage von Hydrauliköl
durch den Zwischenraum 112 zur Außenseite verringert.
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Viertes Ausführungsbeispiel
-
7 zeigt
eine Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 ist
eine schematische Schnittansicht der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des vierten Ausführungsbeispiels, wobei das Abmessungsverhältnis
jedes Bauteils absichtlich von seinem tatsächlichen Abmessungsverhältnis
abweicht, um die Formmerkmale der Bauteile hervorzuheben. Dabei sollte
beachtet werden, dass das vierte Ausführungsbeispiel eine
Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels ist, weswegen
die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels
dem Grunde nach gleichartige Bauteile wie das dritte Ausführungsbeispiel
enthält. Allerdings hat ein Teil der Bauteile in diesem
Ausführungsbeispiel eine andere Form als im dritten Ausführungsbeispiel.
Gleichartige Bauteile der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung dieses
Ausführungsbeispiels, die den Bauteilen der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des dritten Ausführungsbeispiels gleichen, sind mit denselben
Ziffern bezeichnet, wobei die Beschreibung des entsprechenden Aufbaus
entfällt.
-
Zwischen
der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 ist ähnlich
wie beim dritten Ausführungsbeispiel der Dichtungsring 40 vorgesehen.
Der Dichtungsring 40 hat eine Außenumfangswand,
die die Innenumfangswand des Plattengehäuses 21 über
die gesamte Umfangslänge fluiddicht berührt. Die
Außenumfangswand der Buchse 18 definiert an einem Teil
von ihr, der der Innenumfangswand des Plattengehäuses 21 gegenüberliegt,
eine Nut 183 mit einer Kreisringform. Der Dichtungsring 40 hat
einen Innenumfangskantenabschnitt, der in der Nut 183 untergebracht
ist.
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In
einem Zustand, in dem die Buchse 18 innerhalb des Gehäuses 20 gelagert
ist, ist ähnlich wie beim dritten Ausführungsbeispiel
zwischen der Außenumfangswand der Buchse 18 und
der Innenumfangswand des Plattengehäuses 21 der
Zwischenraum 112 definiert. Der Zwischenraum 112 hat
eine allgemein sichelförmige Form, wenn er in der Richtung
X in 7 betrachtet wird. Falls der Dichtungsring 40 in
der Radialrichtung eine Breite W1 hat und der zwischen der Buchse 18 und
dem Plattengehäuse 21 definierte Zwischenraum 112 die
in der Radialrichtung der Buchse 18 maximal gemessene Breite C1
hat, ist die Breite W1 des Dichtungsrings 40 so gestaltet,
dass sie die Beziehung C1 < W1
erfüllt. Aufgrund dieses Aufbaus ist es möglich,
wirksam eine Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite
des Gehäuses 20 zur Außenseite des Gehäuses 20 durch
den Zwischenraum 112 zu verringern.
-
Falls
die Nut 183 in der Radialrichtung eine Tiefe D1 hat, ist
die Breite W1 des Dichtungsrings 40 außerdem so gestaltet,
dass sie die Beziehung W1 ≤ D1 erfüllt. Dadurch
wirkt in einem Zustand, in dem die Buchse 18 innerhalb
des Gehäuses 20 gelagert ist, eine Traglast auf
die von der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 gebildete
Gruppe oder auf die von der Buchse 18 und dem Dichtungsring 40 gebildete erste
Gruppe und die von der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 gebildete
zweite Gruppe. Demzufolge kann ein Fall verhindert werden, in dem
allein der Dichtungsring 40 eine übermäßige
Traglast aufnimmt, wodurch es möglich ist, den Dichtungsring 40 wirksam
darin einzuschränken, anormal zu verschleißen.
-
8 zeigt
ein Messergebnis einer Leckagemenge von Hydrauliköl bei
der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels und
das einer herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung.
Die herkömmliche Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung ist
zwischen dem Wellenbauteil und dem Gehäuse nicht mit dem
Dichtungsbauteil versehen. Das Diagramm in 8 hat eine
Ordinatenachse, die die Menge des ausgetretenen Hydrauliköls
angibt, und eine Abszissenachse, die die Abmessung eines zwischen
dem Flügelrotor und dem Gehäuse definierten Zwischenraums
in der Längsrichtung angibt. In 8 bezeichnet
die durchgezogene Linie L1 eine externe Leckagemenge, die eine Menge
an Hydrauliköl ist, die zur Außenseite der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des vierten Ausführungsbeispiels austritt. Die durchgezogene
Linie L2 bezeichnet eine Gesamtleckagemenge aus (a) dieser externen
Leckagemenge und (b) einer internen Leckagemenge, die die Menge
an Hydrauliköl ist, die innerhalb der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des vierten Ausführungsbeispiels zwischen den Öldruckkammern
leckt. Im Gegensatz dazu bezeichnet die Strichellinie L3 eine externe
Leckagemenge der herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
an, während die Stricheilinie L4 eine Gesamtleckagemenge
aus dieser externen Leckagemenge und einer internen Leckagemenge
der herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung bezeichnet.
-
Im
Vergleich zwischen L1 und L3 ist die externe Leckagemenge der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des vierten Ausführungsbeispiels gegenüber der
externen Leckagemenge der herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
deutlich geringer. Dies liegt daran, dass es in der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des vierten Ausführungsbeispiels aufgrund des zwischen
dem Wellenbauteil und dem Gehäuse vorgesehenen Dichtungsbauteils
möglich ist, die Leckage von Hydrauliköl durch
den Zwischenraum zwischen dem Wellenbauteil und dem Gehäuse zu
verringern. Dabei sollte beachtet werden, dass die externe Leckagemenge
auch dann konstant ist, wenn in der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
des vierten Ausführungsbeispiels und der herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
die Abmessung des Zwischenraums zwischen dem Flügelrotor
und dem Gehäuse in der Axialrichtung erhöht wird.
-
Der
Vergleich zwischen L2 und L4 zeigt, dass die interne Leckagemenge
in der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels
und der herkömmlichen Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
bei Erhöhung der Abmessung des Zwischenraums zwischen dem
Flügelrotor und dem Gehäuse entsprechend zunimmt.
Allerdings ist in der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung des vierten
Ausführungsbeispiels das zwischen dem Wellenbauteil und
dem Gehäuse vorgesehen Dichtungsbauteil dazu in der Lage,
die externe Leckagemenge an Hydrauliköl zu verringern,
wodurch in der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung die von der internen
Leckagemenge und der externen Leckagemenge gebildete Gesamtleckagemenge
an Hydrauliköl gegenüber der herkömmlichen
Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung deutlich verringert wird.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist im vierten Ausführungsbeispiel ähnlich
wie beim dritten Ausführungsbeispiel zwischen der Buchse 18 und
dem Plattengehäuse 21 der Dichtungsring 40 mit
der Kreisringform vorgesehen. Demzufolge ist es möglich,
die Leckage von Hydrauliköl durch den Zwischenraum 112 von
der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 zu verringern. Dadurch ist es möglich,
die Versorgungsmenge an Hydrauliköl zum Antreiben der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
zu verringern, wodurch die Antriebseffizienz der Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
verbessert wird.
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Außerdem
wird im vierten Ausführungsbeispiel der Innenumfangskantenabschnitt
des Dichtungsrings 40 durch die Nut 183 aufgenommen,
die die Kreisringform hat und auf der Außenumfangswand
der Buchse 18 ausgebildet ist. Die Außenumfangswand
des Dichtungsrings 40 berührt die Innenumfangswand
des Plattengehäuses 21 fluiddicht über
die gesamte Umfangslänge. Aufgrund dieses Aufbaus ist es
möglich, die Leckage von Hydrauliköl von der Innenseite
des Gehäuses 20 zur Außenseite des Gehäuses 20 wirksam
zu verringern.
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Darüber
hinaus erfüllen die Tiefe D1 der auf der Außenumfangswand
der Buchse 18 ausgebildeten Nut 183, die Breite
W1 des Dichtungsrings 40 und die maximale Breite C1 des
zwischen der Buchse 18 und dem Plattengehäuse 21 definierten
Zwischenraums 112 im vierten Ausführungsbeispiel
die Beziehung C1 < W1 ≤ D1.
Aufgrund dieses Aufbaus ist es ähnlich wie beim dritten
Ausführungsbeispiel möglich, die Leckage von Hydrauliköl
von der Innenseite des Gehäuses 20 zur Außenseite
des Gehäuses 20 durch den Zwischenraum 112 zu
verringern sowie den Dichtungsring 40 wirksam darin einzuschränken, anormal
zu verschleißen.
-
Weiteres Ausführungsbeispiel
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das
zwischen dem Wellenbauteil und dem Gehäuse vorgesehene
Dichtungsbauteil wahlweise aus einem anderen Material, etwa aus
einem Metall, bestehen, weswegen das Material des Dichtungsbauteils
nicht auf das Harz beschränkt ist. Selbst in dem obigen
Alternativfall, in dem das Material des Dichtungsbauteils kein Harz
ist, ist es möglich, ähnlich wie bei den obigen
Ausführungsbeispielen die Leckage von Hydrauliköl
von der Innenseite des Gehäuses zur Außenseite
des Gehäuses zu verringern. Außerdem kann in diesem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung der innerhalb
des Gehäuses gelagerte Wellenzapfen als eine Einheit mit der
Nockenwelle vorgesehen sein.
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In
den obigen Ausführungsbeispielen ist das Dichtungsbauteil
entweder nur auf der zur Nockenwelle gewandten Seite des Flügelrotors
zwischen dem Wellenbauteil und dem Gehäuse vorgesehen oder
sind die Dichtungsbauteile an Positionen zwischen dem Wellenbauteil
und dem Gehäuse auf der zur Nockenwelle gewandten Seite
des Flügelrotors und auf der zur Nockenwelle entgegengesetzten
anderen Seite des Flügelrotors vorgesehen. Allerdings kann
das Dichtungsbauteil in diesem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung wahlweise auch nur auf der zur Nockenwelle entgegengesetzten
Seite des Flügelrotors zwischen dem Wellenbauteil und dem
Gehäuse vorgesehen sein.
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Außerdem
ist in den obigen Ausführungsbeispielen die kreisringförmige
Nut auf entweder dem Wellenbauteil oder dem Gehäuse definiert
und wird ein Teil des Dichtungsbauteils von der Nut aufgenommen.
Allerdings kann in diesem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Nut auch auf sowohl dem Wellenbauteil als auch
dem Gehäuse definiert sein.
-
In
den obigen Ausführungsbeispielen wird die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
beim Auslassventil der Kraftmaschine eingesetzt. Allerdings kann in
diesem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung die Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
wahlweise auch beim Einlassventil eingesetzt werden. Dabei sollte
beachtet werden, dass sich die Erfindung auch bei einer Ventilsteuerzeitverstellvorrichtung
einsetzen lässt, die nicht mit dem Sperrkolben versehen
ist.
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Dem
Fachmann werden weitere Vorteile und Abwandlungen ersichtlich sein.
Die Erfindung ist daher in ihrem weiteren Verständnis nicht
auf die angegebenen Einzelheiten, die dargestellten Vorrichtungen
und veranschaulichenden Beispiele beschränkt, die gezeigt
und beschrieben wurden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 3567551
B [0003, 0005]
- - JP 2006-77662 A [0003, 0005]
- - US 7066122 [0003]