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Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2010-0057205 , eingereicht bei dem Koreanischen Patentamt am 16. Juni 2010, wobei durch diese Bezugnahme der gesamte Inhalt von dieser in jeder Hinsicht hier enthalten ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilzeitsteuervorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Ventilzeitsteuervorrichtung, welche ein Öffnen und ein Schließen von Ventilen zeitlich steuern kann.
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Im Allgemeinen ist eine Ventilzeitsteuervorrichtung (CVVT oder Nockenwellenversteller) eine Vorrichtung, welche ein Öffnen und ein Schließen von Ventilen zeitlich steuern kann.
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Eine herkömmliche Ventilzeitsteuervorrichtung benötigt einen relativ kleinen Raum und ist wirtschaftlich.
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Jedoch verwendet eine Ventilzeitsteuervorrichtung Schmieröl eines Motors und dadurch, wenn der Öldruck gering ist, kann eine schnelle und genaue Steuerung nicht mehr gewährleistet werden. Insbesondere in einem Leerlauf, bei hohen Temperaturen, bei einem Startvorgang oder ähnlichem, wenn der Motoröldruck nicht ausreichend ist, kann eine relative Phasenlagenänderung der Nockenwelle nicht erreicht werden, wodurch ein hoher Abgasausstoß erzeugt wird.
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Die Informationen, welche in diesem Hintergrund der Erfindung offenbart sind, dienen lediglich für ein verbessertes Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollte nicht als ein Wissen oder irgendeine Form von Vorschlägen verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, welcher einem Fachmann bereits bekannt ist.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Ventilzeitsteuervorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche den Vorteil aufweist, das Schließen von Ventilen zeitlich steuern zu können ohne der Notwendigkeit von Betriebsöl.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ventilzeitsteuervorrichtung eine Endplatte, welche mit einer Nockenwelle verbunden ist, ein Antriebsritzel, welches die Endplatte dreht, eine erste Reibscheibe, welche koaxial zu der Endplatte angeordnet ist, eine zweite Reibscheibe, welche koaxial zu der Endplatte angeordnet ist, eine erste Bremse, welche wahlweise die erste Reibscheibe bremst, eine zweite Bremse, welche wahlweise die zweite Reibscheibe bremst, und ein Schaltgetriebeabschnitt, welcher eine relative Phasenlage zwischen der Endplatte und dem Antriebsritzel entsprechend einer Bremsbetätigung der ersten Reibscheibe oder der zweiten Reibscheibe ändert, aufweisen.
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Die erste Bremse kann eine erste elektromagnetische Spule sein und die zweite Bremse kann eine zweite elektromagnetische Spule sein, welche wahlweise die erste Reibscheibe oder die zweite Reibscheibe bremsen können.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung kann weiter ein erstes Zahnrad, welches an der ersten Reibscheibe ausgebildet ist, ein zweites Zahnrad, welches an der zweiten Reibscheibe ausgebildet ist, ein Gehäuse, welches mit dem Antriebsritzel verbunden sein kann und in welchem ein Gehäusezahnrad ausgebildet sein kann, aufweisen. Der Schaltgetriebeabschnitt kann eine Schneckenwelle, welche drehbar mit der Endplatte verbunden ist, ein drittes Zahnrad, welches an einem ersten Ende der Schneckenwelle ausgebildet sein kann und mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, ein viertes Zahnrad, welches an einem zweiten anderen Ende der Schneckenwelle ausgebildet sein kann und mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff steht, und ein Schneckenrad, welches drehbar mit der Endplatte verbunden ist und mit der Schneckenwelle und dem Gehäusezahnrad in Eingriff steht, aufweisen.
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Das erste Zahnrad kann ein erstes Antriebskegelzahnrad sein, das zweite Zahnrad kann ein zweites Antriebskegelzahnrad sein, das dritte Zahnrad kann ein erstes angetriebenes Kegelzahnrad sein und das vierte Zahnrad kann ein zweites angetriebenes Kegelzahnrad sein.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung kann weiter eine Auflagerplatte, welche zwischen der ersten Reibscheibe und der zweiten Reibscheibe angeordnet ist, aufweisen.
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Die Schneckenwelle kann drehbar an der Endplatte über ein Schneckenwellengehäuse befestigt sein, wobei das Schneckenwellengehäuse und die Endplatte einstückig ausgebildet sein können, und wobei die erste Reibscheibe und die zweite Reibscheibe drehbar an dem Schneckenwellengehäuse angeordnet sein können.
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Ein gestufter Begrenzungsabschnitt kann an dem Antriebsritzel ausgebildet sein und ein Begrenzungsvorsprungsabschnitt kann an der Endplatte ausgebildet sein, wobei der gestufte Begrenzungsabschnitt und der Begrenzungsvorsprungsabschnitt wahlweise miteinander in Eingriff stehen können, um eine Phasenlagenänderung zwischen dem Antriebsritzel und der Endplatte zu begrenzen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ventilzeitsteuervorrichtung eine Endplatte, welche mit einer Nockenwelle verbunden ist, ein Antriebsritzel, welches die Endplatte dreht, eine Schneckenwelle, welche drehbar mit der Endplatte verbunden ist, ein erstes angetriebenes Kegelzahnrad, welches an einem ersten Ende der Schneckenwelle ausgebildet ist, ein zweites angetriebenes Kegelzahnrad, welches an einem zweiten Ende der Schneckenwelle ausgebildet ist, ein Gehäuse, welches mit dem Antriebsritzel verbunden sein kann und in welchem ein Gehäusezahnrad ausgebildet sein kann, ein Schneckenrad, welches drehbar mit der Endplatte verbunden ist und mit der Schneckenwelle und dem Gehäusezahnrad in Eingriff steht, und einen Phasensteuerabschnitt, welcher wahlweise das erste angetriebene Kegelzahnrad oder das zweite angetriebene Kegelzahnrad dreht, um eine relative Phasenlage zwischen der Endplatte und dem Antriebsritzel zu ändern, aufweisen.
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Der Phasensteuerabschnitt kann eine erste Reibscheibe, welche koaxial zu der Endplatte angeordnet ist, und ein erstes an der ersten Reibscheibe ausgebildetes Antriebskegelzahnrad, welches mit dem ersten angetriebenen Kegelzahnrad in Eingriff steht, eine zweite Reibscheibe, welche koaxial zu der Endplatte angeordnet sein kann, und ein zweites an der zweiten Reibscheibe ausgebildetes Antriebskegelzahnrad, welches in Eingriff mit dem zweiten angetriebenen Kegelzahnrad steht, eine erste Bremse, welche wahlweise die erste Reibscheibe bremst und eine zweite Bremse, welche wahlweise die zweite Reibscheibe bremst, aufweisen.
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Die erste Bremse kann eine erste elektromagnetische Spule sein und die zweite Bremse kann eine zweite elektromagnetische Spule sein, welche wahlweise die erste Reibscheibe oder die zweite Reibscheibe bremsen.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung kann ferner eine Auflagerplatte, welche zwischen der ersten Reibscheibe und der zweiten Reibscheibe angeordnet ist, aufweisen. Die Schneckenwelle kann drehbar an der Endplatte über ein Schneckenwellengehäuse befestigt sein, wobei das Schneckenwellengehäuse und die Endplatte einstückig ausgebildet sein können und wobei die erste Reibscheibe und die zweite Reibscheibe drehbar an dem Schneckenwellengehäuse angeordnet sein können.
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Die erste Reibscheibe und/oder die zweite Reibscheibe können drehbar an dem Schneckenwellengehäuse angeordnet sein. Ein gestufter Begrenzungsvorsprungsabschnitt kann an dem Antriebsritzel ausgebildet sein und ein Begrenzungsabschnitt kann an der Endplatte ausgebildet sein, wobei der gestufte Begrenzungsabschnitt und der Begrenzungsvorsprungsabschnitt wahlweise miteinander in Eingriff stehen können, um eine Phasenlagenänderung zwischen dem Antriebsritzel und der Endplatte zu begrenzen.
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Wie oben beschrieben ist, kann die Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Öffnen und ein Schließen von Ventilen unabhängig von einem Betriebsöldruck zeitlich einstellen, da die Ventilzeitsteuervorrichtung kein Betriebsöl benötigt.
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Wenn eine Einstellung des Öffnens und des Schließens von Ventilen nicht benötigt wird, benötigt die Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung keine Energiezufuhr, so dass die Effizienz, insbesondere die Motoreffizienz, gesteigert werden kann.
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Ebenso kann die Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem einfachen Aufbau hergestellt sein, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche in den hier enthaltenen begleitenden Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, welche zusammen dazu dienen, die wichtigen Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern, deutlicher und klarer werden.
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1 ist eine perspektivische Darstellung einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Querschnittsdarstellung einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 bis 6 sind perspektivische Teilansichten einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht als Maßstab notwendig sind, sondern illustrativ eine vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen der Grundprinzipien der Erfindung darstellen. Die besonderen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, welche zum Beispiel spezielle Abmessungen, Orientierungen, Orte und Formen umfassen, welche hier offenbart sind, werden teilweise durch die entsprechende Anwendungsbestimmung und Verwendungsumgebung bestimmt.
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Die Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf die gleichen oder äquivalenten Teile der verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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Bezug wird nun detailliert auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, Beispiele, welche in den begleitenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dafür bestimmt, nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Verbesserungen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, welche von dem Umfang und dem Gedanken der Erfindung, wie sie in den angehangenen Ansprüchen definiert ist, umfasst sind.
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Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Darstellung einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 ist eine Querschnittsdarstellung einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 bis 6 sind perspektivische Teildarstellungen einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 6 weist eine Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Endplatte 300, welche mit einer Nockenwelle 330 verbunden ist, ein Antriebsritzel 310, welches die Endplatte 300 dreht, eine erste Reibscheibe 130, welche koaxial an der Endplatte 300 angeordnet ist, eine zweite Reibscheibe 140, welche koaxial an der Endplatte 300 angeordnet ist, eine erste Bremse 110, welche wahlweise die erste Reibscheibe 130 bremst, eine zweite Bremse 120, welche wahlweise die zweite Reibscheibe 140 bremst, und einen Schaltgetriebeabschnitt 200, welcher eine relative Phasenlage zwischen der Endplatte 300 und dem Antriebsritzel 310 entsprechend einer Bremsbetätigung der ersten Reibscheibe und der zweiten Reibscheibe ändert, auf.
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Die erste Reibscheibe 130, die zweite Reibscheibe 140, die erste Bremse 110 und die zweite Bremse 120 bilden einen Phasensteuerabschnitt 100 aus.
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Die erste Bremse 110 ist sind eine erste elektromagnetische Spule 110 und die zweite Bremse 120 ist eine zweite elektromagnetische Spule 120, welche wahlweise die erste Reibscheibe 130 oder die zweite Reibscheibe 140 bremsen.
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Die erste elektromagnetische Spule 110 und die zweite elektromagnetische Spule 120 sind innerhalb eines elektromagnetischen Spulengehäuses 160 jeweils über einen elektromagnetischen Spulenfixierbolzen 180 befestigt. Ferner wird über ein Stromkabel 170 Strom zugeführt.
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Die erste elektromagnetische Spule 110 und die zweite elektromagnetische Spule 120 werden durch eine Motorsteuereinheit (ECU), hier nicht gezeigt, gesteuert, wenn ein Öffnen oder ein Schließen der Ventile verhindert oder ermöglicht werden soll, und wenn Strom wahlweise zu der ersten elektromagnetischen Spule 110 oder der zweiten elektromagentischen Spule 120 zugeführt wird, werden wahlweise die erste Reibscheibe 130 oder die zweite Reibscheibe 140 durch die erste elektromagnetische Spule 110 oder die zweite elektromagnetische Spule 120 gebremst.
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Die Betriebsweise einer Motorsteuereinheit ist für einen Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung hierauf verzichtet wird.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung umfasst weiter ein erstes Zahnrad 132, welches an der ersten Reibscheibe 130 ausgebildet ist, ein zweites Zahnrad 142, welches an der zweiten Reibscheibe 140 ausgebildet ist, und ein Gehäuse 320, welches mit dem Antriebsritzel 310 verbunden ist und ein in dem Gehäuse 320 ausgebildetes Gehäusezahnrad 322 aufweist.
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Der Schaltgetriebeabschnitt 200 umfasst eine Schneckenwelle 210, welche an der Endplatte 300 angeordnet ist, ein drittes Zahnrad 230, welches an einem ersten Ende der Schneckenwelle 210 angeordnet ist und mit dem ersten Zahnrad 132 in Eingriff steht, ein viertes Zahnrad 240, welches an einem zweiten Ende der Schneckenwelle 210 angeordnet ist und in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 142 steht und ein Schneckenrad 220, welches mit der Schneckenwelle 210 und dem Gehäusezahnrad 322 in Eingriff steht.
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Das erste Zahnrad 132 ist ein erstes Antriebskegelzahnrad 132, das zweite Zahnrad 142 ist ein zweites Antriebskegelzahnrad 142, das dritte Zahnrad 230 ist ein erstes angetriebenes Kegelzahnrad 230 und das vierte Zahnrad 240 ist ein zweites angetriebenes Kegelzahnrad 240.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung umfasst weiter eine Auflagerplatte 150, welche zwischen der ersten Reibscheibe 130 und der zweiten Reibscheibe 140 angeordnet ist, so dass eine Reibung zwischen der ersten Reibscheibe 130 und der zweiten Reibscheibe 140 reduziert werden kann.
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Die Schneckenwelle 210 ist an der Endplatte 300 über ein Schneckenwellengehäuse 250 befestigt. Das Schneckenwellengehäuse 250 und die Endplatte 300 können einstückig ausgebildet sein.
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Die erste Reibscheibe 130 und die zweite Reibscheibe 140 sind jeweils drehbar an dem Schneckenwellengehäuse 250 angeordnet.
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Ein gestufter Begrenzungsabschnitt 312 ist an dem Antriebsritzel 310 ausgebildet und ein Begrenzungsvorsprungsabschnitt 302 ist an der Endplatte 300 ausgebildet, wobei der gestufte Begrenzungsabschnitt 312 und der Begrenzungsvorsprungsabschnitt 302 eine Phasenlagenänderung zwischen dem Antriebsritzel 310 und der Endplatte 300 begrenzen.
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Nachfolgend wird Bezug nehmend auf die Zeichnungen der Betrieb der Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Das Antriebsritzel 310 ist mit einer Kurbelwelle über einen Riemen oder eine Kette verbunden, um die Nockenwelle 330 zu drehen, und eine Nocke ist an der Nockenwelle 330 angeordnet, um ein Einlassventil oder ein Auslassventil zu öffnen und/oder zu schließen.
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Das Antriebsritzel 310 und die Nockenwelle 330 drehen in einem selbstgesicherten Zustand dadurch, dass sie mit dem Gehäusezahnrad 322, dem Schneckenrad 220 und der Schneckenwelle 210 in Eingriff stehen. Ebenso stehen die erste Reibscheibe 130 und die zweite Reibscheibe 140 in Eingriff mit der Schneckenwelle 210 und werden ebenfalls gedreht.
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Wenn es, entsprechend eines Motorbetätigungszustandes, notwendig ist, die Ventile in ihrer Bewegungsgeschwindigkeit zu bremsen, dreht sich das Antriebsritzel 310, wie in 5 gezeigt ist, im Uhrzeigersinn und die erste elektromagnetische Spule 110 wird mit Strom versorgt und bremst die erste Reibscheibe 130.
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Dann dreht sich das erste angetriebene Kegelzahnrad 230, welches in Eingriff mit dem ersten Antriebskegelzahnrad 132 steht, welches an der ersten Reibscheibe 130 ausgebildet ist, steht, und die Schneckenwelle 210 dreht sich und das Schneckenrad 220 dreht sich im Uhrzeigersinn, so dass die Endplatte 300 sich relativ zu dem Antriebsritzel 310 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
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Dadurch wird dir Phasenlage der Nockenwelle 330 gebremst.
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Im Gegensatz dazu, wenn eine Beschleunigung der Bewegungsgeschwindigkeit der Ventile gewünscht ist, wird der zweiten elektromagnetischen Spule 120 Strom zugeführt, so dass diese die zweite Reibscheibe 140 bremst.
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Dadurch dreht sich das zweite angetriebene Kegelzahnrad 240, welches in Eingriff mit dem zweiten Antriebskegelzahnrad 142 steht, welches an der zweiten Reibscheibe 140 ausgebildet ist, und die Schneckenwelle 210 dreht sich und das Schneckenrad 220 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, so dass die Endplatte 300 im Uhrzeigersinn relativ zu dem Antriebsritzel 310 gedreht wird.
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Dadurch wird die Phasenlage der Nockenwelle 330 gesteigert.
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Wenn eine Phasenänderung der Nockenwelle 330 nicht benötigt wird, realisieren das Schneckenrad 220 und die Schneckenwelle 210 einen selbstsichernden Zustand, so dass zusätzlicher Strom oder Hydraulikdruck nicht benötigt wird, wodurch die Maschineneffizienz bzw. die Motoreffizienz erhöht werden kann.
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Wie oben beschrieben ist, kann die Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Öffnen und ein Schließen der Ventile ohne Betriebsöl zeitlich einstellen, und sie kann mit einem einfachen Aufbau hergestellt werden, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können und ebenso kann ein selbstsichernder Zustand helfen, die Motoreffizienz zu steigern.
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Zum besseren Verständnis der Erläuterungen und der genauen Definitionen in den angehangenen Ansprüchen werden die Ausdrücke „obere”, „untere”, „innere”, „äußere” dazu verwendet, Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen in Bezug auf die Position dieser Merkmale, wie in den Figuren dargestellt, zu beschreiben.
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Die vorangehenden Beschreibungen von speziellen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Illustration und Beschreibung dargelegt. Sie sind nicht dazu bestimmt, erschöpfend zu sein, oder die Erfindung auf die hier dargestellten speziellen Ausgestaltungen einzuschränken, da offensichtlich viele Ausgestaltungen und Variationen im Sinne der obigen Lehre möglich sind. Die exemplarischen Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu beschreiben, um dadurch einem Fachmann zu ermöglichen, verschiedene exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Weiterentwicklungen vorzunehmen. Es ist bestimmt, dass der Umfang der Erfindung durch die angehangenen Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0057205 [0001]
