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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 1. Dezember 2010 eingereichten
koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2010-0121619 und
10-2010-0121620 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine variable Ventilhubvorrichtung, und insbesondere eine direktwirkende variable Ventilhubvorrichtung, bei welcher sich ein Verriegelungsbolzen in einem äußeren Körper und einem inneren Körper bewegt, die in Stufen derart ausgebildet sind, dass der Verriegelungsbolzen ohne zusätzliche Vorrichtungen blockiert werden kann oder dass die Bewegung des äußeren Körpers entsprechend der Variation des Ventilhubes wahlweise von der Bewegung des inneren Körpers abhängig ist.
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Im Allgemeinen erzeugt ein Verbrennungsmotor Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff und Luft, die in eine Brennkammer eingeführt werden. Einlassventile werden von einer Nockenwelle betrieben, und Luft wird in die Brennkammer eingeführt, wenn die Einlassventile offen sind.
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Ebenso werden Auslassventile von einer Nockenwelle betrieben, und die Luft wird aus der Brennkammer ausgelassen, wenn die Auslassventile offen sind.
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Der optimale Betrieb der Einlass- und Auslassventile wird entsprechend der Motordrehzahl geändert.
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Das heißt, ein geeigneter Hub oder eine geeignete Öffnungs- und Schließzeit wird entsprechend der Motordrehzahl geändert.
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Um den geeigneten Ventilbetrieb entsprechend der Motordrehzahl zu realisieren, sind die Nocken, welche die Ventile antreiben, mehrfach gestaltet, und ein variabler Ventilhub (VVL) wurde erforscht, bei dem die Ventile entsprechend der Motordrehzahl mit unterschiedlichen Hüben arbeiten können.
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8 ist ein Schnitt einer herkömmlichen variablen Ventilhubvorrichtung, bei der, wenn Öl über eine Ölpassage 51 zugeführt wird, ein erster Bolzen 10 einen zweiten Bolzen 20 drückt, und der zweite Bolzen 20 einen dritten Bolzen 30 drückt, so dass die Auf- und Abwärtsbewegung eines seitlichen Stößels 80 von der Bewegung eines mittleren Stößels 90 abhängig ist.
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Zu diesem Zeitpunkt kontaktiert der mittlere Stößel 90 gleitend einen Hochnocken, und der seitliche Stößel 80 kontaktiert gleitend einen Niedrignocken.
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Da das Öl im Niedrighubmodus nicht zugeführt wird, bewegen sich der seitliche Stößel 80 und der mittlere Stößel 90 unabhängig voneinander auf- und abwärts, und dann führt der mittlere Stößel 90 den Niedrighubmodus aus, während er durch eine Totgangfeder 70 einen Leerlauf durchführt.
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Jedoch sind, da das Öl im Hochhubmodus zugeführt wird, die Bewegungen des mittleren Stößels 90 und des seitlichen Stößels 80 durch den ersten Bolzen 10 voneinander abhängig.
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Auf diese Weise wird das Ventil durch die Drehung des Hochnockens so hoch wie die Größe des Buckels des Hochnockens derart angehoben, dass der Hochhubmodus realisiert wird.
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Da das Öl über die Ölpassage 51 nach außen ausgelassen werden muss, um den Hochhubmodus in den Niedrighubmodus umzuwandeln, muss ein Anschlag 50 an einer Seite des ersten Bolzens 10 ausgebildet sein, um zu verhindern, dass sich der erste Bolzen 10 übermäßig bewegt und das Auslassen des Öls blockiert.
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Jedoch benötigt die variable Ventilhubvorrichtung drei Verriegelungsbolzen 10, 20 und 30, und ein zusätzlicher Anschlag 50 ist erforderlich, um die übermäßige Bewegung des Verriegelungsbolzens zu verhindern, so dass die Struktur kompliziert ist.
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Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Scheibe, und das Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Verriegelungsfeder.
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Mit der Erfindung wird eine direktwirkende variable Ventilhubvorrichtung geschaffen, bei der die Bewegung eines inneren Körpers oder eines äußeren Körpers durch stufenförmige Ausbildung des inneren Körpers oder des äußeren Körpers von der Bewegung eines Verriegelungsbolzens abhängig sein kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine variable Ventilhubvorrichtung einen äußeren Körper, in dem eine horizontal sich erstreckende Öffnung ausgebildet ist und der sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen Hochnocken gleitend kontaktiert, einen inneren Körper, der in den äußeren Körper eingesetzt ist, eine darin stufenförmig ausgebildete Öffnung aufweist, die mit der Öffnung des äußeren Körpers verbunden ist, und sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen Niedrignocken gleitend kontaktiert, eine Verriegelungsvorrichtung, die in die Öffnungen des äußeren Körper und des inneren Körpers eingesetzt ist und bewirkt, dass die Bewegung des äußeren Körpers wahlweise von der Bewegung des inneren Körpers abhängig ist, eine Platte, die an einer Seite der Verriegelungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass ein Ölaustritt aus dem äußeren Körper verhindert werden kann, einen oberen Sitz, der den inneren Körper teilweise umhüllt und in welchem eine Ölpassage ausgebildet, und eine Totgangfeder auf, die in dem oberen Sitz angeordnet ist und den äußeren Körper mit einer Federkraft beaufschlagt.
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Die Verriegelungsvorrichtung kann einen Plunger, der sich durch wahlweise Ölzufuhr seitwärts bewegt, einen Verriegelungsbolzen, dessen eine Seite den Plunger kontaktiert und dessen andere Seite in Stufen derart ausgebildet ist, dass der Verriegelungsbolzen durch die stufenförmigen Öffnungen des äußeren Körpers und des inneren Körpers blockiert wird, und eine Verriegelungsfeder aufweisen, die den Verriegelungsbolzen umhüllt und diesen mit einer Federkraft beaufschlagt, während sie von einem Stützabschnitt des inneren Körpers abgestützt wird.
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Der Verriegelungsbolzen kann mit zwei Stufen versehen sein, und der Innendurchmesser eines Stufenabschnitts des äußeren Körpers hat einer geringere Größe als der Durchmesser des Endes an der anderen Seite des Verriegelungsbolzens, um eine Bewegung des Verriegelungsbolzens zu verhindern.
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Der Verriegelungsbolzen kann mit drei Stufen versehen sein, und der Innendurchmesser einer Stufenbacke des inneren Körpers hat eine geringere Größe als der Durchmesser eines Vorsprungsabschnitts des Verriegelungsbolzens, um eine Bewegung des Verriegelungsbolzens zu verhindern.
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Ein Vorsprung kann an einer Seite des Plungers ausgebildet sein.
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Die in dem oberen Sitz ausgebildete Ölpassage kann geneigt sein und mit einer in dem äußeren Körper ausgebildeten Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung verbunden sein.
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Ein Zwischenstück, das ein Ventil kontaktiert, kann an der Unterseite des inneren Körpers angeordnet sein.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist eine variable Ventilhubvorrichtung einen äußeren Körper, in welchem eine horizontal sich erstreckende Ölkammer und ein nach innen geformter Vorsprungsabschnitt ausgebildet sind und der sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen Hochnocken gleitend kontaktiert, einen inneren Körper, der in den äußeren Körper eingesetzt ist und in dem eine Verriegelungsbolzen-Öffnung derart ausgebildet ist, dass sie mit der Ölkammer des äußeren Körpers verbunden ist, und der sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen Niedrignocken gleitend kontaktiert, wenigstens eine Verriegelungsvorrichtung, die sich durch die Verriegelungsbolzen-Öffnung und die Ölkammer hindurch bewegt und bewirkt, dass die Bewegung des äußeren Körpers wahlweise von der Bewegung des inneren Körpers abhängig ist, eine Platte, die an einer Seite der Verriegelungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass ein Ölaustritt aus dem äußeren Körper verhindert wird, einen oberen Sitz, der den inneren Körper teilweise umhüllt und in welchem eine Ölpassage ausgebildet ist, und eine Totgangfeder auf, die in dem oberen Sitz angeordnet ist und den äußeren Körper mit einer Federkraft beaufschlagt.
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Die Verriegelungsvorrichtung kann einen Verriegelungsbolzen, dessen eine Seite das Öl kontaktiert und dessen andere Seite durch wahlweise Ölzufuhr sich in den inneren Körper hinein bewegt, und eine Verriegelungsfeder aufweisen, die den Verriegelungsbolzen teilweise umhüllt und den Verriegelungsbolzen mit einer Federkraft beaufschlagt.
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Die Verriegelungsvorrichtung kann jeweils an beiden Enden der Verriegelungsbolzen-Öffnung des inneren Körpers angeordnet sein. Der Innendurchmesser der anderen Seite des Verriegelungsbolzens kann dieselbe Größe wie der Innendurchmesser der Verriegelungsbolzen-Öffnung des inneren Körpers haben.
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Die Verriegelungsfeder kann zwischen dem in einer Stufe ausgebildeten Vorsprungsabschnitt des äußeren Körpers und einer Stufenbacke des Verriegelungsbolzens angeordnet sein. Ein Vorsprung kann an der einen Seite des Verriegelungsbolzens ausgebildet sein. Die in dem oberen Sitz ausgebildete Ölpassage kann mit der in dem äußeren Körper ausgebildeten Ölkammer verbunden sein.
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Der äußere Körper und der obere Sitz können einstückig ausgebildet sein.
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Wie oben beschrieben, kann der Verriegelungsbolzen mit zwei oder drei Stufen versehen sein, und der innere Körper oder der äußere Körper sind entsprechend dem Verriegelungsbolzen derart ausgebildet, dass die stufenförmige Struktur ohne zusätzliche Vorrichtungen die Bewegung des Verriegelungsbolzens verhindern kann, so dass die Struktur vereinfacht werden kann. Ferner kann durch einen Vorsprung des Verriegelungsbolzens eine sanfte Ölzufuhr realisiert werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1A und 1B Schnitte einer variablen Ventilhubvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2A und 2B Schnitte einer variablen Ventilhubvorrichtung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine perspektivische Ansicht und eine Untersicht der Verbindung eines oberen Sitzes mit einem äußeren Körper gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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4A und 4B Schnitte der variablen Ventilhubvorrichtung aus 1 in Verbindung mit einem Nocken;
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5 perspektivische Ansichten einer variablen Ventilhubvorrichtung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung mit und ohne einem äußeren Körper;
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6 Schnitte der variablen Ventilhubvorrichtung aus 5;
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7 Schnitte der variablen Ventilhubvorrichtung aus 5 in Verbindung mit einem Nocken; und
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8 einen Schnitt einer herkömmlichen variablen Ventilhubvorrichtung.
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Wie in den 1 bis 4 gezeigt, weist eine variable Ventilhubvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung einen äußeren Körper 100 auf, in dem eine Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 und eine Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 horizontal ausgebildet sind, und der sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen Hochnocken 610 gleitend kontaktiert.
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Außerdem weist die variable Ventilhubvorrichtung einen inneren Körper 200, der in der Mitte des äußeren Körpers 100 in Längsrichtung eingesetzt ist und sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen Niedrignocken 611 gleitend kontaktiert, eine Verriegelungsbolzen-Bewegungsöffnung 250, die in dem inneren Körper 200 stufenförmig ausgebildet ist, um die Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 mit der Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 zu verbinden, eine Verriegelungsvorrichtung 400, die in die Verriegelungsbolzen-Bewegungsöffnung 250 des inneren Körpers 200 sowie die Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 und die Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 des äußeren Körpers 100 eingesetzt ist und sich darin seitwärts derart bewegt, dass die Bewegung des äußeren Körpers 100 wahlweise von der Bewegung des inneren Körpers 200 abhängig ist, eine Platte 430, die an einer Seite der Verriegelungsvorrichtung 400 angeordnet ist und verhindert, dass Öl aus dem äußeren Körper 100 austritt, einen oberen Sitz 300, der den inneren Körper 200 teilweise umhüllt und in dessen Außenumfang ein Öleinlass 350 und eine mit diesem verbundene Ölpassage 370 zur Versorgung der Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 mit Öl ausgebildet sind, und eine Totgangfeder 500 auf, die in dem oberen Sitz 300 angeordnet ist, den inneren Körper 200 umhüllt und den äußeren Körper 100 mit einer Federkraft beaufschlagt.
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Ferner ist die in dem oberen Sitz 300 ausgebildete Ölpassage 370 mit der in dem äußeren Körper 100 ausgebildeten Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 verbunden und steht mit dem äußeren Körper 100 in einer öldichten Weise in Eingriff. Außerdem können der obere Sitz 300 und der äußere Körper 100 einstückig und/oder monolithisch ausgebildet sein, wenn es kein Problem bei der Bearbeitung der Ölpassage 370 gibt.
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Der innere Körper 200, der äußere Körper 100 und ein Verriegelungsbolzen 420 sind alle in Stufen ausgebildet. Nachfolgend werden die Stufenformen des inneren Körpers 200 als eine erste Stufenbacke 211, eine zweite Stufenbacke 212 und eine dritte Stufenbacke 213 bezeichnet, die Stufenformen des äußeren Körpers 100 werden als ein erster Stufenabschnitt 111 und ein zweiter Stufenabschnitt 112 bezeichnet, und die Stufenformen des Verriegelungsbolzens 420 werden als ein erster Vorsprungsabschnitt 421, ein zweiter Vorsprungsabschnitt 422 und ein dritter Vorsprungsabschnitt 423 bezeichnet.
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Wie in 3 gezeigt, können der äußere Körper 100 und der obere Sitz 300 einstückig ausgebildet sein, so dass sie luftundurchlässig sind.
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Die Verbindung kann mittels Laserschweißen durchgeführt werden.
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Um den äußeren Körper 100 mit dem oberen Sitz 300 zu verbinden, sind ein oberer Kreis 550 und ein unterer Kreis 551, an denen der äußere Körper 100 den oberen Sitz 300 kontaktiert, mittels Laserschweißen derart einstückig ausgebildet, dass die Öldichtheit für das Betriebsöl beibehalten wird.
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Mit Bezug auf die 1 und 2 weist die Verriegelungsvorrichtung 400 einen Plunger 410, den Verriegelungsbolzen 420 und eine Verriegelungsfeder 440 auf. Der Plunger 410 kann seitwärts bewegt werden, um den Ventilhub durch wahlweise Ölzufuhr zu verändern, und der Verriegelungsbolzen 420 kontaktiert den Plunger 410 an einer Seite und kontaktiert die Stufenbacken 211, 212 und 213 oder die Stufenabschnitte 111 und 112 derart, dass die Bewegung des Verriegelungsbolzens 420 durch diese begrenzt wird.
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Ein Vorsprung 450 ist an einer Seite des Plungers 410 derart ausgebildet, dass das Öl sanft zugeführt werden kann.
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Außerdem umhüllt die Verriegelungsfeder 440 den Verriegelungsbolzen 420 und ist zwischen einem Kontaktabschnitt 425 des Verriegelungsbolzens 420 und einem Stützabschnitt 125 des inneren Körpers 200 derart angeordnet, dass der Verriegelungsbolzen 420 mit einer Federkraft beaufschlagt werden kann.
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Wie in 1 gezeigt, ist der Verriegelungsbolzen 420 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung mit zwei Stufen versehen. Der Durchmesser D2 an der anderen Seite des Verriegelungsbolzens 420, der den ersten Stufenabschnitt 111 des äußeren Körpers 100 kontaktiert, ist größer als der Innendurchmesser D1 des ersten Stufenabschnitts 111 des äußeren Körpers 100, so dass die Bewegung des Verriegelungsbolzens 420 durch den ersten Stufenabschnitt 111 begrenzt werden kann.
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Wie in 2 gezeigt, sind der Verriegelungsbolzen 420 und der innere Körper 200 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung mit drei Stufen versehen. Das heißt, der erste Vorsprungsabschnitt 421 des Verriegelungsbolzens 420 kontaktiert die erste Stufenbacke 211 des inneren Körpers 200, der zweite Vorsprungsabschnitt 422 des Verriegelungsbolzens 420 kontaktiert die zweite Stufenbacke 212 des inneren Körpers 200, und der dritte Vorsprungsabschnitt 423 des Verriegelungsbolzens 420 kontaktiert die dritte Stufenbacke 213 des inneren Körpers 200. Die dritte Stufenbacke 213 des inneren Körpers 200 hat einen Innendurchmesser D1, der kleiner als der Durchmesser D2 des zweiten Vorsprungsabschnitts 422 des Verriegelungsbolzens 420 ist und dieselbe Größe wie der Innendurchmesser D1 der Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 des äußeren Körpers 100 hat, so dass der dritte Vorsprungsabschnitt 423 des Verriegelungsbolzens 420 in die Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 eingesetzt werden kann, jedoch wird die Bewegung des zweiten Vorsprungsabschnitts 422 durch die dritte Stufenbacke 213 des inneren Körpers 200 begrenzt.
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Die variable Ventilhubvorrichtung drückt ein Ventil mittels eines Zwischenstücks 520, das an der Unterseite des inneren Körpers 200 ausgebildet ist, während die Totgangfeder 500 an einer Stütze 540 abgestützt sein kann.
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Mit Bezug auf die 5 bis 7 weist eine variable Ventilhubvorrichtung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen äußeren Körper 700, in dem Ölkammern 960 und 961 horizontal ausgebildet sind und Vorsprungsabschnitte 720 und 721 nach innen ausgebildet sind, und der sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen an einer Nockenwelle 600 ausgebildeten Hochnocken 610 gleitend kontaktiert, einen inneren Körper 800, der in der Mitte des äußeren Körpers 700 in Längsrichtung eingesetzt ist und in dem eine Verriegelungsbolzen-Öffnung 805 derart ausgebildet ist, dass sie mit den Ölkammern 960 und 961 des äußeren Körpers 700 verbunden ist, und der die Vorsprungsabschnitte 720 und 721 des äußeren Körpers 700 kontaktiert und sich auf- und abwärts bewegt, wenn er einen an der Nockenwelle 600 ausgebildeten Niedrignocken 611 gleitend kontaktiert, eine erste und eine zweite Verriegelungsvorrichtung 900 und 901, die sich durch die Verriegelungsbolzen-Öffnung 805 des inneren Körpers 800 und die Ölkammern 960 und 961 des äußeren Körpers 700 hindurch bewegen und aufgrund von Stufenbacken 920 und 921 von Verriegelungsbolzen 910 und 911, die durch die Vorsprungsabschnitte 720 und 721 des äußeren Körpers 700 begrenzt werden, eine wahlweise Bewegung des äußeren Körpers 700 in Bezug auf den inneren Körper 800 bewirken, Platten 930 und 931, die an Seiten der Verriegelungsvorrichtungen 900 und 901 derart angeordnet sind, dass das Austreten des Öls aus dem äußeren Körper 700 verhindert wird, einen oberen Sitz 810, der den inneren Körper 800 teilweise umhüllt, eine Ölpassage 870, die in dem oberen Sitz 810 derart ausgebildet ist, dass das Öl zu den Ölkammern 960 und 961 geführt werden kann, und eine Totgangfeder 500 auf, die in dem oberen Sitz 810 angeordnet ist und den äußeren Körper 700 mit einer Federkraft beaufschlagen kann.
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Die Verriegelungsvorrichtungen 900 und 901 weisen die Verriegelungsbolzen 910 und 911, die in den Ölkammern 960 und 961 des äußeren Körpers 700 und an beiden Seiten des inneren Körpers 800 angeordnet sind, und deren eine Seite das Öl kontaktiert und deren andere Seite durch wahlweise Ölzufuhr zu den Ölkammern 960 und 961 sich in die Verriegelungsbolzen-Öffnung 805 des inneren Körpers 800 hinein bewegt, und Verriegelungsfedern 940 und 941 auf, welche die Verriegelungsbolzen 910 und 911 teilweise umhüllen und die Verriegelungsbolzen 910 und 911 mit einer Federkraft beaufschlagen.
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Die Verriegelungsfedern 940 und 941 sind zwischen den Vorsprungsabschnitten 720 und 721, die in Stufen an dem äußeren Körper 700 ausgebildet sind, und den Stufenbacken 920 und 921 der Verriegelungsbolzen 910 und 911 vorgesehen.
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Vorsprünge 950 und 951 sind an den Verriegelungsbolzen 910 und 911 nach außen vorstehend ausgebildet, und die Ölkammern 960 und 961 sind derart ausgebildet, dass das Öl sanft zugeführt wird, und die anderen Seiten der Verriegelungsbolzen 910 und 911 haben dieselbe Größe wie der Innendurchmesser der Verriegelungsbolzen-Öffnung 805 des inneren Körpers 800.
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Ferner ist ein Öleinlass 850 an einer Seite des oberen Sitzes 810 ausgebildet, und das durch den Öleinlass 850 fließende Öl kann sich durch die in dem Außenumfang des oberen Sitzes 810 ausgebildete Ölpassage 870 hindurch bewegen.
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Die Ölpassage 870 wird durch Eingriff des äußeren Körpers 700 mit dem oberen Sitz 810 in einer öldichten Weise gebildet. Wenn es kein Problem bei der Bearbeitung der Ölstrecke gibt, kann, wie in 3 gezeigt, der obere Sitz 810 wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform einstückig ausgebildet sein.
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Wenn die variable Ventilhubvorrichtung in einem Hochhubmodus ist, kann immer Betriebsöl über den Öleinlass 850 in einer öldichten Weise zugeführt werden.
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Wie oben erwähnt, wird das zugeführte Öl, nachdem es den oberen Sitz 810 passiert hat, über die Ölkammern 960 und 961 des äußeren Körpers 700 an die Verriegelungsbolzen 910 und 911 übertragen. Das Auslassen des Öls wird in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
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Wie in 3 gezeigt, können, um den äußeren Körper 700 und den oberen Sitz 810 einstückig miteinander zu verbinden, die Kreise, an welchen der äußere Körper 700 den oberen Sitz 810 kontaktiert, d. h. der obere Kreis 550 und der untere Kreis 551 mittels Laserschweißen einstückig ausgebildet sein, so dass das Betriebsöl abgedichtet wird.
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Nachfolgend wird der Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung gemäß der Ausführungsform in 1 beschrieben.
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Mit Bezug auf 1A wird im Niedrighubmodus die Zufuhr von Öl 151 gestoppt, und das restliche Öl 151 wird nach außen ausgelassen.
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Zu diesem Zeitpunkt ist der Auslasspfad umgekehrt zu dem Zuführpfad, d. h. das in der Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 gespeicherte Öl wird durch die Ölpassage 370 hindurchgelassen und über den Öleinlass 350 ausgelassen.
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Da die Verriegelungsfeder 440 den Verriegelungsbolzen 420 umhüllt und zwischen der ersten Stufenbacke 211 des inneren Körpers 200 und dem zweiten Vorsprungsabschnitt 422 des Verriegelungsbolzens 420 angeordnet ist sowie an dem Stützabschnitt 125 des inneren Körpers 200 abgestützt ist und den Kontaktabschnitt 425 des Verriegelungsbolzens 420 kontaktiert, kann der Verriegelungsbolzen 420 immer mit einer Federkraft beaufschlagt werden.
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Da der Verriegelungsbolzen 420 im Niedrighubmodus nicht in die Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 des äußeren Körpers 100 eingesetzt ist, können sich der äußere Körper 100 und der innere Körper 200 durch Gleitkontakt des Hochnockens 610 und des Niedrignockens 611 unabhängig voneinander auf- und abwärts bewegen.
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Daher führt in diesem Falle, wie in 4A gezeigt, der äußere Körper 100 durch die Totgangfeder 500 nur eine Leerlaufbewegung durch, ohne zum Ventilhub beizutragen, so dass nur der innere Körper 200 zu dem Ventilhub beitragen kann.
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Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich ein Ventil 670 nach unten, während es das in dem inneren Körper 200 ausgebildete Zwischenstück 520 kontaktiert.
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Schließlich bewegt sich das Ventil 670 so weit wie ein Buckel des Niedrignockens 611 nach unten.
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Im Gegensatz dazu wird im Hochhubmodus, wie in 1B gezeigt, Öl 151 in die Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 zugeführt.
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Das Öl 151 wird über den im Außenumfang des oberen Sitzes 300 ausgebildeten Öleinlass 350 zugeführt und fließt über die schräge Ölpassage 370 in die Verriegelungsvorrichtungs-Einsetzöffnung 120 hinein.
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Durch den an der Seite des Plungers 410 ausgebildeten Vorsprung 450 kann das Öl sanft zugeführt werden.
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Das heißt, das Öl kann sanft in den von dem Vorsprung 450 gebildeten Hohlraum fließen.
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Das einfließende Öl 151 bildet einen Hydraulikdruck, durch den der Plunger 410 gedrückt werden kann, der wiederum den Verriegelungsbolzen 420 drückt, so dass sich dieser bewegen kann.
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Da der Durchmesser D2 des zweiten Vorsprungsabschnitts 422 des Verriegelungsbolzens 420 größer als der Innendurchmesser D1 des zweiten Stufenabschnitts 112 des äußeren Körpers 100 ist, wird der Verriegelungsbolzen 420 durch den zweiten Stufenabschnitt 112 des äußeren Körpers 100 begrenzt.
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Mit anderen Worten kann die Bewegung des Verriegelungsbolzens 420 durch die stufenförmige Struktur ohne zusätzliche Vorrichtungen begrenzt werden.
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Wie oben erwähnt, ist der Verriegelungsbolzen 420 in die Verriegelungsbolzen-Einsetzöffnung 160 teilweise eingesetzt, so dass die Bewegung des äußeren Körpers 100 von der Bewegung des inneren Körpers 200 abhängig ist. Ferner bewegt sich der innere Körper 200, der den Niedrignocken 611 kontaktiert, zusammen mit dem äußeren Körper 100 nach unten und kontaktiert nicht mehr den Niedrignocken 611 in irgendeinem Zustand, sondern da die Bewegung des inneren Körpers 200 von der Auf- und Abwärtsbewegung des äußeren Körpers 100 abhängig ist, der den Hochnocken 610 kontaktiert, bewegt sich der innere Körper 200 weiter nach unten.
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Daher bewegen sich, wie in 4B gezeigt, der äußere Körper 100 und der innere Körper 200 weiter nach unten, und der Hochhubmodus wird mittels des mit dem Ventil 670 verbundenen Zwischenstücks 520 durchgeführt.
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Nachfolgend wird der Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung gemäß der Ausführungsform in 2 beschrieben.
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Mit Bezug auf die 2A und 4A wird im Niedrighubmodus kein Öl 151 zugeführt. Der innere Körper 200 und der äußere Körper 100 bewegen sich unabhängig voneinander auf- und abwärts, da sie von der Verriegelungsfeder 440 abgestützt werden, die den Verriegelungsbolzen 420 umhüllt und an dem Stützabschnitt 125 des inneren Körpers 200 abgestützt ist sowie den Kontaktabschnitt 425 des Verriegelungsbolzens 420 kontaktiert, so dass der Verriegelungsbolzen 420 immer mit der Federkraft beaufschlagt werden kann.
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Im Gegensatz dazu wird im Hochhubmodus, wie in 2B gezeigt, das Öl 151 über denselben Pfad wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform zugeführt, und der Verriegelungsbolzen 420 wird aufgrund des von dem zugeführten Öl gebildeten Hydraulikdrucks durch den Plunger 410 gedrückt. Da der Innendurchmesser D2 des zweiten Vorsprungsabschnitts 422 größer als der Innendurchmesser D1 der dritten Stufenbacke 213 des inneren Körpers 200 ist, wird der Verriegelungsbolzen 420 von der dritten Stufenbacke 213 des inneren Körpers 200 blockiert.
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Das heißt, der Verriegelungsbolzen 420 kann durch den Plunger 410 bewegt werden und wird jedoch von der dritten Stufenbacke 213 des inneren Körpers 200 begrenzt, so dass die Auf- und Abwärtsbewegung des inneren Körpers 200 von der Auf- und Abwärtsbewegung des äußeren Körpers 100 abhängig ist.
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Daher bewegt sich der innere Körper 200 nach unten, während er den Niedrignocken 611 kontaktiert, und der innere Körper 200 bewegt sich weiter nach unten, wenn er in irgendeinem Zustand den Niedrignocken 611 kontaktiert, da er von der Bewegung des äußeren Körpers 100 abhängig ist, so dass auf diese Weise der Hochhubmodus realisiert wird.
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Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 4B gezeigt, das Ventil 670 so weit wie ein Buckel des Hochnockens 610 angehoben.
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Nachfolgend wird der Betrieb der variablen Ventilhubvorrichtung gemäß der Ausführungsform in 5 beschrieben.
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Zuerst wird mit Bezug auf die 6(A) und 7(A) der Betrieb im Niedrighubmodus beschrieben. Im Niedrighubmodus wird kein Öl zugeführt, d. h. das zugeführte Öl wird über die Ölpassage 870 und den Öleinlass 850 ausgelassen.
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Da kein Hydraulikdruck durch das Öl gebildet wird, wird lediglich die von den Verriegelungsfedern 940 und 941 gebildete Federkraft auf den ersten und den zweiten Verriegelungsbolzen 910 und 911 ausgeübt, so dass diese nur in den Ölkammern 960 und 961 des äußeren Körpers 700 angeordnet sind und sich nicht in die Verriegelungsbolzen-Öffnung 805 des inneren Körpers 800 hinein bewegen.
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Der äußere Körper 700 und der innere Körper 800 drücken unabhängig voneinander und kontaktieren gleitend den Hochnocken 610 und den Niedrignocken 611.
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Der äußere Körper 700 und der innere Körper 800 bewegen sich unabhängig voneinander auf- und abwärts, jedoch führt der äußere Körper 700 durch die Totgangfeder 500 eine Leerlaufbewegung durch, ohne zum Ventilhub beizutragen, so dass der Niedrighubmodus realisiert wird.
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Das Ventil 670 bewegt sich so weit wie ein Buckel des Niedrignockens 611, während es das in dem inneren Körper 800 ausgebildete Zwischenstück 520 kontaktiert.
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Nun wird mit Bezug auf die 6(B) und 7(B) der Betrieb im Hochhubmodus beschrieben. Im Hochhubmodus wird Öl zugeführt, d. h. das über den Öleinlass 850 des oberen Sitzes 810 zugeflossene Öl bewegt sich in die Ölpassage 870 des oberen Sitzes 810 und in die Ölkammern 960 und 961 des äußeren Körpers 700 hinein.
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Das Öl in den Ölkammern 960 und 961 wird durch die Platten 930 und 931 öldicht gehalten, so dass das Öl nicht austreten kann. Das zugeführte Öl bildet einen Hydraulikdruck und drückt den ersten und den zweiten Verriegelungsbolzen 910 und 911 derart, dass diese in die Verriegelungsbolzen-Öffnung 805 des inneren Körpers 800 hinein bewegt werden.
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Der erste und der zweite Verriegelungsbolzen 910 und 911 bewirken, dass die Bewegung des äußeren Körpers 700 von der Bewegung des inneren Körpers 800 abhängig ist.
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Daher bewegen sich, wenn der Hochnocken 610 und der Niedrignocken 611 den äußeren Körper 700 und den inneren Körper 800 gleitend kontaktieren, der äußere Körper 700 und der innere Körper 800 durch den Hochnocken 610 gemeinsam auf- und abwärts, wie in 7(B) gezeigt ist.
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Das heißt, der innere Körper 800 bewegt sich so weit wie ein Buckel des Hochnockens 610 nach unten, und wenn sich das in dem inneren Körper 800 angeordnete Zwischenstück 520 nach unten bewegt, bewegt sich das mit diesem verbundene Ventil 670 ebenfalls nach unten. Daher wird der Ventilhub vergrößert.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben”, „unten”, „innen” und „außen” verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0121619 [0001]
- KR 10-2010-0121620 [0001]
