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Querverweis zu bezogener Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0135844 , die am 24. September 2015 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung (z. B. Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung) und einen damit ausgestatteten Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung und einen damit ausgestatten Verbrennungsmotor, welche die Öffnungsdauer/Öffnungszeitdauer eines Ventils (z. B. Einlass- und/oder Auslassventils) variieren kann gemäß Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors und welche eine einfache Struktur hat.
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Beschreibung bezogener Technik
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Ein Verbrennungsmotor erzeugt Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff in einer Verbrennungskammer in einem Luftmedium, welches in die Verbrennungskammer eingebracht (z. B. eingesaugt) ist. Einlassventile werden betätigt durch eine Nockenwelle, um Luft einzulassen, und die Luft wird in die Verbrennungskammer eingebracht, während die Einlassventile offen sind. Ferner werden Auslassventile durch die Nockenwelle betätigt, und Verbrennungsgas wird von der Verbrennungskammer ausgelassen, während die Auslassventile offen sind.
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Ein optimaler Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile hängt ab von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors. Das heißt, ein optimaler Hub und/oder eine optimale Öffnen/Schließen-Zeitsteuerung der Ventile hängt/hängen von der Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erzielen, sind diverse Untersuchungen durchgeführt worden, wie z. B. das Gestalten einer Mehrzahl von Nocken und eines Kontinuierlich-variablen-Ventilhubs (CVVL), welcher den Ventilhub in Abhängigkeit von der Verbrennungsmotordrehzahl ändern kann.
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Um einen solchen optimalen Ventilbetrieb in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erzielen, wurden auch Nachforschungen vorgenommen an einer Kontinuierlich-variablen-Ventilzeitsteuerung(CVVT)-Vorrichtung, welche unterschiedliche Ventilzeitsteuerungsbetriebe in Abhängigkeit von der Verbrennungsmotordrehzahl erlaubt. Die allgemeine CVVT kann die Ventilzeitsteuerung (z.B. Ventilöffnungszeitpunktsteuerung) bei einer feststehenden Ventilöffnungszeitdauer ändern.
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Jedoch sind die allgemeine CVVL und die allgemeine CVVT kompliziert in ihrem Aufbau und sind (daher) in den Herstellungskosten teuer.
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Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als Zugeständnis oder irgendeine Form der Anregung verstanden werden, dass diese Informationen den dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung (z. B. Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung) und einen damit ausgestatteten Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche die Öffnungsdauer eines Ventils gemäß Betriebsbedingung/Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors ändern können und welchen einen einfachen Aufbau haben.
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Eine Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Nockenwelle, einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt, welche jeweilig mit einem Nocken daran ausgebildet sind und welche auf eine Nockenwelle montiert sind (die Nockenwelle ist z. B. in den ersten und den zweiten Nockenabschnitt eingesetzt) und von welchen relative Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle variabel/variierbar sind, einen ersten und einen zweiten inneren Halter, welche die Rotation der Nockenwelle auf den ersten und den zweiten Nockenabschnitt (jeweilig) übertragen, ein erstes und ein zweites Schiebergehäuse, in welche der erste innere Halter und der zweite innere Halter (jeweils zugeordnet) eingesetzt sind und deren Relativposition bezüglich der Nockenwelle variabel/variierbar ist, einen (jeweiligen) Nockenwellenhalter (z. B. eine Nockenwellenhaltekappe), welcher (jeweils zugeordnet) den ersten und den zweiten Nockenwellenabschnitt drehbar abstützt und an welchen jeweils ein Schiebergehäuse verschiebbar anmontiert ist, einen Steuerschaft, welcher parallel zur Nockenwelle angeordnet ist und welcher mit dem ersten und dem zweiten Schiebergehäuse im Eingriff ist zum selektiven Bewegen des ersten und des zweiten Schiebergehäuses, und einen Steuerabschnitt, welcher selektiv den Steuerschaft rotiert zum Ändern der Positionen der inneren Halter (z.B. bezüglich der Nockenwelle).
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Eine (jeweilige) Nockennase kann jeweilig an dem ersten und an dem zweiten Nockenabschnitt ausgebildet sein, und ein (jeweiliges) erstes Schiebeloch kann jeweilig an dem ersten und an dem zweiten inneren Halter ausgebildet sein, und die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen einen (jeweiligen) Nockennasenstift, in welchem ein Nockennasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die jeweilige Nockennase verschiebbar eingesetzt ist, und wobei der (jeweilige) Nockennasenstift in das jeweils zugehörige erste Schiebeloch drehbar eingesetzt ist.
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Ein (jeweiliges) zweites Schiebeloch kann jeweilig in dem ersten und in dem zweiten inneren Halter ausgebildet sein, und die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen eine Mehrzahl von Nockenwellenzapfen, die mit der Nockenwelle verbunden sind, und einen jeweiligen Schiebezapfen, in welchem ein Nockenwellenstiftschlitz ausgebildet ist, in welchen der jeweilige Nockenwellenstift (jeweils zugeordnet) verschiebbar eingesetzt ist, wobei der Schiebezapfen drehbar in das jeweils zugeordnete zweite Schiebeloch eingesetzt ist.
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Im (jeweiligen) Nockenwellenhalter kann ein (jeweiliges) Schaftloch ausgebildet sein, in welches der Steuerschaft eingesetzt ist.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Schaftlager, welches in das (jeweils zugeordnete) Schaftloch eingesetzt ist und welches den Steuerschaft drehbar abstützt.
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Ein Führungsschlitz kann in dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter ausgebildet sein, und ein (jeweiliger) Führungsschaft, welcher in den Führungsschlitz eingesetzt ist und an welchem ein Zahnstangenabschnitt ausgebildet ist, kann von dem (jeweiligen) Schiebergehäuse aus vorstehen, und ein (jeweiliges) Zahnrad kann an dem Steuerschaft ausgebildet sein und mit dem (jeweils zugeordneten) Zahnstangenabschnitt im Eingriff sein, wobei die Positionen der Schiebergehäuse geändert werden können gemäß der Drehung des Steuerschafts.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen eine (jeweilige) Hülse, welche in den (jeweils zugeordneten) Führungsschlitz eingesetzt ist zum Reduzieren von Reibkraft der Bewegung des Führungsschafts.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen einen (jeweiligen) Stopper, welcher an dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter (jeweils zugeordnet) angeordnet ist zum Beschränken der Bewegung des Schiebergehäuses.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Schiebergehäuselager, welches zwischen dem (jeweiligen) Schiebergehäuse und dem ersten und dem inneren Halter angeordnet ist.
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Der Nocken kann als ein Paar (von Nocken) ausgebildet sein, ein (jeweiliger) Nockenwellenhalterverbindungsabschnitt kann zwischen den (jeweiligen) beiden Nocken (eine jeweiligen Nocken-Paars) der Nockenabschnitte ausgebildet sein und der (jeweilige) Nockenwellenhalter kann den (ihm zugeordneten) Nockenwellenhalterverbindungsabschnitt drehbar abstützen.
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Der Steuerabschnitt kann aufweisen ein Schneckenrad, welches mit dem Steuerschaft verbunden ist, eine Schneckenwelle, welche mit dem Schneckenrad im Eingriff ist, und einen (z. B. elektrischen) Steuermotor, welcher die Schneckenwelle selektiv rotiert.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Trennstück, welches (jeweils zugeordnet) im ersten und im zweiten Schiebergehäuse angeordnet ist zum Verhindern von Unterbrechungen/Behinderungen der Drehungen der inneren Halter.
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Ein Verbrennungsmotor einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: eine Nockenwelle, einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt mit jeweils einem daran ausgebildeten Nocken, welche auf die Nockenwelle montiert sind (z. B. ist die Nockenwelle in diese eingesetzt) und von welchen relative Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle variabel/variierbar sind und welche jeweils mit einer Nockennase daran ausgebildet sind, eine Mehrzahl von Nockenwellenstiften, welche mit der Nockenwelle verbunden sind, einen ersten und einen zweiten inneren Halter, welche Rotation der (jeweiligen) Nockenwellenstifte auf die (jeweils zugeordneten) Nockennasen übertragen, ein erstes und ein zweites Schiebergehäuse, in welche (jeweils zugeordnet) der erste und der zweite innere Halter drehbar eingesetzt sind und von welchen Relativpositionen bezüglich der Nockenwelle variabel/variierbar sind, Nockenwellenhalter, welche den ersten und den zweiten Nockenabschnitt drehbar halten am Zylinderkopf und an welche jeweils zugeordnet Schiebergehäuse verschiebbar anmontiert sind, einen Steuerschaft, welcher parallel zur Nockenwelle angeordnet ist und welcher mit dem ersten und dem zweiten Schiebergehäuse im Eingriff ist zum selektiven Bewegen des ersten und des zweiten Schiebergehäuses, und einen Steuerabschnitt, welcher selektiv den Steuerschaft rotiert zum Ändern der Positionen der inneren Halter.
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Der Steuerabschnitt kann aufweisen ein Schneckenrad, welches mit dem Steuerschaft verbunden ist, eine Schneckenwelle, welche mit dem Steuerrad im Eingriff ist, und einen (z. B. elektrischen) Steuermotor, welcher selektiv die Schneckenwelle rotiert.
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Ein jeweiliges erstes und zweites Verschiebeloch können sowohl am ersten als auch am zweiten inneren Halter ausgebildet sein, und die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung kann ferner aufweisen einen (jeweiligen) Nockennasenstift, in welchem ein Nockennasenschlitz ausgebildet ist, in welchen die jeweilige Nockennase eingesetzt ist, wobei der (jeweilige) Nockennasenstift drehbar in das jeweilige erste Verschiebeloch eingesetzt ist, und einen (jeweiligen) Verschiebestift, in welchem ein Nockenwellenstiftschlitz ausgebildet ist, in welchen der (jeweilige) Nockenwellenstift verschiebbar eingesetzt ist, wobei der (jeweilige) Verschiebestift drehbar in das zugehörige zweite Verschiebeloch eingesetzt ist.
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Der Verbrennungsmotor kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Schiebergehäuselager, welches zwischen dem jeweiligen Schiebergehäuse und dem ersten und dem zweiten Halter angeordnet ist.
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Der (jeweilige) Nocken kann als ein Paar von Nocken ausgebildet sein, ein (jeweiliger) Nockenwellenhalterverbindungsabschnitt kann zwischen den beiden Nocken (des jeweiligen Nocken-Paars) der jeweiligen Nockenabschnitte angeordnet sein, wobei der (jeweilige) Nockenwellenhalterverbindungsabschnitt drehbar zwischen dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter und dem Zylindergehäuse angeordnet sein kann.
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Ein Führungsschlitz kann in dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter ausgebildet sein, und ein Schaftloch, in welches der Steuerschaft eingesetzt ist, kann in dem Nockenwellenhalter ausgebildet sein, und der Verbrennungsmotor kann ferner aufweisen ein (jeweiliges) Schaftlager, welches in das (jeweilige) Schaftloch eingesetzt ist und den Steuerschaft drehbar stützt.
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Ein Führungsschlitz kann an dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter ausgebildet sein, ein (jeweiliger) Führungsschaft, welcher in den (jeweiligen) Führungsschlitz eingesetzt ist und der mit einem Zahnstangenabschnitt daran ausgebildet ist, kann von dem (jeweiligen) Schiebergehäuse aus vorstehen und ein (jeweiliges) Zahnrad kann an dem Steuerschaft ausgebildet sein und mit dem (jeweiligen) Zahnstangenabschnitt im Eingriff sein, wobei die Positionen der Schiebergehäuse geändert werden können gemäß einer Drehung des Steuerschafts.
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Eine (jeweilige) Führungsfläche kann an dem ersten und an dem zweiten Schiebergehäuse ausgebildet sein, und eine Führungseinrichtung kann an dem Zylinderkopf ausgebildet sein zum Kontaktieren der (jeweiligen) Führungsfläche und zum Führen von Bewegungen des ersten und des zweiten Schiebergehäuses.
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Wie oben beschrieben kann eine Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Öffnungsdauer eines Ventils gemäß Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors variieren und weist einen einfachen Aufbau auf.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in ihrer Größe reduziert sein, und daher kann die Gesamthöhe eines Ventilzugs reduziert sein.
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Da die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung an einem bestehenden Verbrennungsmotor ohne übermäßige Modifikation desselben verwendet werden kann, können die Produktivität erhöht und Produktionskosten verringert werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche in weiterem Detail aus den begleitenden Zeichnungen, welche hierin mit einbezogen sind, und der nachfolgenden Detailbeschreibung weiter ersichtlich sind, welche zusammen dazu dienen bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 und 4 sind perspektivische Explosionsansichten einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie V-V von 1.
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6 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VI-VI von 1.
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7 und 8 sind Darstellungen, welche die mechanischen Bewegungen von Nocken einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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9 und 10 sind Schaubilder eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung der zahlreichen Merkmale bilden, welche für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich z. B. spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Positionierungen und Gestaltungen, werden sich teilweise durch die besonders vorgesehene Verwendung und die Verwendungsumgebung bestimmen.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder wesensgleichen Elemente der vorliegenden Erfindung über die sämtlichen Figuren der Zeichnungen hinweg.
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Detailbeschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von welcher Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht vorgesehen ist, um die Erfindung auf diese exemplarischen Ausführungsformen einzuschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung vorgesehen, nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen abzudecken, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, welche innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sind.
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In der nachfolgenden Detailbeschreibung sind nur einige exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung wegen.
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Wie der Fachmann jedoch erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsformen in diversen unterschiedlichen Weisen modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Ein für die Beschreibung irrelevanter Abschnitt wird weggelassen, um die vorliegende Beschreibung klarer zu halten, und gleiche oder wesensgleiche Elemente sind durch die gleichen Bezugszeichen über die Beschreibung hinweg bezeichnet.
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In den Zeichnungen sind Dicken von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen etc. aus Klarheitsgründen (mitunter) vergrößert dargestellt.
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Über die Beschreibung hinweg, wenn nicht explizit anders angegeben, bedeutet das Wort „aufweisen“ und Variationen davon, wie z. B. „aufweisend“ oder „weist auf“, dass die damit in Verbindung stehenden Elemente nicht ausschließlich sind, sondern das auch noch andere Elemente vorkommen können.
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Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, welcher mit einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, und 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 und 4 sind perspektivische Explosionsansichten einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 5 ist ein Querschnitt entlang Linie V-V von 1.
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Mit Bezug auf die 1 bis 6 weist ein Verbrennungsmotor 10 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: einen Zylinderkopf 10 und eine Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung (z. B. Kontinuierlich-variable-Ventilöffnungszeitdauer-Vorrichtung), welcher an dem Zylinderkopf 10 anmontiert ist.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung weist auf eine Nockenwelle 30, einen ersten und einen zweiten Nockenabschnitt 70a und 70b, an welchen jeweilig ein Nocken 71 und 72 ausgebildet ist und welche auf eine Nockenwelle 30 montiert sind und von welchen ein relativer Phasenwinkel bezüglich der Nockenwelle 30 variabel/variierbar ist, einen ersten und einen zweiten inneren Halter 80, 81, welche Rotation der Nockenwelle 30 auf den ersten bzw. auf den zweiten Nockenabschnitt 70a, 70b übertragen, ein erstes und ein zweites Schiebergehäuse 90a und 90b, in welche der erste bzw. der zweite innere Halter 80a und 80b drehbar eingesetzt sind und deren Relativposition bezüglich der Nockenwelle 30 variabel/variierbar ist, ein (jeweiliger) Nockenwellenhalter 40, der drehbar den ersten bzw. den zweiten Nockenabschnitt 70a, 70b drehbar stützt und an welchen das jeweilige Schiebergehäuse 90a bzw. 90b verschiebbar montiert ist, einen Steuerschaft 95, der parallel zur Nockenwelle 30 angeordnet ist und der mit dem ersten und dem zweiten Schiebergehäuse 90a, 90b im Eingriff ist zum selektiven Bewegen des ersten und des zweiten Schiebergehäuses 90a und 90b, und einen Steuerabschnitt 100, welcher selektiv den Steuerschaft 95 rotiert zum Ändern von Positionen der inneren Halter 80a und 80b, (z. B. zum Ändern der Rotationsmittelpunkte der Nockenabschnitte bezüglich des Rotationsmittelpunkts der Nockenwelle 30).
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Der Verbrennungsmotor weist ferner auf eine Mehrzahl von Zylindern 211, 212, 213 und 214, und die Nockenabschnitte 70a, 70b sind dem jeweiligen Zylinder 211, 212, 213 und 214 jeweilig zugeordnet angeordnet.
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In der Zeichnung ist der Verbrennungsmotor mit vier Zylindern ausgebildet; aber die Erfindung ist hierauf nicht eingeschränkt.
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Die Nockenwelle 30 kann eine Einlassnockenwelle und/oder eine Auslassnockenwelle sein.
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In der Zeichnung ist der Nocken 71, 72 zum Antreiben der Ventile 200 als ein Paar (von Nocken 71, 72) ausgebildet; aber die Erfindung ist hierauf nicht eingeschränkt.
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An den Nockenabschnitten 70a, 70b ist jeweils ein Nockenwellenhalterverbindungsabschnitt 76 zwischen jeweils dem ersten und dem zweiten Nocken 71, 72 ausgebildet, der mit dem (jeweils zugeordneten) Nockenwellenhalter 40 im Eingriff steht. Der Zylinderkopf 10 und der (jeweilige) Nockenwellenhalter 40 sind miteinander verbunden, und der Nockenwellenhalterverbindungsabschnitt 76 ist drehbar zwischen dem Nockenwellenhalter 40 und dem Zylinderkopf 10 angeordnet.
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Der Nocken 71, 72 dreht und öffnet das Ventil 200.
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Eine (jeweilige) Nockennase 74 ist an dem ersten und an dem zweiten Nockenabschnitt 70a, 70b ausgebildet, und ein erstes Verschiebeloch 86 und ein zweites Verschiebeloch 88 sind jeweils in dem ersten und in dem zweiten inneren Halter 80, 81 ausgebildet.
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Ein (jeweiliger) Nockennasenstift 82, in welchem ein Nockennasenschlitz 83 ausgebildet ist, in welchen die jeweils zugehörige Nockennase 74 verschiebbar eingesetzt ist, ist drehbar in das jeweils zugehörige erste Verschiebeloch 86 eingesetzt.
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Nockenwellenlöcher 32 sind in der Nockenwelle 30 ausgebildet, und eine Mehrzahl von Nockenwellenstiften 60 ist in die Nockenwellenlöcher 32 eingesetzt, um mit der Nockenwelle 30 verbunden zu sein. Ein (jeweiliger) Schiebestift 84, in welchem ein Nockenwellenstiftschlitz 85 ausgebildet ist, in welchen der (jeweilige) Nockenwellenstift 60 verschiebbar eingesetzt ist, ist drehbar in das jeweils zugeordnete zweite Verschiebeloch 88 eingesetzt.
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Ein jeweiliges Schiebergehäuselager 92 ist jeweilig zwischen den Schiebergehäusen 90a und 90b und den inneren Haltern 80 und 81 angeordnet. Daher können Rotationen der inneren Halter 80 und 81 leicht erfolgen. In den Zeichnungen ist das Schiebergehäuselager 92 als ein Nadellager dargestellt; die Erfindung ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. Im Gegenteil können diverse Lager, wie z. B. Kugellager oder sonstige Rollenlager, verwendet werden.
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Ein (jeweiliges) Schaftloch 42, in welches der Steuerschaft 95 eingesetzt ist, ist im (jeweiligen) Nockenwellenhalter 40 ausgebildet, und ein (jeweiliges) Schaftlager 44 ist in das zugeordnete Schaftloch 42 eingesetzt und stützt den Steuerschaft 30 drehbar ab.
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Ein (jeweiliger) Führungsschlitz 46 ist in dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter 40 ausgebildet, und ein (jeweiliger) Führungsschaft (93), welcher in den (jeweiligen) Führungsschlitz 46 eingesetzt ist und der mit einem Zahnstangenabschnitt 94 ausgebildet ist, steht von den Schiebergehäusen 90a und 90b jeweilig vor.
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Ein (jeweiliges) Zahnrad 96 ist an dem Steuerschaft 95 ausgebildet und mit dem (jeweiligen) Zahnstangenabschnitt 94 im Eingriff, und die Positionen der Schiebergehäuse 90a und 90b werden geändert gemäß einer Drehung des Steuerschafts 95.
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Eine (jeweilige) Hülse 48 ist in den (jeweiligen) Führungsschlitz 46 eingesetzt zum Reduzieren einer Reibkraft der Bewegung des Führungsschafts 30.
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Ein (jeweiliger) Stopper 50 ist an dem (jeweiligen) Nockenwellenhalter 40 angeordnet zum Limitieren der Bewegung des zugeordneten Schiebergehäuses 90a und 90b.
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Der Steuerabschnitt 100 weist ein Schneckenrad 102, welches mit dem Steuerschaft 95 (drehfest) verbunden ist, eine Schneckenwelle 104, welche mit dem Schneckenrad 102 im Eingriff ist, und einen (elektrischen) Steuermotor 106 auf, welcher selektiv das Schneckenrad 104 rotiert.
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Der erste innere Halter 80, welcher in dem ersten Schiebergehäuse 90a angeordnet ist, kann zwei innere Halterelemente 80a und 80b aufweisen, und jedes innere Halterelement 80a und 80b kann unabhängig rotiert werden.
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Der zweite innere Halter 81, welcher in dem zweiten Schiebergehäuse 90b angeordnet ist, kann zwei innere Halterelemente 81a und 81b aufweisen, und jedes innere Halterelement 81a und 81b kann unabhängig rotieren.
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Ein Zwischenstück/Trennstück 91 ist jeweilig im ersten und im zweiten Schiebergehäuse 90a und 90b angeordnet zum Verhindern von Behinderungen der Rotationen der inneren Halter 80 und 81.
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Daher können Behinderungen/Unterbrechungen der Rotationen der inneren Halterelemente 80a, 80b, 81a und 81b verhindert werden.
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Eine Führungsfläche 98 ist jeweils an dem ersten und an dem zweiten Schiebergehäuse 90a und 90b ausgebildet, und eine Führungseinrichtung 12 ist an dem Zylinderkopf 10 ausgebildet zum Kontaktieren der Führungsfläche 98 und zum Führen von Bewegungen des ersten und des zweiten Schiebergehäuses 90a und 90b.
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Wie in 5 gezeigt, kann z. B. ein Verbrennungsmotor mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Zylinder 211, 212, 213 und 214 bereitgestellt sein, mit zwei ersten und zwei zweiten Nockenabschnitten 70a und 70b, zwei inneren Haltern 80 und 81, zwei Schiebergehäusen 90a und 90b und nur einem Steuermotor 106 und kann eine Ventilöffnungszeitdaueränderung bezüglich jedes Nockens 71 und 72 durchführen. Daher kann die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anzahl an Elementen reduzieren, wodurch die Haltbarkeit und die Betriebsstabilität verbessert werden können.
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Die 7 und 8 sind Darstellungen, welche die mechanischen Bewegungen der Nocken einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Wie in 1 bis 6 gezeigt ist, gemäß den Verbrennungsmotobetriebszuständen, überträgt eine ECU (z. B. Verbrennungsmotorsteuereinheit oder elektronische Steuereinheit) Steuersignale an den Steuermotor 106 des Steuerabschnitts 100, um die Relativposition des ersten und des zweiten Schiebergehäuses 90a und 90b nach oben hin und nach unten hin zu ändern.
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Wenn die Schiebergehäuse 90a und 90b und die inneren Halter 80 und 81 sich bewegen gemäß der Betätigung des Steuermotors 108, werden die Rotationsmittelpunkte der inneren Halter 80 und 81 bezüglich der Nockenwelle 30 geändert.
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Wie in 7 gezeigt, während der Phasenwinkel der Nockenwelle 30 sich konstant ändert, wenn der Relativrotationsmittelpunkt der Nocken 71 und 72 sich bezüglich des Rotationsmittelpunkts der Nockenwelle 30 nach unten hin ändert, wird die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 72 relativ schneller als die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase a zu Phase b und von der Phase b zur Phase c, und dann wird die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 72 relativ kleiner als die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase c zur Phase d und von der Phase d zur Phase a. Das heißt, die Ventilöffnungszeit wird geändert.
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Wie in 8 gezeigt, während der Phasenwinkel der Nockenwelle 30 sich konstant ändert, wenn die Relativrotationsmittelpunkte der Nocken 71 und 72 sich bezüglich des Rotationsmittelpunkts der Nockenwelle 30 nach oben hin ändern, ist die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 72 relativ kleiner als die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase a zur Phase b und von der Phase b zur Phase c, und dann ist die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nocken 71 und 72 relativ größer als die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 von der Phase c zur Phase d und von der Phase d zur Phase a. Das heißt, die Ventilöffnungszeitdauer wird geändert.
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Während der Nockenwellenstift 60 gedreht wird zusammen mit der Nockenwelle 30, ist der Nockenwellenstift 60 innerhalb des Nockenwellenstiftlochs 85 verschiebbar, der Schiebestift 84 ist drehbar in das zweite Verschiebeloch 88 eingesetzt, der Nockennasenstift 82 ist drehbar in das erste Verschiebeloch 82 eingesetzt, und die Nockennase 74 ist verschiebbar in den Nockennasenschlitz 83 eingesetzt. Daher werden die relativen Rotationsgeschwindigkeiten (z. B. die Umfangsgeschwindigkeiten) der Nocken 71 und 72 bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 geändert.
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9 und 10 zeigen Graphen eines Ventilprofils einer Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 9 und 10 gezeigt, obwohl ein Maximalhub des Ventils 200 konstant ist/bleibt, wird jedoch die Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) des Nockens 71 und 72 bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit (z. B. Umfangsgeschwindigkeit) der Nockenwelle 30 geändert gemäß Relativpositionen der Schiebergehäuse 90a und 90b, sodass die Schließen- und Öffnen-Zeit (bzw. der Schließen- und Öffnen-Zeitpunkt) des Ventils 200 geändert wird. Das heißt, die Ventilöffnungszeitdauer des Ventils 200 wird geändert.
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Gemäß dem Einstellen des Montagewinkels des Ventils 200, dem Bilden der Führungsfläche 98 und der Führungseinrichtung 12 und dergleichen, kann die Ventilöffnungszeitdauer vergrößert werden durch Vorrücken der Öffnungszeit/des Öffnungszeitpunkts und durch Verzögern der Schließzeit/des Schließzeitpunkts des Ventils 200, wie in 9 dargestellt. Oder die Ventilöffnungszeitdauer kann verkürzt werden durch Verzögern des Öffnungszeitpunkts und durch Vorrücken des Schließzeitpunkts des Ventils 200.
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Wie ferner in 10 dargestellt, kann der Öffnungszeitpunkt/das Öffnungstiming des Ventils 200 konstant gehalten werden, und der Schließzeitpunkt/das Schließtiming des Ventils 200 kann verzögert oder vorgerückt werden, wie angefordert.
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Ebenfalls kann der Schließzeitpunkt/das Schließentiming des Ventils 200 konstant gehalten werden, und der Öffnungszeitpunkt/das Öffnentiming des Ventils 200 kann verzögert oder vorgerückt werden, so wie angefordert.
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Wie oben beschrieben kann die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung diverse Ventilöffnungszeitdauern durchführen gemäß einer Einstellung des Montagewinkels des Ventils 200 und gemäß dem Bilden der Führungsfläche 98 und der Führungseinrichtung 12 und dergleichen.
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Die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der Größe reduziert sein, und daher kann die Gesamthöhe eines Ventilzugs reduziert sein.
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Da die Kontinuierlich-variable-Ventildauer-Vorrichtung für einen existierenden Verbrennungsmotor verwendet werden kann, ohne dass es einer übermäßigen Modifikation desselben bedarf, können die Produktivität verbessert und die Produktionskosten verringert werden.
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Zur Erleichterung in der Erklärung und akkuraten Definition in den angehängten Ansprüchen, werden Ausdrücke wie „obere“, „untere“, „innere“ und „äußere“ dazu verwendet, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie in den Figuren dargestellt, zu beschreiben.
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Die vorausgehende Beschreibung spezifischer exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zu Zwecken der Illustration und Beschreibung gemacht worden. Sie ist nicht vorgesehen, um erschöpfend zu sein oder um die Erfindung auf exakt diese Formen einzuschränken, und ersichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die exemplarischen Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung zu erläutern, sowie deren praktische Anwendung, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erstellen und zu verwenden, sowie die zahlreichen Alternativen und Modifikationen davon. Es ist vorgesehen, dass der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0135844 [0001]
