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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der
Ventiltaktung (im Folgenden als Vorrichtung bezeichnet) zum Verändern der Taktung
für das Öffnen und
Schließen
eines Auslassventils oder Einlassventils einer Verbrennungskraftmaschine
(im Folgenden als Maschine bezeichnet) unter Berücksichtigung von Betriebsbedingungen.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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1 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der inneren Ausgestaltung einer
bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung. 2 ist
ein Längsschnitt
der inneren Ausgestaltung der bekannten Vorrichtung zur Steuerung
der Ventiltaktung, die in 1 dargestellt
ist. In den Zeichnungen bezeichnet Bezugsziffer 1 einen
ersten Rotor, welcher mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt)
als Ausgangswelle der Maschine mittels Ketten (nicht dargestellt)
verbunden ist und synchron mit der Kurbelwelle (nicht dargestellt)
drehbar ist. Der erste Rotor 1 ist mit einem Ritzel 2,
einem Gehäuse 3 und
einer Abdeckung 4 unter Verwendung eines Gewindeelements 5,
wie beispielsweise Schrauben integral ausgebildet. Das Ritzel 2 wird
integral mit der Kurbelwelle (nicht dargestellt) gedreht. Das Gehäuse 3 hat
mehrere Schuhe 3a, die von einer inneren Umfangsfläche des
Gehäuses 3 nach
innen vorstehen, um mehrere Hydraulikkammern zu bilden. Die Hydraulikkammern
sind durch die Abdeckung 4 bedeckt.
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Ein
Rotor (zweiter Rotor) 6 ist relativ zum ersten Rotor 1 drehbar
in dem Gehäuse 3 angeordnet.
Der Rotor 6 ist integral an einem Ende einer Einlassnockenwelle
(im Folgenden einfach als Nockenwelle 7 bezeichnet) befestigt,
welche sich auf das Takten für
das Schließen
und öffnen
eines Einlassventils (nicht dargestellt) bezieht, oder einer Auslassnockenwelle
(im Folgenden einfach als Nockenwelle 7 bezeichnet), welche
sich auf das Takten für
das Schließen
und öffnen
eines Auslassventils (nicht dargestellt) bezieht, und zwar unter
Verwendung eines Gewindeelements (nicht dargestellt), wie beispielsweise
Schrauben. Der Rotor 6 beinhaltet einen Nabenabschnitt 6a mit
einem Lagerabschnitt 6b, welcher die Einfügung des
einen Endes der Nockenwelle 7 ermöglicht, und mehrere Schaufeln 6c,
die von einer äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts 6a in radialer Richtung des Nabenabschnitts 6a nach
außen
vorstehen, um die Hydraulikkammern, die durch die Schuhe 3a des
Gehäuses 3 gebildet
werden, in eine Hydraulikkammer 8 der voreilenden Seite
und eine Hydraulikkammer 9 der nacheilenden Seite aufzuteilen.
Die Hydraulikkammer 8 der voreilenden Seite ist eine Hydraulikkammer,
der Hydraulikdruck zugeführt
wird, um den Rotor 6, welcher sich bezüglich des in 1 gezeigten
Gehäuses 3 in
einer Referenzposition befindet, relativ zur voreilenden Seite zu
drehen (in Richtung eines Pfeils X1), wenn der erste Rotor 1 mit
dem Gehäuse 3 sich in
Richtung eines Pfeils X1 in 1 dreht.
Andererseits ist die Hydraulikkammer 9 der nacheilenden Seite
eine Hydraulikkammer, der Hydraulikdruck zugeführt wird, um den Rotor 6,
welcher sich bezüglich des
Gehäuses 3 in 1 bei der
Referenzposition befindet, relativ in Richtung der nacheilenden
Seite zu drehen (in Richtung eines Pfeils X2), wenn sich der erste
Rotor 1 mit dem Gehäuse 3 in
Richtung des Pfeils X1 in 1 dreht.
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Ein
erster Ölkanal 10 ist
in dem Ritzel 2 angeordnet und liefert einen Hydraulikdruck,
der von einer Ölpumpe
(nicht dargestellt) stammt, durch ein Ölsteuerventil (nicht dargestellt)
und einen Ölkanal (nicht
dargestellt) der voreilenden Seite in der Nockenwelle 7 zu
der Hydraulikkammer 8 der voreilenden Seite. Ein zweiter Ölkanal 11 ist
in dem Rotor 6 angeordnet und liefert einen Hydraulikdruck,
der von der Ölpumpe
(nicht dargestellt) stammt, durch einen Ölkanal (nicht dargestellt)
der nacheilenden Seite in der Nockenwelle 7 zu der Hydraulikkammer 9 der nacheilenden
Seite.
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Eine
Unterbringungsöffnung 13,
die einen Verriegelungsstift 12 aufnimmt, welcher eine
relative Drehung des Gehäuses 3 und
des Rotors 6 steuert, ist an einem der Schuhe 3a des
Gehäuses 3 so
angeordnet, dass sie das Gehäuse 3 in
radialer Richtung durchdringt.
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Wenn
die Maschine gestartet wird, ohne einen Hydraulikdruck in der Vorrichtung
zu erzeugen, schwingt der Rotor 6, welcher integral an
der Nockenwelle 7 angebracht ist aufgrund der Belastung einer
Nocke (nicht dargestellt) in Drehrichtung. Aufgrund dieser Schwingung
wiederholen sich ein Kontakt und eine Trennung zwischen dem Rotor 6 und dem
Gehäuse 3,
und demzufolge tritt ein schlagendes Geräusch auf. Der Verriegelungsstift 12 verhindert
das Auftreten eines solchen schlagenden Geräuschs. Der Verriegelungsstift 12 beinhaltet
einen frontalen Abschnitt 12a mit kleinerem Durchmesser, welcher
die Einfügung
in eine später
beschriebene Eingriffsöffnung
ermöglicht,
einen hinteren Abschnitt 12b mit größerem Durchmesser, der einen
größeren Durchmesser
hat als der frontale Abschnitt 12a mit kleinerem Durchmesser,
sowie eine Ausnehmung 12c, die auf einer hinteren unteren
Seite des hinteren Abschnitts 12b mit größerem Durchmesser
ausgeformt ist.
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Die
Unterbringungsöffnung 13 beinhaltet
einen Öffnungsabschnitt 13a mit
kleinerem Durchmesser in dem sich der frontale Abschnitt 12a mit
kleinerem Durchmesser des Verriegelungsstifts 12 befindet,
sowie einen Öffnungsabschnitt 12b mit
größerem Durchmesser
mit einem Innendurchmesser, der größer ist als der des Öffnungsabschnitts 13a mit kleinerem
Durchmesser, wobei der Abschnitt 12b den hinteren Abschnitt 12b mit
größerem Durchmesser
des Verriegelungsstifts 12 beinhaltet. Ein Ventil 16 mit
regelbarem Durchgang ist an einer Stelle eines Endes des Ritzels 12 nahe
dem Gehäuse 3 angeordnet,
welche Stelle dem mit der Unterbringungsöffnung 13 ausgestatteten
Schuh 3a benachbart ist. Das Ventil 16 mit regel-
bzw. wählbarem
Durchgang wählt
den höheren
Hydraulikdruck der beiden unterschiedlichen Drücke in den Hydraulikkammern 8 und 9 der
voreilenden und nacheilenden Seite und liefert den ausgewählten Druck
an eine Hydraulikkammer 15, die zwischen einer frontalen
Endfläche
des hinteren Abschnitts 12b mit größerem Durchmesser des Verriegelungsstifts 12 und
einer frontalen Endfläche des Öffnungsabschnitts 13b mit
größerem Durchmesser
der Unterbringungsöffnung 13 definiert
ist, und zwar mittels eines Zuführkanals 13 für Hydraulikdruck,
um einen Eingriff (im Folgenden bezeichnet als Verriegelungsbeziehung)
des Verriegelungsstifts 12 mit der später beschriebenen Eingriffsöffnung zu entriegeln.
Ein geteilter Hydraulikdurchgang 17 der voreilenden Seite
verbindet das Ventil 16 mit wählbarem Durchgang und die Hydraulikkammer 8 der
voreilenden Seite, und ein geteilter Hydraulikdurchgang 18 der
nacheilenden Seite verbindet das Ventil 16 mit wählbarem
Durchgang und die Hydraulikkammer 9 der nacheilenden Seite.
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Ein
Verhinderungshalter 21 ist in eine äußere Umfangsfläche (den äußersten
Abschnitt der Vorrichtung) des Abschnitts 13b mit größerem Durchmesser der
Unterbringungsöffnung 13 pressgepasst.
Der Verhinderungshalter 21 verhindert zu allen Zeiten, dass
der Verriegelungsstift 12 und eine Schraubenfeder 20,
die den Verriegelungsstift 12 gegen den Rotor 6 vorspannt,
aus dem äußersten
Abschnitt der Vorrichtung ausgeworfen werden. Der Verhinderungshalter 21 ist
an einer äußeren Umfangsfläche des
Abschnitts 13b mit größerem Durchmesser
der Unterbringungsöffnung 13 unter
Verwendung eines Verhinderungsstifts 22 befestigt. Eine
Auslassöffnung 23 ist
in einem mittleren Abschnitt des Verhinderungshalters 21 ausgeformt
und lässt
einen Rückwärtsdruck,
welcher in der Unterbringungsöffnung 13 erzeugt
wird, wenn sich der Verriegelungsstift 12 nach hinten bewegt,
aus der Vorrichtung ab. Außerdem
ist die Schraubenfeder 20 zwischen der Ausnehmung 12c des
Verriegelungsstifts 12 und dem Verhinderungshalter 21 angeordnet.
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Andererseits
ist eine Eingriffsöffnung 24 einwärts an einer
Stelle einer äußeren Umfangsfläche des
Nabenabschnitts 6a des Rotors 6 in radialer Richtung
ausgeformt, an der die Eingriffsöffnung 24 eine
Einfügung
des frontalen Abschnitts 12a mit kleinerem Durchmesser
des Verriegelungsstifts 12 ermöglicht, wenn der Rotor 6 sich
bezüglich
des Gehäuses 3 an
der Referenzposition befindet (der am weitesten nachgeeilten Position
in 1).
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Dichtungsmittel 25 sind
an frontalen Enden der entsprechenden Schaufeln 6c des
Rotors 6 angeordnet und stehen in Kontakt mit einer inneren
Umfangsfläche
des Gehäuses 3,
die jeder Schaufel 6c entspricht, um Ölleckage über eine Grenze zwischen den
Hydraulikkammern 8 und 9 der voreilenden und der
nacheilenden Seite zu verhindern.
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Bei
einer allgemeinen Vorrichtung, nämlich der
herkömmlichen
Vorrichtung, ist übrigens
ein Dichtungsmittel, wie das oben genannte Dichtungsmittel oft an
jedem der frontalen Enden (Abschnitt A in 1) jedes
Schuhs 3a angeordnet, welches innerhalb jedes frontalen
Endes der entsprechenden Schaufeln 6c angeordnet ist. Bei
manchen Vorrichtung sind die im Abschnitt A innerhalb der Vorrichtung angeordneten
Dichtungsmittel jedoch weggelassen, um Kosten für Bauteile usw. zu sparen und
den Aufbau der Vorrichtung wie im Fall der bekannten Vorrichtung
zu vereinfachen. Die Vorrichtung ist unter den Voraussetzungen konstruiert,
dass ein infinitesimaler Zwischenraum zwischen dem vorderen Ende (der
gehäuseseitigen
Dichtfläche)
des Schuhs des Gehäuses
und der äußeren Umfangsfläche (der
rotorseitigen Dichtfläche)
des erhabenen Abschnitts des Rotors eine Dichtungsfunktion zwischen
den Kammern 8 und 9 erfüllt.
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Per
Definition ist der Zweck der Verhinderung von Ölleckage über die Grenze zwischen der Hydraulikkammer 8 der
voreilenden und der Hydraulikkammer 9 der nacheilenden
Seite, zu verhindern, dass die Vorrichtung aufgrund einer Reduktion
des Hydraulikdrucks in den Hydraulikkammern mit der Ölleckage
für die
Reduktion. Es besteht jedoch eine Möglichkeit, dass die Reduktion
des Hydraulikdrucks in jeder Hydraulikkammer aufgrund von anderen
Tatsachen auftritt. Bei dem Beispiel in 1 gibt es nämlich, da
sich die Fließfähigkeit
von Betriebsöl
bei einer erhöhten
Temperatur des Öls
steigert, einen Ölfluss
zwischen den Kammern 8 und 9 in Umfangsrichtung
des Pfeils B durch einen Zwischenraum in axialer Richtung (im Folgenden
bezeichnet als seitlicher Zwischenraum). Der seitliche Zwischenraum
ist hier definiert zwischen dem Ritzel 2 und dem Gehäuse 3 oder
dem Rotor 6 oder zwischen der Abdeckung 4 und
dem Gehäuse 3 oder
dem Rotor 6. Als Folge besteht die Möglichkeit, dass die Reduktion
des Hydraulikdrucks in jeder Hydraulikkammer auftritt.
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JP-A-130119/2000 offenbart
eine dem seitlichen Zwischenraum gegenüberliegende Seitenfläche des
Ritzels
2 oder der Abdeckung
4 aus Materialien
mit einem hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. In einem solchen
Fall dehnt sich die eine Seitenfläche des Ritzels
2 oder
der Abdeckung
4 bei erhöhter
Temperatur des Betriebsöls
aus und verhindert, dass das heiße Öl durch den seitlichen Zwischenraum
hindurchtritt.
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Es
ist jedoch möglich,
den Ölfluss,
der in 1 durch den Pfeil B gekennzeichnet ist und durch den
seitlichen Zwischenraum hindurchtritt, und das Überlaufen von Öl in Richtung
eines Pfeils C unter Verwendung des Gewindeelements 5,
ohne eine spezielle Ausgestaltung vorzusehen, zu verhindern.
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JP-A-227205/1998 offenbart
eine Vorrichtung ohne Dichtungsmittel in dem Bereich A in
1. Bei
dieser Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung ist eine sich
in Umfangsrichtung erstreckende Nut an einer Gleitfläche angeordnet,
und eine Walze ist drehbar in der Nut in Umfangsrichtung angeordnet.
Als Ergebnis besteht die Möglichkeit,
einen Gleitwiderstand zwischen einem Gehäuse und einem Rotor zu reduzieren.
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Diese
bekannte Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung hat jedoch
die oben beschriebenen Ausgestaltungen. Es bestehen Probleme insofern, dass
die Anzahl der Teile und die Kosten nicht reduziert werden können, weil
die Walze anstelle der eingesparten Dichtungsmittel verwendet wird.
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Bei
jeder der oben beschriebenen Vorrichtungen zur Steuerung der Ventiltaktung
tritt zudem, wenn sich eine Achse der Vorrichtung exzentrisch dreht
oder beispielsweise bei der Drehung der Maschine schräg steht,
Kontakt zwischen beiden Dichtflächen
auf, so dass diese verschleißen.
Dabei bestehen Probleme, dass die Verlässigkeit der Vorrichtung und
Veränderungen
der Leistungsfähigkeit
(Anstieg der Ölleckage)
auftreten.
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Des
Weiteren ist aus der nachveröffentlichten
DE 101 48 687 A1 eine
Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung bekannt, wobei die Schuhe
eines ersten Rotors der Außenumfangswand
eines zweiten Rotors zugewandt sind und auf dieser gleiten, d. h.
es ist für
einen geeigneten Gleitspalt gesorgt, der entweder durch Dichtungsbauteile
abgedichtet ist oder so klein gestaltet ist, dass eine Leckage von
Arbeitsöl
zwischen Hydraulikkammern durch den Spalt hindurch verhindern wird.
Mit anderen Worten beschreibt die
DE 101 48 687 A1 eine Vorrichtung zur Steuerung
der Ventiltaktung, bei der kein Zwischenraum zwischen Dichtflächen der
Schuhe des ersten Rotors und der Außenwandung des zweiten Rotors
besteht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung zu schaffen, die es ermöglicht,
die Menge des Leckageöls,
in dem Abschnitt A innerhalb der Vorrichtung innerhalb akzeptabler
Grenzen zu halten, wobei keine Dichtungsmittel verwendet werden,
und unter Sicherstellung und Verbesserung der Verlässlichkeit
des Betriebs.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Um
das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird eine Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung geschaffen mit einem ersten Rotor,
der sich synchron mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine
dreht und mehrere Schuhe aufweist, die an einer inneren Umfangsfläche des
ersten Rotors ausgeformt sind und mehrere Hydraulikkammern bilden;
einem zweiten Rotor, welcher bezüglich
des ersten Rotors drehbar in dem ersten Rotor angeordnet ist, mit einem
Nabenabschnitt bzw. einem erhabenen Abschnitt, der an einer Endfläche einer
Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine befestigt ist, und mit mehreren
Schaufeln, die an einer äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts angeordnet sind und die Hydraulikkammern in
Hydraulikkammern der voreilenden Seite und Hydraulikkammern der
nacheilenden Seite aufteilen; einem Dichtungsmittel, welches zwischen
einer äußeren Umfangsfläche jeder Schaufel
des zweiten Rotors und einer inneren Umfangsfläche des ersten Rotors vorgesehen
ist; und einem Zwischenraum zwischen Dichtflächen, welcher zwischen einem
frontalen Ende jedes Schuhs des ersten Rotors und der äußeren Umfangsfläche des Nabenabschnitts
des zweiten Rotors definiert ist, welcher dem frontalen Ende des
Schuhs entspricht, und die Zwischenraum als Maximalwert die Menge Leckageöl akzeptiert,
die keine Auswirkung auf die Verlässlichkeit der Vorrichtung
hat.
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Auf
diese Art und Weise ist es aufgrund des viskosen Widerstands der öle, wenn
die Öltemperatur
in der Verbrennungskraftmaschine nicht so hoch ist, schwierig für die Betriebsöle, durch
den Zwischenraum zwischen den Dichtflächen hindurchzutreten, und
es wird möglich,
zu verhindern, dass sich der Hydraulikdruck in den Hydraulikkammern
senkt. Wenn die Viskosität
des Öls
reduziert wird, indem die Temperatur der öle in der Maschine gesteigert
wird, so dass die Fließfähigkeit
des Öls
steigt, leckt eine geringe Menge von Öl ohne Auswirkung auf die Verlässlichkeit
der Vorrichtung durch den Zwischenraum aus einer der Hydraulikkammern
in die andere hindurch. Daher wird es möglich, die Betriebsstabilität der Vorrichtung
sicherzustellen, ohne den Hydraulikdruck in den Hydraulikkammern
extrem zu senken.
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Bei
der oben beschriebenen Anordnung ist der Zwischenraum zwischen den
Dichtungsflächen so
gewählt
werden, dass er größer ist
als das maximale Lagerspiel zwischen der Nockenwelle und einem Lagerabschnitt
der Vorrichtung, der die Nockenwelle drehbar lagert. Auf diese Art
und Weise wird es, wenn sich die Achse der Vorrichtung aufgrund
einer Drehung der Kurbelwelle und so weiter der Maschineexzentrisch
innerhalb des Bereichs des Lagerspiels dreht, möglich, dass das Lagerspiel
aufgrund der Exzentrizität
eine relative Verschiebung zwischen den Teilen aufnimmt. So kann
verhindert werden, dass die Dichtflächen verschleißen, ohne
dass ein Kontakt zwischen den Dichtflächen auftritt, inklusive der äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts des zweiten Rotors und dem frontalen Ende jedes
Schuhs des ersten Rotors. So wird es möglich, die Verlässlichkeit
der Vorrichtung zu verbessern.
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Weitere
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
definiert. Die oben beschriebene Anordnung kann außerdem zumindest
eine Ölsammelnut
aufweisen, die an der äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts des zweiten Rotors und/oder am frontalen Ende
jedes Schuhs des ersten Rotors vorgesehen ist. Auf diese Art und
Weise wird es möglich, einen
Verlust von kinetischer Energie von ölen aufgrund von Kontraktion
innerhalb der Ölsammelnut
zu verursachen. So wird es möglich,
die Menge des Leckageöls
zu senken, ohne einen komplizierten Aufbau zum Blockieren des Ölflusses
zwischen den Hydraulikkammern hinzuzufügen.
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Die
oben beschriebene Vorrichtung kann außerdem eine Ausnehmung aufweisen,
die an der äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts des zweiten Rotors oder am frontalen Ende jedes
Schuhs des ersten Rotors angeordnet ist, und einen Vorsprung an
dem jeweils anderen Element, wobei das Einfügen des Vorsprungs in die Ausnehmung
möglich
ist. Auf diese Art und Weise wird es möglich, Ölkanäle des Betriebsöls zwischen
den Dichtungsflächen
zu verlängern.
So wird es möglich,
den Widerstand des Ölflusses
zwischen den Dichtungsflächen inklusive
der Ausnehmung und des Vorsprungs zu steigern, um die Menge des
Leckageöls
zu senken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer inneren Ausgestaltung einer
bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung.
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2 ist
eine Längsschnittansicht
der inneren Ausgestaltung der bekannten Vorrichtung zur Steuerung
der Ventiltaktung in 1.
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3 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer inneren Ausgestaltung einer
Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung nach Ausführungsform
1 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
eine Längsschnittansicht
der inneren Ausgestaltung der bekannten Vorrichtung zur Steuerung
der Ventiltaktung in 3.
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5 ist
ein Graph eines Zwischenraums zwischen Dichtungsflächen bei
der Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung nach 3 und 4 und
der Menge des Flusses von Leckagebetriebsöl, die sich bezüglich einer Änderung
der Temperatur des Betriebsöls ändert.
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6 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung als Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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7 ist
eine vergrößerte seitliche
Querschnittsansicht eines wichtigen Punkts F in der Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung in 6.
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8 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer inneren Ausgestaltung einer
Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung nach Ausführungsform
3 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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9 ist
eine vergrößerte seitliche
Querschnittsansicht eines wichtigen Punkts G in der Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung in 8.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben.
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Ausführungsform
1
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3 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer inneren Ausgestaltung einer
Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung nach Ausführungsform
1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. 4 ist ein Längsschnitt der inneren Ausgestaltung
der bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung in 3. 5 ist
ein Graph eines Zwischenraums zwischen Dichtflächen bei der Vorrichtung zur
Steuerung der Ventiltaktung nach 3 und 4 und
der Menge des Flusses von Leckagebetriebsöl, die sich bezüglich einer Änderung
der Temperatur des Betriebsöls ändert. Komponenten
der Ausführungsform 1,
die solchen der bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung
gleichen, sind durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und
auf eine weitere Beschreibung dieser Komponenten wird verzichtet.
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Die
Ausführungsform
1 ist erstens dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum D zwischen Dichtflächen zwischen
dem frontalen Ende des Schuhs 3a und der äußeren Umfangsfläche des
Nabenabschnitts bzw. des erhabenen Abschnitts 6a definiert
ist, der dem frontalen Ende des Schuhs 3a gegenüberliegt,
wie in 3 und 4 dargestellt. Die Ausführungsform
1 ist unter der Voraussetzung aufgebaut, dass das Vorsehen von Dichtungsmitteln
in dem frontalen Ende des Schuhs 3a des Gehäuses 3 nicht
vorgesehen ist, wie in dem Fall der bekannten Vorrichtung zur Steuerung
der Ventiltaktung. Der Zwischenraum D zwischen den Dichtungsflächen akzeptiert
maximal eine Menge Leckageöl,
die keinen Effekt auf die Verlässlichkeit
der Vorrichtung hat, sogar wenn die Viskosität des Öls aufgrund der erhöhten Betriebstemperatur
der öle
gering ist.
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Hier
wird die Menge von Leckageöl
bestimmt auf Grundlage der Temperatur der Betriebsöle und der
Größe des Zwischenraums
D zwischen den Dichtungsflächen.
In anderen Worte wird, wenn die Temperatur der Betriebsöle höher wird,
die Viskosität
des Fluids geringer. Da die Fließfähigkeit von Betriebsölen steigt,
treten die öle
daher leicht durch den Zwischenraum D zwischen den Dichtungsflächen hindurch.
Wenn die Größe des Zwischenraums
D zwischen den Dichtungsflächen
ansteigt, steigt außerdem
die Menge des Leckageöls
als Antwort auf die Größe des Zwischenraums
D zwischen den Dichtungsflächen.
Falls beispielsweise, wenn ein Hydraulikdruck auf die Hydraulikkammer 8 der
voreilenden Seite aufgebracht wird, das aufgebrachte Öl durch den
Zwischenraum D zwischen den Dichtungsflächen zu einer benachbarten
Hydraulikkammer 9 der nacheilenden Seite leckt, ist der
Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 8 der voreilenden
Seite niedriger als ein vorbestimmter Druck. Es ist wünschenswert,
dass der Betrag des Leckageöls
gering ist. Die Reduktion des Hydraulikdrucks aufgrund des Leckageöls ist jedoch
nicht darauf gerichtet, keine Auswirkungen auf die Verlässlichkeit
der Vorrichtung zu haben. Im Gegenteil, wenn keine extreme Reduktion des
Hydraulikdrucks mit Auswirkung auf die Verlässlichkeit der Vorrichtung
auftritt, ist es möglich,
das Leckageöl
als Ursache der Reduktion des Hydraulikdrucks zu akzeptieren.
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Es
wird nun angenommen, dass ein akzeptabler Maximalbetrag von Leckageöl auf 1000 mL/min.
festgesetzt ist. Der Zwischenraum D zwischen den Dichtungsflächen muss
so bestimmt werden, dass der Betrag des Leckageöls bei einer Maximaltemperatur
von 140°C,
welche die Viskosität
des Öls
senkt, um seine Fließfähigkeit
zu steigern, in momentanen Vorrichtungen dieses akzeptable Maximum
nicht erreicht. In diesem Fall ist, wie durch die gestrichelte Linie
in 5 dargestellt, die obere Grenze des Zwischenraums
D zwischen den Dichtflächen,
welche die oben genannte Bedingung erfüllt, beispielsweise 70 μm.
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Die
Ausführungsform
1 ist zweitens dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum D zwischen den
Dichtflächen
größer gewählt ist
als ein Zwischenraum E zwischen einer äußeren Umfangsfläche eines
Anbringabschnitts der Nockenwelle 7 und einer inneren Umfangsfläche des
Lagerabschnitts 6b des Rotors 6, wie in 4 dargestellt.
Auf diese Art und Weise ist es, wenn sich die Achse der Vorrichtung
exzentrisch dreht oder bezüglich
der Nockenwelle 7 geneigt ist, aufgrund des Zwischenraums
E (Lockerheit) möglich,
zu verhindern, dass sich beide Dichtflächen, die den Zwischenraum
D zwischen den Dichtflächen bilden,
berühren
und verschließen.
Es ist außerdem möglich, die
Erhöhung
der Menge an Leckageöl
aufgrund des Verschleißes
der beiden Dichtflächen
zu verhindern, und die Dauerhaftigkeit und Verlässlichkeit der Vorrichtung
zu verbessern und die Leistungsfähigkeit
der Vorrichtung sicherzustellen.
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Der
Betrieb wird nun beschrieben.
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Aufgrund
der Absenkung der Viskosität
des Betriebsöls
bei erhöhter
Temperatur kann das Betriebsöl
in der Hydraulikkammer 8 oder 9 der voreilenden
bzw. nacheilenden Seite leicht durch den Zwischenraum D zwischen
den Dichtflächen
hindurchtreten. Da der Zwischenraum D zwischen den Dichtflächen jedoch
auf den erforderlichen Bereich festgelegt ist, hat die Menge des
Leckageöls
keine Auswirkung auf die Verlässlichkeit
der Vorrichtung.
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Wie
oben beschrieben, ist es gemäß der Ausführungsform
1, da der Zwischenraum D zwischen den Dichtungsflächen auf
den oben genannten erforderlichen Bereich festgelegt ist, möglich, die Menge
von Leckageöl
unter den schlechtesten Bedingungen inklusive der erhöhten Temperatur
und so weiter des Betriebsöls
zu bestimmen. Sogar wenn sich Eigenschaften des Öls aufgrund der Temperatur des
Betriebsöls
oder anderen Bedingungen verändern,
ist es möglich,
zu verhindern, dass sich die Antwortgeschwindigkeit der Vorrichtung
reduziert aufgrund eines Anstiegs der Menge des Leckageöls. Es ist
möglich,
zu verhindern, dass sich ein Hydraulikdruck der Maschine absenkt,
so dass ein Schmiereffekt in der Maschine mit Verlässlichkeit
sichergestellt werden kann.
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Bei
der Ausführungsform
1 ist außerdem
jeder Zwischenraum D innerhalb der Vorrichtung nahe des mittleren
Bereichs der Vorrichtung angeordnet, und jedes Dichtungsmittel 25 ist
an einer Stelle beabstandet von dem mittleren Bereich der Vorrichtung angeordnet.
Mit dieser Anordnung wird berücksichtigt,
dass eine mechanische Genauigkeit bezüglich eines inneren Abschnitts
der Vorrichtung besser ist als eine mechanische Genauigkeit bezüglich eines äußeren Abschnitts
der Vorrichtung, und dass ein Einfluss auf den Kontakt der Dichtflächen in
dem inneren Abschnitt kleiner ist als im äußeren Abschnitt bei einer schrägen Anordnung
der Vorrichtung. Als Ergebnis bezeichnet die Ausführungsform
1 die beste der Ausführungsformen.
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Ausführungsform
2
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6 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus einer Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung als Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung. 7 ist eine vergrößerte seitliche
Querschnittsansicht eines wichtigen Punkts F in der Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung in 6. Komponenten
der Ausführungsform
2, die solchen der bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung
oder solchen der Ausführungsform
1 gleichen, sind durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und
auf eine weitere Beschreibung wird verzichtet.
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Bei
der Ausführungsform
2 wird angenommen, dass der Zwischenraum D zwischen den Dichtflächen, welcher
definiert ist zwischen einer äußeren Umfangsfläche 26 des
erhabenen Abschnitts 6a des Rotors 6 und einem
frontalen Ende 27 des Schuhs 3a des Gehäuses 3,
auf den in der Ausführungsform
1 gesetzten Bereich eingestellt ist. Die Ausführungsform 2 ist dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Ölsammelnut 28 am
frontalen Ende 27 des Schuhs 3a des Gehäuses 3 angeordnet
ist, die der äußeren Umfangsfläche 26 des
erhabenen Abschnitts 6a des Rotors 6 gegenüberliegt.
Bei der Ausführungsform
2 ist außerdem
eine der Ölsammelnuten 28 an
alternativen Dichtflächen
angeordnet, und zwei Nuten 28 sind zwischen ihnen angeordnet.
Die Ausgestaltung der Nuten 28 ist nicht auf die oben beschriebene
Anordnung begrenzt. Die Nut 28 kann auch integral mit dem
Gehäuse 6 ausgeformt
sein, wenn das Gehäuse 6 durch
Gießen
oder Schmieden hergestellt wird.
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Der
Betrieb wird nun beschrieben.
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Wenn
das Betriebsöl
in der Hydraulikkammer 8 und 9 der voreilenden
bzw. nacheilenden Seite durch den Zwischenraum D zwischen den Dichtflächen hindurchtritt
und durch die Ölsammelnut 28,
wie durch den Pfeil in 7 dargestellt, kollidiert das Öl mit Wänden, die
die Ölsammelnut 28 bilden.
Als Ergebnis zieht sich das Öl
zusammen und verliert kinetische Energie, und zusätzlich unterliegt
es einem Reibungswiderstand aufgrund der Viskosität des Öls bei einer
Temperatur. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Menge des Leckageöls zu reduzieren.
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Wie
oben beschrieben, ist es gemäß der Ausführungsform
2, da die Ölsammelnut 28 bei
dem Zwischenraum D zwischen den Dichtflächen angeordnet ist, möglich, einen
Verlust von kinetischer Energie der öle zu verursachen aufgrund
einer Kontraktion des Öls
innerhalb der Ölsammelnut 28.
Daher ist es möglich,
die Menge von Leckageöl
zu reduzieren. Auf diese Art und Weise ist es möglich, eine Verlässlichkeit
der Vorrichtung auf einem hohen Niveau zu halten, ohne den Hydraulikdruck
extrem zu reduzieren.
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Bei
der Ausführungsform
2 ist es, wenn das Gehäuse 3 durch
Gießen
oder Schmieden hergestellt wird, um die Ölsammelnut 28 integral
am Gehäuse 3 auszuformen,
möglich,
die Menge von Leckageöl
zu reduzieren, ohne die Herstellungskosten zu steigern.
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Bei
der Ausführungsform
2 ist außerdem
die Ölsammelnut 28 auf
der Seite des Gehäuses 3 mit dem
Schuh 3a angeordnet. Alternativ kann die Ölsammelnut 28 an
der äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts 6a des Rotors 6 angeordnet sein,
die dem Schuh 3a des Gehäuses gegenüberliegt, oder auf beiden Seiten.
Es ist wünschenswert, dass
eine Gestalt der Ölsammelnut 28 im
Querschnitt so ausgeformt ist, dass das Verhältnis von Breite zu Tiefe größer wird.
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Ausführungsform
3
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8 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer inneren Ausgestaltung einer
Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung nach Ausführungsform
3 gemäß der vorliegenden
Erfindung. 9 ist eine vergrößerte seitliche
Querschnittsansicht eines wichtigen Punkts G in der Vorrichtung
zur Steuerung der Ventiltaktung in 8. Komponenten
der Ausführungsform
3, die solchen der bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Ventiltaktung
gleichen oder solchen der Ausführungsformen
1 und 2, sind durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und auf
eine weitere Beschreibung wird verzichtet.
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Die
Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung 30 so
am frontalen Ende 27 des Schuhs 3a des Gehäuses 3 angeordnet ist,
dass sie sich in Umfangsrichtung des Gehäuses 3 erstreckt.
Ein Vorsprung 29 ist so an der äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts 6a des Rotors 6 angeordnet,
dass er in die Ausnehmung 30 einführbar ist. Die Ausnehmung 30 hat
eine Tiefe, die es ihr nicht ermöglicht,
mit dem Vorsprung 29 beim Einführen des Vorsprungs 29 in
die Ausnehmung 30 in Kontakt zu geraten. Eine Länge der
Ausnehmung 30 in Umfangsrichtung ist so gewählt, dass
sie einem Winkel größer als
oder gleich einem relativen Drehwinkel des Rotors 6 bezüglich des
Gehäuses 3 entspricht.
Diese Wahl verhindert es, dass eine äußere Wandfläche des Vorsprungs 29 mit
einer inneren Wandfläche
der Ausnehmung 30 kollidiert, wenn sich der Rotor 6 relativ
zum Gehäuse 3 dreht.
Die Ausnehmung 30 und der Vorsprung 29 bilden
ein Paar mit einer komplementären
Beziehung.
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Nun
wird der Betrieb beschrieben.
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Das
Betriebsöl
in der Hydraulikkammer 8 oder 9 der voreilenden
bzw. nacheilenden Seite unterliegt einem Widerstand in einem Durchgang,
welcher sich steigert, wenn die Länge des Durchgangs sich verlängert, wie
durch den Pfeil in 9 dargestellt, zusätzlich zu
dem Verlust von kinetischer Energie in Ausführungsform 2. So ist es möglich, den
Betrag des Leckageöls
zu reduzieren, welches durch den Zwischenraum D zwischen den Dichtflächen hindurchtritt.
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Wie
oben beschrieben, sind gemäß der Ausführungsform
3 die Ausnehmung 30 und der Vorsprung 29 vorgesehen,
die ein Paar mit komplementärer
Beziehung bilden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die
Menge von Leckageöl
zu reduzieren aufgrund des Widerstands in dem Durchgang, der steigt, wenn
die Länge
des Durchgangs sich verlängert.
Daher ist es möglich,
eine Verlässlichkeit
der Vorrichtung auf einem hohen Niveau zu halten, ohne den Hydraulikdruck
extrem zu reduzieren.
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Bei
der Ausführungsform
3 ist außerdem
die Ausnehmung 30 so am frontalen Ende 27 des Schuhs 3a des
Gehäuses 3 angeordnet,
dass sie sich in Umfangsrichtung des Gehäuses 3 erstreckt. Der
Vorsprung 29 ist so an der äußeren Umfangsfläche des
erhabenen Abschnitts 6a des Rotors 6 angeordnet,
dass er in die Ausnehmung 30 einführbar ist. Alternativ kann
die Ausnehmung 30 auf der Seite des Rotors 6 und
der Vorsprung 29 auf der Seite des Gehäuses 3 vorgesehen
sein.
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Die
vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden,
ohne den Umfang der Erfindung oder ihre wesentlichen Merkmale zu
verlassen. Die vorliegende Ausführungsform soll
daher in jeder Hinsicht nur beispielhaft und nicht begrenzend verstanden
werden, wobei der Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche definiert
ist und nicht durch die vorangegangene Beschreibung, und alle Veränderungen,
welche innerhalb des Äquivalenzbereichs
der Ansprüche
liegen, sollen daher von den Ansprüchen umfasst sein.