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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur variablen Ventilbetätigung (VVA-Vorrichtung) für einen Verbrennungsmotor das
zumindest den Betriebswinkel der Motorventile, wie dem Ansaugventil
und dem Ausstoßventil,
gemäß den Motorbetriebsbedingungen
variieren kann.
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Normalerweise umfaßt eine
VVA-Vorrichtung, angewandt auf Ansaugerventile, eine Kur- belnocke,
die am äußeren Rand
einer Antriebswelle angeordnet ist, wobei die Antriebswelle sich
synchron mit einer Kurbelwelle dreht und sie ihre Achse exzentrisch
in Bezug auf die Achse der Antriebswelle hat. Die VVA-Vorrichtung
umfasst ferner eine Ventilbetriebsnocke (VO), auf die, durch einen
Getriebemechanismus, ein Drehmoment der Kurbelnocke übertragen
wird um eine Nockenfläche
in Schiebekontakt mit der oberen Fläche eines Ventilhebers zu bringen, wobei
der Ventilheber am oberen Ende des Ansaugventils angebracht ist,
um das Ansaugventil gegen die ausgleichende Kraft einer Ventilfeder
zu betreiben.
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Der Getriebemechanismus umfasst einen einarmigen
Kniehebel, der oberhalb der VO-Nocke angeordnet
ist und drehbar von einer Steuerwelle gestützt wird, sowie einen Kurbelarm,
der ein kreisförmiges
erstes Ende hat, das mit der äußeren Randfläche der
Kurbelnocke verbunden ist, und der ein zweites Ende hat, das drehbar
mit einem ersten Arm des einarmigen Kniehebels über einen Stift verbunden ist,
sowie einen Verbindungsstab, der ein erstes Ende hat, das drehbar
mit Hilfe eines Stiftes mit einem zweiten Arm verbunden ist, und
der ein zweites Ende hat, das drehbar mit Hilfe eines Stiftes mit
einer Nockennase der VO-Nocke verbunden ist.
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Die Steuerwelle wird z.B. mit einen
elektrischen Motor über
einen Schneckenantrieb oder Reduktionsmechanismus, die an der Antriebswelle
des Motors vorgesehen sind, angetrieben. An der äußeren Randfläche der
Steuerwelle wird eine Steuernocke befestigt, die ihre Achse exzentrisch
zu der Achse der Steuerwelle hat, wobei die Achsen sich auf einem
vorbestimmten Abstand befinden. Die Steuerwelle wird drehbar in
ein sich im Wesentlichen im Zentrum des Kniehebels befindliches
Unterstützungsloch
eingepasst.
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Die Steuernocke ändert eine bewegliche (rocking)
Hebelstütze
des einarmigen Kniehebels gemäß der gedrehten
Position, um die Kontaktposition der Nockenfläche der VO- Nocke in Bezug auf die obere Fläche des
Ventilhebers zu verändern,
wodurch eine variable Steuerung der Hubmenge und des Betriebswinkels
des Ansaugventils durchgeführt wird.
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Speziell wenn der Motor sich im unteren Drehzahlbereich
befindet, wird beispielsweise durch den Motor die Steuerwelle in
eine Richtung gedreht um die Steuernocke gleichzeitig in die gleiche
Richtung zu drehen, wodurch die bewegliche Hebelstütze des
Kniehebels in die Richtung bewegt wird, die sie von der Antriebswelle
entfernt. Dann wird ein Scharnierpunkt des Kniehebels zusammen mit
dem Verbindungsstab nach oben bewegt um die Nockennase der VO-Nocke
heranzuziehen, wodurch die Kontaktposition der VO-Nocke bezüglich der
oberen Fläche des
Ventilhebers in die Richtung bewegt wird, in der sie sich vom Hebeabschnitt
entfernt. Dadurch wird das Ansaugventil so gesteuert, dass die Hubmenge und
der Betriebswinkel verkleinert werden.
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Andererseits wenn der Motor von niedrigen Drehzahlen
in hohe Drehzahlen übergeht,
wird die Steuerwelle durch den Motor in eine andere Richtung gedreht,
um die Steuernocke auch in diese Richtung zu drehen, wobei die bewegliche
Hebelstütze
des Kniehebels in die Richtung bewegt wird für die sie sich der Antriebswelle
nähert.
Dann wird die Nockennase der VO-Nocke durch den Verbindungsstab nach
unten gedrückt
um die Kontaktposition der VO-Nocke bezüglich der obere Fläche des
Ventilhebers zum Hebeabschnitt der VO-Nocke zu bewegen. Dadurch
wird das Ansaugventil so gesteuert, dass die Hubmenge und der Betriebswinkel
größer werden.
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Folglich können gemäß den Motorbetriebsbedingungen
herausragende Motorleistungen, wie verbesserter Brennstoffverbrauch,
erhöhter
Motorausstoß,
oder ähnliches,
erzielt werden.
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Wie aus 8 erkenntlich hat jedoch das Schneckengetriebe
der VVA-Vorrichtung, das dafür vorgesehen
ist die Steuerwelle durch Reduktion der Motordrehzahl zu steuern,
ein von den Steuerbedingungen des Ventilhubs und des Betriebswinkels
unabhängiges
konstantes Reduktionsverhältnis
hat, wie dies mit gestrichelten Linien gezeigt wird. Folglich ist
bei geringem Ventilhub und Betriebswinkel, was den normalen Fahrbedingungen
oder dem praktischen Bereich eines Fahrzeugs entspricht, das Reduktionsverhältnis kleiner,
was zu einem erhöhten Kraftverbrauch
des Motors führt.
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Speziell entspricht das Reduktionsverhältnis, das
sich aus Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle des Motors und
der Steuerwelle ergibt, dem Drehmomentverhältnis des Motors, das proportional
zum zugeführten
Strom ist. Folglich wird das Reduktionsverhältnis unter geringem Ventilhub
und Betriebswinkelsteuerung nicht erhöht und ist deshalb kleiner. Dies
führt zu
einem größeren Drehmoment
des Motors um die Steuerwelle zu drehen. Dies erhöht den Kraftverbrauch
während
dem normalen Fahren eines Fahrzeugs und führt zu einem schmerzhaften
Effekt bezüglich
dem Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors, der auch dazu dient
die Accessoires wie eine Drehstromlichtmaschine zu bedienen.
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Falls ferner die Stromversorgung
des Motors aufgrund einer Verringerung der Batteriekapazität kleiner
wird, kann ein technisches Problem, wie eine Verschlechterung der
Drehfähigkeit
des Motors in dem normalen Drehzahlbereich des Fahrzeugs, auftreten.
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Da ferner das Reduktionsverhältnis nicht verkleinert
wird und deshalb an dem Übergang
von kleinem Ventilhub zu großem
Ventilhub konstant ist, wobei dies bei schnellen Beschleunigungen
des Fahrzeugs oder Ähnlichem
auftritt, kann die Gesamtzahl der Drehungen des Motors, die für diesen Übergang
nötig sind,
nicht reduziert werden, was zu einer längeren Übergangszeit führt und
resultiert womöglich
in einer Verringerung der Umschaltempfindlichkeit von kleinem Ventilhub
zu großem
Ventilhub.
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung für
einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die eine Reduzierung des
Kraftverbrauchs des Motors bei geringem Ventilhub und Betriebswinkelsteuerung
erlaubt und eine Verbesserung der Umschaltempfindlichkeit ermöglicht,
wenn die Steuerung vom kleinen Ventilhub und Betriebswinkel auf
großen
Ventilhub und Betriebswinkel umschaltet.
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Die vorliegende Erfindung stellt
generell eine variable Ventilstellgliedvorrichtung (VVA) für einen Verbrennungsmotor
mit Ventil bereit und umfasst: eine Steuerwelle die drehbar in Übereinstimmung
mit den Betriebsbedingungen des Motors angeordnet ist, sowie einen
Abänderungsmechanismus,
der mindestens einen Betriebswinkel des Ventils gemäß der Drehung
der Steuerwelle ändert;
sowie einen Antriebsmechanismus, der die Steuerwelle dreht, wobei der
Antriebsmechanismus einen elektrischen Motor und einen Reduktionsmechanismus
umfasst, wobei der Reduktionsmechanismus ein Reduktions verhältnis hat,
das größer eingestellt
wird, wenn das Ventil auf einen kleine Betriebswinkel eingestellt
wird, als wenn das Ventil auf einen großen Betriebswinkel eingestellt
wird.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Andere Aufgaben und Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bezüglich der
begleitenden Figuren deutlich, wobei:
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1 einen
Längsquerschnitt
der eine erste Ausführungsform
einer VVA-Vorrichtung
für einen Verbrennungsmotor
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 eine
perspektivische Ansicht, die die VVA-Vorrichtung zeigt, darstellt;
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3A und 3B Ansichten in Richtung
des Pfeils A der 2 darstellen,
die eine Ventilschließoperation
bzw. eine Ventilöffnungsoperation
unter minimaler Ventilhubsteuerung zeigen;
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4A und 4B ähnliche Ansichten wie die der 3B, in Richtung des Pfeils
A der 2, darstellen,
und Ventilschließoperation
bzw. Ventilöffnungsoperation
unter einer mittleren Ventilhubeinstellung zeigen;
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5A und 5B ähnliche Ansichten wie die der 4B, gesehen in Richtung
des Pfeils A der 2,
darstellen und die Ventilschließoperation
bzw. die Ventilöffnungsoperation
unter maximalem Ventilhub zeigen;
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6 eine ähnliche
Ansicht wie die 1 darstellt,
die den Betrieb des Antriebsmechanismus bei minimaler Ventilhubeinstellung
erklärt;
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7 eine
Querschnittsansicht, die längs der
Linie 7-7 der 1 genommen
wurde, darstellt;
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8 ein
Diagramm darstellt, das die Charakteristik des Ventilhubs bezüglich des
Reduktionsverhältnisses
darstellt;
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9 eine ähnliche
Ansicht wie die 6 darstellt
zeigt eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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10 ein ähnliches
Diagramm wie in der 8 darstellt,
das die Charakteristik des Ventilhubs bezüglich des Reduktionsverhältnisses
der zweiten Ausführungsform
zeigt.
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Sich auf die Figuren beziehend wird
eine Beschreibung einer VVA-Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung gemacht. In den dargestellten Ausführungsformen wird die VVA-Vorrichtung
auf einen Verbrennungsmotor angewandt, der zwei Ansaugventile pro
Zylinder umfasst, wobei der Ventilhub und der Betriebswinkel von jedem
Ventil gemäß den Motorbetriebsbedingungen verändert werden
kann.
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In den 2B – 5B wird eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die VVA-Vorrichtung umfasst
ein Paar Ansaugventile 2, die gleitbar mit Hilfe von Ventilführungen
(nicht gezeigt) in einem Zylinderkopf 1 vorgesehen sind
und in der Schließrichtung
durch Ventilfedern 3 vorbelastet sind, sowie einen Veränderungsmechanismus 4 zum Verändern der
Hubmenge der Ansaugventile 2, sowie einen Steuermechanismus 5 zum
Steuern der Betriebsbedingungen des Veränderungsmechanismus 4,
und einen Antriebsmechanismus 6 zum Antreiben des Steuermechanismus 5.
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Der Veränderungsmechanismus 4 umfasst eine
hohle Antriebswelle 13 die drehbar von einem Lager 14 an
einem oberen Abschnitt des Zylinderkopfes 1 gestützt wird,
sowie eine Kurbel oder exzentrische Drehnocke 15, die mit
der Antriebwelle 13 durch Pressverbindung (press fit) oder Ähnliches
verbunden ist, sowie ein Paar VO-Nocken 17, die schwingbar
von einer äußeren Randfläche der
Antriebswelle 13 gestützt
werden und in Schiebekontakt mit den Ventilhebern 16 stehen,
wobei diese zum Öffnen
der Ansaugventile 2 an den oberen Enden dieser vorgesehen
sind, sowie einen Übertragemechanismus,
der zwischen der Kurbelnocke 15 und den VO-Nocken 17 geschaltet
wird, um ein Drehmoment der Kurbelnocke 15 als Schwingkraft
an die VO-Nocken 17 zu übertragen.
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Wie aus 2 ersichtlich, erstreckt sich die Antriebswelle 13 längs der
Längsrichtung
des Motors und hat ein Ende mit einem Folgezahn (follower sprocket),
mit einer Timingkette, usw. (nicht gezeigt), wodurch das Drehmoment
der Motorkurbelwelle erhalten wird. Die Antriebswelle 13 wird
im Uhrzeigersinn oder in der Richtung des Pfeils, wie in 2 gezeigt, gedreht.
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Wie in 3A gezeigt,
umfasst das Lager 14 einen Hauptträger 14a, der am unteren
Ende des Zylinderkopfes 1 angeordnet ist, um den oberen
Abschnitt der Antriebswelle 13 zu unterstützen, und
einen Hilfsträger 14b,
der am oberen Ende des Hauptträgers 14a angeordnet
ist, um die Steuerwelle 32 drehbar zu lagern, was später beschrieben
wird. Die Träger 14a, 14b werden
von oben durch ein Paar Schrauben 14c miteinander befestigt.
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Die Kurbelnocke 15 ist im
Wesentlichen ringförmig
ausgebildet und umfasst einen ringförmigen Hauptkörper und
einen Zylinder, der mit der äußeren Endfläche in den
Ring integriert wird. Ein durchgehendes Loch ist längs der
Achse der Kurbelnocke 15 ausgebildet und nimmt die Antriebswelle 13 auf.
Wie aus 3A – 5B ersichtlich, ist die Achse
Y des Hauptkörpers
der Kurbelnocke 15 radial bezüglich der Achse X der Antriebswelle 13 um
den vorbestimmten Wert β verschoben.
Die Kurbelnocke 15 wird durch das durchgehende Loch der
Antriebswelle mit einem Ende der Antriebswelle 13 pressverbunden
(press fitted) um nicht mit den Ventilhebern 16 zu interferieren.
Ein Nockenprofil eines exzentrischen Kreises ist auf der äußeren Randfläche des
Nockenhauptkörpers
ausgebildet.
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Die Ventilheber 16 haben
die Form eines bedeckten Zylinders und werden jeweils verschiebbar in
einem Loch des Zylinderkopfes 1 gehalten und haben eine
ebene obere Fläche
mit der die VO-Nocke 17 in Schiebekontakt kommt.
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Wie aus den 2B – 3B ersichtlich, haben die
VO-Nocken 17 beide ungefähr die Form eines Regentropfens
und sind mit beiden Enden einer ringförmigen Nockenwelle 20 verbunden,
die eine innere Randfläche
aufweist durch die sie drehbar von der Antriebs welle 13 gestützt wird.
Die VO-Nocke 17 hat auch auf einer Endseite oder einer
Nockennase 21 ein Pin-hole. Die untere Fläche der
VO-Nocke 17 hat eine Nockenfläche 22 die umfasst:
eine kreisförmige Fläche auf
der Seite der Nockenwelle 20, sowie eine Rampenfläche, die
sich kreisförmig
von der Kreisfläche
bis zur Nockennase 21 erstreckt, sowie eine Hebefläche, die
sich von der Rampenfläche
bis zu einer oberen Fläche
mit maximalem Hub, die am Ende der Nockennase 21 angeordnet
ist, erstreckt. Die kreisförmige
Fläche,
die Rampenfläche
und die Hubfläche kommen
gemäß der Schwingposition
der VO-Nocke 17 in Kontakt mit vorbestimmten Stellen der
oberen Fläche
der Ventilheber 16.
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Wie aus 2 – 5B ersichtlich, umfasst der Übertragungsmechanismus 18 einen
Kniehebel 23, der oberhalb der Antriebswelle 13 angebracht
ist, sowie einen Kurbelarm 24, um den ersten Arm 23a des Kniehebels 23 mit
der Kurbelnocke 15 zu verbinden, und einen Verbindungsstab 25,
um einen zweiten Arm 23b des Kniehebels 23 mit
der VO-Nocke 17 zu verbinden.
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Der Kniehebel 23 hat im
Zentrum einen zylindrischen Abschnitt, der drehbar durch eine Steuernocke 33 über ein
Stützloch,
wie später
beschrieben wird, gelagert wird. Der erste Arm 23a steht
von einem äußeren Ende
der zylindrischen Basis ab und hat ein Pin-hole um einen Stift 26 empfangen
zu können,
während
der zweite Arm 23b vom inneren Ende der zylindrischen Basis
hervorspringt und ein Pin-hole aufweist um den Stift 27 zu
empfangen, wodurch der zweiter Arm 23b und ein erstes Ende 25a des Verbindungsstabs 25 verbunden
werden.
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Der Kurbelarm 24 umfasst
einen ringförmige Basis 24a mit
relativ großem
Durchmesser und eine Extension 24b die an einer vorbestimmten
Position an der äußeren Randfläche der
Basis 24a angeordnet ist. Die Basis 24a hat im
Zentrum ein Verbindungsloch 24c, das drehbar mit dem Hauptkörper der Kurbelnocke 15 verbunden
ist. Die Extension 24b hat ein Pin-hole das drehbar den
Stift 26 empfängt.
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Der Verbindungsstab 25 ist
im Wesentlichen wie der Buchstabe L ausgebildet, ist auf der Seite
des Kniehebels 23 konkav und hat erste und zweite Enden 25a, 25b mit
Pinholes durch die die Stifte 27, 28 gedrückt werden
um mit den entsprechenden Pin-holes des zweiten Arms 23b des
Kniehebels 23 und der Nockennase 21 der VO-Nocke 17 drehbar
verbunden zu werden.
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An einem Ende der Stifte 26, 27, 28 sind Schnappringe
vorgesehen, um die axiale Bewegung des Kurbelarms 24 und
des Verbindungsstabs 25 einzuschränken.
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Der Steuermechanismus 5 umfasst
eine Steuerwelle 32 die oberhalb der Antriebswelle 13 angeordnet
ist und drehbar von einem Lager 14 gelagert wird, sowie
eine Steuernocke 33, die am äußeren Rand der Steuerwelle 32 befestigt
wird um eine bewegliche Hebelstütze
des Kniehebels 23 zu bilden.
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Wie am besten aus 2 ersichtlich, ist die Steuerwelle 32 parallel
zur Antriebswelle 13 angeordnet und erstreckt sich längs der
Längsrichtung des
Motors, außerdem
hat sie an einer vorbestimmten Stelle einen Kurbelzapfen 32b,
der drehbar zwischen dem Haupthalter 14a und dem Hilfshalter 14b des
Lagers 14 gelagert wird.
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Wie aus den 2 – 5B ersichtlich, hat die Steuernocke 33 eine
zylindrische Form und eine Achse P2, die in Bezug auf die Achse
P1 der Steuerwelle 32 um den Betrag α versetzt ist, wobei der Betrag α einem Dickenabschnitt
entspricht.
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Wie aus den 1, 2, 6 und 7 ersichtlich umfasst der Antriebsmechanismus 6 ein
Gehäuse 35, das
am hinteren Ende des Zylinderkopfes 1 befestigt ist, sowie
einen elektrischen Motor oder ein Drehmoment lieferndes Mittel 36,
das an einem Ende des Gehäuses 35 befestigt
wird, und einen Schraubenübertragungsmechanismus
oder Reduktionsmechanismus oder Mittel 37, das im Gehäuse 37 angeordnet
ist um das Drehmoment des Motors 36 zu reduzieren und an
die Steuerwelle 32 weiterzugeben.
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Das Gehäuse 35 umfasst einen
Zylinder 35a, der längs
der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Achse P1 der Steuerwelle 32 angeordnet
ist, sowie eine Expansion 35b die nach oben vom Zentrum des
oberen Endes des Zylinders 35a absteht, und eine Seitenwand 35c,
um eine Seite des Zylinders 35a und der Expansion 35b abzuschließen.
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Der Motor 36 umfasst einen
Proportionaltyp DC-Motor und hat ein Gehäuse 38, das an einem Ende
einen Abschnitt 38a mit kleinem Durchmesser hat und in
eine erste Öffnung
35c des
Zylinders 35a durch Pressverbindung oder Ähnliches
eingepasst ist, sowie eine Antriebswelle 36a die durch
ein Kugellager 39, das in dem Abschnitt 38a mit
geringem Durchmesser angeordnet ist, gelagert wird.
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Ferner wird der Motor 36 in Übereinstimmung
mit einem Steuersignal der elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 angetrieben,
wobei die elektronische Steuereinheit 40 die Motorbetriebsbedingungen
bestimmt. Die ECU 40 erhält erfaßte Signale von einem Kurbelwinkelsensor 41,
der die Motorgeschwindigkeit erfasst, sowie von einem Luftflussmesser 42,
der die Ansaugluftmenge erfasst, sowie von einem Kühltemperatursensor 43,
der die Kühlmitteltemperatur
erfasst, sowie von einem Potentiometer 44, der die Drehposition
der Steuerwelle 32 erfasst, um durch Berechnung oder Ähnliches
die tatsächlichen
Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen. Die ECU 40 führt daher
eine Feedback-Steuerung des Motors 36 durch.
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Wie aus den 1, 6 und 7 ersichtlich, umfasst der
Schraubenübertragungsmechanismus 37 im
Wesentlichen eine Gewindestange oder Hauptwelle 45 die
im Zylinder 35a des Gehäuses 35 angeordnet
ist und ungefähr
koaxial mit der Antriebsstange 36a des Motors 36 ist,
sowie eine Gewindemutter oder ein bewegtes Teil 46, die/das
in dem äußeren Rand
des Gewindestabs 45 eingreift, sowie einen Verbindungsarm
oder Verbindung 47, der/die im Gehäuse 35 angeordnet
ist und am äußeren Rand
an einem Ende der Steuerwelle 32 befestigt ist, sowie ein Verbindungsteil 48,
um den Verbindungsarm 47 mit der Gewindemutter 46 zu
verbinden.
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Der Gewindestab 45 hat ein äußeres Gewinde 49,
das auf der ganzen äußeren Randoberfläche außer an den
Enden 45a und 45b ausgebildet ist, wobei die Enden
sich den ersten und zweiten Öffnungen 35c und 35d des
Zylinders 35a zuwenden, um drehbar von Kugellagern 50 und 51 gelagert
zu werden.
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Eine Mutter 52 greift die
Spitze des zweiten Endes 45b der Gewindewelle 45 um
die Gewindewelle 45 im Zylinder 35a des Gehäuses 35 zu
haltern. Die Mutter 52 hat einen Vorsprung 52a um
einen inneren Ring 51a eines Kugellagers 51 gegen
einen treppenförmigen
Abschnitt des zweiten Endes 45b der Gewindestange 45 zu
drücken
und zu befestigen. Die Mutter 52 dreht sich gemeinsam mit
der Gewindestange 45. Eine tellerförmige Kappe 53 ist
mit der zweiten Öffnung 35d des
Zylinders 35a verbunden und hat ein zylindrisches Vorderende,
durch welches ein äußerer Ring 51b des
Kugellagers 51 gedrückt wird
und mit dem stufenförmigen
Abschnitt 35f der zweiten Öffnung 35d verbunden
wird.
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Zwei Verbindungsflächen 35d sind
am zweiten Ende 45 der Gewindestange 45 ausgebildet
und mit denen ein Haltejig verbunden wird, wodurch eine Drehung
der Gewindestange 45 verhindert wird, wenn die Mutter 52 mit
einer Vorrichtung (giving jig), wie einem Schraubenschlüssel, befestigt
wird.
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Die Gewindestange 45 hat
am erstes Ende 45a eine Welle 45c mit geringem
Durchmesser, die mit einem Abschnitt 36b mit geringem Durchmesser der
Antriebswelle 36a des Motors 36 kerbverzahnt (serration
coupled) wird, wobei die Verbindung durch das zylindrische Verbindungsteil 54 hergestellt
wird, so dass sie axial beweglich sind.
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Speziell werden erste Kerbverzahnschnitte axial
auf den äußeren Randflächen der
Welle 45c und dem Abschnitt 36b ausgeformt, während ein zweiter
Kerbverzahnschnitt auf der inneren Randfläche des Verbindungsteils 54 ausgebildet
ist um locker mit den ersten Kerbverzahnschnitten in Verbindung
zu treten. Eine solche Kerbverzahnverbindung ermöglicht die Übertragung eines Drehmoments
des Motors 36 auf die Gewindestange 45 und eine
leichte axiale Bewegung derselben.
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Die Gewindemutter 46, die
im Wesentlichen wie ein Zylinder ausgebildet ist, hat auf der gesamten inneren
Oberfläche
ein Innengewinde 55 das in ein äußeren Gewinde 45 eingreift
um das Drehmoment der Gewindestange 45 in eine axiale Bewegungskraft umzuwandeln
und hat auch ungefähr
im Achszentrum der beiden Enden Pin-holes 56, die sich
entlang der radialen Richtung, wie in der 7 gezeigt, erstrecken.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich,
hat der Verbindungsarm 47, der im Wesentlichen die Form eines
Regentropfens hat, ein Befestigungsloch 47a, das an der
Basis eine großen
Durchmesser aufweist, um ein Ende 32a der Steuerwelle 32 zu
empfangen und wird mit diesem einen Ende 32a mit Hilfe
einer Schraube, die nicht gezeigt wird, befestigt. Wie in der 7 gezeigt, hat der Verbindungsarm 47 ein
verjüngtes
Ende 47b mit einem Schlitz 57, der im Zentrum
in Querrichtung ausgebildet ist. Zwei Pin-holes 47c sind
in der Spitze 47b ausgebildet und erstrecken sich durchgehend
längs der
Richtung der Steuerwelle 32. Deshalb ist die Achse Z der
Pin-holes 47c in Bezug auf die Achse P1 der Steuerwelle 32 verschoben.
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Wie aus der 7 ersichtlich, hat das Verbindungsteil 48 im
Wesentlichen die Form des Buchstabens Y und hat ein plattenförmiges erstes
Ende 58 und gabelförmige
zweite Enden 59. Das erste Ende 58 ist im Schlitz 57 des
Verbindungsarms 47 angeordnet und drehbar mit der Spitze 47b des
Verbindungsarms 47 mit Hilfe eines Stifts 60 verbunden, wobei
der Stift 60 in den Pin-holes 47c und 58a angeordnet
ist. Andererseits sind die zweiten Enden 59 an beiden Enden
der Gewindemutter 46 vorgesehen und drehbar mit der Gewindemutter 46 verbunden, wobei
Stifte 61 in die Pin-holes 56 der Gewindemutter 46 und
in die Pin-holes 59a des Verbindungsteils 46 eingesteckt
werden. Stift 60 hat beide Enden in Verbindung mit den
Pin-holes 47c des Verbindungsarms 47 und den Zentrumsabschnitt
verschiebbar im Pin-hole 58a des Verbindungsteils 48.
Andererseits sind die Stifte 61 mit ihren Enden mit den
Pin-holes 59a des Verbindungsteils 48 druckverbunden
und die inneren Enden sind verschiebbar in den Pin-holes 56 der
Gewindemutter 46 angeordnet.
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Wie aus der 1 und 6 ersichtlich,
sind erste und zweite Stopp-Stifte oder Beschränkungsmechanismen 62 und 53 innerhalb
der Seitenwand 35e des Gehäuses 35 angeordnet,
um die maximale Rechts-Links-Drehposition der Steuerwelle 32 durch den
Verbindungsarm 47 einzuschränken.
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Speziell wird der erste Stopp-Stift 62 an
der Position in der Seitenwand 35e befestigt, an die die Steuerwelle 32 gegen
den Uhrzeigersinn gedreht wird (siehe 1),
um durch den Änderungsmechanismus 4 die
Hubmenge des Ansaugventils 2 auf einen Minimalwert zu bringen.
Andererseits wird der zweite Stopp-Stift 63 an der Stelle
in der Seitenwand 35e befestigt, an der die Steuerwelle 32,
wenn sie im Uhrzeigersinn gedreht wird (siehe 1), die Ventilhubmenge auf einen maximalen
Wert bringt. Erste und zweite Stopp-Stifte 62 und 63 dienen
dazu die im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn erreichten
maximalen Drehpositionen der Steuerwelle einzuschränken.
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An der Position an der die Steuerwelle 32 durch
den Verbindungsarm 47 auf den ersten Stopp-Stift 62 trifft,
wodurch die Drehbewegung eingeschränkt wird (siehe 6), d.h. in der Position
in der der Änderungsmechanismus 4 die
Hubmenge des Ansaugventils 2 durch den Antriebsmechanismus 6 auf
einen Minimalwert einstellt, hat der Winkel θ1, der durch die Achsen des
Verbindungsteils 48 und der Gewindewelle 45 definiert
wird, einen Maximalwert von ca. 65°. Wenn die Steuerstange 32 im Uhrzeigersinn
gedreht wird (siehe 1)
um die Ventilhubmenge auf ein Maximum einzustellen, wobei eine darüber hinausgehende
Drehung der Steuerwelle 32 durch den zweiten Stopp-Stift 63 verhindert
wird, ergibt sich für
den Winkel θ3,
der durch die Achse des Verbindungsteils 48 und die Achse
des Gewindewelle 45 definiert wird, einen Minimalwert von
ungefähr
35°.
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Deshalb variiert, wie aus der gestrichpunkteten
Linie in der 8 ersichtlich,
das Reduktionsverhältnis
des Schraubenübertragungsmechanismus 37 den
Winkel θ,
der zwischen den Achsen der Gewindestange 45 und der Achse
des Verbindungsteils 48 definiert wird, gemäß der Drehung
des Motors 36. Speziell, wie mit der durchgezogenen Linie
gezeigt, ist das Reduktionsverhältnis
größer wenn
der Winkel θ den
Maximalwinkel θ1
bei minimalem Ventilhub aufweist und nimmt bis zum minimalen Winkel θ3 bei maximalem
Ventilhub schnell ab.
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Noch spezieller wird das Reduktionsverhältnis durch
die Winkelgeschwindigkeit der Gewindestange 45 und der
Steuerwelle 32, wie oben beschrieben, bestimmt. In dem
Bereich mit geringem Hub, wo der Winkel θ größer ist, wird die axiale Bewegung
der Gewindewelle 46 nicht effektiv in eine Drehung der
Steuerwelle 32 umgewandelt und dies aufgrund des Zusammenhangs
mit dem Verbindungsteil 48, wodurch man große Reduktionsverhältnisse
erzielt. Andererseits wird in dem Bereich mit großem Ventilhub
wo der Winkel θ kleiner
ist die axiale Bewegung der Gewindestange 46 effizient
in eine Drehung der Steuerwelle 32 umgewandelt, wodurch sich
kleinere Reduktionsverhältnisse
ergeben.
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Die Funktionsweise der ersten Ausführungsform
wird im folgenden beschrieben. Im niedrigen Drehzahlbereich des
Verbrennungsmotors, einschließlich
dem Leerlauf, wird ein Drehmoment vom Motor 36, gemäß einem
Steuersignal der ECU 40, an die Gewindewelle 45 übertragen
und bewirkt eine Drehung. Diese Drehung bewegt die Gewindemutter 46 bis
an die am meisten rechts liegende Position, wie in der 6 gezeigt, so dass die Steuerwelle 32 durch
das Verbindungsteil 48 und den Verbindungsarm 47 gegen
den Uhrzeigersinn gedreht wird. Kurz bevor die Seitenfläche der
Gewindemutter 46 axial in Kollision kommt und eingreift,
schlägt
die Seitenfläche
der Spitze 47b des Verbindungsarms 47 an den ersten
Stopp-Stift 62 an, um eine weitere Drehung der Steuerwelle 32 zu
verhindern. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Stoßbelastung an der Greifstelle
der Gewindemutter und der Gewindestange 45 verhindert werden,
wodurch der bewegbare Bereich der Gewindemutter 46 gesichert
wird.
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Mit der Steuernocke 33 wird
dadurch die Achse P2 um die Achse P1 der Steuerwelle 32 gedreht
(siehe 3A und 3B), wobei der dicke Abschnitt
nach oben, von der Antriebswelle 13 weg, bewegt wird. Deshalb
wird der Scharnierpunkt des zweiten Arms 23b des Kniehebels 23 mit
dem Verbindungsstab 25 in Bezug auf die Antriebswelle 13 nach oben
bewegt, so dass die VO-Nocke 17 im Uhrzeigersinn gedreht
wird, wobei die Nockennase 21 gewaltsam durch den Verbindungsstab 25 nach
oben gezogen wird.
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Wenn deshalb durch die Drehung der
Kurbelnocke 15 der erste Arm 23a des Kniehebels 23 durch
den Kurbelarm 24 nach oben gedrückt wird, wird der entsprechende
Ventilhub L1, der durch den Verbindungsstab 25 an die VO-Nocke 17 und
den Ventilheber 16 übertragen
wird, ausreichend klein.
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Deshalb ist im unteren Drehzahlbereich
des Motors der Ventilhub minimal um das Öffnungstiming des Ansaugventils 2 zu
verzögern,
wodurch sich ein geringerer Ventilüber- lapp mit dem Ausstoßventil
ergibt. Dies führt
zu erhöhtem
Kraftstoffverbrauch und einer stabilen Motordrehung.
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Wenn der Verbrennungsmotor in den
mittleren Drehzahlbereich übergeht,
dreht sich der Motor 36 gemäß dem Steuersignal der ECU 40 in
die umgekehrte Richtung um ein Drehmoment an die Gewindewellee 45 zu übertragen.
Die daraus folgende Drehung bewegt die Gewindemutter 46,
ausgehend von der Position gezeigt in 6,
nach links. Deshalb dreht die Steuerwelle 32 die Steuernocke 33 im Uhrzeigersinn
von der Position gezeigt in 3A und 3B weg, um die Achse P2 leicht
nach unten zu drehen, wie in den 4A und 4B gezeigt. Daraus ergibt sich,
dass der Kniehebel 23 in die Richtung der Antriebswelle 13 bewegt
wird, so dass der zweite Arm 23b die Nockennase 21 der
VO-Nocke 17 durch
den Verbindungsstab 25 nach unten drückt, wodurch die VO-Nocke 17 in
ihrer Gesamtheit gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, wobei der
Drehwinkel einen vorbestimmten Wert aufweist. Wenn deshalb die Drehung
der Kurbelnocke 15 den ers ten Arm 23a des Kniehebels 23 durch
den Kurbelarm 24 nach oben drückt, wird der entsprechende
Ventilhub L2, der durch den Verbindungsstab 25 an die VO-Nocke 17 und
den Ventilheber 16 übertragen
wird, leicht vergrößert.
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Das Reduktionsverhältnis zu
diesem Zeitpunkt ist etwas geringer als das im Bereich mit minimalem
Ventilhub. Da jedoch der Winkel θ,
definiert durch die Gewindestange 45 und das Verbindungsteil 48,
relativ groß ist,
ist auch das Reduktionsverhältnis
groß,
wodurch ein geringer Brennstoffverbrauch erzielt wird.
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Wenn der Verbrennungsmotor in den
hohen Drehzahlbereich übergeht,
bei schnellem Beschleunigungen oder Ähnlichem, dreht der Motor 36 gemäß einem
Steuersignal der ECU 40, die diese Betriebsbedingung mit
Hilfe von verschiedenen Sensoren, wie dem Motordrehzahlsensor 41,
erfasst, weiter in die umgekehrte Richtung, wodurch der Gewindewelle 45 weiter
in die gleiche Richtung gedreht wird. Diese Drehung bewegt die Gewindemutter 46 nach
links, wie aus der 1 ersichtlich,
so dass der Winkel θ, der
durch die Gewindestange 45 und das Verbindungsteil 48 definiert
wird, ausreichend klein wird. Ferner wird kurz bevor die Seitenfläche der
Gewindemutter 46 in Richtung der Achse mit dem Gehäuse kollidiert
und eingreift, eine weitere Drehung der Steuerwelle 32 dadurch
verhindert, dass die Seitenfläche
des Verbindungsarms 47 gegen den zweiten Stopp-Stift 63 anschlägt. Dadurch
kann ferner eine Beschädigung
der Gewindemutter 46 aufgrund einer Kollision verhindert
werden, während
gleichzeitig ein bewegbarer Bereich der Gewindemutter 46 gesichert wird.
Eine weitere Bewegung der Gewindemutter 46 wird also eingeschränkt, so
dass der Winkel 83, der zwischen der Gewindestange 45 und
dem Verbindungsteil 48 ausgebildet wird, minimal wird.
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Mit solch einer Betriebsart dreht
die Steuerwelle 32 die Steuernocke 33 im Uhrzeigersinn
aus der Position wie in den 4A und 4B gezeigt, um die Achse
P2 nach unten zu drehen (siehe 5A und 5B). Daraus ergibt sich,
dass der Kniehebel 23 in die Richtung der Antriebswelle 13 bewegt
wird, so dass der zweite Arm 23b die Nockennase 21 der VO-Nocke 17 mit
Hilfe der Verbindungsstange 25 nach unten drückt, wodurch
die VO-Nocke 17 in ihrer Gesamtheit gegen den Uhrzeigersinn
um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird.
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Deshalb wird die Kontaktposition
der Nockenfläche 22 der
VO-Nocke 17 in Bezug auf die obere Fläche des Ventilhebers 16 nach
rechts bewegt bzw. in die Richtung des Hebeabschnitts. Daraus ergibt
sich, dass, wenn die Drehung der Kurbelnocke 15 den ersten
Arm 23a des Kniehebels 23 mit Hilfe des Kurbelarms 24 drückt, der
entsprechende Ventilhub L3 bezüglich
des Ventilhebers 16 größer als
der mittlere Ventilhub L2 wird.
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Deshalb ist der Ventilhub bei hohen
Drehzahlen des Motors maximal um das Öffnungstiming vorzuziehen und
das Schließtiming
des Ansaugventils 2 zu verzögern. Dies führt zu einer
Verbesserung der Ansaugluftladeeffizienz, wodurch eine ausreichende
Motorleistung ermöglicht
wird.
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Wie oben beschrieben ist das Reduktionsverhältnis des
Schraubenübertragungsmechanismus 37 in
einem vorbestimmten kleinen Bereich, mit minimalem oder höherem Ventilhub
der Ansaugventile 2, dem üblichen Bereich in einem Fahrzeug,
ausreichend groß,
und führt
zu einer Verringerung des Drehmoments des Motors 36, das
benötigt
wird um die Steuerwelle 32 mit Hilfe der Gewindemutter 46 und
dem Verbindungsteil 48 bzw. dem Verbindungsarm 47 zu
drehen. Dies erlaubt eine ausreichende Verringerung des Stromverbrauchs
des Motors 36 und hat keinen nachteiligen Effekt auf den
Brennstoffverbrauch des Verbrennungsmotors, der auch dazu dient
Accessoires wie eine Lichtmaschine anzutreiben.
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Da ferner keine Verringerung der
Ladungsmenge der Batterie zum Versorgen des Motors 36 auftritt,
kann die Versorgung des Motors 36 gesichert werden und
verhindert eine Verschlechterung der Drehfähigkeit des Motors 36 in
dem normalen Fahrbereich des Fahrzeugs.
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Weiterhin wird beim Übergang
vom kleinen Ventilhubbereich zum großen Ventilhubbereich der Ansaugventile 2 das
Reduktionsverhältnis
des Schraubenübertragungsmechanismus 37 kleiner,
so dass die Gesamtzahl an Umdrehungen des Motors 36, die
benötigt
werden um diesen Übergang
zu realisieren, verringert wird. Dadurch ergibt sich eine verringerte Übergangszeit,
wodurch eine Verschlechterung der Umschaltansprechempfindlichkeit,
vom geringem Ventilhub zum großem
Ventilhub, verhindert wird.
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Ferner werden in der ersten Ausführungsform
erste und zweite Stopp-Stifte 62 und 63 so angeordnet,
dass eine Überdrehung
der Steuerwelle 32 verhindert wird, wodurch nicht nur durch
Stopp-Stifte 62, 63, an der am meisten rechts
bzw. links liegenden Position der Gewindemutter 46, eine
Zwangsbelastung (restraint of one-direction load input) des abwechselnden
Drehmoments in eine Richtung ermöglicht
wird, sondern auch übermäßige Bewegungen der
Gewindemutter 46.
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Ferner noch kann eine Stoßbelastung
am greifenden Abschnitt der Gewindemutter 46 und dem Gewindestab 45 verhindert
werden, während
gleichzeitig durch die Stopp-Stifte 62 und 63 ein
beweglicher Bereich der Gewindemutter 46 ermöglicht wird.
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Ferner greift die Mutter 52 das
zweite Ende 45b der Gewindewelle 45 um den inneren
Ring 51a des Kugellagers 51 zwischen den treppenförmigen Abschnitten
der Gewindestange 45 zu halten, wodurch eine Zwangsführung von
ungewollten axialen Bewegungen der Gewindestange 45 ermöglicht wird, während gleichzeitig
eine stabile und leichtgängige Drehung
beibehalten wird.
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9 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei der Schraubenübertragungsmechanismus 37 weder
ein Verbindungsteil 48 noch einen Verbindungsarm 47 umfasst,
sondern anstatt des Verbindungsarms 47 einen Verbindungshebel 70,
der direkt mit der Gewindemutter 46 verbunden ist.
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Speziell hat der Verbindungshebel 70 die Form
eines in der Achse verlängerten
Regentropfens und hat eine Basis 70a, die an einem Ende 32a der Steuerwelle 32 befestigt
ist, sowie einen Schlitz 71, der im Wesentlichen longitudinal
im Zentrum einer Spitze 70b ausgebildet ist, wobei die
Spitze sich bis unterhalb einer Seite der Gewindemutter 46 erstreckt.
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Andererseits hat die Gewindemutter 46 einen Übertragungsstift 72,
der drehbar im Wesentlichen im Zentrum der Achse einer Seite angebracht ist.
Der Übertragungsstift 72 hat
ein Basisende drehbar in einem Unterstützungsloch, das radial in der Gewindemutter 46 ausgebildet
ist, gelagert, sowie eine Spitze mit zwei Auflageflächen 72a und 72b die verschiebbar
im Schlitz 71 liegen.
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Wenn der Verbindungshebel 70 sich
senkrecht zu der Achse der Gewindestange 45 befindet, wie
mit durchgezogenen Linien in 9 gezeigt,
liegt er auf dem zweiten Stopp-Stift 63 auf, um eine weitere
Drehung gegen den Uhrzeigersinn zu verhindern, wobei an dieser Stelle
eine maximale Ventilhubmenge durch die Steuerwelle 32 erreicht
wird. Dies bedeutet, dass der Winkel des Verbindungshebels 70 in Bezug
auf die Gewindestange 45 maximal im Bereich der großen Ventilhubmenge
ist (ca. 90°),
wodurch ein minimales Reduktionsverhältnis erreicht wird. Man beachte,
dass ein solch großer
Winkel ein effektives Umwandeln der Bewegung der Gewindemutter 46 in eine
Drehung des Verbindungshebels 70 erlaubt.
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Andererseits wenn der Verbindungshebel 70 sich
schräg
in Bezug auf die Gewindestange 45 befindet (ca. 45°), wie dies
gestrichpunktet in 9 gezeigt
wird, schlägt
der Hebel an den ersten Stopp-Stift 62 an, um eine weitere
Drehung im Uhrzeigersinn zu verhindern, dabei wird der minimale Ventilhub
erreicht. Das heißt,
der Winkel des Verbindungshebels 70 in Bezug auf die Gewindestange 45 wird
im Bereich der großen
Ventilhubmengen minimal eingestellt (ca. 45°), wodurch ein maximales Reduktionsverhältnis erreicht
wird. Man beachte, dass solch ein kleiner Winkel es ermöglicht effektiv
die Bewegung der Gewindemutter 46 in eine Drehung des Verbindungshebels 70 zu
wandeln.
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In der zweiten Ausführungsform
wird deshalb, wenn die Gewindestange in der normalen oder umgekehrten
Richtung durch den Motor 36 gedreht wird, um die Gewindemutter 46 linear
in der Achsrichtung der Gewindestange 45 zu bewegen, der
Verbindungshebel 70 mit Hilfe der Übertragungsstifte 72 im Schlitz 71 in
die gleiche Richtung gedreht. Dadurch wird die Steuerwelle 32 im
Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um die Ventilhubmenge
und den Betriebswinkel der Ansaugventile 2 zu steuern.
Wie aus der 10 ersichtlich,
ist das Reduktionsverhältnis
in dem Bereich mit geringem Ventilhub größer, wodurch ein geringerer
Verbrauch des Motors 36 ermöglicht wird. Andererseits ist
das Reduktionsverhältnis
im Bereich großer
Ventilhubmengen kleiner, wodurch eine erhöhte Umschaltansprechempfindlichkeit
durch den Änderungsmechanismus 4 und
die Steuerwelle 32, selbst bei großem Verbrauch, ermöglicht wird.
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Deshalb ermöglicht die zweite Ausführungsform
nicht nur denselben Effekt wie die erste Ausführungsform, sondern ermöglicht auch
eine Verbesserung bei der Herstellung und dem Zusammenbau und daher
auch eine Verringerung der Herstellungskosten, auf grund der verringerten
Anzahl an Teilen und der, im Vergleich zur ersten Ausführungsform,
vereinfachten Struktur.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen
hat die Gewindestange 45 des Schraubenübertragungsmechanismus 37 ein
außenliegendes
Gewinde 49, das auf der äußeren Randfläche ausgebildet
ist, während
die Gewindemutter 46 ein innenliegendes Gewinde 45,
das auf der inneren Fläche
ausgebildet ist, hat, wobei das externe Gewinde 49 in das
interne Gewinde 45 greift. Alternativ kann die Gewindestange 45 eine
spiralförmige
Kugelrille auf der äußeren Fläche haben,
während
die Gewindemutter 46 auf der inneren Oberfläche eine
Führungskugelrille
aufweisen kann, wobei die Kugelrille mit der Führungskugelrille so zusammenwirkt,
dass eine Vielzahl an Kugeln freilaufend eingeschlossen werden.
In dieser Variation erlaubt die Benutzung von Kugeln als Antriebsmittel
der Gewindemutter 46 eine erhöhte Bewegungsansprechempfindlichkeit
und ein reduziertes Spiel der Gewindemutter 46, als im
Vergleich mit dem einfachen Eingreifen von externen und internen
Gewinden 49, 55.
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Wie oben beschrieben ist, gemäß der Erfindung
nach Anspruch 1, im Bereich geringer Drehzahlen des Verbrennungsmotors
mit geringem Ventilhub und Betriebswinkel, dem praktischen Bereich
eines Fahrzeugs, das Reduktionsverhältnis größer, wodurch das Drehmoment
des Motors geringer ist. Dadurch wird eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs
des Motors ermöglicht.
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Andererseits wenn der Motor aufgrund
einer schnellen Beschleunigung oder Ähnlichem aus dem geringen Drehzahlbereich
in den hohen Drehzahlbereich übergeht,
wird in eine Steuerung mit großem Ventilhub
und Betriebswinkel gewechselt, wodurch das Reduktionsverhältnis während dem Übergang geringer
wird und deshalb das Drehmoment des Motors größer wird. Dadurch erreicht
man eine erhöhte Umschaltansprechempfindlichkeit
bei erhöhtem Treibstoffverbrauch
des Motors. Dies führt
zu einer Erhöhung
der Beschleunigungseigenschaft des Fahrzeugs.
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Ferner steigt, gemäß der Erfindung
wie im Anspruch 2 beschrieben, der Winkel, der zwischen dem Verbindungsteil
und der Hauptwelle des Reduktionsmechanismus ausgebildet wird, an,
wenn sich das Ventil im Bereich kleiner Betriebswinkel befindet. Deshalb
wird der Drehwinkel der Verbindung, die mit dem zweiten Ende des
Verbindungs teils verbunden ist, d.h. der Drehwinkel der Steuerwelle,
in Bezug auf die tatsächliche
Anzahl von Drehungen der Hauptwelle, die durch den Motor gedreht
wird, reduziert. Das heißt,
dass das Reduktionsverhältnis
größer wird,
was zu einem kleineren Drehmoment des Motors und einem verringertem
Treibstoffverbrauch führt.
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Wenn andererseits die Steuerung vom
geringen Betriebswinkel zum großen
Betriebswinkel geändert
wird wird der Winkel der zwischen dem Verbindungsteil und der Output-Stange des Reduktionsmechanismus
ausgebildet ist verringert. Deshalb wird das Reduktionsverhältnis kleiner,
d.h. der Drehwinkel der Steuerstange wird größer wodurch man eine verbesserte
Drehresponsivity der Verbindung erhält, d.h. eine verbesserte Umschaltresponsivity
durch die Steuerstange selbst bei größerem Drehmoment des Motors.
Dies führt
zu einer Verbesserung der Beschleunigungseigenschaft des Fahrzeugs.
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Ferner erlaubt, entsprechend der
Erfindung wie im Anspruch 5 beschrieben, die Nutzung von Kugeln
als Antriebsmittel des bewegliche Teils eine verbesserte Bewegungsansprechempfindlichkeit
und ein verringertes Spiel des Bewegungsteils als im Vergleich mit
der einfachen Verbindung eines äußeren und
inneren Gewindes.
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Ferner kann noch, entsprechend der
Erfindung wie im Anspruch 6 beschrieben, ein maximaler Reduktionseffekt
der radialen Querbelastung erzielt werden, wobei die Querbelastung
unter maximaler Betriebswinkelsteuerung auf das bewegliche Teil
einwirkt. Dadurch erzielt man eine erhöhte Standfestigkeit des eingreifenden
Abschnitts der Hauptwelle und des bewegenden Teils.
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Weiterhin kann gemäß der Erfindung,
wie im Anspruch 7 beschrieben, das Reduktionsverhältnis erhöht werden,
während
da es an der kleinen Hubfläche,
mit geringem Kraftaufwand, beteiligt ist, die radiale Belastung
verringert werden kann, obwohl der Winkel zwischen dem Verbindungsteil
und der Hauptwelle größer wird.
Dies hat keinen schädlichen Effekt
auf den eingreifenden Abschnitt der Hauptwelle und des beweglichen
Teils.
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Weiterhin ist die maximale Position
des beweglichen Teils gemäß der Erfindung,
wie im Anspruch 8 beschrieben, durch einen Restriktionsmechanismus
eingeschränkt
bevor das bewegliche Teil axial kollidieren kann, wodurch ein Auftreten
einer Kollisionsbelas tung im eingreifenden Abschnitt der Output-Welle
und dem beweglichen Teil verhindert wird, während gleichzeitig ein beweglicher
Bereich des beweglichen Teils ermöglicht wird.
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Ferner ist noch gemäß der Erfindung,
wie im Anspruch 9 beschrieben, das bewegliche Teil in einem nicht-drehenden
Zustand, wodurch eine effiziente Umwandlung des Drehmoments der
Hauptwelle in eine axiale Bewegungskraft ermöglicht wird.
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Ferner wird noch gemäß der Erfindung,
wie im Anspruch 10 beschrieben, eine Verbesserung der Herstellung
und Zusammenbaueffizienz ermöglicht, wodurch
man eine Verringerung der Herstellungskosten, aufgrund der verringerten
Anzahl an Komponenten und einer vereinfachten Struktur als im Vergleich
mit der Erfindung wie in Anspruch 1 beschrieben, erreicht.
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Man beachte, dass die vorliegende
Erfindung nicht durch die Beschreibung in Verbindung mit den dargestellten
Ausführungsformen
dadurch eingeschränkt
wird und, dass verschiedene Änderungen bzw.
Modifikationen gemacht werden können
ohne vom Ziel der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Als ein Beispiel
kann die Anordnung des Motors 36 gemäß dem Layout des Maschinenraums
frei abgeändert
werden, z.B. kann die Position von der rechten Seite auf die linke
Seite, wie in 2 gezeigt,
geändert
werden. Darüber
hinaus kann die Erfindung auch auf die Ausstoßventile angewandt werden und
sowohl auf die Ansaug- als auch auf die Ausstoßventile angewandt werden.
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Der gesamte Inhalt der japanischen
Patentanmeldung P2002-235401, die am 13. August 2002 eingereicht
worden ist, wird hierbei durch Bezugnahme aufgenommen.