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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-79165 , welche am 8. April 2015 angemeldet wurde und deren Offenbarung hierin durch Inbezugnahme mit aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Eine Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung ist bei einem Leistungsübertragungspfad vorgesehen, welcher eine Leistung ausgehend von einer Antriebswelle hin zu einer Abtriebswelle einer Verbrennungskraftmaschine überträgt, und diese reguliert die Ventilsteuerzeit (valve timing) eines Einlassventils und eines Auslassventils, welche durch die Abtriebswelle angetrieben werden, um sich zu öffnen und zu schließen. Eine hydraulische Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das in Verbindung mit einer Welle aus der Antriebswelle und der Abtriebswelle rotiert, und einen an einem Ende der anderen Welle aus der Antriebswelle und der Abtriebswelle fixierten Flügelrotor. Der Flügelrotor teilt einen Innenraum des Gehäuses in eine erste Hydraulikkammer und eine zweite Hydraulikkammer auf. Durch Zuführen eines Hydrauliköls hin zu einer Kammer aus der ersten Hydraulikkammer und der zweiten Hydraulikkammer wird der Flügelrotor in einer Vorrückrichtung bzw. Früh-Richtung bzw. Richtung nach früh oder einer Verzögerungsrichtung bzw. Spät-Richtung bzw. Richtung nach spät relativ zu dem Gehäuse rotiert. Das Hydrauliköl wird durch ein Öldurchlass-Schaltventil zugeführt.
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Eine in Patentliteratur 1 offenbarte Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung besitzt ein Öldurchlass-Schaltventil, welches einem bei einem mittleren Teil des Flügelrotors vorgesehenen Kolbenventil bzw. Schieberventil entspricht. Das Öldurchlass-Schaltventil umfasst eine Hülse mit verschiedenen Öffnungen und einen sich in der Hülse axial bewegenden Steuerkolben bzw. Schieber.
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Die Hülse ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet, um sich axial zu erstrecken, und besitzt eine Zuführöffnung, eine erste Ablauföffnung, eine erste Steuerungsöffnung, eine zweite Steuerungsöffnung und eine zweite Ablauföffnung, welche ausgehend von einer Nockenwellenseite der Reihe nach vorgesehen sind. Die Zuführöffnung steht mit einem Ölzuführdurchlass der Nockenwelle in Verbindung. Die erste Ablauföffnung steht mit einem Ölablaufdurchlass in Verbindung, welcher die Nockenwelle radial durchdringt. Die erste Steuerungsöffnung steht mit der ersten Hydraulikkammer in Verbindung. Die zweite Steuerungsöffnung steht mit der zweiten Hydraulikkammer in Verbindung. Die zweite Ablauföffnung steht mit einem Ablaufraum in Verbindung, welcher auf einer Gegenseite zu der Nockenwelle mit dem Flügelrotor dazwischen außerhalb angeordnet ist.
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Der Steuerkolben bzw. Schieber besitzt einen bei einem mittleren Wellenteil vorgesehenen Verbindungsöldurchlass, um die Zuführöffnung gemäß einer eigenen axialen Position entweder mit der ersten Steuerungsöffnung oder der zweiten Steuerungsöffnung zu verbinden.
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Wenn das Hydrauliköl hin zu der ersten Hydraulikkammer geführt wird, verbindet das Öldurchlass-Schaltventil die zweite Steuerungsöffnung mit der zweiten Ablauföffnung, während dieses die Zuführöffnung mit der ersten Steuerungsöffnung verbindet. In einem solchen Fall wird das Hydrauliköl in der zweiten Hydraulikkammer von der zweiten Ablauföffnung hin zu dem Ablaufraum abgegeben. Dabei verbindet das Öldurchlass-Schaltventil die erste Steuerungsöffnung mit der ersten Ablauföffnung, während dieses die Zuführöffnung mit der zweiten Steuerungsöffnung verbindet, wenn das Hydrauliköl hin zu der zweiten Hydraulikkammer geführt wird. Hydrauliköl in der ersten Hydraulikkammer wird von einem Abführloch, welches sich bei einer Außenumfangsfläche der Nockenwelle öffnet, nach außen abgegeben.
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Literatur des Standes der Technik
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Patentliteratur
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Kurzfassung der Erfindung
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Bei der in Patentliteratur 1 offenbarten Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung ist zwischen der Nockenwelle und dem Gehäuse bei einem Abschnitt, bei welchem die Nockenwelle eingefügt ist, ein kreisförmiger Freiraum vorgesehen. Hydrauliköl in der ersten Hydraulikkammer wird über den kreisförmigen Freiraum von dem Abführloch, welches sich bei der Außenumfangsfläche der Nockenwelle öffnet, nach außen abgegeben.
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In einem Fall, in welchem die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung in einer solchen Art und Weise konfiguriert ist, dass das Gehäuse an der Nockenwelle angebracht ist und ein Gehäusemontageabschnitt der Nockenwelle das Gehäuse rotierbar trägt, kann der kreisförmige Freiraum jedoch nicht zwischen dem Gehäusemontageabschnitt der Nockenwelle und dem Gehäuse vorgesehen sein. Es wird daher notwendig, das Abführloch von dem Gehäusemontageabschnitt bei der Nockenwelle axial zu beabstanden. Somit kann eine Wellenlänge der Nockenwelle möglicherweise um eine Länge des Abführlochs verlängert sein.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung liegt darin, eine Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung vorzusehen, welche in der Lage ist, eine Wellenlänge einer Welle, an der ein Flügelrotor fixiert ist, zu verkürzen, auch wenn ein Verbindungsöldurchlass bei einem mittleren Wellenteil eines Steuerkolbens bei einem Öldurchlass-Schaltventil vorgesehen ist.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung ein Gehäuse, einen Flügelrotor und eine Hülse. Das Gehäuse rotiert in Verbindung mit einer ersten Welle, welche einer Welle aus einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle entspricht. Das Gehäuse ist an einem Ende einer zweiten Welle, welche der anderen Welle aus der Antriebswelle und der Abtriebswelle entspricht, angebracht und durch die zweite Welle rotierbar getragen.
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Der Flügelrotor ist an einem Ende der zweiten Welle fixiert. Der Flügelrotor besitzt einen Flügel, welcher einen inneren Raum des Gehäuses in eine erste Hydraulikkammer auf einer ersten Seite in einer Umfangsrichtung und eine zweite Hydraulikkammer auf einer zweiten Seite in der Umfangsrichtung aufteilt. Der Flügelrotor rotiert gemäß einem Druck eines hin zu der ersten Hydraulikkammer und der zweiten Hydraulikkammer geführten Hydrauliköls relativ zu dem Gehäuse.
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Die Hülse ist bei einem mittleren Teil des Flügelrotors vorgesehen. Die Hülse besitzt eine Zuführöffnung, eine Ablauföffnung, eine erste Steuerungsöffnung, eine zweite Steuerungsöffnung und einen ersten Ölablaufdurchlass, welche ausgehend von der zweiten Welle der Reihe nach vorgesehen sind. Die Zuführöffnung steht mit einem Ölzuführdurchlass der zweiten Welle in Verbindung. Die Ablauföffnung steht mit einem Ablaufraum auf einer Gegenseite zu der zweiten Welle mit dem Flügelrotor dazwischen in Verbindung. Die erste Steuerungsöffnung steht mit der ersten Hydraulikkammer in Verbindung. Die zweite Steuerungsöffnung steht mit der zweiten Hydraulikkammer in Verbindung. Der erste Ölablaufdurchlass steht mit dem Ablaufraum in Verbindung.
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Der Steuerkolben bzw. Schieber bewegt sich axial in der Hülse. Der Steuerkolben besitzt einen Verbindungsöldurchlass, welcher bei einem mittleren Wellenteil vorgesehen ist, um die Zuführöffnung gemäß einer eigenen axialen Position entweder mit der ersten Steuerungsöffnung oder der zweiten Steuerungsöffnung zu verbinden. Der Steuerkolben verbindet die zweite Steuerungsöffnung mit dem ersten Ölablaufdurchlass, während dieser die Zuführöffnung mit der ersten Steuerungsöffnung verbindet, wenn das Hydrauliköl hin zu der ersten Hydraulikkammer geführt wird. Der Steuerkolben verbindet die erste Steuerungsöffnung mit der Ablauföffnung, während dieser die Zuführöffnung mit der zweiten Steuerungsöffnung verbindet, wenn das Hydrauliköl hin zu der zweiten Hydraulikkammer geführt wird.
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Die Ablauföffnung ist über einen zweiten Ölablaufdurchlass, welcher bei dem Flügelrotor vorgesehen ist oder sich über den Flügelrotor und die zweite Welle erstreckt, mit dem Ablaufraum verbunden.
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Bei der Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung, welche wie vorstehend konfiguriert ist, wird das Hydrauliköl in der zweiten Hydraulikkammer über die zweite Steuerungsöffnung und den ersten Ölablaufdurchlass, welcher auf der Seite des Ablaufraums angeordnet ist, hin zu dem Ablaufraum abgegeben. Dabei wird das Hydrauliköl in der ersten Hydraulikkammer über die erste Steuerungsöffnung, die Ablauföffnung und den zweiten Ölablaufdurchlass, welcher auf der Seite der zweiten Welle angeordnet ist, hin zu dem Ablaufraum abgegeben. Kurz gesagt, das Hydrauliköl in jeder Hydraulikkammer wird hin zu dem Ablaufraum auf der Gegenseite zu der zweiten Welle mit dem Flügelrotor dazwischen abgegeben. Eine solche Konfiguration beseitigt die Notwendigkeit zum Vorsehen eines Abführlochs bei der zweiten Welle. Folglich kann eine Wellenlänge der zweiten Welle durch das Weggelassen des Abführlochs kürzer sein.
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Somit kann gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Wellenlänge der zweiten Welle, die einer Welle entspricht, an welcher der Flügelrotor fixiert ist, kürzer sein, auch wenn der Verbindungsöldurchlass bei dem mittleren Wellenteil des Steuerkolbens bei dem Öldurchlass-Schaltventil vorgesehen ist.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:
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1 eine Schnittansicht einer Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1, um lediglich ein Gehäuse und einen Flügelrotor zu zeigen;
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3 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts III von 1, um eine Ausgangsposition eines Steuerkolbens in einem Öldurchlass-Schaltventil anzugeben;
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4 eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, wenn sich der Steuerkolben in einem Zustand von 3 um eine vorbestimmte Strecke bewegt;
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5 eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, wenn sich der Steuerkolben in einem Zustand von 4 um eine vorbestimmte Strecke bewegt; und
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6 eine Schnittansicht einer Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und diese entspricht 3 der ersten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf Abbildungen beschrieben. Bei den Ausführungsformen kann einem Teil, welcher einem bei einer vorangehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen sein und auf eine sich wiederholende Erläuterung für den Teil kann verzichtet werden.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Eine Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 reguliert die Ventilsteuerzeit eines Einlassventils, welches nicht gezeigt ist und durch eine Nockenwelle 12 angetrieben wird, um sich zu öffnen und zu schließen, durch Variieren einer Rotationsphase der Nockenwelle 12 mit Bezug auf eine Kurbelwelle 11 einer Verbrennungskraftmaschine. Die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 ist bei einem Leistungsübertragungspfad ausgehend von der Kurbelwelle 11 hin zu der Nockenwelle 12 vorgesehen. Die Kurbelwelle 11 entspricht einer Antriebswelle und die Nockenwelle 12 entspricht einer Abtriebswelle.
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Zunächst wird eine Grundkonfiguration der Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
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Die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 13, einen Flügelrotor 14 und ein Öldurchlass-Schaltventil 15.
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Das Gehäuse 13 besitzt ein Kettenrad 16 und ein Gehäuse 17. Das Kettenrad 16 ist an einem Ende der Nockenwelle 12 angebracht. Die Nockenwelle 12 trägt das Kettenrad 16 rotierbar. Eine Kette bzw. Steuerkette 18 ist über das Kettenrad 16 und die Nockenwelle 11 gezogen. Das Kettenrad 16 rotiert in Verbindung mit bzw. zusammen mit der Kurbelwelle 11. Das Gehäuse 17 besitzt eine zylindrische Gestalt mit einem geschlossenen Boden, und dieses ist mit Hilfe eines Bolzens 19 an dem Kettenrad 16 fixiert, während ein Öffnungsende mit dem Kettenrad 16 kombiniert bzw. verbunden ist. Das Gehäuse 17 ist mit mehreren Trennwänden 20 vorgesehen, welche jeweils nach radial innen vorstehen. Das Gehäuse 17 ist außerdem mit einer Öffnung 21 vorgesehen, welche sich bei einer Mitte des Bodens hin zu einem äußeren Raum des Gehäuses 17 öffnet. Die Öffnung 21 ist in einem Ablaufraum 22 auf einer Gegenseite zu der Nockenwelle 12 mit dem Flügelrotor 14 dazwischen umfasst.
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Der Flügelrotor 14 besitzt eine Nabe 23, mehrere Flügel 24 und eine Plattenscheibe 25. Die Nabe 23 besitzt eine zylindrische Gestalt und ist mit einer Hülsenschraube 26 an einem Ende der Nockenwelle 12 fixiert. Die Flügel 24 stehen ausgehend von der Nabe 23 nach radial außen vor. Ein Raum, welcher zwischen jedem Paar von benachbarten Trennwänden 20 in dem Gehäuse 17 definiert ist, ist durch einen Flügel 24 in eine Verzögerungskammer 27 und eine Vorrückkammer 28 aufgeteilt. Die Verzögerungskammer 27 entspricht einer ersten Hydraulikkammer, und diese ist auf einer Seite des Flügels 24 in einer Umfangsrichtung angeordnet. Die Vorrückkammer 28 entspricht einer zweiten Hydraulikkammer, und diese ist auf der anderen Seite des Flügels 24 in der Umfangsrichtung angeordnet. Die Plattenscheibe 25 besitzt ein Element, das sich von der Nabe 23 und den Flügeln 24 unterscheidet. Die Plattenscheibe 25 ist mit Hilfe der Hülsenschraube 26 zusammen mit der Nabe 23 an der Nockenwelle 12 befestigt. Der Flügelrotor 14 rotiert gemäß Hydraulikdrücken in der Verzögerungskammer 27 und der Vorrückkammer 28 in einer Verzögerungsrichtung bzw. Spät-Richtung oder einer Vorrückrichtung bzw. Früh-Richtung relativ zu dem Gehäuse 13.
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Das Öldurchlass-Schaltventil 15 ist bei einem mittleren Teil des Flügelrotors 14 vorgesehen und besitzt die Hülsenschraube 26 und einen Steuerkolben bzw. Schieber 29.
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Die Hülsenschraube 26, welche einem Halbgewinde-Bolzen entspricht, wird ausgehend von dem Ablaufraum 22 in den Flügelrotor 14 eingefügt und in die Nockenwelle 12 geschraubt. Die Hülsenschraube 26 ist mit einer Hülse 32 zwischen einem Kopf 30 und einem Schraub- bzw. Gewindeabschnitt 31 vorgesehen. Die Hülse 32 ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet, um sich bei dem mittleren Teil des Flügelrotors 14 axial zu erstrecken. Die Hülse 32 durchdringt die Nabe 23 und ist in ein Loch 33, welches einen geschlossenen Boden besitzt und sich hin zu einer Endfläche der Nockenwelle 12 öffnet, eingefügt. Die Hülse 32 besitzt verschiedene Öffnungen, welche diese radial durchdringen.
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Der Steuerkolben 29 bewegt sich axial in einem Steuerkolben-Aufnahmeloch 34, welches bei der Hülse 32 vorgesehen ist und in einer zylindrischen Gestalt mit einem geschlossenen Boden ausgebildet ist. Eine Anschlagplatte 35 ist bei einer Öffnungsendseite des Steuerkolben-Aufnahmelochs 34 eingepasst und angebracht. Der Steuerkolben 29 wird durch eine Feder 36 in Richtung hin zu der Anschlagplatte 35 gedrückt. Eine axiale Position des Steuerkolbens 29 wird durch ein Gleichgewicht zwischen einer Verdrängungskraft der Feder 36 und einer Druckkraft eines linearen Solenoids bzw. Hubmagneten 37, welcher auf einer Gegenseite zu dem Steuerkolben 29 mit der Anschlagplatte 35 dazwischen vorgesehen ist, bestimmt. Der Steuerkolben 29 verbindet die bei der Hülse 32 vorgesehenen jeweiligen Öffnungen gemäß einer eigenen axialen Position selektiv.
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Das Öldurchlass-Schaltventil 15 arbeitet in drei Zuständen wie folgt. Ein Zustand entspricht einem ersten Betriebszustand, in welchem das Öldurchlass-Schaltventil 15 die Vorrückkammer 28 mit dem Ablaufraum 22 verbindet, während dieses eine Ölpumpe 47 mit der Verzögerungskammer 27 verbindet. Ein weiterer Zustand entspricht einem zweiten Betriebszustand, in welchem das Öldurchlass-Schaltventil 15 die Verzögerungskammer 27 mit dem Ablaufraum 22 verbindet, während dieses die Ölpumpe 47 mit der Vorrückkammer 28 verbindet. Ein Ruhezustand entspricht einem Haltezustand, in welchem das Öldurchlass-Schaltventil 15 sowohl die Verzögerungskammer 27 als auch die Vorrückkammer 28 verschließt. In dem ersten Betriebszustand wird ein Hydrauliköl ausgehend von der Vorrückkammer 28 abgeführt, während das Hydrauliköl hin zu der Verzögerungskammer 27 geführt wird. In dem zweiten Zustand wird das Hydrauliköl von der Verzögerungskammer 27 abgeführt, während das Hydrauliköl hin zu der Vorrückkammer 28 geführt wird. In dem Haltezustand wird das Hydrauliköl sowohl in der Verzögerungskammer 27 als auch der Vorrückkammer 28 gehalten.
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Die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10, welche in der vorstehenden Art und Weise konfiguriert ist, veranlasst, dass das Öldurchlass-Schaltventil 15 in dem ersten Betriebszustand arbeitet, wenn eine Rotationsphase der Nockenwelle 12 ausgehend von einem Zielwert vorgerückt bzw. nach früh verschoben ist. Der Flügelrotor 14 rotiert daher in einer Verzögerungsrichtung bzw. Richtung nach spät relativ zu dem Gehäuse 13 und die Rotationsphase der Nockenwelle 12 wird verzögert bzw. nach spät verschoben.
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Die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 veranlasst, dass das Öldurchlass-Schaltventil 15 in dem zweiten Betriebszustand arbeitet, wenn eine Rotationsphase der Nockenwelle 12 ausgehend von dem Zielwert verzögert bzw. nach spät verschoben ist. Der Flügelrotor 14 rotiert daher in einer Vorrückrichtung bzw. Richtung nach früh relativ zu dem Gehäuse 13 und die Rotationsphase der Nockenwelle 12 wird vorgerückt bzw. nach früh verschoben.
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Die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 veranlasst, dass das Öldurchlass-Schaltventil 15 in dem Haltezustand arbeitet, wenn eine Rotationsphase der Nockenwelle 12 mit dem Zielwert zusammenfällt. Die Rotationsphase der Nockenwelle 12 wird daher gehalten.
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Das Nachstehende beschreibt detaillierte Konfigurationen des Öldurchlass-Schaltventils 15 und von peripheren Öldurchlässen in der Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 mit Bezug auf 1 bis 5.
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Wie in 1 und 3 gezeigt ist, besitzt die Hülse 32 eine Zuführöffnung 40, eine Ablauföffnung 41, eine erste Steuerungsöffnung 42, eine zweite Steuerungsöffnung 43 und einen ersten Ölablaufdurchlass 44, welche ausgehend von der Nockenwelle 12 der Reihe nach vorgesehen sind. Die Zuführöffnung 40 steht über Ölzuführdurchlässe 45 und 46 mit einer Ablauföffnung der Ölpumpe 47 in Verbindung. Die Ablauföffnung 41 steht über einen zweiten Ölablaufdurchlass 50 mit dem Ablaufraum 22 in Verbindung. Die erste Steuerungsöffnung 42 steht über einen Verzögerungs-Öldurchlass 48 des Flügelrotors 14 mit der Verzögerungskammer 27 in Verbindung. Die zweite Steuerungsöffnung 43 steht über einen Vorrück-Öldurchlass 49 des Flügelrotors 14 mit der Vorrückkammer 28 in Verbindung. Der erste Ölablaufdurchlass 44 besitzt einen kreisförmigen Freiraum zwischen der Hülsenschraube 26 und dem Steuerkolben 29 und steht mit dem Ablaufraum 22 in Verbindung.
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Die Nockenwelle 12 besitzt den Ölzuführdurchlass 45, welcher die Nockenwelle 12 radial durchdringt, eine kreisförmige Nut 51, welche bei einem Öffnungsende des Lochs 33 mit dem geschlossenen Boden vorgesehen ist, und eine Einkerbung 52, welche sich ausgehend von der kreisförmigen Nut 51 nach radial außen erstreckt. Der Ölzuführdurchlass 45 ist bei einer Position vorgesehen, welche von dem Kettenrad 16 axial beabstandet ist, und dieser ist über den Ölzuführdurchlass 46, welcher beispielsweise bei einem Zylinderkopf vorgesehen ist, mit der Ölpumpe 47 verbunden. Die kreisförmige Nut 51 und die Einkerbung 52 befinden sich auf einer Seite des Flügelrotors 14 des Ölzuführdurchlasses 45 und diese sind bei einer gleichen axialen Position wie das Kettenrad 16 vorgesehen. Sowohl die kreisförmige Nut 51 als auch die Einkerbung 52 öffnen sich hin zu der Seite des Flügelrotors 14.
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Die Nabe 23 besitzt ein Durchgangsloch 53, welches diese in der axialen Richtung durchdringt. Eine Umfangsposition des Durchgangslochs 53 ist gleich der Umfangsposition der Einkerbung 52. Das Durchgangsloch 53 überlappt radial zumindest teilweise mit der Einkerbung 52. Somit steht das Durchgangsloch 53 bei einem ersten Ende mit der Einkerbung 52 in Verbindung.
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Die Plattenscheibe 25 besitzt eine Einkerbung 54, welche sich radial nach innen erstreckt. Eine Umfangsposition der Einkerbung 54 ist gleich der Umfangsposition des Durchgangslochs 53. Die Einkerbung 54 überlappt radial zumindest teilweise mit dem Durchgangsloch 53. Somit steht das Durchgangsloch 53 bei einem zweiten Ende mit der Einkerbung 54 in Verbindung.
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Der zweite Ölablaufdurchlass 50 besitzt einen Abschnitt einer ersten Hälfte mit der kreisförmigen Nut 51 und der Einkerbung 52, welche bei der Nockenwelle 12 vorgesehen sind, und einen Abschnitt einer zweiten Hälfte mit dem Durchgangsloch 53 und der Einkerbung 54, welche bei dem Flügelrotor 14 vorgesehen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Ölablaufdurchlass 50 vorgesehen, um sich über die Nockenwelle 12 und den Flügelrotor 14 zu erstrecken.
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Der Steuerkolben 29 besitzt ein zylindrisches Element 55 mit einem geschlossenen Boden (nachfolgend als das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 bezeichnet) und ein Anschlagelement 56.
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Das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 ist mit einem zylindrischen Abschnitt 57, welcher koaxial zu der Hülse 32 vorgesehen ist, und einem Boden 58, welcher auf der Seite der Nockenwelle 12 angeordnet ist, vorgesehen. Das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 ist ausgehend von einer Position, bei welcher der zylindrische Abschnitt 57 mit der Anschlagplatte 35 in Kontakt steht, wie in 3 gezeigt, hin zu einer Position, bei welcher der Boden 58 mit dem Boden des Steuerkolben-Aufnahmelochs 34 in Kontakt steht, wie in 5 gezeigt, über eine in 4 gezeigte Zwischenposition axial beweglich.
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Das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 ist außerdem mit einem ersten Trennabschnitt 59, einem zweiten Trennabschnitt 60, einem dritten Trennabschnitt 61 und einem vierten Trennabschnitt 62 vorgesehen, welche ausgehend von dem Boden 58 der Reihe nach vorgesehen sind. Jeder Trennabschnitt entspricht einem ringförmigen Vorsprung, welcher ausgehend von dem zylindrischen Abschnitt 57 oder dem Boden 58 nach radial außen vorsteht. Der Gewindeabschnitt 31 der Hülsenschraube 26 besitzt ein Durchgangsloch 63, welches sich in einer axialen Richtung erstreckt. Der erste Trennabschnitt 59 teilt einen Raum zwischen dem Durchgangsloch 63 und der Zuführöffnung 40 in einen Raum, welcher durch den Boden des Steuerkolben-Aufnahmelochs 34 und das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 definiert ist. Der zweite Trennabschnitt 60 teilt einen Raum zwischen der Zuführöffnung 40 und der Ablauföffnung 41 in einen Raum, welcher durch die Hülse 32 und das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 definiert ist. Der dritte Trennabschnitt 61 teilt einen Raum zwischen der Ablauföffnung 41 und der ersten Steuerungsöffnung 42 oder einen Raum zwischen der ersten Steuerungsöffnung 42 und der zweiten Steuerungsöffnung 43 in den durch die Hülse 32 und das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 definierten Raum. Der vierte Trennabschnitt 62 teilt einen Raum zwischen der ersten Steuerungsöffnung 42 und der zweiten Steuerungsöffnung 43 oder einen Raum zwischen der zweiten Steuerungsöffnung 43 und dem ersten Ölablaufdurchlass 44 in den durch die Hülse 32 und das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 definierten Raum.
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Das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 besitzt außerdem einen Verbindungsöldurchlass 64, welcher bei einem mittleren Wellenteil vorgesehen ist, um die Zuführöffnung 40 gemäß einer eigenen axialen Position entweder mit der ersten Steuerungsöffnung 42 oder der zweiten Steuerungsöffnung 43 zu verbinden. Der Verbindungsöldurchlass 64 besitzt ein axiales Loch 65, ein Einlassloch 66, welches das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 ausgehend von dem axialen Loch 65 zwischen dem ersten Trennabschnitt 59 und dem zweiten Trendabschnitt 60 radial und nach außen durchdringt, und ein Auslassloch 67, welches das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 ausgehend von dem axialen Loch 65 zwischen dem dritten Trennabschnitt 61 und dem vierten Trennabschnitt 62 radial und nach außen durchdringt. Das Einlassloch 66 steht unabhängig von der axialen Position des Steuerkolbens 29 mit der Zuführöffnung 40 in Verbindung. Das Auslassloch 67 steht mit der zweiten Steuerungsöffnung 43 in Verbindung, wenn sich der Steuerkolben 29 bei einer in 3 gezeigten axialen Position befindet, dieses steht mit der ersten Steuerungsöffnung 42 in Verbindung, wenn sich der Steuerkolben 29 bei der in 5 gezeigten axialen Position befindet, und dieses steht weder mit der ersten Steuerungsöffnung 42, noch mit der zweiten Steuerungsöffnung 43 in Verbindung, wenn sich der Steuerkolben 29 bei einer in 4 gezeigten axialen Position befindet.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist das Anschlagelement 56 bei einem Öffnungsende des zylindrischen Abschnitts 57 des mit einem Boden versehenen, zylindrischen Elements 55 eingepresst. Das Anschlagelement 56 und das mit einem Boden versehene, zylindrische Element 55 sind integral ausgebildet und bewegen sich zusammen, wenn durch den Hubmagneten 37 auf diese gedrückt wird.
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Ein Sperrventil 73 mit einem Ventilkörper 71 und einer Feder 72 ist in dem axialen Loch 65 des Verbindungsöldurchlasses 64 vorgesehen. Der Ventilkörper 71 besitzt eine kugelförmige Gestalt und kann mit einem bei einer inneren Wand des axialen Lochs 65 vorgesehenen Ventilsitz 74 in Anlage gebracht oder von diesem weg bewegt werden. Die Feder 72 drängt den Ventilkörper 71 in Richtung hin zu dem Ventilsitz 74. Das Sperrventil 73 blockiert eine Strömung des Hydrauliköls, welches in dem Verbindungsöldurchlass 64 ausgehend von dem Auslassloch 67 hin zu dem Einlassloch 66 strömt, wenn der Ventilkörper 71 mit dem Ventilsitz 74 in Anlage gebracht ist, wie mit durchgehenden Linien in 3 bis 5 dargestellt ist. Dabei ermöglicht das Sperrventil 73, dass das Hydrauliköl ausgehend von dem Einlassloch 66 hin zu dem Auslassloch 67 strömt, wenn sich der Ventilkörper 71 von dem Ventilsitz 74 weg bewegt, wie mit gestrichelten Linien mit abwechselnden langen und zwei kurzen Linien in 3 bis 5 angegeben ist.
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3 zeigt den Steuerkolben bzw. Schieber 29 bei einer Ausgangsposition, welche einer axialen Position entsprechend dem zweiten Betriebszustand entspricht, wenn der Steuerkolben 29 mit der Anschlagplatte 35 in Kontakt steht. Wenn die axiale Position des Steuerkolbens 29 der Ausgangsposition entspricht, kann die Zuführöffnung 40 über den Verbindungsöldurchlass 64 mit der zweiten Steuerungsöffnung 43 in Verbindung stehen, während die erste Steuerungsöffnung 42 mit der Ablauföffnung 41 in Verbindung steht. Wenn das Hydrauliköl in einem solchen Fall ausgehend von der Zuführöffnung 40 hin zu dem Verbindungsöldurchlass 64 geführt wird, öffnet sich das Sperrventil 73 aufgrund eines Strömungsdrucks des Hydrauliköls, was ermöglicht, dass die Zuführöffnung 40 mit der zweiten Steuerungsöffnung 43 in Verbindung steht. Das in dem Ölzuführdurchlass 45 strömende Hydrauliköl wird daher über die Zuführöffnung 40, den Verbindungsöldurchlass 64, die zweite Steuerungsöffnung 43 und den Vorrück-Öldurchlass 49 hin zu der Vorrückkammer 28 geführt. Dabei wird das Hydrauliköl in der Verzögerungskammer 27 über den Verzögerungs-Öldurchlass 48, die erste Steuerungsöffnung 42, die Ablauföffnung 41 und den zweiten Ölablaufdurchlass 50 hin zu dem Ablaufraum 22 abgegeben.
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Wenn sich der Steuerkolben 29 in dem in 3 gezeigten Zustand ausgehend von der Ausgangsposition um eine vorbestimmte Strecke bewegt, wie in 4 gezeigt ist, werden eine Verbindung zwischen der Zuführöffnung 40 und der zweiten Steuerungsöffnung 43 und eine Verbindung zwischen der Ablauföffnung 41 und der ersten Steuerungsöffnung 42 geschlossen. Das Hydrauliköl wird daher in der Verzögerungskammer 27 und der Vorrückkammer 28 gehalten.
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Wenn sich der Steuerkolben 29 in dem in 4 gezeigten Zustand um eine vorbestimmte Strecke bewegt, wie in 5 gezeigt, kann die Zuführöffnung 40 über den Verbindungsöldurchlass 64 mit der ersten Steuerungsöffnung 42 in Verbindung stehen, während die zweite Steuerungsöffnung 43 mit dem ersten Ölablaufdurchlass 44 in Verbindung steht. Wenn das Hydrauliköl in einem solchen Fall ausgehend von der Zuführöffnung 40 hin zu dem Verbindungsöldurchlass 64 geführt wird, öffnet sich das Sperrventil 73 aufgrund eines Strömungsdrucks des Hydrauliköls, was ermöglicht, dass die Zuführöffnung 40 mit der ersten Steuerungsöffnung 42 in Verbindung steht. Somit wird das in dem Ölzuführdurchlass 45 strömende Hydrauliköl über die Zuführöffnung 40, den Verbindungsöldurchlass 64, die erste Steuerungsöffnung 42 und den Verzögerungs-Öldurchlass 48 hin zu der Verzögerungskammer 27 geführt. Dabei wird das Hydrauliköl in der Vorrückkammer 28 über die zweite Steuerungsöffnung 43 und den ersten Ölablaufdurchlass 44 hin zu dem Ablaufraum 22 abgegeben.
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Wie beschrieben wurde, umfasst die Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform das Gehäuse 13, den Flügelrotor 14, die Hülse 32 und den Steuerkolben 29. Das Kettenrad 16 des Gehäuses 14 ist bei dem Ende der Nockenwelle 12 angebracht und durch die Nockenwelle 12 rotierbar getragen. Die Hülse 32 besitzt die Zuführöffnung 40, die Ablauföffnung 41, die erste Steuerungsöffnung 42, die zweite Steuerungsöffnung 43 und den ersten Ölablaufdurchlass 44, welche ausgehend von der Nockenwelle 12 der Reihe nach vorgesehen sind. Der Steuerkolben 29 besitzt den bei dem mittleren Wellenteil vorgesehenen Verbindungsöldurchlass 64, um die Zuführöffnung 40 gemäß der eigenen axialen Position entweder mit der ersten Steuerungsöffnung 42 oder der zweiten Steuerungsöffnung 43 zu verbinden. Die Ablauföffnung 41 ist über den zweiten Ölablaufdurchlass 50, welcher vorgesehen ist, um sich über den Flügelrotor 14 und die Nockenwelle 12 zu erstrecken, mit dem Ablaufraum 22 verbunden.
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Bei der wie vorstehend konfigurierten Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 wird das Hydrauliköl in der Vorrückkammer 28 über die zweite Steuerungsöffnung 43 und den ersten Ölablaufdurchlass 44, welche auf der Seite des Ablaufraums 42 angeordnet sind, hin zu dem Ablaufraum 22 abgegeben. Dabei wird das Hydrauliköl in der Vorrückkammer 27 über die erste Steuerungsöffnung 42, die Ablauföffnung 41 und den zweiten Ölablaufdurchlass 50, welche auf der Seite der Nockenwelle 12 angeordnet sind, hin zu dem Ablaufraum 22 abgegeben. Kurz gesagt, das Hydrauliköl in jeder Hydraulikkammer wird hin zu dem Ablaufraum 22 auf der Gegenseite zu der Nockenwelle 12 mit dem Flügelrotor 14 dazwischen abgegeben. Eine solche Konfiguration beseitigt die Notwendigkeit zum Vorsehen eines Abführlochs bei der Nockenwelle 12 zwischen einem Lagerabschnitt 75, welcher die Nockenwelle 12 trägt, und dem Gehäuse 13. Folglich kann eine Wellenlänge der Nockenwelle 12 durch Weglassen des Abführlochs kürzer sein.
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Somit kann eine Wellenlänge der Nockenwelle 12 gemäß der ersten Ausführungsform kürzer sein, auch wenn der Verbindungsöldurchlass 64 bei dem mittleren Wellenteil des Steuerkolbens 29 in dem Öldurchlass-Schaltventil 15 vorgesehen ist.
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Nun wird eine Vergleichsausführungsform beschrieben. Bei der Vergleichsausführungsform besitzt eine Hülse eines Öldurchlass-Schaltventils eine Zuführöffnung, eine erste Ablauföffnung, eine erste Steuerungsöffnung, eine zweite Steuerungsöffnung und eine zweite Ablauföffnung, welche ausgehend von einer Nockenwellenseite der Reihe nach vorgesehen sind. Hydrauliköl, welches die erste Ablauföffnung durchläuft, wird ausgehend von einem Abführloch, welches sich bei einer Außenumfangsfläche der Nockenwelle öffnet, nach außen abgeführt. Das Abführloch ist bei einer Position vorgesehen, welche von einem Abschnitt (Nockenwelleneinbauabschnitt) eines Gehäuses, bei welchem die Nockenwelle eingepasst ist, axial beabstandet ist. Gemäß der Vergleichsausführungsform, welche wie vorstehend konfiguriert ist, müssen Öldurchlass-Schaltventile in einem Fall, in welchem eine Länge des Nockenwelleneinbauabschnitts von Vorrichtung zu Vorrichtung variiert, einzeln gestaltet werden, um zu veranlassen, dass axiale Positionen der ersten Ablauföffnung der Hülse und des Abführlochs der Nockenwelle zusammenfallen. Somit kann es schwierig werden, ein Öldurchlass-Schaltventil bei im Wesentlichen sämtlichen Vorrichtungstypen gleich zu gestalten.
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Im Gegensatz dazu ist es bei der ersten Ausführungsform nicht notwendig, die Nockenwelle 12 mit einem Abführloch vorzusehen. Somit ist es nicht notwendig, die axiale Position der Ablauföffnung zu verändern, auch wenn eine Länge des Nockenwelleneinbauabschnitts von Vorrichtung zu Vorrichtung variiert. Folglich kann das Öldurchlass-Schaltventil im Wesentlichen bei sämtlichen Vorrichtungstypen gleich sein.
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Bei der ersten Ausführungsform besitzt der zweite Ölablaufdurchlass 50 den Abschnitt der ersten Hälfte mit der kreisförmigen Nut 51 und der Einkerbung 52, welche bei der Nockenwelle 12 vorgesehen sind, und den Abschnitt der zweiten Hälfte mit dem Durchgangsloch 53 und der Einkerbung 54, welche bei dem Flügelrotor 14 vorgesehen sind.
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Durch das Ausbilden des zweiten Ölablaufdurchlasses 50 in der vorstehenden Art und Weise, ist es lediglich notwendig, den Flügelrotor 14 mit dem Durchgangsloch 53, welches diesen in der axialen Richtung durchdringt, und der Einkerbung 54 vorzusehen. Folglich kann eine körperliche Größe der Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung 10 in der axialen Richtung reduziert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie in 6 gezeigt, besitzt ein zweiter Ölablaufdurchlass 80 eine kreisförmige Nut 82, eine Einkerbung 83, ein Durchgangsloch 84 und die Einkerbung 54, welche allesamt bei einem Flügelrotor 81 vorgesehen sind.
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Auch wenn der zweite Ölablaufdurchlass 80 lediglich bei dem Flügelrotor 81 vorgesehen ist, wie bei der zweiten Ausführungsform, kann der gleiche Effekt wie bei der vorstehenden ersten Ausführungsform erhalten werden.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist es nicht notwendig, den zweiten Ölablaufdurchlass 80 bei einer Nockenwelle 85 vorzusehen. Somit können Herstellungskosten der Nockenwelle 85 eingespart werden.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein zweiter Ölablaufdurchlass eine kreisförmige Nut, welche bei einer Nockenwelle oder einem Flügelrotor vorgesehen ist, und ein Durchgangsloch, welches bei dem Flügelrotor vorgesehen ist, besitzen. Kurz gesagt, es kann keine Einkerbung vorgesehen sein, so dass die kreisförmige Nut und das Durchgangsloch direkt miteinander in Verbindung stehen.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Flügelrotor mehrere Elemente besitzen. In einem solchen Fall kann ein zweiter Ölablaufdurchlass Löcher oder dergleichen besitzen, die bei den jeweiligen Elementen vorgesehen sind.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann auf eine Plattenscheibe verzichtet werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann bei einem Steuerkolben-Verbindungsöldurchlass auf ein Sperrventil verzichtet werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine erste Hydraulikkammer einer Vorrückkammer entsprechen und eine zweite Hydraulikkammer kann einer Verzögerungskammer entsprechen.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Gehäuse drei oder mehr Elemente besitzen.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können äußere Zähne, über welche eine Steuerkette gezogen ist, irgendwo bei einem Gehäuse vorgesehen sein. Das heißt, ein Abschnitt des Gehäuses, welcher an einer Nockenwelle angebracht ist, ist nicht auf ein Kettenrad beschränkt.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Gehäuse durch einen Riemen als ein Beispiel eines Übertragungselements, welches von der Steuerkette abweicht, mit einer Kurbelwelle verbunden sein.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Flügelrotor an einem Ende einer Kurbelwelle fixiert sein und ein Gehäuse kann in Verbindung bzw. zusammen mit einer Nockenwelle rotieren.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine Auslassöffnung eines Verbindungsöldurchlasses in einem Haltezustand etwas bzw. leicht mit sowohl einer ersten Steuerungsöffnung als auch einer zweiten Steuerungsöffnung in Verbindung stehen.
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Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine Ventilsteuerzeitregulierungsvorrichtung eine Ventilsteuerzeit eines Auslassventils einer Verbrennungskraftmaschine regulieren.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnte Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden, welche ebenso in dem Grundgedanken und dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen.
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Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist es verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich liegen neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen weitere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Element ebenso im Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
