DE19825288A1 - Ventilstellungssteuergerät - Google Patents

Ventilstellungssteuergerät

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventileinstel­ lungssteuergerät, das zur Steuerung der zeitlichen Öffnungs-/Schließ­ einstellung eines Einlaß- oder eines Auslaßventils in einem Ventilbetätigungsmechanismus eines Verbrennungsmotors verwendet werden soll.

In der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 1-92504 oder der ungeprüften veröffentlichten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung mit der Nummer 2-50105 ist zum Beispiel ein Ventileinstellungssteuergerät jener Art offen­ bart, das folgendes aufweist: ein Drehungsübertragungsbauteil, das so um eine Ventilöffnungs-/Schließdrehwelle (eine Nocken­ welle enthaltend und einen inneren Rotor, der einstückig auf der Nockenwelle befestigt ist), die drehbar mit dem Zylinder­ kopf eines Verbrennungsmotors zusammengebaut ist, um relativ dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu drehen, um eine Drehleistung von einer Kurbelriemenscheibe zu übertragen; Flü­ gel, die auf der Drehwelle vorgesehen sind; eine Fluidkammer, die zwischen der Drehwelle und dem Drehungsübertragungsbauteil ausgebildet ist und durch die Flügel im Voreilkammern und Ver­ zögerungskammern halbiert ist; erste Fluiddurchlässe zur Zufüh­ rung und zum Ausstoßen eines Fluids zu und von den Voreilkam­ mern; zweite Fluidpassagen zur Zuführung und zum Ausstoßen des Fluids zu und von den Verzögerungskammern; eine Tunnelnische, die in dem Drehungsübertragungsbauteil ausgebildet ist und ei­ nen Sperrzapfen darin beherbergt, der zur Drehwelle hin feder­ vorgespannt ist; ein Einpaßloch, das in der Drehwelle ausge­ bildet ist, um darin den Kopfabschnitt des Sperrzapfens einzu­ führen, wenn die Drehwelle und das Drehungsübertragungsbauteil in relativen vorbestimmten Phasen synchronisiert sind; und ei­ nen dritten Durchlaß zur Zuführung und zum Ausstoßen des Fluids zu und von dem Einpaßloch.

Das Ventileinstellungssteuergerät, wie es in jeder der oben zi­ tierten Patentanmeldungen beschrieben wird, ist so aufgebaut, daß der Sperrzapfen entgegen der Federvorspannkraft durch das Fluid über den dritten Fluiddurchlaß zu dem Einpaßloch bewegt wird. Bei der Vorstellung des Falls, daß das Fluid, das dem Einpaßloch zugeführt wird, teilweise durch den Spalt zwischen der Tunnelnische und dem Sperrzapfen zu einer hinteren Druck­ kammer bzw. einer Gegendruckkammer leckt, die eine Feder zum Vorspannen des Sperrzapfens beherbergt, wird deshalb die Gegen­ druckkammer zur Atmosphäre entlüftet, so daß das Fluid davon ausgestoßen werden kann.

Hier ist das im Gerät verwendete Fluid ein Arbeitsöl. Wenn die Drehleistung durch eine Steuerkette von der Kurbelriemenscheibe auf das Drehungsübertragungsbauteil übertragen wird, kann das Arbeitsöl, das von der Gegendruckkammer ausgestoßen werden soll, als das Öl zur Schmierung der Steuerkette verwendet wer­ den. Wenn die Drehleistung durch einen Steuerriemen, der aus Kunstharz oder Gummi hergestellt ist, übertragen wird, kann das Arbeitsöl einen Schlupf zwischen dem Steuerriemen und dem Dre­ hungsübertragungsbauteil hervorrufen oder den Steuerriemen ver­ schlechtern.

Um diese Probleme zu lösen, haben wir ein Gerät vorgeschlagen, das in der Lage ist, Arbeitsöl geeignet von der Gegendruckkam­ mer auszustoßen, wie in der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 8-202288 offenbart ist. Dieses Gerät ermöglicht es, sol­ che Probleme zu vermeiden, indem der dritte Fluiddurchlaß dazu gebracht wird, mit den Voreilkammern oder den Verzögerungskam­ mern zu kommunizieren (um den Voreilöldruck oder den Verzöge­ rungsöldruck als den Druck zum Freigeben des Sperrzapfens zu verwenden), und indem die Gegendruckkammer dazu gebracht wird, mit den Verzögerungskammern oder den Voreilkammern über einen vierten Fluiddurchlaß zu kommunizieren.

Wenn der Voreilöldruck als der Freigabeöldruck in dem Gerät der japanischen Patentanmeldung Nummer 8-202288 verwendet wird, ist jedoch der Ausstoßdurchlaß, der von der Gegendruckkammer durch die Verzögerungskammern zu einem Ölreservoir führt, so lange, daß bei der Freigabezeit eine hohe Last erforderlich ist, um die Phasentransformationen zu beginnen, bevor die Sperrung durch den Sperrzapfen vollständig gelöst ist. Wenn der Verzöge­ rungsöldruck als der Freigabeöldruck verwendet wird, kann ande­ rerseits der Sperrzapfen zur Schaltzeit von der höchsten Verzö­ gerungsposition zum Voreilzustand in das Einpassungsloch vorei­ len, wodurch die Phasentransformationen behindert werden, oder wodurch eine Fehlfunktion des Sperrzapfens verursacht wird. Mit der Konstruktion, bei der das Arbeitsöl in das Innere der Ge­ gendruckkammer geführt wird, kann darüber hinaus der Sperrzap­ fen in der Achsialrichtung fein vibriert werden, um den äußeren Umfang der Drehwelle in der Tunnelnische durch die Druckschwankungen des Arbeitsöls zu schlagen, wodurch ein Hämmern verursacht wird.

Die Erfindung wurde ausgedacht, um die oben beschriebenen Pro­ bleme zu lösen. Erfindungsgemäß ist ein Ventileinstellungssteu­ ergerät zur Steuerung der zeitlichen Öffnungs-/Schließ­ einstellung des Einlaßventils oder des Auslaßventils eines Verbrennungsmotors vorgesehen, das eine Ventilöffnungs-/Schließ­ drehwelle aufweist, die drehbar mit dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors zusammengebaut ist; ein Drehübertra­ gungsbauteil, das um die Drehwelle herum befestigt ist, um re­ lativ dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu drehen, um eine Drehleistung von einer Kurbelriemenscheibe zu übertra­ gen; Flügel, die auf der Drehwelle oder dem Drehungsübertra­ gungsbauteil vorgesehen sind; eine Fluidkammer, die zwischen der Drehwelle und dem Drehungsübertragungsbauteil ausgebildet ist und durch die Flügel in Voreilkammern und Verzögerungskam­ mern halbiert wird; erste Fluiddurchlässe zum Zuführen und Aus­ stoßen eines Fluids zu und von den Voreilkammern; zweite Fluid­ durchlässe zum Zuführen und Ausstoßen des Fluids zu und von den Verzögerungskammern; eine Tunnelnische, die in dem Drehungs­ übertragungbauteil oder der Drehwelle ausgebildet ist und einen Sperrzapfen darin beherbergt, der zur Drehwelle oder dem Dre­ hungsübertragungsbauteil federvorgespannt ist; ein Einpaßloch, das in der Drehwelle oder dem Drehungsübertragungsbauteil aus­ gebildet ist, um den Kopfabschnitt des Sperrzapfens darin auf­ zunehmen, wenn die Drehwelle und das Drehungsübertragungsbau­ teil in vorbestimmten relativen Phasen synchronisiert sind; ei­ nen dritten Durchlaß zum Zuführen und Ausstoßen des Fluids zu und von dem Einpaßloch, wobei das Fluid ein Arbeitsfluid ist, und wobei eine Gegendruckkammer bzw. eine Gegendruckkammer, die in der Tunnelnische an der Rückseite des Sperrzapfens ausgebil­ det ist, mit dem Inneren des Zylinderkopfs des Verbrennungsmo­ tors über einen Verbindungsdurchlaß, der in dem Drehungsüber­ tragungsbauteil oder der Drehwelle ausgebildet ist, in Verbin­ dung steht.

In dem Ventileinstellungssteuergerät gemäß der Erfindung kann das Arbeitsöl, wenn es durch den Spielraum zwischen der Tunnel­ nische und dem Sperrzapfen in die Gegendruckkammer leckt, über den Verbindungsdurchlaß in das Innere des Zylinderkopfs ausge­ stoßen werden. Als ein Ergebnis kann verhindert werden, daß das Arbeitsöl den Steuerriemen benässt, wodurch eine schlechte Wirkverbindung zwischen dem Drehungsübertragungsbauteil und dem Steuerriemen und eine vorzeitige Verschlechterung des Steuer­ riemens unterdrückt wird, sogar wenn der Steuerriemen aus Kunstharz oder Gummi hergestellt ist und als eine Vorrichtung zum Übertragen der Drehungsleistung von einer Kurbelriemen­ scheibe auf das Drehungsübertragungsbauteil angepaßt ist. Da kein Arbeitsöl unter Druck in das Innere der Gegendruckkammer geführt wird, tritt darüber hinaus weder eine Fehlfunktion des Sperrzapfens noch eine feine Vibration des Sperrzapfens auf, so daß die Sperrsteuerung durch den Sperrzapfen durch Verändern einer Federkraft zum Vorspannen des Sperrzapfens abgestimmt werden kann.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt, der ein Ausführungsbeispiel eines Ventileinstellungssteuergeräts gemäß der Erfindung schematisch zeigt.

Fig. 2 ist eine teilweise ausgebrochene Frontansicht, die das Verhältnis zwischen einem inneren Rotor, einem äußeren Rotor, Flügeln, einen Sperrzapfen, einem Steuerriemen und so weiter zeigt, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie 3-3 aus Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 2, zeigt jedoch einen Zustand, in dem der innere Rotor und die Flügel etwas im Urzei­ gersinn aus dem Zustand in Fig. 2, relativ zum äußeren Rotor usw., gedreht sind.

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang einer Linie 5-5 in Fig. 4.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesent­ lichen Abschnitt aus Fig. 4 zeigt.

Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 4, sie zeigt jedoch einen Zustand, in dem der innere Rotor und die Flügel um einen vorbestimmten Betrag aus dem Zustand von Fig. 4 relativ zum äußeren Rotor usw. gedreht sind.

Fig. 8 ist ein Schnitt entlang einer Linie 8-8 in Fig. 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Ein Ventileinstellungssteuergerät gemäß der Erfindung, wie es in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, ist so aufgebaut, daß es eine Ventilöffnungs-/Schließwelle aufweist, die eine Nockenwel­ le 10 enthält, die durch einen Zylinderkopf 110 eines Verbren­ nungsmotors drehbar gelagert ist, und einen inneren Rotor 20, der einstückig auf dem Führungsendabschnitt der Nockenwelle 10 vorgesehen ist; ein Drehungsübertragungsbauteil, das um die Drehwelle herum montiert ist, um relativ dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu drehen und einen äußeren Rotor 30 enthält, eine Frontplatte 40, eine Kappe 41, eine Rückplatte 50 und eine Steuerriemenscheibe; vier Flügel 70, die mit dem inne­ ren Rotor 20 zusammengebaut sind; und einen Sperrzapfen 80, der mit dem äußeren Rotor 30 zusammengebaut ist. Hier wird die Steuerriemenscheibe 60 so aufgebaut, wie es im Stand der Tech­ nik bekannt ist, um die Drehungsleistung im Urzeigersinn in Fig. 2 von der Kurbelriemenscheibe durch einen Steuerriemen aus Kunstharz oder Gummi (obwohl beide nicht gezeigt sind) zu über­ tragen.

Die Nockenwelle 10 ist mit der wohlbekannten Nocken (obwohl sie nicht gezeigt ist) zum Öffnen/Schließen eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils (obwohl nicht gezeigt) ausgestattet und mit einem Voreildurchlaß 11 und einem Verzögerungsdurchlaß 12 versehen, die sich in der Achsialrichtung der Nockenwelle 10 erstrecken. Der Voreildurchlaß 11 ist mit einer Verbindungsöff­ nung 101 eines Umschaltventils 100 über einen radialen Durchlaß 13, einen ringförmigen Durchlaß 14 und einen Verbindungsdurch­ laß P1 verbunden. Andererseits ist der Verzögerungsdurchlaß 12 über einen ringförmigen Durchlaß 15 und einem Verbindungsdurch­ laß P2 mit einer Verbindungsöffnung 102 des Umschaltventils 100 verbunden.

Das Umschaltventil 100 ist in der Lage, den Spulenkörper 104 nach rechts in Fig. 1 entgegen der Wirkung einer Feder 105 durch Erregen eines Solenoids 103 zu bewegen. Das Umschaltven­ til 100 ist so aufgebaut, daß es dann, wenn es enterregt wird, die Verbindung zwischen einer Zuführöffnung 106, wie sie mit einer Ölpumpe (obwohl nicht gezeigt) verbunden ist, um durch den Verbrennungsmotor angetrieben zu werden, und der Verbin­ dungsöffnung 101, und die Verbindung zwischen der Verbin­ dungsöffnung 102 und einer Auslaßöffnung 107 herzustellen, und um dann, wenn es erregt ist, die Verbindung zwischen der Zu­ führöffnung 106 und der Verbindungsöffnung 102 und die Verbin­ dung zwischen der Verbindungsöffnung 101 und einer Auslaßöff­ nung 108 herzustellen. Als ein Ergebnis wird das Arbeitsöl zum Voreildurchlaß 11 geführt, wenn das Solenuid 103 enterregt wird, und zum Verzögerungsdurchlaß 12, wenn das selbe erregt wird.

Der innere Rotor 20 ist mittels eines hohlen Schraubenbolzens 19 einstückig in der Nockenwelle 10 befestigt und mit Flügelnu­ ten 21 zur Montage der vier Flügel 70 individuell in den Ra­ dialrichtungen versehen. Ferner sind ein Einpaßloch 22 zum Ein­ passen des Kopfabschnitts 81 des Sperrzapfens 80 um einen vor­ bestimmten Betrag in dem Zustand, der in Fig. 2 gezeigt ist, vorgesehen, wo die Nockenwelle 10, der innere Rotor 20 und der äußere Rotor 30 in einer vorbestimmten Phase synchronisiert sind (oder der am weitesten verzögerten Position) relativ zu­ einander; ein Durchlaß 23 zum Zuführen/Ausstoßen des Arbeitsöls zu und von dem Einpaßloch 22 über den Voreildurchlaß 11; Durch­ lässe 24 zum Zuführen/Ausstoßen des Arbeitsöls zu und von den Voreilkammern R1 (mit der Ausnahme derjenigen, die sich rechts unten von Fig. 2 befindet), wie sie durch die individuellen Flügel 70 gebildet sind, über den Voreildurchlaß 11; und Durch­ lässe 25 zum Zuführen/Ausstoßen des Arbeitsöls zu und von den Verzögerungskammern R2, wie sie durch die individuellen Flügel 70 gebildet sind, über den Verzögerungsdurchlaß 12. Zu und von der Voreilkammer R1, die in der rechten unteren Position von Fig. 2 angeordnet ist, wird das Arbeitsöl von dem Einpaßloch 22 über einen Durchlaß 31, der in dem äußeren Rotor 30 ausge­ bildet ist, zugeführt und ausgestoßen. Das Einpaßloch 22 ist gestuft, um an dessen äußerem Endabschnitt zur Aufnahme des Kopfabschnitts 81 des Sperrzapfens 80 einen größeren Durchmes­ ser zu haben, so daß das obere Ende des Kopfabschnitts 81 gegen die Stufe stößt. Daher ist der diametrisch größere Abschnitt an seinem äußeren Ende abgeschrägt. Hier wird jeder Flügel 70 durch eine Feder 71 radial nach außen gedrängt (wie in Fig. 1 gezeigt ist), die in den Bodenabschnitt der Flügelnut 21 einge­ paßt ist.

Der äußere Rotor 30 ist so mit dem äußeren Umfang des inneren Rotors 20 zusammengebaut, daß er relativ dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches dreht. Mit den zwei Seiten des äußeren Rotors 30 sind die Frontplatte 40 und die Rückplatte 50 durch Fugenbauteile S1 und S2 verbunden. Der äußere Rotor 30 ist ein­ stückig mit dem inneren Rotor 20 zusammen mit der Steuerriemen­ scheibe 60 durch einen Schraubenbolzen B1 verbunden. Die Kappe 41 ist mit der Frontplatte 40 fluiddicht zusammengebaut, um ei­ nen Durchlaß 42 zur Verbindung des Voreildurchlasses 11 der Nockenwelle 10 und der Durchlässe 23 und 24 des inneren Rotors 20 zu bilden. In dem äußeren Rotor 30 sind andererseits eine Fluiddruckkammer R0 ausgebildet, die die einzelnen Flügel 70 unterbringen und dazu angepaßt sind, durch die individuellen Flügel 70 in die Voreilkammern R1 und die Verzögerungskammern R2 halbiert zu werden; und eine Tunnelnische 33, die in der Ra­ dialrichtung des äußeren Rotors 30 zur Unterbringung des Sperr­ bolzens 80 ausgebildet ist, und eine Feder 91 zum Drängen des Sperrzapfens 80 zum inneren Rotor 20.

Die Tunnelnische 33 ist an ihrem äußeren Ende durch einen Stop­ fen 92 und ein Dichtungsbauteil 93 fluiddicht verschlossen, um eine Gegendruckkammer R3 an der Rückseite des Sperrzapfens 80 zu bilden. Diese Gegendruckkammer R3 steht mit dem Inneren des Zylinderkopfs 110 in Verbindung, wie in den Fig. 2 und 3 ge­ zeigt ist, über ein Verbindungsloch 34, das in dem äußeren Ro­ tor 30 ausgebildet ist und mit der Gegendruckkammer R3, einer Verbindungsnut 51 (die durch ein Verbindungsloch beispielhaft verkörpert werden kann), die in der Rückplatte 50 ausgebildet ist und mit dem Verbindungsloch 34 an dessen radial äußeren En­ de in Verbindung steht, einer Verbindungsnut 53 (die durch ein Verbindungsloch beispielhaft verkörpert werden kann), die ach­ sial in dem inneren Umfang eines Vorsprungsabschnitts 52 (das heißt der Abschnitt, der drehbar an dessen inneren Umfang mit der Nockenwelle 10 zusammengebaut ist und an dessen äußeren Um­ fang mit einer Öldichtung 111 in Eingriff ist, die mit dem Zy­ linderkopf 110 zusammengebaut ist) der Rückplatte 50 ausgebil­ det ist, und mit einem Verbindungsloch 113, das in einem Noc­ kenwellenstützabschnitt 112 des Zylinderkopfs 110 ausgebildet ist. Hier ist die Öffnung des Verbindungslochs 34 an der Seite der Tunnelnische so angeordnet, daß sie nicht durch einen ge­ schürzten Randabschnitt 82 des Sperrzapfens 80 verschlossen werden kann, sogar wenn der Sperrzapfen 80 entgegen der Feder­ kraft der Feder 80 durch das Arbeitsöl, das über den Durchlaß 23 zum Einpaßloch 22 geführt wird, bewegt wird. Andererseits wird durch die Steuerriemenscheibe 60 verhindert, daß der Stop­ fen 92 herauskommt.

Der Sperrzapfen 80 ist mit dem Kopfabschnitt 81 versehen, der eine gekrümmte (oder sphärische) Gestalt und den geschürzten Randabschnitt 82 hat, an dem er mit einem vorbestimmten Lecks­ palt so in die Tunnelnische 33 eingepaßt ist, daß er sich radi­ al zum äußeren Rotor 30 bewegt, und er wird durch die Feder 91 zum inneren Rotor 20 gedrängt. Dies ermöglicht es dem Arbeits­ öl, durch den Leckspalt zwischen dem geschürzten Randabschnitt 82 des Sperrzapfens 80 und der Tunnelnische 33 zu strömen.

Das somit gemäß diesem Ausführungsbeispiel aufgebaute Venti­ leinstellungssteuergerät wird in dem gesperrten Zustand gehal­ ten, in dem der Verbrennungsmotor gestoppt ist, um die Ölpumpe zu stoppen und das Umschaltventil 100 in dem Zustand von Fig. 1 zu halten, und in dem der Kopfabschnitt 81 des Sperrzapfens 80 um einen vorbestimmten Hub in das Einpaßloch 22 eingepaßt wird, um die relativen Drehungen des inneren Rotors 20 und des äußeren Rotors 30 zu regeln, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weil das Arbeitsöl nicht von dem Umschaltventil 100 zum Voreildurchlaß 11 der Nockenwelle 10 geführt wird, sogar wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, um die Ölpumpe anzutrei­ ben, sondern, wenn das Solenuid 103 der Nockenwelle 10 im we­ sentlichen gleichzeitig mit dem Start des Verbrennungsmotors erregt wird. Hier werden der äußere Rotor 30, die Steuerriemen­ scheibe 60 und so weiter im Urzeigersinn in Fig. 2 gedreht, sogar wenn der Sperrzapfen 80 nicht in der Lage ist, in das Einpaßloch 22 beim Stop des Verbrennungsmotors durch eine Feh­ lausrichtung der Tunnelnische und des Einpaßlochs 22 zu gelan­ gen, weil der Druck des Arbeitsöls der Voreilkammern R1 und der Verzögerungskammern R2 beim Start des Verbrennungsmotors nied­ rig ist, so daß der innere Rotor 20, die Flügel 70, und so wei­ ter, relativ zur Verzögerungsseite gedreht werden, um die am weitesten verzögerte Position einzunehmen, wohingegen der Sperrzapfen 81 durch die Feder 91 in das Einpaßloch 22 gescho­ ben wird.

Wenn das Solenuid 103 des Umschaltventils 100 vom erregten Zu­ stand in den enterregten Zustand umgeschaltet wird, während der Verbrennungsmotor läuft, um die Ölpumpe anzutreiben, wird ande­ rerseits das Arbeitsöl aus dem Umschaltventil 100 zum Voreil­ durchlaß 11 der Nockenwelle 10 geführt, so daß es über den Durchlaß 42 und die einzelnen Durchlässe 24 zu den einzelnen Voreilkammern R1 geführt wird, und von dem Durchlaß 42 über den Durchlaß 23 zur Einlaßkammer 22 geführt wird. Zur selben Zeit wird das Arbeitsöl von den einzelnen Verzögerungskammern R2 über die einzelnen Kammern 25, den Verzögerungsdurchlaß 12, das Umschaltventil 100 usw. nach draußen ausgestoßen.

Wenn das Arbeitsöl, das zum Einpaßloch 22 geführt wird, den Sperrzapfen 80 gegen die Feder 91 stößt, kommt der Sperrzapfen 80 hier sequentiell aus dem Einpaßloch 22 heraus und das Dreh­ wellenseitenbauteil, das die Nockenwelle 10 enthält, der innere Rotor 20 und die Flügel 70 drehen relativ zum Drehungsübertra­ gungsbauteil, das den äußeren Rotor 30 und die Steuerriemen­ scheibe 60 enthält, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. An­ dererseits wird das Arbeitsöl, das zum Einpaßloch 22 geführt wird, über den Durchlaß 31, der in dem äußeren Rotor 30 ausge­ bildet ist, zur Voreilkammer R1 geführt, die sich der rechten unteren Seite befindet.

In dem Zustand, in dem der gekrümmte Kopfabschnitt 81 des Sperrzapfens 80 teilweise in das Einpaßloch 22 eingepaßt ist, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ist es dem Drehwellen­ seitenbauteil, das die Nockenwelle 10 enthält, dem inneren Ro­ tor 20 und den Flügeln 70 gestattet, relativ zum Drehungsüber­ tragungsbauteil, das den äußeren Rotor 30 und die Steuerriemen­ scheibe 60 enthält, zu drehen, so daß die relativen Drehungen des Drehwellenseitenbauteils und Drehungsübertragungsbauteils gestartet werden, bevor die Gesamtheit des Kopfabschnittes 81 des Sperrzapfens 80 aus dem Einpaßloch 22 heraus kommt. Als ein Ergebnis kann die Zeitdauer von dem Einströmen des Arbeitsöls in das Einpaßloch 22 zu den relativen Drehungen des Drehwellen­ seitenbauteils und des Drehungsübertragungsbauteils verkürzt werden, um die Arbeitsempfindlichkeit des Geräts zu verbessern.

In dem Zustand, in dem der Kopfabschnitt 81 des Sperrzapfens 80 teilweise in dem Einpaßloch 22 eingepaßt ist, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, kann der Sperrzapfen 80 nicht nur durch das Arbeitsöl, das dem Einpaßloch 22 zugeführt wird, ge­ stoßen werden, um schnell aus dem Einpaßloch 22 herauszukommen, sondern auch durch eine Komponente F1 (wie in Fig. 6 gezeigt ist) der Wirkkraft F, die durch die relativen Drehungen des Drehwellenseitenbauteils und des Drehungsübertragungsbauteils entsteht und von dem Sperrzapfen 80 aufgenommen wird. Als ein Ergebnis kann die Arbeitsansprechempfindlichkeit des Geräts ferner verbessert werden, um in einer schnellen Reaktion eine Veränderung des Zustands (oder dem am meisten verzögerten Zu­ stand), der in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, durch den Zu­ stand, der in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, zu dem Zustand (oder dem am meisten voreilenden Zustand), der in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, zu vollziehen.

Wenn das Solenuid 103 des Umschaltventils 100 in dem Zustand der Fig. 7 und 8 aus dem erregten Zustand in den enterregten Zustand umgeschaltet wird, wird das Arbeitsöl aus dem Umschalt­ ventil 100 zum Verzögerungsdurchlaß 12 der Nockenwelle 10 ge­ leitet, so daß es über die einzelnen Durchlässe 25 zu den ein­ zelnen Verzögerungskammern R2 geleitet wird und von den einzel­ nen Voreilkammern R1 über entweder die einzelnen Durchlässe 24 oder den Durchlaß 31, das Einpaßloch 22, den Durchlaß 23, den voreilenden Durchlaß 11, das Umschaltventil 100 usw. nach drau- ßen ausgestoßen wird. Als ein Ergebnis dreht das Drehwellensei­ tenbauteil, das die Nockenwelle 10, den inneren Rotor 20 und die Flügel 70 enthält, relativ zu dem Drehungsübertragungsbau­ teil, das den äußeren Rotor 30 und die Steuerriemenscheibe 60 enthält, um den Zustand aus einem, der in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, in einen Zustand zu bringen, der in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.

Hier in diesem Ausführungsbeispiel kann das Arbeitsöl, das in die Gegendruckkammer R3 geleckt ist, durch den Spalt zwischen der Tunnelnische 33 und dem Sperrzapfen 80 über die Verbin­ dungsdurchlässe (das heißt das Verbindungsloch 34, das in dem äußeren Rotor 30 ausgebildet ist, die Verbindungsnuten 51 und 53, die in der Rückplatte 50 ausgebildet sind und das Verbin­ dungsloch 113, das in dem Nockenwellenstützabschnitt 112 des Zylinderkopfs 110 ausgebildet ist) in den Zylinderkopf 110 aus­ gestoßen werden. Dieser Ausstoß ermöglicht es, eine solche schlechte Wirkverbindung zwischen der Steuerriemenscheibe 60 und dem Steuerriemen und eine solche vorzeitige Verschlechte­ rung desselben Riemens zu unterdrücken, was ansonsten durch das Anfeuchten des herausgeleckten Arbeitsöls hervorgerufen werden könnte. Da die vorstehend erwähnten Verbindungsdurchlässe die kürzeste Verbindung zwischen der Gegendruckkammer R3 und dem Inneren des Zylinderkopfs 110 schaffen können, kann darüber hinaus der Durchlaßwiderstand so gesenkt werden, daß das Ar­ beitsöl, das in die Gegendruckkammer ausgeleckt ist, schnell und geeignet in den Zylinderkopf 110 ausgestoßen wird, wodurch die nichtsperrende Wirkung des Sperrzapfens 80 optimiert wird.

Da das unter Druck stehende Arbeitsöl nicht zur Innenseite der Gegendruckkammer R3 geführt wird, kann andererseits die Fehl­ funktion und die feine Vibration des Sperrzapfens 80 beseitigt werden, um die zeitliche Sperrsteuerung des Sperrzapfens 80 durch Verändern der Kraft der Feder 91 zum Drängen des Sperr­ zapfens 80 abzustimmen. In diesem Ausführungsbeispiel wird dar­ über hinaus das Arbeitsöl über die Verbindungsnut 53 ausgesto­ ßen, die in dem inneren Umfang des vorstehenden Abschnitts 52 der Rückplatte 50 ausgebildet ist, so daß der äußere Umfang der Nockenwelle 10 und der innere Umfang des vorstehenden Abschnit­ tes 52 der Rückplatte 50 mit jenem Schmieröl geeignet ge­ schmiert werden kann. Sogar wenn eine Verbindungsnut, die der Verbindungsnut 53 entspricht, verwirklicht wird, indem sie in dem äußeren Umfang der Nockenwelle 10 ausgebildet wird, oder wenn der Spielraum zwischen dem äußeren Umfang der Nockenwelle 10 und dem inneren Umfang des vorstehenden Abschnitts 52 ver­ größert ist, ist es möglich, Auswirkungen zu erwarten, die ähn­ lich zu denjenigen des vorstehend genannten Ausführungsbei­ spiels sind.

Gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel ist der Stopfen 92, der das Dichtungsbauteil 93 hat, das in eine äußere Umfangsnut da­ von eingepaßt ist, an dem äußeren Ende der Tunnelnische 33 be­ festigt, um das äußere Ende der Tunnelnische 33 fluiddicht zu verschließen. Da ein Ende der Feder 91, die den Sperrzapfen 80 vorspannt, mit dem Stopfen 92 in Wirkverbindung ist, steht der Stopfen 92 mit einer inneren Oberfläche eines Zylinderab­ schnitts 60a der Steuerriemenscheibe 60 in Kontakt, wobei er eine äußere Oberfläche des äußeren Rotors 30 abdeckt, damit der Verschlußstopfen 92 daran gehindert wird, aus der Tunnelnische 33 heraus zufallen.

Wenn andererseits der Stopfen 92 eng in der Tunnelnische 33 eingepaßt ist, oder wenn der Stopfen 92 mit einem Schnappring oder einem C-Ring in Kontakt steht, die in einer inneren Um­ fangsnut eingepaßt sind, die auf einer inneren Umfangsoberflä­ che der Tunnelnische 33 angeordnet ist, um zu verhindern, daß der Stopfen 92 aus der Tunnelnische 33 herausfällt, anstelle der obigen Konstruktion, ist der Zusammenbau des Ventileinstel­ lungssteuerungsgeräts unkomfortabel, die Anzahl der Teile des Ventileinstellungssteuerungsgerätes muß erhöht werden und die innere Umfangsnut der Tunnelnische 33 muß bearbeitet werden.

Ferner, wenn die innere Umfangsnut auf der inneren Umfangsober­ fläche der Tunnelnische 33 angeordnet ist, muß ein zylindri­ scher Abschnitt der Tunnelnische 33 in seiner Achsialrichtung vergrößert werden.

Gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel wird der Stopfen 92 auf einfache Weise daran gehindert, aus der Tunnelnische 33 heraus­ zufallen, ohne den obigen Unannehmlichkeiten. Ferner kann der zylindrische Abschnitt der Tunnelnische 33 in der Achsialrich­ tung davon kleingehalten werden.

Dieses Ausführungsbeispiel wurde verwirklicht, indem der innere Rotor 20 mit den Flügeln 70 versehen wurde, und indem der Sperrzapfen 80 und die Feder 91 in dem äußeren Rotor 30 unter­ gebracht wurden. Trotz dieser Realisierung kann die Erfindung jedoch durch Unterbringen des Sperrzapfens und der Feder in dem inneren Rotor und durch Versehen des äußeren Rotors mit den Flügeln verwirklicht werden.

Andererseits wurde das Ausführungsbeispiel so aufgebaut, daß der Kopfabschnitt 81 des Sperrzapfens 80, der mit dem äußeren Rotor 30 in dem Zustand (oder dem äußersten verzögerten Zustand von Fig. 2) zusammengebaut ist, in dem die Voreilkammern R1 die minimale Kapazität einnehmen, in dem Einpaßloch 22 des in­ neren Rotors 20 eingepaßt. Jedoch kann die Konstruktion so mo­ difiziert werden, daß der Kopfabschnitt 81 des Sperrzapfens 80, wenn er mit dem äußeren Rotor 30 zusammengebaut ist, in dem Einpaßloch 22 des inneren Rotors 20 eingepaßt ist, in dem Zu­ stand (oder dem am weitesten voreilenden Zustand gemäß Fig. 7), wo die Verzögerungskammern R2 die minimale Kapazität ein­ nehmen.

Darüber hinaus wird in dem Ausführungsbeispiel dem Durchlaß 23 zum Zuführen und zum Ausstoßen des Arbeitsöls zu und aus dem Einpaßloch 22 die Verbindung mit den Durchlässen 24, die zu den Voreilkammern R1 führen, gegeben. Jedoch kann die Erfindung so verwirklicht werden, daß dem Durchlaß 23 eine Verbindung mit den Durchlässen 25, die zu den Verzögerungskammern R2 führen, gegeben wird. Bei dieser Abwandlung sind die Verbindungsdurch­ lässe zum Schaffen der Verbindung der Gegendruckkammer R3 mit dem Inneren des Zylinderkopfs 110 mit Öffnungen zum Verzögern der Rückkehr des Sperrzapfens 80 zur Sperrseite ausgestattet, um dadurch eine Zeitverzögerung zum Transformieren der Phase, vor der der Sperrzapfen 80 in das Einpaßloch 22 eingepaßt wird, herzustellen, so daß der Sperrzapfen 80 daran gehindert werden kann, während dem Motorbetrieb in das Einpaßloch 22 eingepaßt zu werden. Genauer gesagt wird der Sperrzapfen 80 durch die drängende Kraft der Feder 91 in das Einpaßloch 22 geschoben, um die relativen Drehungen des inneren Rotors 20 und des äußeren Rotors 30 zu regeln, wenn die Flügel 70 in die am meisten ver­ zögerte Position gelangen, in Abhängigkeit von der Drehung der Steuerriemenscheibe 60, oder wenn sich die Flügel 70 in der am meisten verzögerten Position befinden, um den Motor zu stoppen, während beim Start des Motors von dem Umschaltventil 100 kein ausreichender Öldruck geliefert wird. Als ein Ergebnis kann die Schaltreaktion während des normalen Betriebs des Rotors ver­ kürzt werden und das Hämmern, das ansonsten durch die Flügel 70, die gegen die Seitenwände der Fluiddruckkammern R0 schlagen würden, hervorgerufen werden würden, kann verhindert werden, wenn die Fluiddruckkammern R0 aufgrund der Leckage des inneren Arbeitsöls nach dem Motorstop nicht ausreichend mit dem Drucköl gefüllt werden.

In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist andererseits der Voreildurchlaß 11 mit der Verbindungsöffnung 101 des Umschalt­ ventils 100 verbunden, und der Verzögerungsdurchlaß 12 ist mit der Verbindungsöffnung 102 des Umschaltventils 100 verbunden. Damit der Verzögerungsdurchlaß 12 mit dem Arbeitsöl von der nichtgezeigten Ölpumpe beliefert werden kann, während das So­ lenoid 103 des Umschaltventils 100 enterregt ist, und damit der Voreildurchlaß 11 mit demselben Arbeitsöl beliefert werden kann, während dasselbe erregt ist, kann jedoch der Voreildurch­ laß 11 mit der Verbindungsöffnung 102 des Umschaltventils 100 verbunden werden, und der Verzögerungsdurchlaß 12 kann mit der Verbindungsöffnung 101 des Umschaltventils 100 verbunden wer­ den.

Es ist ein Ventileinstellungssteuergerät zur Steuerung der zeitlichen Öffnung-/Schließeinstellung eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils eines Verbrennungsmotors offenbart, das ei­ ne Ventilöffnungs-/Schließdrehwelle aufweist, die drehbar mit einem Zylinderkopf 110 des Verbrennungsmotors zusammengebaut ist; ein Drehungsübertragungsbauteil, das um die Drehwelle her­ um montiert ist, um relativ dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu drehen, um eine Drehleistung von einer Kurbelrie­ menscheibe zu übertragen; Flügel 70, die auf der Drehwelle oder dem Drehungsübertragungsbauteil vorgesehen sind; eine Fluidkam­ mer, die zwischen der Drehwelle und den Drehungsübertragungs­ bauteil ausgebildet ist und durch die Flügel 70 in Voreilkam­ mern R1 und Verzögerungkammern R2 halbiert ist; erste Fluid­ durchlässe zur Zuführung und zum Ausstoßen eines Fluids zu und aus den Voreilkammern R1; zweite Fluiddurchlässe zum Zuführen und Ausstoßen des Fluids zu und aus den Verzögerungskammern R2; eine Tunnelnische 33, die in dem Drehungsübertragungsbauteil oder der Drehwelle ausgebildet ist und einen Sperrzapfen 80 darin beherbergt, der federvorbelastet zur Drehwelle oder dem Drehungsübertragungsbauteil ist; ein Einpaßloch 22, das in der Drehwelle oder dem Drehungsübertragungsbauteil ausgebildet ist, zum Einpassen eines Kopfabschnitts 81 des Sperrzapfens 80 dar­ in, wenn die Drehwelle und das Drehungsübertragungsbauteil in vorbestimmten relativen Phasen synchronisiert sind; und einen dritter Durchlaß zum Zuführen und Ausstoßen des Fluids zu und aus dem Einpaßloch 22, wobei das Fluid ein Arbeitsöl ist; und wobei zwischen einer Gegendruckkammer R3, die in der Tunnelni­ sche 33 an der Rückseite des Sperrzapfens 80 ausgebildet ist und dem Inneren des Zylinderkopfs 110 des Verbrennungsmotors über einen Verbindungsdurchlaß, der in dem Drehungsübertra­ gungsbauteil oder der Drehwelle ausgebildet ist, eine Verbin­ dung gegeben ist.

Claims (2)

1. Ventileinstellungssteuergerät zur Steuerung der zeitlichen Öffnung-/Schließeinstellung eines Einlaßventils oder eines Aus­ laßventils eines Verbrennungsmotors, das
eine Ventilöffnungs-/Schließdrehwelle aufweist, die dreh­ bar mit einem Zylinderkopf (110) des Verbrennungsmotors zusam­ mengebaut ist;
ein Drehungsübertragungsbauteil, das um die Drehwelle her­ um montiert ist, um relativ dazu innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu drehen, um eine Drehleistung von einer Kurbelrie­ menscheibe zu übertragen;
Flügel (70), die auf der Drehwelle oder dem Drehungsüber­ tragungsbauteil vorgesehen sind;
eine Fluidkammer, die zwischen der Drehwelle und den Dre­ hungsübertragungsbauteil ausgebildet ist und durch die Flügel (70) in Voreilkammern (R1) und Verzögerungkammern (R2) halbiert ist;
erste Fluiddurchlässe zur Zuführung und zum Ausstoßen ei­ nes Fluids zu und aus den Voreilkammern (R1);
zweite Fluiddurchlässe zum Zuführen und Ausstoßen des Fluids zu und aus den Verzögerungskammern (R2);
eine Tunnelnische (33), die in dem Drehungsübertragungs­ bauteil oder der Drehwelle ausgebildet ist und einen Sperrzap­ fen (80) darin beherbergt, der federvorbelastet zur Drehwelle oder dem Drehungsübertragungsbauteil ist;
ein Einpaßloch (22), das in der Drehwelle oder dem Dre­ hungsübertragungsbauteil ausgebildet ist, zum Einpassen eines Kopfabschnitts (81) des Sperrzapfens (80) darin, wenn die Dreh­ welle und das Drehungsübertragungsbauteil in vorbestimmten re­ lativen Phasen synchronisiert sind; und
einen dritter Durchlaß zum Zuführen und Ausstoßen des Fluids zu und aus dem Einpaßloch (22),
wobei das Fluid ein Arbeitsöl ist; und
wobei zwischen einer Gegendruckkammer (R3), die in der Tunnelnische (33) an der Rückseite des Sperrzapfens (80) ausge­ bildet ist und dem Inneren des Zylinderkopfs (110) des Verbren­ nungsmotors über einen Verbindungsdurchlaß, der in dem Dre­ hungsübertragungsbauteil oder der Drehwelle ausgebildet ist, eine Verbindung gegeben ist.
2. Ventileinstellungssteuergerät gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehwelle
eine Nockenwelle (10) umfaßt, die drehbar durch den Zylin­ derkopf (110) gelagert wird, und
einen inneren Rotor (20), der einstückig auf dem Führungs­ endabschnitt der Nockenwelle befestigt ist;
wobei das Drehungsübertragungsbauteil einen äußeren Rotor (30) enthält, um den inneren Rotor (20), eine Frontplatte (40), eine Rückplatte (50) und eine Steuerriemenscheibe (60), die einstückig auf dem äußeren Umfang des äußeren Rotors (30) befe­ stigt ist, unterzubringen; wobei die Tunnelnische (33) in dem äußeren Rotor ausgebildet ist, wobei die Rückplatte durch die Nockenwelle drehbar an ihrem inneren Umfang gelagert ist; und
wobei der Verbindungsdurchlaß folgendes enthält:
einen ersten Durchlaß, der in dem äußeren Rotor ausgebil­ det ist und mit der Gegendruckkammer (R3) in Verbindung steht,
einen zweiten Durchlaß, der in der Rückplatte (50) ausge­ bildet ist und mit dem Verbindungsloch in Verbindung steht, und
einen dritten Durchlaß, der zwischen der Rückplatte (50) und der Nockenwelle (10) ausgebildet ist, zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Verbindungsnut (51; 53) und dem inneren des Zylinderkopfs (110).
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