DE4102755A1 - Ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen mit verbessertem ansprechverhalten bei der einstellung der ventilbetaetigungssteuerung - Google Patents
Ventilsteuervorrichtung fuer brennkraftmaschinen mit verbessertem ansprechverhalten bei der einstellung der ventilbetaetigungssteuerungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Ventilsteuer
vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Einstellung der
Öffnungs- und Schließzeiten eines Einlaß- und/oder Auslaß
ventils in Abhängigkeit von den Brennkraftmaschinenbetriebs
bedingungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ei
ne Ventilsteuervorrichtung zur Einstellung der Ventilöff
nungs- und/oder Schließzeiten unter Gewährleisten einer gleich
förmigen Schub- bzw. Axialbewegung einer Phaseneinstellein
richtung.
Eine typische Auslegung einer üblichen, an sich bekannten Ven
tilsteuervorrichtung ist in der US-PS 45 35 731 gezeigt, wel
che auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung zurückgeht.
Bei der dort angegebenen Auslegungsform trägt eine Nockenwelle
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Teil. Ferner
ist ein Steuerkettenrad mechanisch mit einer Kurbelwelle über
eine Steuerkette zur Ausführung einer synchronen Drehbewe
gung mit der Brennkraftmaschinenumdrehung verbunden. Ein Zwi
schengetriebeteil mit einer im allgemeinen zylindrischen Aus
legungsform ist zwischen dem Steuerkettenrad und dem sich
synchron mit der Nockenwelle drehenden Teil angeordnet. Das
Zwischengetriebeteil hat eine Schrägverzahnung, die wenig
stens auf dem inneren und dem äußeren Umfang desselben vorge
sehen ist. Das Zwischengetriebeteil ist axial mittels einer
hydraulischen Einrichtung verschiebbar, wodurch eine Phasen
verschiebung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle
bewirkt wird.
Bei der gezeigten Auslegungsform ist das Zwischengetriebe
teil zwischen einer ersten Stellung und einer Ausgangsstel
lung und einer zweiten Schiebestellung verschiebbar. In der
ersten Stellung des Zwischengetriebeteils wird die Phasen
zuordnung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle mit
der Anfangsphasenzuordnung beibehalten. Wenn das Zwischen
getriebeteil in die verschobene Stellung bewegt wird, än
dert sich die Phasenzuordnung, um die Ventilsteuerzeiten in
Relation zu der Brennkraftmaschinenumdrehung im Sinne einer
Voreilung zu verstellen.
Obgleich eine derartige Ventilsteuervorrichtung zweckmäßig
ist, um in gewisser Weise das Brennkraftmaschinenbetriebs
verhalten zu verbessern, ist jedoch das Leistungsverhalten
bei dieser früher vorgeschlagenen Vorrichtung nicht in aus
reichendem Maße zufriedenstellend, insbesondere im Hinblick
auf das Ansprechverhalten. Insbesondere kann das Torsions
moment, das auf die Nockenwelle ausgeübt wird, nicht kon
stant gehalten werden. Vielmehr schwankt das Drehmoment der
Nockenwelle periodisch beim Öffnen und Schließen des Ein
laßventils und Auslaßventils. Diese Schwankung des Drehmo
ments an der Nockenwelle wird auf das Zwischengetriebeteil
übertragen. Dieses schwankende Drehmoment kann als ein Wi
derstand gegenüber der Verschiebebewegung des Zwischengetrie
beteils wirken, wodurch eine ruckweise Bewegung des Zwischen
getriebeteils verursacht wird. Hierdurch wird in deutlicher
Weise die Verschiebegeschwindigkeit des Zwischengetriebeteils
verlangsamt, wodurch das Ansprechverhalten bei der Einstel
lung der Phasenzuordnung der Nockenwelle bezüglich des Brenn
kraftmaschinenumdrehungstaktes ungünstig wird.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Ventilsteuervor
richtung bereitzustellen, bei der die Auswirkungen der Dreh
momentschwankung an einer Nockenwelle verhindert werden kön
nen und somit ein verbessertes Ansprechverhalten bei der
Einstellung der Phasenzuordnung der Nockenwelle bezüglich
des Brennkraftmaschinenumdrehungstaktes erreicht wird.
Hierzu wird nach der Erfindung eine Ventilsteuervorrich
tung angegeben, welche ein synchron mit der Brennkraftmaschi
nenumlaufbewegung sich bewegendes Brennkraftmaschinenumdre
hungs-Synchronelement und ein sich synchron mit der Nockenwel
le drehendes Element umfaßt, das sich mit der Nockenwelle
dreht. Eine Phaseneinstelleinrichtung ist zwischen dem syn
chron mit der Brennkraftmaschinenumdrehung umlaufenden Ele
ment und dem synchron mit der Nockenwelle umlaufenden Ele
ment angeordnet. Die Phaseneinstelleinrichtung umfaßt ein
bewegliches Zahnradteil, das mittels einer Schubkraft beweg
bar ist, um die Phasenzuordnung zwischen dem synchron mit
der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung sich bewegenden Ele
ment und dem synchron sich mit der Nockenwelle bewegenden
Element zu bestimmen, und es ist eine Hydraulikeinrichtung
vorgesehen, welche das bewegliche Zahnrad in eine gewünsch
te Stellung treibt. Die Hydraulikeinrichtung ist mit einer
Fluiddruckwelle über eine hydraulische Schaltung verbunden.
Ein Rückschlagventil ist in der Hydraulikschaltung angeord
net, um ein Überlaufen des unter Druck stehenden Fluidstro
mes von der Hydraulikeinrichtung zu der Fluiddruckquelle zu
verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung
weist eine Ventilsteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug
folgendes auf:
Ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinen umlaufbewegung drehendes Element, das synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle zum Antreiben eines Einlaß- und/ oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraft maschine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Element, das synchron mit der Brennkraftmaschinenumdre hung drehangetrieben wird;
eine Phaseneinstelleinrichtung, die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung dre henden Element und dem sich synchron mit der Nockenwelle dre henden Element angeordnet ist und eine Einstellung der Dreh phasenzuordnung zwischen den Drehelementen zur Einstellung der Drehphase der Nockenwelle relativ zu der Brennkraftma schinenumlaufbewegung vornimmt;
eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung zugeordnet ist und zur Betätigung der Phasenein stelleinrichtung dient, um die Phaseneinstelleinrichtung zwischen einer Stellung mit minimaler Voreilung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle in Relation zu dem Brennkraftmaschinenarbeitstakt und einer Stellung mit maximaler Voreilung entsprechend einer vorbe stimmten maximalen Voreilphase der Nockenwelle in Relation zu dem Brennkraftmaschinenarbeitstakt zu verstellen, wobei die Steuereinrichtung eine Druckkammer enthält, welche in der Nähe der Phaseneinstelleinrichtung angeordnet ist und eine Fluidkraft auf die Phaseneinstelleinrichtung ausübt, ferner eine Fluiddruckquelle umfaßt, die mit der Druckkam mer über eine Fluidschaltung verbunden ist, und eine Ventil einrichtung umfaßt, die in der Fluidschaltung angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung derart arbeitet, daß sie den Fluiddruck in der Druckkammer erhöht und herabsetzt;
und eine Einrichtung zum Sperren eines Überströmens des unter Druck stehenden Fluids in der Fluidschaltung.
Ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinen umlaufbewegung drehendes Element, das synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle zum Antreiben eines Einlaß- und/ oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraft maschine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Element, das synchron mit der Brennkraftmaschinenumdre hung drehangetrieben wird;
eine Phaseneinstelleinrichtung, die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung dre henden Element und dem sich synchron mit der Nockenwelle dre henden Element angeordnet ist und eine Einstellung der Dreh phasenzuordnung zwischen den Drehelementen zur Einstellung der Drehphase der Nockenwelle relativ zu der Brennkraftma schinenumlaufbewegung vornimmt;
eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung zugeordnet ist und zur Betätigung der Phasenein stelleinrichtung dient, um die Phaseneinstelleinrichtung zwischen einer Stellung mit minimaler Voreilung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle in Relation zu dem Brennkraftmaschinenarbeitstakt und einer Stellung mit maximaler Voreilung entsprechend einer vorbe stimmten maximalen Voreilphase der Nockenwelle in Relation zu dem Brennkraftmaschinenarbeitstakt zu verstellen, wobei die Steuereinrichtung eine Druckkammer enthält, welche in der Nähe der Phaseneinstelleinrichtung angeordnet ist und eine Fluidkraft auf die Phaseneinstelleinrichtung ausübt, ferner eine Fluiddruckquelle umfaßt, die mit der Druckkam mer über eine Fluidschaltung verbunden ist, und eine Ventil einrichtung umfaßt, die in der Fluidschaltung angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung derart arbeitet, daß sie den Fluiddruck in der Druckkammer erhöht und herabsetzt;
und eine Einrichtung zum Sperren eines Überströmens des unter Druck stehenden Fluids in der Fluidschaltung.
Die Sperreinrichtung für das Überströmen kann ak
tiv sein, wenn die Ventileinrichtung betätigt wird, um den
Fluiddruck in der Druckkammer zu erhöhen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der
Erfindung wird eine Ventilsteuervorrichtung für ein Kraft
fahrzeug bereitgestellt, welche folgendes aufweist:
Ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehendes Element, das synchron mit der Brennkraft maschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle zum Antreiben eines Einlaß- und/ oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraftma schine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Ele ment, das sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbe wegung dreht;
eine Phaseneinstelleinrichtung, die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung drehenden Element und dem sich synchron mit der Nockenwelle drehenden Element zur Einstellung der Drehphasenzuordnung zwischen den Drehelementen angeordnet ist, um die Drehphase der Nocken welle relativ zu dem Brennkraftmaschinenumlauftakt einzustel len, wobei die Phaseneinstelleinrichtung unter Ausführung einer Schiebebewegung zwischen einer ersten, minimalen Voreil stellung und einer zweiten, maximalen Voreilstellung durch An trieb bewegbar ist;
eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung zur Betätigung der Phaseneinstelleinrichtung zuge ordnet ist, um die Phaseneinstelleinrichtung zwischen einer minimalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle relativ zu dem Brenn kraftmaschinenumlaufbewegungstakt und einer maximalen Voreil stellung entsprechend einer vorbestimmten maximalen Voreil phase der Nockenwelle relativ zu dem Brennkraftmaschinenum laufbewegungstakt zu verschieben, wobei die Steuereinrich tung eine Druckkammer umfaßt, die in der Nähe der Phasenein stelleinrichtung angeordnet ist und eine Fluidkraft auf die Phaseneinstelleinrichtung ausübt, ferner eine Fluiddruck quelle, die mit der Druckkammer über eine Fluidschaltung verbunden ist, und eine Ventileinrichtung umfaßt, die in der Fluidschaltung angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung derart arbeitet, daß der Fluiddruck in der Druckkammer er höht und herabgesetzt wird; und
eine Rückschlagventileinrichtung, welche einen Fluid strom zu der Druckkammer durchläßt und ein Überströmen des unter Druck stehenden Fluids in der Fluidschaltung sperrt.
Ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehendes Element, das synchron mit der Brennkraft maschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle zum Antreiben eines Einlaß- und/ oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraftma schine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Ele ment, das sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbe wegung dreht;
eine Phaseneinstelleinrichtung, die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung drehenden Element und dem sich synchron mit der Nockenwelle drehenden Element zur Einstellung der Drehphasenzuordnung zwischen den Drehelementen angeordnet ist, um die Drehphase der Nocken welle relativ zu dem Brennkraftmaschinenumlauftakt einzustel len, wobei die Phaseneinstelleinrichtung unter Ausführung einer Schiebebewegung zwischen einer ersten, minimalen Voreil stellung und einer zweiten, maximalen Voreilstellung durch An trieb bewegbar ist;
eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung zur Betätigung der Phaseneinstelleinrichtung zuge ordnet ist, um die Phaseneinstelleinrichtung zwischen einer minimalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle relativ zu dem Brenn kraftmaschinenumlaufbewegungstakt und einer maximalen Voreil stellung entsprechend einer vorbestimmten maximalen Voreil phase der Nockenwelle relativ zu dem Brennkraftmaschinenum laufbewegungstakt zu verschieben, wobei die Steuereinrich tung eine Druckkammer umfaßt, die in der Nähe der Phasenein stelleinrichtung angeordnet ist und eine Fluidkraft auf die Phaseneinstelleinrichtung ausübt, ferner eine Fluiddruck quelle, die mit der Druckkammer über eine Fluidschaltung verbunden ist, und eine Ventileinrichtung umfaßt, die in der Fluidschaltung angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung derart arbeitet, daß der Fluiddruck in der Druckkammer er höht und herabgesetzt wird; und
eine Rückschlagventileinrichtung, welche einen Fluid strom zu der Druckkammer durchläßt und ein Überströmen des unter Druck stehenden Fluids in der Fluidschaltung sperrt.
Die Steuereinrichtung kann eine elektromagnetische Betäti
gungseinrichtung umfassen, die der Ventileinrichtung zuge
ordnet ist, um selektiv die Fluidverbindung zwischen der Druck
kammer und einem Rücklaufweg herzustellen und zu sperren.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevor
zugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung.
Die einzige Figur der Zeichnung ist eine Schnittansicht einer
bevorzugten Ausführungsform einer Ventilsteuervorrichtung nach
der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nunmehr eine bevorzug
te Ausführungsform einer Ventilsteuervorrichtung nach der Er
findung erläutert, die im Zusammenhang mit einer Brennkraftma
schine angegeben wird, die zwei obenliegende Nockenwellen hat
(DOHC-Bauart). Jedoch kann die gleiche Konstruktion mit nur
geringfügigen Abänderungen gegebenenfalls auch bei einer
Brennkraftmaschine mit einer einzigen obenliegenden Nocken
welle (SOHC-Bauart) angewandt werden. Wie in der Zeichnung ge
zeigt ist, ist eine Nockenwelle 1 mittels eines Nockenlagers
2a eines Zylinderkopfs 2 drehbar gelagert. Ein im wesentli
chen zylindrisches Drehteil 3 ist fest an einem axialen End
abschnitt 1a der Nockenwelle 1 angebracht. Dieses zylindri
sche Teil wird nachstehend als "inneres zylindrisches Teil"
bezeichnet. Das zylindrische Drehteil 3 ist fest auf dem
axialen Ende 1a der Nockenwelle 1 mit Hilfe einer Befestigungs
schraube 4 angebracht. Eine Steuerkettenradanordnung 8 ist mit
einer Kurvelwelle (nicht gezeigt) über eine Steuerkette zum
synchronen Antrieb mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung
verbunden. Ein zylindrisches Teil 6 ist starr an dem Steuer
kettenrad 5 zur Ausführung einer Drehbewegung mit demselben
festgelegt. Das sich drehende, zylindrische Teil 6 ist mit ei
ner Innenverzahnung versehen, wobei das zylindrische Teil nach
stehend als ein "äußeres zylindrisches Teil" bezeichnet wird.
Das innere zylindrische Teil 3 hat einen Grundabschnitt 3a, der
starr mit dem axialen Ende 1a der Nockenwelle 1 verbunden ist.
Andererseits ist das zylindrische Drehteil 3 mit einer Aus
senverzahnung versehen. Das äußere zylindrische Teil 6 hat ei
ne größere axiale Länge als der Abschnitt 3b des zylindri
schen Drehteils 3. Die Steuerkettenradanordnung 5 weist das
äußere zylindrische Teil 6 und ein Getriebeteil 8 auf, das
starr und fest mit dem zylindrischen Teil mit Hilfe von Be
festigungsschrauben 7 verbunden ist. Das Getriebeteil 8 hat
eine Mittelöffnung 8a, durch die das axiale Ende 1a der Nocken
welle 1 zur drehbaren Lagerung der Steuerkettenradanordnung
eingesetzt ist. Ein kreisförmiger Ring 9 ist auf dem inneren
Umfang des äußeren zylindrischen Teils 6 in der Nähe des axia
len Endes festgeklemmt. Eine Halteplatte 10 ist an dem axialen
Ende des äußeren zylindrischen Teils 6 zusammen mit einem
Dichtungsring 11 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 12 be
festigt.
Zwischen den inneren und äußeren zylindrischen Teilen 3 und 6
ist eine zylindrische Getriebeanordnung 13 vorgesehen, die
als ein Zwischengetriebe dient. Die zylindrische Getriebean
ordnung 13 weist zwei wechselseitig im Abstand angeordnete
Zahnradteile 13a und 13b auf. Die Zahnradteile 13a und 13b
sind miteinander über eine Feder 14 und einen Verbindungs
bolzen 15 verbunden. Auf den inneren und äußeren Umfangstei
len der Getriebeteile 13a und 13b sind Schrägverzahnungen
vorgesehen. Die innere Schrägverzahnung auf dem inneren Um
fang des zylindrischen Getriebeteils 13 kämmt mit der Ver
zahnung, die auf dem äußeren Umfang des inneren zylindri
schen Teils 3b vorgesehen ist. Andererseits kämmt die äus
sere Schrägverzahnung auf dem äußeren Umfang der zylindri
schen Getriebeanordnung 13 mit der inneren Verzahnung, die
auf dem inneren Umfang des äußeren zylindrischen Teils 6 aus
gebildet ist. Das axiale Ende des Getriebeteils 13a, das
von dem Getriebeteil 13b entfernt liegt, liegt dem kreisför
migen Ring 9 gegenüber, so daß eine Axialbewegung in Fig. 1
in Richtung nach links dadurch begrenzt ist, daß das axiale
Ende an dem kreisförmigen Ring anliegt. Andererseits liegt
das axiale Ende des Getriebeteils 13b, das von dem Getriebe
teil 13a entfernt liegt, einem ringförmigen Vorsprung 8b ge
genüber, der sich von dem radialen Teil des Getriebeteils
8 in axialer Richtung erstreckt. Daher ist der Bewegungshub
des zylindrischen Getriebeteils 13 in Richtung nach rechts
durch die Anlage des axialen Endes des Getriebeteils 13b an
dem ringförmigen Vorsprung 8b begrenzt.
Die zylindrische Getriebeanordnung 13 wird axial hin- und her
gehend mit Hilfe einer Antriebseinrichtung angetrieben. Die
Antriebseinrichtung umfaßt eine hydraulische Einrichtung, wel
che die zylindrische Getriebeanordnung 13 nach rückwärts (in
Fig. 1 nach rechts) antreibt. Die hydraulische Einrichtung
weist eine Druckkammer 16 auf, die zwischen dem kreisförmi
gen Ring 9 und dem Getriebeteil 13a gebildet wird. Bei der
dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die Druckkammer
16 dadurch gebildet, daß man eine Ausnehmung auf dem kreis
förmigen Ring ausbildet. Die Druckkammer 16 ist mit einer
Fluidpumpe 19 als eine Druckfluidquelle über eine hydraulische
Schaltung 17 verbunden. Andererseits ist eine mechanische
Schraubenfeder 18 zwischen dem radialen Teil des Getriebe
teils 8 und dem Getriebeteil 13b angeordnet.
Die hydraulische Schaltung 17 umfaßt einen Zufuhrweg 21, der
durch das Nockenlager 2a des Zylinderkopfs 2 geht. Der Zu
fuhrweg 21 steht mit einem radialen Weg 20 über eine ringför
mige Ausnehmung in Verbindung, die auf dem inneren Umfang
des Nockenlagers ausgebildet ist. Der radiale Weg 20 steht
mit einem axialen Weg 22 über eine Axialbohrung 22a in Verbin
dung, die in dem Bodenteil der mit Gewinde versehenen Boh
rung ausgebildet ist, in die die Befestigungsschraube 4 zum
Befestigen des inneren zylindrischen Teils 3 an dem axialen
Teil der Nockenwelle eingeschraubt ist. Der axiale Weg 22
steht mit einer axialen Öffnung 22b in Verbindung, die die
Befestigungsschraube 4 durchsetzt. Die axiale Öffnung 22b
mündet in einer Ausnehmung, die auf dem Schraubenkopf 4a
ausgebildet ist. Die Ausnehmung des Schraubenkopfs 4a steht
mit einer Kammer 3c in Verbindung, die in dem inneren zy
lindrischen Teil 3 gebildet wird. Die Kammer 3c steht mit
der Druckkammer 16 in Verbindung.
Gegebenenfalls ist ein elektromagnetisches Durchflußsteuer
ventil in der hydraulischen Schaltung 17 vorgesehen. In die
sem Fall kann das Durchflußsteuerventil selektiv die Fluid
verbindung zwischen der Fluidpumpe 19 und der Versorgungs
leitung 21 oder einer Rücklaufleitung herstellen.
Eine Drucksteuereinrichtung 24 ist vorgesehen, um den Fluid
druck in der Druckkammer 16 zu steuern. Die Drucksteuerein
richtung 24 weist eine mit einem Boden versehene, zylindri
sche Verlängerung 10a auf, die sich von dem inneren Umfang
der Halteplatte 10 wegerstreckt. Ein Ventilkörper 25 ist in
dem Innenraum der zylindrischen Verlängerung 10a zur Ausfüh
rung einer Axialbewegung in demselben angeordnet. Der Ven
tilkörper 25 ist mit einer elektromagnetischen Betätigungs
einrichtung 26 verbunden.
Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist der Ventilkörper 25
zum selektiven Herstellen und Sperren einer Fluidverbindung
zwischen der Kammer 3c und dem Innenraum der zylindrischen
Verlängerung 10a über eine Mehrzahl von radialen Öffnungen
10b beweglich, die in Umfangsrichtung an versetzt liegenden
Stellen der zylindrischen Verlängerung 10a vorgesehen sind.
Der Innenraum der Verlängerung 10a steht mit dem Innenraum
25a des Ventilkörpers 25 in Verbindung. Der Innenraum 25a
steht auch mit dem konischen Auslaß über die Halteplatte 10
und die radiale Öffnung 10d in Verbindung während der Ventil
körper 25 in der Anfangsstellung bleibt.
Das äußere Ende des Ventilkörpers 25 wirkt einem Kolben 26a
der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 26 entgegen.
Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 26 spricht auf
ein elektrisches Steuersystem an, bei dem es sich in der Pra
xis um ein EIN/AUS-Signal handelt. Wenn das Steuersignal ei
nen HOHEN-Pegelwert (EIN) hat, wird die Betätigungseinrich
tung 26 erregt, um den Kolben 26a von dem Gehäuse der Betä
tigungseinrichtung vorzuschieben und den Ventilkörper 25 in
der Zeichnung in Richtung nach rechts zu drücken. Wenn man
den Ventilkörper 25 in Richtung nach rechts verschiebt, ver
schließt der Ventilkörper die radialen Öffnungen 10b, um die
Fluidverbindung zwischen der Kammer 3c und dem Innenraum 25a
des Ventilkörpers 25 zu sperren. Hierdurch wird die Fluid
verbindung der Kammer 3c mit der konischen Öffnung der Hal
teplatte 10 gesperrt. Somit wird zu diesem Zeitpunkt das
unter Druck stehende Fluid, das von der Fluidpumpe 19 zuge
führt wird, in die Druckkammer 16 zur Erhöhung des Fluid
drucks in derselben eingeleitet. Wenn andererseits das Steu
ersignal einen NIEDRIGEN-Pegelwert (AUS) hat, bleibt die
Betätigungseinrichtung 26 in ihrem entregten Zustand. In die
sem Zustand bleibt der Ventilkörper 25 in der Ausgangsstel
lung durch die Federkraft der Schraubenfeder 27. Somit blei
ben die radialen Öffnungen 10b offen, um eine Fluidverbin
dung zwischen der Kammer 3c und dem Innenraum des Ventil
körpers 25 herzustellen.
Eine Einweg-Rückschlagventilanordnung 23 ist am Auslaß des
axialen Weges 22 vorgesehen, welcher durch die Befesti
gungsschraube 4 geht. Die Einweg-Rückschlagventilanordnung
23 weist ein Kugelventil 23a, eine Ventilfeder 23b, die ei
ne Vorbelastungskraft auf die Ventilkugel ausübt, und ein
ringförmiges Federsitzteil 24 auf, das stark an dem inneren
Umfang der Schraubenkopfbohrung festgelegt ist. Die Ventil
feder 23b belastet im Grundzustand die Ventilkugel 23a in
Richtung des Auslasses des axialen Weges 22 zum Schließen
des Auslasses mit einer vorbestimmten Kraft vor. Die Rück
schlagventilanordnung 23, welche auf diese Weise ausgelegt
ist, spricht auf den Fluidstrom von dem axialen Weg 22 zu
der Kammer 3c an, und die Vorgabekraft wird überwunden, um
ein Öffnen zu bewirken und zu ermöglichen, daß ein Strömungs
weg bereitgestellt wird, und es wird der Fluidstrom von der
Kammer 3c zu dem axialen Weg 22 gesperrt.
Beim tatsächlichen Betrieb bleibt das Drucksteuersignal auf
einem NIEDRIGEN-Pegelwert, wenn die Brennkraftmaschinenbe
lastung NIEDRIG ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drucksteu
ersignal mit dem NIEDRIGEN-Pegelwert an die Betätigungsein
richtung 26 angelegt. Da das an die Betätigungseinrichtung
26 angelegte Steuersignal den NIEDRIGEN-Pegelwert beibehält,
bleibt die Betätigungseinrichtung 26 entregt. Somit bleibt
der Ventilkörper 25 in der Anfangsstellung, um eine Fluid
verbindung zwischen der Kammer 3c und dem Innenraum 25a des
Ventilkörpers herzustellen und eine Fluidverbindung über
die radialen Wege 10d herzustellen. Somit wird das unter Druck
stehende Fluid, das von der Fluidpumpe 19 zugeleitet wird,
über den Auslaß der Halteplatte 10 abgegeben, um den Fluid
druck in der Druckkammer 16 auf einem niedrigen Wert zu hal
ten. Somit bleibt die zylindrische Getriebeanordnung 13 in
der Stellung, in der sie auf dem Ringteil 9 aufsitzt. In
dieser Stellung ist die Größe der Phasenvoreilung der Nocken
welle 1 in Relation zu der Phase der Brennkraftmaschinenum
laufbewegung auf einem minimalen Wert konstant gehalten.
Daher wird die Ventilschließzeit relativ verzögert.
Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf HOCH ansteigt,
nimmt das Drucksteuersignal einen HOHEN-Pegelwert ein, um
die Betätigungseinrichtung 26 zu erregen. Hierdurch wird
der Ventilkörper 25 so verschoben, daß die Fluidverbindung
zwischen dem konischen Weg und der Kammer 3c gesperrt wird.
Somit wird das unter Druck stehende Fluid dem Druckfluid
in der Druckkammer 16 zugeleitet, so daß der Fluiddruck da
rin ansteigt. Als Folge hiervon nimmt der Fluiddruck in der
Druckkammer 16 weiter zu, und das zylindrische Getriebe
teil wird weiter verschoben, bis das Getriebeteil 13b in
Kontakt mit dem ringförmigen Vorsprung 8b kommt. Die Pha
senzuordnung der Nockenwelle in Relation zu dem Steuerket
tenrad nimmt daher einen Zustand mit maximaler Voreilung
ein.
Während der Bewegung der zylindrischen Getriebeanordnung 13
von der Stellung mit minimaler Voreilung zu der Stellung mit
maximaler Voreilung ist die zylindrische Getriebeanordnung
13 der Drehmomentschwankung ausgesetzt, die über die Nocken
welle 1 übertragen wird. Da die Bewegung der zylindrischen
Getriebeanordnung eine Winkelverschiebung des zylindrischen
Teils durch die Schrägverzahnung, die mit den inneren und
äußeren Verzahnungen der äußeren und inneren zylindrischen
Drehteile 6 und 3 kämmt, bewirkt, kann das Drehmoment in
Gegenrichtung zu der Drehrichtung der zylindrischen Getrie
beanordnung während der Bewegung in Phasenvoreilrichtung
als ein Bewegungswiderstand dienen. Da jedoch das Einweg-
Rückschlagventil 23 das Überströmen des Druckfluids zu dem
axialen Weg 22 sperrt, kann der Fluiddruck in der Druckkam
mer mit einem so ausreichend hohen Wert beibehalten werden,
daß die Bewegung der zylindrischen Getriebeanordnung 13 aus
geführt wird. Daher läßt sich ein Einfluß der von der Nocken
welle eingehenden Drehmomentschwankung wirksam bei der
Einstellphasenzuordnung der Nockenwelle in Relation zu
der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung unterdrücken.
Obgleich die Erfindung voranstehend anhand einer bevorzug
ten Ausführungsform erläutert worden ist, ist die Erfin
dung natürlich nicht auf die dort beschriebenen Einzelhei
ten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und
Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall
treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Claims (4)
1. Ventilsteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
gekennzeichnet durch:
ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehendes Teil (6), das synchron mit der Brennkraft maschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle (1) zum Antreiben des Einlaß- und/oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraftmaschine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Element (3), das sich synchron mit der Brennkraftmaschinen umlaufbewegung dreht;
eine Phaseneinstelleinrichtung (13), die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung dre henden Teil (6) und dem synchron sich mit der Nockenwelle (1) drehenden Drehteil (3) zur Einstellung der Drehphasenzuord nung zwischen den Drehteilen (3,6) angeordnet ist und die Drehphase der Nockenwelle (1) relativ zum Brennkraftmaschi nenarbeitstakt einstellt;
eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung (13) zur Betätigung der Phaseneinstelleinrichtung (13) zugeordnet ist, um die Phaseneinstelleinrichtung (13) zwischen einer Stellung mit minimaler Voreilung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlauftakt und einer maximalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimm ten maximalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlaufbewegungstakt zu verschie ben, wobei die Steuereinrichtung eine Druckkammer (16) um faßt, die in der Nähe der Phaseneinsteileinrichtung (13) angeordnet ist und die Phaseneinstelleinrichtung (13) mit einer Fluidkraft beaufschlagt, ferner eine Fluiddruckquelle (19), die mit der Druckkammer (16) über eine Fluidschal tung (17) verbunden ist, und eine Ventileinrichtung (25) um faßt, die in der Fluidschaltung (17) angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung (25) zum Erhöhen und Herabsetzen des Fluiddruckes in der Druckkammer (16) betreibbar ist, und eine Einrichtung (23) zum Sperren des Überströmens des Druckfluids in der Fluidschaltung (17).
ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehendes Teil (6), das synchron mit der Brennkraft maschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle (1) zum Antreiben des Einlaß- und/oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraftmaschine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle drehendes Element (3), das sich synchron mit der Brennkraftmaschinen umlaufbewegung dreht;
eine Phaseneinstelleinrichtung (13), die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung dre henden Teil (6) und dem synchron sich mit der Nockenwelle (1) drehenden Drehteil (3) zur Einstellung der Drehphasenzuord nung zwischen den Drehteilen (3,6) angeordnet ist und die Drehphase der Nockenwelle (1) relativ zum Brennkraftmaschi nenarbeitstakt einstellt;
eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung (13) zur Betätigung der Phaseneinstelleinrichtung (13) zugeordnet ist, um die Phaseneinstelleinrichtung (13) zwischen einer Stellung mit minimaler Voreilung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlauftakt und einer maximalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimm ten maximalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlaufbewegungstakt zu verschie ben, wobei die Steuereinrichtung eine Druckkammer (16) um faßt, die in der Nähe der Phaseneinsteileinrichtung (13) angeordnet ist und die Phaseneinstelleinrichtung (13) mit einer Fluidkraft beaufschlagt, ferner eine Fluiddruckquelle (19), die mit der Druckkammer (16) über eine Fluidschal tung (17) verbunden ist, und eine Ventileinrichtung (25) um faßt, die in der Fluidschaltung (17) angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung (25) zum Erhöhen und Herabsetzen des Fluiddruckes in der Druckkammer (16) betreibbar ist, und eine Einrichtung (23) zum Sperren des Überströmens des Druckfluids in der Fluidschaltung (17).
2. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (23) für das Über
strömen des Fluids wirksam ist, während die Ventileinrich
tung (25) so arbeitet, daß der Fluiddruck in der Druckkammer
(16) erhöht wird.
3. Ventilsteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
gekennzeichnet durch:
ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehendes Drehteil (6), das synchron mit der Brenn kraftmaschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle (1) zum Antreiben des Einlaß- und/oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraftmaschine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle (1) drehendes Drehteil (3), das synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehangetrieben wird;
eine Phaseneinstelleinrichtung (13), die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung dre henden Teil (6) und dem sich synchron mit der Nockenwelle (1) drehenden Drehteil (3) zur Einstellung der Drehphasenzuord nung zwischen den Drehteilen (3, 6) angeordnet ist, um die Drehphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraft maschinenumlaufbewegungstakt einzustellen, wobei die Pha seneinstelleinrichtung (13) in Axialrichtung zwischen einer ersten Stellung mit minimaler Voreilung und einer zweiten Stellung mit maximaler Voreilung bewegbar ist; eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung (13) zugeordnet ist und die Phaseneinstelleinrich tung (13) zur Verschiebung der Phaseneinstelleinrichtung (13) zwischen einer minimalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlaufbewegungstakt und einer maximalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimm ten maximalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlaufbewegungstakt verschiebt, wo bei die Steuereinrichtung eine Druckkammer (16) umfaßt, die in der Nähe der Phaseneinstelleinrichtung (13) angeordnet ist und eine Fluidkraft auf die Phaseneinstelleinrichtung (13) ausübt, ferner eine Fluiddruckquelle (19), die mit der Druck kammer (16) über eine Fluidschaltung (17) verbunden ist, und eine Ventileinrichtung (25) umfaßt, die in der Fluidschaltung (17) angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung (25) derart betreibbar ist, daß der Fluiddruck in der Druckkammer (16) er höhbar und herabsetzbar ist;
und eine Rückschlagventileinrichtung (23), welche einen zur Druckkammer (16) gerichteten Fluidstrom durchläßt und ein Überlaufen des unter Druck stehenden Fluidstromes in der Fluid schaltung (17) sperrt.
ein sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehendes Drehteil (6), das synchron mit der Brenn kraftmaschinenumlaufbewegung drehangetrieben wird;
eine Nockenwelle (1) zum Antreiben des Einlaß- und/oder Auslaßventils einer Einlaßeinrichtung der Brennkraftmaschine;
ein sich synchron mit der Nockenwelle (1) drehendes Drehteil (3), das synchron mit der Brennkraftmaschinenumlauf bewegung drehangetrieben wird;
eine Phaseneinstelleinrichtung (13), die zwischen dem sich synchron mit der Brennkraftmaschinenumlaufbewegung dre henden Teil (6) und dem sich synchron mit der Nockenwelle (1) drehenden Drehteil (3) zur Einstellung der Drehphasenzuord nung zwischen den Drehteilen (3, 6) angeordnet ist, um die Drehphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraft maschinenumlaufbewegungstakt einzustellen, wobei die Pha seneinstelleinrichtung (13) in Axialrichtung zwischen einer ersten Stellung mit minimaler Voreilung und einer zweiten Stellung mit maximaler Voreilung bewegbar ist; eine Steuereinrichtung, die der Phaseneinstellein richtung (13) zugeordnet ist und die Phaseneinstelleinrich tung (13) zur Verschiebung der Phaseneinstelleinrichtung (13) zwischen einer minimalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimmten minimalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlaufbewegungstakt und einer maximalen Voreilstellung entsprechend einer vorbestimm ten maximalen Voreilphase der Nockenwelle (1) in Relation zu dem Brennkraftmaschinenumlaufbewegungstakt verschiebt, wo bei die Steuereinrichtung eine Druckkammer (16) umfaßt, die in der Nähe der Phaseneinstelleinrichtung (13) angeordnet ist und eine Fluidkraft auf die Phaseneinstelleinrichtung (13) ausübt, ferner eine Fluiddruckquelle (19), die mit der Druck kammer (16) über eine Fluidschaltung (17) verbunden ist, und eine Ventileinrichtung (25) umfaßt, die in der Fluidschaltung (17) angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung (25) derart betreibbar ist, daß der Fluiddruck in der Druckkammer (16) er höhbar und herabsetzbar ist;
und eine Rückschlagventileinrichtung (23), welche einen zur Druckkammer (16) gerichteten Fluidstrom durchläßt und ein Überlaufen des unter Druck stehenden Fluidstromes in der Fluid schaltung (17) sperrt.
4. Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (24) eine elektro
magnetische Betätigungseinrichtung (26) umfaßt, die mit der
Ventileinrichtung (25) zum selektiven Herstellen und Absper
ren der Fluidverbindung zwischen der Druckkammer (16) und ei
nem Rücklaufweg verbunden ist.
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