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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Ringelement zum Aufnehmen einer Welle
für einen
variablen Ventilbetätigungsmechanismus
in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine.
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JP
Nr. 2001-263015, auf der der Oberbegriff des angefügten Anspruchs
1 beruht, beschreibt einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine.
Der variable Ventilbetätigungsmechanismus
weist einen variablen Ventilhubmechanismus auf, der für jeden
Zylinder eingerichtet ist, um den Hubbetrag von Ansaug- und Auslassventilen
einzustellen. Ein Stützrohr
(Kipphebelwelle) erstreckt sich durch die Mitte des variablen Ventilhubmechanismus.
Eine Steuerwelle ist in dem Stützrohr angeordnet.
Der variable Ventilhubmechanismus wird in einem durch das Stützrohr gestützten Zustand geschwenkt.
Der Hubbetrag des Ventils wird durch Bewegen der Steuerwelle in
der axialen Richtung eingestellt.
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Die
Stützrohre
werden durch eine Vielzahl von Stützen gestützt, die an einem Zylinderkopf
zwischen den variablen Ventilhubmechanismen angeordnet sind. Die
Stützen
positionieren die variablen Ventilhubmechanismen in der axialen
Richtung. Die Ventilhubmechanismen sind in der axialen Richtung mit
hoher Genauigkeit positioniert, so dass die Bewegung der Steuerwelle
den Ventilhubbetrag bei jedem Zylinder gleich einstellt.
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In
einer Brennkraftmaschine sind der Zylinderblock, der Zylinderkopf
und ein Nockenträger
aus einer leichten Legierung oder einem Leichtmetall, wie z. B.
Aluminium ausgebildet, um Gewicht zu verringern. Wellen, die in
dem variablen Ventilbetätigungsmechanismus
enthalten sind, wie z. B. die Steuerwelle, sind jedoch nicht aus
einer leichten Legierung oder einem Leichtmetall ausgebildet, und
sind aus einem Stahlmaterial ausgebildet, wie z. B. Gussstahl oder
Gusseisen, um die hohen Festigkeitsanforderungen zu erfüllen.
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Der
Wärmeausdehnungskoeffizient
unterscheidet sich in hohem Maße
zwischen einer leichten Legierung und Stahl. Somit wird, wenn ein
Zustand, in dem die Maschine kühl
ist, mit einem Zustand verglichen wird, in dem die Maschine warm
ist, die Steuerwelle kürzer
und verändert
den Intervall zwischen den Stützen,
die sich näher
an dem Zylinderkopf und dem Nockenträger befinden. Das verursacht
einen Unterschied in den relativen Positionen der Steuerwelle und
des variablen Ventilhubmechanismus zwischen Zylindern, die sich
nahe zu dem Basisende der Steuerwelle befinden, und Zylindern, die
sich nahe zu dem distalen Ende der Steuerwelle befinden. Demnach
unterscheidet sich der Hubbetrag zwischen Zylindern. Ein derartiger
Unterschied verursacht Schwierigkeiten für ein Einstellen des Verbrennungszustands
eines jeden Zylinders mit hoher Genauigkeit. Das kann Vibrationen
oder eine verschlechterte Ausgabe erzeugen und verursacht einen
unerwünschten
Maschinenbetriebszustand.
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Die
Kipphebelwelle, die den variablen Ventilhubmechanismus stützt, ist
an der Außenseite
der Steuerwelle angeordnet. Wenn die Kipphebelwelle, die die Steuerwelle
aufnimmt, einen großen
Durchmesser aufweist, wird der variable Ventilhubmechanismus größer, der
die Kipphebelwelle aufnimmt. Das vergrößert und steigert das Gewicht
des variablen Ventilbetätigungsmechanismus,
was der Forderung für
eine kleinere und leichtere Brennkraftmaschine entgegenstehen würde.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus
bereitzustellen, der den Ventilhubbetrag in jedem Zylinder im Wesentlichen
gleich einstellt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen
kompakten und leichten variablen Ventilbetätigungsmechanismus bereitzustellen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein Ringelement für einen
derartigen variablen Ventilbetätigungsmechanismus
bereitzustellen.
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US 5 664 463 beschreibt
eine Nockenwellenbaugruppe für
ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit zwei Wellenelementen, einer
inneren Welle und einer äußeren Welle,
bei denen eine in der anderen positioniert ist, wobei eine in der
anderen gestützt wird,
und wobei die relativ zueinander durch einen begrenzten axialen
Abstand drehbar sind. Erste Nocken, die als innere Nocken bezeichnet
werden, speziell für
die Ansaugventile, sind mit der inneren Welle verbunden, und zweite
Nocken, die als äußere Nocken
bezeichnet werden, speziell für
die Auslassventile, sind mit der hohlen äußeren Welle verbunden. Die äußere Welle
weist Wandöffnungen
auf, die mit Fixierelementen oder Fixierabschnitten der inneren Nocken
in Verbindung stehen, und die inneren Nocken bilden axiale Öffnungsschlitze
oder -aussparungen aus, die wie ein Kreissegment gestaltet sind,
und die mit axialen Fingerbereichen der äußeren Welle in Eingriff sind,
wobei die inneren Nocken mit der inneren Welle durch Formschlussmechanismen
verbunden sind, und wobei die äußeren Nocken
mit der äußeren Welle
durch Formschlussmechanismen verbunden sind, wobei zumindest die äußere Welle
aus einzelnen Längsabschnitten
besteht.
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US 5 636 603 beschreibt
einen Sensor zur Anwendung in einem Gerät zur Erfassung einer Ventilhubkennlinie
einer Nockenwellenanordnung zur Anwendung in einer Vielzylinderbrennkraftmaschine mit
einem Zylinderkopf zum Steuern des Öffnens und Schließens von
Zylinderventilen, der angeordnet und konstruiert ist, um die Ventilhubkennlinie
der Nockenwellenanordnung zu erfassen, die an einem Ende von zumindest
einem von entweder einem ersten exzentrischen Steuernocken oder
einem zweiten exzentrischen Steuernocken vorgesehen ist, wobei beide
von dem ersten und dem zweiten exzentrischen Nocken drehbar mit
einem Zwischenbauteil verbunden sind, das durch eine Stütze gestützt ist,
um eine Exzentrizität
des Zwischenbauteils zu einer Wellenachse einer Antriebswelle gemäß einer
Drehposition des ersten exzentrischen Steuernockens zu verändern, wobei
der erste und zweite exzentrische Steuernocken, das Zwischenbauteil,
die Stütze
und die Antriebswelle die Nockenwellenanordnung bilden. In einem
Ausführungsbeispiel
ist ein Potentiometer an einem Ende eines Steuerstabs angebracht,
der einstückig
mit dem ersten exzentrischen Steuernocken ausgebildet ist, wobei
das andere Ende des Steuerstabs mit einem hydraulischen Aktor verbunden
ist, um den Steuerstab gemäß einem
Maschinenantriebszustand zu drehen.
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DE 4416505 beschreibt eine
Nockenanordnung, in der eine Stange zumindest teilweise in Längsrichtung
einer Röhre
bewegt wird, um die Nocken zu drehen. Nocken oder Stange weisen
Kurbelwege auf, die relativ zu Aussparungen geneigt sind. Das dient
dazu, Steuerelemente aufzunehmen, die sich an Stange oder Nocken
befinden. Die Steuerelemente sind als Zapfen ausgebildet, und Kurbelwege und
Aussparungen sind als Führungsnute
ausgebildet. Die Berührungsflächen der
Steuerelemente sind flach. Die Nocken werden axial an der Röhre durch Abstandshülsen geführt.
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GB 2 247 061 A beschreibt
eine Anordnung in einer Brennkraftmaschine, in der eine variable Ventilereigniszeitsteuerung
erreicht wird durch die Maschine mit einer Nockenwelle, Nocken,
die auf der Nockenwelle montiert sind, und in der Lage sind, sich relativ
zu der Nockenwelle über
einen begrenzten Winkel zu jeder Seite einer zentralen Position
zu drehen, und Federn zum Aufbringen einer Rückholkraft auf die jeweiligen
Nocken, um die Nocken in ihre zentrale Position zu zwingen, wobei
das Ausmaß der
Federkraft, die auf einen Nocken wirkt, als eine vorbestimmte Funktion
des Winkelversatzes des Nockens aus seiner zentralen Position variiert,
wobei die Nocken einstückig
mit Ringelementen ausgebildet sind, von denen jedes Ringelement
eine bogenförmige Aussparung
in seiner axialen Fläche
aufweist, die durch einen bogenförmigen
Vorsprung in Eingriff ist, der gleitbar auf, aber schnell in Drehung
mit der Nockenwelle ist, wobei der Ring durch eine Schraubenfeder
gedrängt
wird, die sich über
der Nockenwelle in der Richtung des Ringelements befindet.
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JP 01224407 A beschreibt
eine Anordnung, um geeignete Ventilzeiten festzusetzen und um die Maschinenleistung
durch ein Verfahren zu verbessern, bei dem eine Nockenwelle, deren
Coil in einer Richtung entlang einer Welle gleitbar ist, mit Schrägstirnrädern und
Nocken vorgesehen ist, die an die Räder gepasst sind, und ein Aufbau
wird erzielt, bei dem die Phase der Nocken variiert werden kann. Eine
Nockenwelle einer Doppelnockenmaschine ist mit Schrägstirnrädern vorgesehen,
und Nocken, die an die Räder
gepasst sind, werden durch ein Lager über ein Ringelement gestützt. Eine
Nockenwellenantriebsscheibe und die Nockenwelle sind über eine Keilverbindung
zusammengefasst, und eine Schraubenfeder ist dazwischen eingebracht.
Das Ende der Nockenwelle ohne die Scheibe ist mit einem Hydraulikzylinder
verbunden, und anschließend,
wenn ein Ventilbetätigungswinkel
in hohem Maß verändert wird,
wird Hydraulikdruck auf den Hydraulikzylinder aufgebracht, so dass
sich die Nockenwelle und die Räder
in Richtung der Scheibe bewegen, was verursacht, dass sich die Phase
der Nocken mit Bezug auf die Nockenwelle gemäß einem Verdrehwinkel der Schrägstirnräder verändert.
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Erfindungsgemäß ist ein
variabler Ventilbetätigungsmechanismus
bereitgestellt, wie er in dem angefügten Anspruch 1 definiert ist.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich,
die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
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Die
Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten
unter Bezug auf die nachfolgende Beschreibung der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 ist
Querschnittsschaubild, das eine Maschine und einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Draufsicht, die die Maschine von 1 zeigt;
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3 ist
eine Draufsicht, die einen Nockenträger des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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4A, 4B und 4C sind
jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht, und eine perspektivische
Ansicht, die ein Zwischenringelement des ersten Ausführungsbeispiels
zeigen;
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5A, 5B und 5C zeigen
jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht und eine perspektivische
Ansicht, die ein Endringelement des ersten Ausführungsbeispiels zeigen;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen variablen Ventilhubmechanismus
des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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7A und 7B sind
teilweise geschnittene perspektivische Ansichten, die den variablen Ventilhubmechanismus
des ersten Ausführungsbeispiels
zeigen;
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8 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die den variablen Ventilhubmechanismus
von 6 zeigt;
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9A und 9B sind
teilweise geschnittene perspektivische Ansichten, die den variablen Ventilhubmechanismus
von 6 zeigen;
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10A, 10B und 10C sind Draufsichten und eine Vorderansicht,
die ein Gleiterzahnrad des ersten Ausführungsbeispiels zeigen;
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11 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Gleiterzahnrad von 10A, 10B und 10C zeigt;
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12 ist
eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht, die das Gleiterzahnrad
von 11 zeigt;
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13A ist eine perspektivische Ansicht, die eine
Kipphebelwelle des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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13B ist eine perspektivische Ansicht, die eine
Steuerwelle des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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13C ist eine perspektivische Ansicht, die die
Kipphebelwelle einbehalten in der Steuerwelle von 13B zeigt;
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14 ist
eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht, die den variablen
Ventilhubmechanismus von 6 zeigt;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Vielzahl von Ringelementen
zeigt, die zwischen variablen Ventilhubmechanismen angeordnet sind;
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16 ist
eine perspektivische Ansicht, die die an der Steuerwelle befestigten
Ringelemente und die variablen Ventilhubmechanismen zeigt;
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17 ist
ein Schaubild, das Freiräume zeigt,
die zwischen den Ringelementen und den Nockenträgern ausgebildet sind;
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18A, 18B, 19A und 19B zeigen
die Betätigung
des variablen Ventilhubmechanismus von 6;
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20 ist
eine Draufsicht, die einen Nockenträger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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21A, 21B und 21C sind jeweils eine Vorderansicht, eine Seitenansicht
und eine perspektivische Ansicht, die ein Ringelement des zweiten
Ausführungsbeispiels
zeigen;
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22 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Vielzahl von Ringelementen
zeigt, die an einer Steuerwelle befestigt sind;
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23 und 24 sind
vergrößerte Querschnittsschaubilder,
die die Verbindung zwischen einem Ringelement und einem variablen
Ventilhubmechanismus zeigen;
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25 ist
eine perspektivische Ansicht, die die an der Steuerwelle befestigten
Ringelemente und die variablen Ventilhubmechanismen zeigt; und
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26 ist
eine Draufsicht, die einen Nockenträger gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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1 ist
ein schematisches Querschnittsschaubild, das einen Zylinder einer
Mehrzylinderbenzinmaschine 2 zeigt, die in einem Fahrzeug
eingebaut ist. 2 ist eine Draufsicht, die einen
Nockenträger 150 zeigt,
der an dem oberen Abschnitt der Maschine 2 angeordnet ist.
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Die
Maschine 2 weist einen Zylinderblock 4, Kolben 6 und
einen Zylinderkopf 8 auf, der an dem Zylinderblock 4 montiert
ist. Der Zylinderblock 4 und der Zylinderkopf 8 sind
aus einem Aluminiumlegierungsmaterial ausgebildet.
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Eine
Vielzahl von (vier) Zylindern 2a sind in dem Zylinderblock 4 festgelegt.
Eine Brennkammer 10 ist in jedem Zylinder 2A zwischen
dem Zylinderblock 4, dem entsprechenden Kolben 6 und
dem Zylinderkopf 8 festgelegt. Zwei Ansaugventile 12 und zwei
Auslassventile 16 sind in jedem Zylinder 2A angeordnet.
Die Ansaugventile 12 und die Auslassventile 16 öffnen und
schließen
jeweils zugeordnete Ansaugöffnungen 14 und
Auslassöffnungen 18.
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Jede
Ansaugöffnung 14 ist über einen
Ansaugdurchgang, der in einem Ansaugkrümmer ausgebildet ist, mit einem
Ausgleichstank verbunden. Jeder Zylinder 2a wird mit Luft
von dem Ausgleichstank versorgt. Ein Kraftstoffeinspritzer ist in
jedem Ansaugdurchgang angeordnet, um Kraftstoff in die Ansaugöffnung 14 des
entsprechenden Zylinders 2a einzuspritzen. Auf diese Weise
wird Kraftstoff zu einer Position stromaufwärts von dem Ansaugventil 12 zugeführt. Kraftstoff
kann direkt in die Brennkammer 10 wie in einer In-Zylindereinspritzungs-Benzinmaschine zugeführt werden.
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Der
Hubbetrag des Ansaugventils 12 wird variiert, um die Ansaugluftmenge
einzustellen. Die Maschine 2 des ersten Ausführungsbeispiels
weist kein Drosselventil auf, das in einer normalen Maschine in
einem Ansaugdurchgang stromaufwärts
von dem Ausgleichstank angeordnet wäre. Die Maschine 2 des
ersten Ausführungsbeispiels
kann jedoch ein Hilfsdrosselventil aufweisen. Wenn ein Hilfsdrosselventil
eingesetzt wird, wird das Hilfsdrosselventil z. B. vollständig geöffnet, wenn
die Maschine 2 gestartet wird, und vollständig geschlossen,
wenn die Maschine 2 angehalten wird. Der Öffnungsbetrag
des Hilfsdrosselventils kann eingestellt werden, um die Ansaugluftmenge
zu steuern, wenn eine Hubbetrageinstellung der Ansaugventile 12 mit
Ventilhubmechanismen 120 verhindert ist.
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Mit
Bezug auf 1 dreht eine Drehung einer Ansaugnockenwelle 45 einen
Ansaugnocken 45a. Ein variabler Ventilhubmechanismus 120,
der an dem Zylinderkopf 8 angeordnet ist, wandelt die Drehung
des Ansaugnockens 45a in eine Schwenkhandlung eines Rollenkipphebels 52 um.
Eine Bewegung des Rollenkipphebels 52 treibt das Ansaugventil 12 an.
Auf diese Weise wird die Antriebskraft der Ansaugnockenwelle 45 auf
das Ansaugventil 12 übertragen.
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Mit
Bezug auf 2 stellt ein Gleitaktor 100 den Übertragungszustand
der variablen Ventilhubmechanismen 120 ein, um den Hubbetrag
der Ansaugventile 12 einzustellen.
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Ein
variabler Ventilzeitensteuerungsmechanismus 140 ist an
dem vorderen Ende der Ansaugnockenwelle 45 angeordnet.
Die Ansaugnockenwelle 45 dreht sich in Zusammenspiel mit
der Drehung einer Kurbelwelle 49 der Maschine 2 unter
Verwendung eines Steuerungskettenzahnrads des variablen Ventilzeitensteuerungsmechanismus 140 und
einer Steuerungskette 47.
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Eine
Abgasnockenwelle 46 wird in Zusammenspiel mit einer Drehung
gedreht, die durch die Maschine 2 erzeugt wird. Auslassnocken 46a,
die an der Auslassnockenwelle 46 angeordnet sind, öffnen und
schließen
entsprechende Auslassventile 16 mit einem konstanten Hubbetrag
unter Verwendung von Rollkipphebeln 54. Jeder Auslassanschluss 18 ist
mit einem Auslasskrümmer
verbunden. Abgas tritt durch einen Reinigungskatalysator, bevor
es abgegeben wird.
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Die
Ansaugnockenwelle 45, die Auslassnockenwelle 46,
der Gleitaktor 100, die variablen Ventilhubmechanismen 120 und
der variable Ventilzeitensteuerungsmechanismus 140 sind
als eine einzelne Einheit in den Nockenträger 150 eingebaut. 3 zeigt
einen Zustand, in dem fünf
Nockenaufsätze 152 von
dem Nockenträger 150 entfernt
worden sind.
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Der
Nockenträger 150 weist
eine vordere Wand 154, eine hintere Wand 156 und 2 Seitenwände 158 und 160 auf.
In dem durch die Wände 154, 156, 158 und 160 festgelegten
Innenraum erstrecken sich vier Parallellager 162, um die
Seitenwände 158 und 160 zu
verbinden. Die Wände 154 bis 160 und das
Lager 162 sind einstückig
ausgebildet. Die vordere Wand 154 wirkt ebenfalls als ein
Lager. Der Nockenträger 150 ist
aus demselben Aluminiumlegierungsmaterial wie der Zylinderblock 4 und
der Zylinderkopf 8 ausgebildet.
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Die
Lager 162 und die vordere Wand 154 stützen die
Ansaugnockenwelle 45 und die Auslassnockenwelle 46 in
einer Weise, so dass sie zueinander parallel und drehbar sind. Die
vier variablen Ventilhubmechanismen 120, die jeweils in
Verbindung mit den Zylindern 2a angeordnet sind, drei Zwischenringelemente 164 und
zwei Endringelemente 166 sind zwischen der Ansaugnockenwelle 45 und
der Seitenwand 158 angeordnet. Die drei Zwischenringelemente 164 sind
zwischen den vier variablen Ventilhubmechanismen 120 angeordnet.
Die zwei Endringelemente 166 sind an den Außenseiten
der zwei äußeren variablen
Ventilhubmechanismen 120 angeordnet. Eine Kipphebelwelle 130,
die sich üblicherweise
durch die vier variablen Ventilhubmechanismen 120 erstreckt,
stützt
die Ringelemente 164 und 166.
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Mit
Bezug auf die 4A, 4B und 4C weist
jedes Zwischenringelement 164 eine zylindrische Hülse 164a und
zwei Flansche 164b auf, die an den zwei Enden der Hülse 164a ausgebildet sind.
Das Zwischenringelement 164 hat einen inneren Raum 164d (Mittelbohrung).
Ein in der Hülse 164a ausgebildetes
Zapfenloch 164c ist mit dem inneren Raum 164d verbunden.
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Mit
Bezug auf 5A, 5B und 5C weist
jedes Endringelement 166 eine zylindrische Hülse 166a und
einen Flansch 166b auf, der an einem Ende der Hülse 166a ausgebildet
ist. Das Endringelement 166 hat einen inneren Raum 166d (Mittelbohrung).
Ein in der Hülse 166a ausgebildetes Zapfenloch 166 ist
mit dem inneren Raum 166d verbunden. Die Ringelemente 164 und 166 sind
jeweils einstückig
aus einem Stahlmaterial ausgebildet.
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Die
variablen Ventilhubmechanismen 120 sind nachfolgend mit
Bezug auf 6 bis 9 behandelt.
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Jeder
variable Ventilhubmechanismus 120 weist eine Eingabehülse 122 (Eingabeabschnitt), eine
erste Kippnocke 124 (Ausgabeabschnitt), die hinter der
Eingabehülse 122 angeordnet
ist, eine zweite Kippnocke 126 (Ausgabeabschnitt), die
vor der Eingabehülse 122 angeordnet
ist, und ein Gleiterzahnrad 128 auf, dass in der Eingabehülse 122 angeordnet
ist.
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Die
Eingabehülse 122 weist
ein Gehäuse 122a auf,
das einen zylindrischen Hohlraum festlegt. Eine Schraubenkeilverzahnung 122b (9) ist in der Innenwandfläche des
Gehäuses 122a ausgebildet.
Jede Nut der Schraubenkeilverzahnung 122b erstreckt sich
schraubenförmig
um die Achse des Gehäuses 122a in
der Richtung eines rechtsgängigen Gewindes.
Zwei parallele Arme 122c und 122d erstrecken sich
von der Fläche
der Außenwände des Gehäuses 122a.
Ein Zapfen 122e erstreckt sich zwischen den distalen Enden
der Arme 122c und 122d. Der Zapfen 122e erstreckt
sich parallel zu der Achse des Gehäuses 122a. Ferner
stützt
der Zapfen 122e drehbar eine Rolle 122f. Mit Bezug
auf 1 drückt die
Kraft eines Drängbauteils,
wie z. B. eine Feder, die Rolle 122f konstant in Richtung
der Ansaugnocke 45a. Das Drängbauteil kann z. B. zwischen
der Eingabehülse 122 und
dem Zylinderkopf 8 oder der Kipphebelwelle 130 angeordnet
sein.
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Die
erste Kippnocke 124 weist ein Gehäuse 124a auf, das
einen zylindrischen Innenraum festlegt. Eine Schraubenkeilverzahnung 124b (9) ist in der Innenwandfläche des
Gehäuses 124a ausgebildet.
Jede Nut der Schraubenkeilverzahnung 124b erstreckt sich
schraubenförmig
um die Achse des Gehäuses 124a in
der Richtung eines linksgängigen Gewindes.
Das Gehäuse 124a weist
ein Lagerende 124c mit einer Endfläche auf, in der ein kleines
Mittelloch ausgebildet ist. Eine dreieckige Nase 124d erstreckt
sich von der Außenwandfläche des
Gehäuses 124a.
Die Nase 124d weist eine Nockenfläche 124e auf, die
auf eine konkave Weise gekrümmt
ist.
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Die
zweite Kippnocke 126 weist ein Gehäuse 126a auf, das
einen zylindrischen Innenraum festlegt. Eine Schraubenkeilverzahnung 126b (9) ist in der Innenwandfläche des
Gehäuses 126a ausgebildet.
Jede Nut der Schraubenkeilverzahnung 126b erstreckt sich
schraubenförmig
um die Achse des Gehäuses 126a in
der Richtung eines linksgängigen Gewindes.
Das Gehäuse 126a weist
ein Lagerende 126c mit einer Endfläche auf, in der ein kleines
Mittelloch ausgebildet ist. Eine dreieckige Nase 126d erstreckt
sich von der Außenwandfläche des Gehäuses 126a.
Die Nase 126d weist eine Nockenfläche 126e auf, die
auf eine konkave Weise gekrümmt
ist.
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Mit
Bezug auf 8 sind die erste Kippnocke 124,
die Eingabehülse 122 und
die zweite Kippnocke 126 koaxial angeordnet. Die erste
Kippnocke 124 und die zweite Kippnocke 126 berühren entgegengesetzte
Enden der Eingabehülse 122.
Die Gehäuse 122a, 124a und 126a legen
einen einzigen Innenraum fest.
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10 bis 12 zeigen
das Gleiterzahnrad 128, das in den Gehäusen 122a, 124a und 126a gehalten
wird. Das Gleiterzahnrad 128 weist eine Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a,
eine erste Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128c und eine zweite
Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128e auf. Jede Nut der Eingabeschraubenkeilverzahnung 126b erstreckt
sich schraubenförmig
um die Achse des Gleiterzahnrads 128 in der Richtung eines rechtsgängigen Gewindes.
Ein Abschnitt 128b mit kleinem Durchmesser ist zwischen
der Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a und der ersten
Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128c ausgebildet. Ein weiterer
Abschnitt 128d mit kleinem Durchmesser ist zwischen der
Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a und der zweiten Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128e ausgebildet.
Jede Nut der ersten Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128c und
der zweiten Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128e erstreckt
sich schraubenförmig
um die Achse des Gleiterzahnrads 128 in der Richtung eines
linksgängigen Gewindes.
Der Durchmesser der ersten Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128c und
der Durchmesser der zweiten Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128e sind
kleiner als der Durchmesser der Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a.
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Mit
Bezug auf 12 erstreckt sich eine Zahnradbohrung 128f durch
das Gleiterzahnrad 128 entlang der Gleiterzahnradachse.
Eine Umfangsnut 128g ist in der Innenwandfläche der
Zahnradbohrung 128f in der Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a ausgebildet.
Ein Zapfeneinbringloch 128h verbindet die Umfangsnut 128g und
die Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a.
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13A zeigt einen Teil der Kipphebelwelle 130.
Die Zahnradbohrung 128f des Gleiterzahnrads 128 nimmt
die Kipphebelwelle 130 drehbar auf. Wie in 3 gezeigt
ist, sind die vier variablen Ventilhubmechanismen 120 auf
der einzelnen Kipphebelwelle 130 montiert.
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Die
Kipphebelwelle 130 ist hohl und weist einen Innenraum 130b auf.
Vier Langlöcher 130a sind in
der Außenfläche der
Kipphebelwelle 130 in den variablen Ventilhubmechanismen 120 entsprechenden Positionen
ausgebildet.
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13B zeigt einen Teil der Steuerwelle 132.
Die Steuerwelle 132 hat einen runden Querschnitt. Mit Bezug
auf 13C ist die Steuerwelle 132 in
der Kipphebelwelle 130 aufgenommen und axial bewegbar.
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Die
Steuerwelle 132 weist Stützlöcher 132b auf, die
sich jeweils in den variablen Ventilhubmechanismen 120 entsprechenden
Positionen befinden. Jedes Stützloch 132b nimmt
den Basisabschnitt eines Steuerzapfens 132a auf. Jeder
Steuerzapfen 132a, der durch das entsprechende Stützloch 132b gestützt wird,
erstreckt sich senkrecht zu der Achse der Steuerwelle 132.
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Wenn
die Steuerwelle 132 in der Kipphebelwelle 130 aufgenommen
ist, steht jeder Steuerzapfen 132a von dem entsprechenden
Langloch 130a der Kipphebelwelle 130 hervor. Mit
Bezug auf 14 befindet sich das distale
Ende eines jeden Steuerzapfens 132a in der Umfangsnut 128g des
Gleiterzahnrads 128.
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Die
Kipphebelwelle 130, die Steuerwelle 132 und der
Steuerzapfen 132a sind aus einem Stahlmaterial ausgebildet,
und haben eine hohe Festigkeit.
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Mit
Bezug auf 16 ist eine Kugelgewindewelle 147 an
einem Ende der Steuerwelle 132 ausgebildet. Die Kugelgewindewelle 174 überträgt die Antriebskraft
des Gleitaktors 100 auf die Steuerwelle 132.
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Der
Zusammenbau der variablen Ventilhubmechanismen 120, der
Kipphebelwelle 130, der Steuerwelle 132 und der
Ringelemente 164 und 166 ist nachfolgend beschrieben.
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Die
Steuerwelle 132 wird zuerst durch die Kipphebelwelle 130 hindurch
eingebracht. Mit Bezug auf 15 werden
die variablen Ventilhubmechanismen 120 und die Ringelemente 164 und 166 abwechselnd
an der Kipphebelwelle 130 befestigt. Mit Bezug auf 8 werden
die Steuerzapfen 132a in die Zapfeneinbringlöcher 128h der
entsprechenden Gleiterzahnräder 128 und
in die Langlöcher 130a der
Kipphebelwelle 130 eingebracht und in den Stützlöchern 132b an
der Steuerwelle 132 befestigt. Mit Bezug auf 15 werden
Befestigungszapfen 168 durch die Zapfenlöcher 164c und 166c der
Ringelemente 164 und 166 eingebracht und in Zapfenlöchern 130c (13) an der Kipphebelwelle 130 befestigt.
Das befestigt die Ringelemente 164 und 166 an
der Kipphebelwelle 130.
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Unter
den 5 Nockenaufsätzen 152 wird
das distale Ende eines Bolzens 170 zum Befestigen des Nockenaufsatzes 152, der
sich nahe dem Gleitaktor 100 befindet, durch das Zapfenloch 166c des
entsprechenden Ringelements 166 hindurch und in das Zapfenloch 130c der
Kipphebelwelle 130 eingebracht. Demnach wird das Ringelement 166,
das sich nahe dem Gleitaktor 100 befindet, an der Kipphebelwelle 130 durch
den Bolzen 170 fixiert, wenn der Nockenaufsatz 152 befestigt
wird. Auf diese Weise werden, wie in dem Zustand in 16 gezeigt
ist, die variablen Ventilhubmechanismen 120, die Kipphebelwelle 130,
die Steuerwelle 132 und die Ringelemente 164 und 166 zu
einer einzelnen Einheit zusammengebaut. In diesem Zustand sind die
Flansche 164b und 166b der Ringelemente 164 und 166 mit
den Endflächen
der benachbarten variablen Ventilhubmechanismen 120 in
Berührung.
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Während dem
Zusammenbau werden Beilagscheiben 172, die aus einem Stahlmaterial
ausgebildet sind, zwischen den variablen Ventilhubmechanismen 120 und
die Ringelemente 164 und 166 angeordnet, falls
notwendig, um die Position eines jeden variablen Ventilhubmechanismus 120 einzustellen.
In diesem Fall berühren
die Flansche 164b und 166b der Ringelemente 164 und 166 indirekt
die Endflächen
der benachbarten variablen Ventilhubmechanismen 120.
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Die
in 16 gezeigte Wellenanordnung ist aus einem Stahlmaterial
ausgebildet. Mit Bezug auf 2 ist die
Wellenanordnung an den Nockenträger 150 durch
5 Nockenaufsätze 152 gesichert.
Der Bolzen 170 zum Befestigen des Nockenaufsatzes 152, der
nahe dem Gleitaktor 100 ist, beschränkt eine Bewegung der Wellenanordnung
in der axialen Richtung. Die Bolzen zum Befestigen der anderen drei Nockenaufsätze 152 beschränken eine
Bewegung der Ringelemente 164 und 166 in der axialen
Richtung nicht.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt ist, sind die Längen der
Hülsen 164a und 166a der
Ringelemente 164 und 166 in der axialen Richtung
größer als
die Dicken der vorderen Wand 154, der Lager 162 und der
Nockenaufsätze 152.
Mit Bezug auf 17 sind Freiräume CL zwischen
den Flanschen 164b und 166b und der benachbarten
vorderen Wand 154 oder Lager 162 und Nockenaufsatz 152 ausgebildet.
Auch wenn es einen Unterschied in dem Expansions- und Kontraktionsbetrag
der Steuerwelle 132 und des Nockenträgers 150 aufgrund
eines Unterschieds zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten
gibt, bewegen sich die Ringelemente 164 und 166,
mit Ausnahme des durch den Bolzen 170 befestigten Ringelements 166,
in der axialen Richtung der Steuerwelle 132 und nehmen
den Unterschied in den Expansions- und Kontraktionsbeträgen auf.
Demnach verändern
sich die axialen Positionen der variablen Ventilhubmechanismen 120 nicht,
und die relativen Positionen der Steuerwelle 132 und der
variablen Ventilhubmechanismen 120 in der axialen Richtung verändern sich
nicht.
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Der
Gleitaktor 100 treibt einen Kugelgewindemechanismus 210 (2 und 3)
an, um die Steuerwelle 132, die die Kugelgewindewelle 174 aufweist,
in der axialen Bewegung zu bewegen. Die Bewegung stellt die axiale
Position des Gleiterzahnrads 128 in jedem variablen Ventilhubmechanismus 120 ein.
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Mit
Bezug auf 14 wird der Steuerzapfen 132a in
der Umfangsnut 128g des Gleiterzahnrads 128 aufgenommen.
Somit ist das Gleiterzahnrad 128 relativ zu der Steuerwelle 132 ohne
Rücksicht
auf die Position des Steuerzapfens 132a drehbar.
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Die
Eingabeschraubenkeilverzahnung 128a des Gleiterzahnrads 128 kämmt mit
der Schraubenkeilverzahnung 122b der Eingabehülse 122.
Die erste Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128c kämmt mit
der Schraubenkeilverzahnung 124b der ersten Kippnocke 124.
Die zweite Ausgabeschraubenkeilverzahnung 128e kämmt mit
der Schraubenkeilverzahnung 126b der zweiten Kippnocke 126.
Die Eingabeverzahnungen 122b und 128a unterscheiden sich
von den Verzahnungen 124b, 128c, 126b und 128e in
der Schraubenrichtung (Schraubenwinkel) relativ zu der Steuerwelle 132.
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Mit
Bezug auf 16 sind die Ringelemente 164 und 166 an
entgegengesetzten Seiten eines jeden variablen Ventilhubmechanismus 120 angeordnet.
Das beschränkt
eine axiale Bewegung der Eingabehülse 122 und der Kippnocken 124 und 126 in jedem
variablen Ventilhubmechanismus 120 relativ zu der Kipphebelwelle 130.
Somit wird, auch wenn die Steuerwelle 132 die Gleiterzahnräder 128 axial bewegt,
eine axiale Bewegung der Eingabehülsen 122 und der Kippnocken 124 und 126 beschränkt.
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Wenn
der Gleitaktor 100 die Steuerwelle 132 axial bewegt,
bewegt sich das Gleiterzahnrad 128 axial in dem Innenraum
des entsprechenden variablen Ventilhubmechanismus 120.
Die Schraubenkeilverzahnungen 128a, 122b, 128c, 124b, 128e und 126b wirken,
um die Eingabehülse 122 und
die Kippnocken 124 und 126 relativ zu drehen.
In diesem Ausführungsbeispiel
dreht sich die Eingabehülse 122 in
einer Richtung, die der Richtung der Kippnocken 124 und 126 entgegengesetzt
ist. Der Drehwinkel der Eingabehülse 122 und
der Kippnocken 124 und 126 sind entsprechend der
Bewegung des Gleiterzahnrads 128 festgelegt. Demnach verändert ein
Einstellen des Bewegungsbetrags der Steuerwelle 132 die Positionen
(Winkel entlang der Umfangsrichtung der Kipphebelwelle 130)
der Rollen 122f relativ zu den Nasen 124d und 126d.
Das stellt den Hubbetrag der Ansaugventile 12 ein.
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18A zeigt das Ansaugventil 12, wenn es geschlossen
ist, und 18B zeigt das Ansaugventil 12,
wenn es offen ist, in einem Zustand, in dem die Steuerwelle 132 durch
den Maximalbetrag in einer Richtung L (16) bewegt
wird. In diesem Zustand ist der Winkel zwischen der Rolle 122f und
der Nase 126d (124d) in jedem variablen Ventilhubmechanismus 120 minimal.
Mit Bezug auf 18B, drückt somit die Summe der Nockenflächen 124e und 126e der
Nasen 124d und 126d die Kipprolle 52a nach
unten, d. h., der maximale Hubbetrag des Ansaugventils 12 ist
relativ gering. In diesem Fall ist die Luftmenge, die von dem entsprechenden
Ansauganschluss 14 zu jeder Brennkammer 10 zugeführt wird,
minimal.
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19A zeigt das Ansaugventil 12, wenn es geschlossen
ist, und 19B zeigt das Ansaugventil 12,
wenn es offen ist, in einem Zustand, in dem die Steuerwelle 132 durch
den Maximalbetrag in einer Richtung H (16) bewegt
wird. In diesem Zustand ist der Winkel zwischen der Rolle 122f und
der Nase 126d (124d) in jedem variablen Ventilhubmechanismus 120 maximal.
Mit Bezug auf 19B, drückt somit die Summe der Nockenflächen 124e und 126e der
Nasen 124d und 126d die Kipprolle 52a nach
unten, d. h., der minimale Hubbetrag des Ansaugventils 12 ist
relativ groß.
In diesem Fall ist die Luftmenge, die von dem entsprechenden Ansauganschluss 14 zu
jeder Brennkammer 10 zugeführt wird, maximal.
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Die
Steuerwelle 132 bewegt sich axial zwischen den Zustand
in 18 und den Zustand in 19 in einer kontinuierlichen (stufenlosen)
Weise. Eine Einstellung des Bewegungsbetrags der Steuerwelle 132 stellt
den Hubbetrag eines jeden Ansaugventils 12 in einer kontinuierlichen
(stufenlosen) Weise ein. Demnach ist die Ansaugluftmenge in einer stufenlosen
Weise einstellbar, ohne ein Drosselventil zu verwenden.
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In
dem Beispiel von 18B, wenn der Hubbetrag des
Ansaugventils 12 minimal ist, ist der Ansauganschluss 14 etwas
geöffnet.
Der Ansauganschluss 14 kann jedoch geschlossen sein, wenn
der Hubbetrag des Ansaugventils 12 minimal ist. Das ist ein
Zustand, in dem der minimale Hubbetrag des Ansaugventils 12 null
ist und in dem die Ansaugluftmenge null ist.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel
wirkt die Kipphebelwelle 130 als eine Welle (Hohlwelle).
Die vordere Wand 154 und die Lager 162 des Nockenträgers 150 wirken
als Stützen.
Die Flansche 164b und 166b, die an den Enden der
Hülsen 164a und 166a ausgebildet
sind, wirken, um die variablen Ventilhubmechanismen 120 zu
positionieren. Die Wellenanordnung (16) mit
den variablen Ventilhubmechanismen 120, dem Kugelgewindemechanismus 210 und
dem Gleitaktor 100 bildet einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
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Die
Enden der Ringelemente 164 und 166, oder die Flansche 164b und 166b,
berühren
die Endflächen
der Kippnocken 124 und 126 direkt, oder berühren die
Endflächen
der Kippnocken 124 und 126 indirekt unter Verwendung
der Beilagscheiben 172 in den variablen Ventilhubmechanismen 120.
Diese Berührung
legt den Abstand (Positionsbeziehung) zwischen den variablen Ventilhubmechanismen 120 in der
axialen Richtung fest. Die Flansche 164b und 166b sind
von der vorderen Wand 154, den Lagern 162 und
den Nockenaufsätzen 152 durch
einen Freiraum C beabstandet. Demnach beeinflussen Veränderungen
in dem Abstand der Stützen
(vordere Wand 154 und Lager 162) in dem Nockenträger 150 die
Positionsbeziehung zwischen den variablen Ventilhubmechanismen 120 nicht.
Auch wenn ein Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Nockenträgers 150 und
der Steuerwelle 132 existiert, beeinflusst der Wärmeausdehnungskoeffizient
des Nockenträgers 150 die
Positionsbeziehung der variablen Ventilhubmechanismen 120 nicht.
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Der
Wärmeausdehnungskoeffizient
der Ringelemente 164 und 166, der Eingabehülsen 122 und der
Kippnocken 124 und 126 beeinflusst die Positionsbeziehung
der variablen Ventilhubmechanismen 120. Die Ringelemente 164 und 166,
die Eingabehülsen 122 und
die Kippnocken 124 und 126 sind jedoch aus einem
Stahlmaterial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten
ausgebildet, der derselbe oder annähernd derselbe wie der Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Materials ist, aus dem die Steuerwelle 132 ausgebildet
ist. Demnach, auch wenn Temperaturveränderungen die Ringelemente 164 und 166, die
Eingabehülsen 122 und
die Kippnocken 124 und 126 beeinflussen, ist die
Veränderung
in der Positionsbeziehung der Gleiterzahnräder 128, die durch die
Steuerwelle 132 festgelegt ist, im Wesentlichen die selbe
wie die Veränderung
in den Positionen der Eingabehülse 122 und
der Kippnocken 124 und 126. Somit haben die Ansaugventile 12 im
Wesentlichen denselben Hubbetrag in jedem der Zylinder. Da Temperaturveränderungen
keine Unterschiede in dem Hubbetrag der Ansaugventile 12 zwischen
Zylinder hervorrufen, ist die Genauigkeit der Hubbetragseinstellung
verbessert.
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Ein
variabler Ventilbetätigungsmechanismus gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ähnlich
zu dem des ersten Ausführungsbeispiels,
mit Ausnahme davon, dass die Kipphebelwelle 130 weggelassen
wird. Eine Vielzahl von Ringelementen 364 (21)
wird anstatt der Ringelemente 164 und 166 des
ersten Ausführungsbeispiels
verwendet. Mit Bezug auf 20 wirken
die Ringelemente 364 als Drehachsen von variablen Ventilhubmechanismen 320. 20,
die der 3 des ersten Ausführungsbeispiels
entspricht, zeigt einen Nockenträger 350,
von dem Nockenaufsätze
entfernt worden sind. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind der Zylinderblock,
der Zylinderkopf und der Nockenträger 350 aus einem
Stahlmaterial ausgebildet.
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Mit
Bezug auf 21 weist jedes Ringelement 364 eine
zylindrische Hülse 364a,
zwei Flansche, die an den beiden Enden der Hülse 364a ausgebildet
sind, und einen Wellenvorsprung oder Drehachsenabschnitt 364c auf,
der sich von jedem Flansch 364b entlang der Achse der Hülse 364a erstreckt.
Das Ringelement 364 hat eine Mittelbohrung 364d.
Ferner ist das Ringelement 364 aus einem Stahlmaterial
ausgebildet.
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Mit
Bezug auf 22 erstreckt sich eine Steuerwelle 332 durch
die Mittelbohrungen 364d der Ringelemente 364.
Die Steuerwelle 332 stützt
die Ringelemente 364 direkt. Mit Bezug auf 23 sind die
Drehachsenabschnitte 364c eines jeden Ringelements 364 durch
Lagerenden 324c und 326c des benachbarten variablen
Ventilhubmechanismus 320 aufgenommen. Das stützt die
Kippnocken 324 und 326 eines jeden variablen Ventilhubmechanismus 220 drehbar
mit den Drehachsenabschnitten 364c der 2 benachbarten Ringelemente 364.
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Mit
Bezug auf 24 ist ein Steuerzapfen 332a,
der an der Steuerwelle 332 fixiert ist, mit einem Gleiterzahnrad 328 in
Eingriff. Eine Bewegung der Steuerwelle 332 bewegt das
Gleiterzahnrad 328 in der axialen Richtung. Das Weglassen
einer Kipphebelwelle, die sich durch den gesamten variablen Ventilhubmechanismus 320 erstrecken
würde,
verringert den Durchmesser eines jeden variablen Ventilhubmechanismus 320.
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Bei
der in 25 gezeigte Wellenanordnung sind
Beilagscheiben 372 zwischen den Ringelementen 364 und
den Kippnocken 324 und 326 angeordnet. Wie in 20 gezeigt
ist, ist die Wellenanordnung an dem Nockenträger 350 montiert.
Der Abstand zwischen den zwei Flanschen 364b in jedem Ringelement 364 ist
im Wesentlichen der Gleiche wie die Dicken einer vorderen Wand 354 und
der Lager 362. Wenn die Wellenanordnung wie in dem Zustand von 20 angeordnet
ist, stützen
die vordere Wand 354 und die Lager 362 die Ringelemente 364 auf
eine drehbare Weise. Die vordere Wand 354 und die Lager 362 werden
zwischen den zwei Flanschen 364b der entsprechenden Ringelemente 364 gehalten. Das
verhindert, dass jedes Ringelement 364 in der axialen Richtung
bewegt wird, und bestimmt die Position eines jeden variablen Ventilhubmechanismus 320 (Eingabewelle 322 und
Kippnocken 324 und 326) in der axialen Richtung.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wirkt die Steuerwelle 332 als eine Achse. Die Drehachsenabschnitte 364c,
die an den Enden der Hülsen 364a ausgebildet
sind, wirken, um die variablen Ventilhubmechanismen 320 zu
positionieren.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
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Die
Drehachsenabschnitte 364c sind an entgegengesetzten Enden
eines jeden Ringelements 364 ausgebildet. Die Drehachsenabschnitte 364c stützen den
benachbarten variablen Ventilhubmechanismus 320 drehend
und wirken als eine Drehachse der variablen Ventilhubmechanismen 320. Das
beseitigt den Bedarf einer Kipphebelwelle, die sich durch die variablen
Ventilhubmechanismen 320 erstreckt, und verringert den
Durchmesser der variablen Ventilhubmechanismen 320.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf 26 behandelt. 26 zeigt
einen Nockenträger 550,
von dem Nockenaufsätze
entfernt worden sind. Das dritte Ausführungsbeispiel verwendet Ringelemente 564, die ähnlich zu
denen des zweiten Ausführungsbeispiels
sind. Der Abstand zwischen zwei Flanschen 564b in jedem
Ringelement 564 ist jedoch größer als die Dicken einer vorderen
Wand 554 und Lagern 562 des Nockenträgers 550.
Das ermöglicht
eine Bewegung der Ringelemente 564 in der axialen Richtung mit
Bezug auf die vordere Wand 554 und die Lager 562.
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Jeder
variable Ventilhubmechanismus 520 ist durch Drehachsenabschnitte 564c des
benachbarten Ringelements 564 gestützt, ohne eine Kipphebelwelle
zu verwenden. Das Ringelement 564, das sich am entferntesten
von dem Gleitaktor 500 befindet, ist an der vorderen Wand 554 durch
einen Zapfen 565 fixiert, und bewegt sich nicht in der
axialen Richtung. Das Ringelement 546, das sich am nächsten an
dem Gleitaktor 500 befindet, wird durch eine Feder 567 in
Richtung des entsprechenden variablen Ventilhubmechanismus 520 gedrückt. Das
hält die Ringelemente 564 in
einem Zustand der direkten Berührung
der variablen Ventilhubmechanismen 520 oder in einem Zustand
der indirekten Berührung
der variablen Ventilhubmechanismen 520 unter Verwendung
von Beilagscheiben 572.
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In
dem dritten Ausführungsbeispiel
sind der Zylinderblock, der Zylinderkopf und der Nockenträger 550 aus
einem Aluminiumlegierungsmaterial ausgebildet. Die variablen Ventilhubmechanismen 520,
die Ringelemente 564 und die Beilagscheiben 572 sind aus
einem Stahlmaterial ausgebildet.
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Die
Steuerwelle 532 wirkt als eine Welle. Die Flansche 564b und
Drehachsenabschnitte 564c, die an den Enden der Hülsen 564a ausgebildet
sind, wirken, um die variablen Ventilhubmechanismen 520 zu positionieren.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel
hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
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Die
Flansche 564b der Ringelemente 564 berühren die
Endflächen
der Kippnocken 524 und 526 direkt oder berühren die
Endflächen
der Kippnocken 524 und 526 indirekt unter Verwendung
der Beilagscheiben 572. Diese Berührung legt die Positionen der
variablen Ventilhubmechanismen 520 in der axialen Richtung
fest. Die Flansche 564b sind mit einem Freiraum von den
benachbarten Lagern 562 und Nockenaufsätzen beabstandet. Die Positionsbeziehung
der variablen Ventilhubmechanismen 520 wird nur durch den
Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Ringelemente 564, der Eingabehülsen 522 und der Kippnocken 524 und 526 beeinflusst.
Die Ringelemente 564, die Eingabehülsen 522 und die Kippnocken 524 und 526 sind
jedoch aus einem Stahlmaterial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten
ausgebildet, der derselbe oder annähernd derselbe ist wie der
Wärmeausdehnungskoeffizient
des Materials, aus dem die Steuerwelle 532 ausgebildet
ist. Demnach ist, auch wenn Temperaturveränderungen die Ringelemente 564,
die Eingabehülsen 522 und die
Kippnocken 524 und 526 beeinflussen, die Veränderung
in den Positionen der Gleitzahnräder
in den variablen Ventilhubmechanismen 520, die durch die Steuerwelle 532 gelegt
sind, im Wesentlichen dieselbe wie die Veränderung in den Positionen der
Eingabehülse 522 und
der Kippnocken 524 und 526. Somit haben die Ansaugventile 12 im
Wesentlichen denselben Hubbetrag in jedem der Zylinder. Da Temperaturveränderungen
keine Unterschiede in dem Hubbetrag der Ansaugventile 12 zwischen
Zylindern verursachen, wird die Genauigkeit einer Hubbetrageinstellung
verbessert.
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Die
Drehachsenabschnitte 564c sind an den 2 Enden eines jeden
Ringelements 564 ausgebildet. Die Drehachsenabschnitte 564c stützen die
benachbarten variablen Ventilhubmechanismen 520 drehbar.
Da die Drehachsenabschnitte 564c als Drehachsen der variablen
Ventilhubmechanismen 520 wirken, wird der Durchmesser der
variablen Ventilhubmechanismen 520 verringert.
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Es
sollte für
den Fachmann ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in
vielen anderen bestimmten Formen ausgeführt sein kann, ohne von dem
Wesen oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Es sollte besonders
verstanden sein, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden
Formen ausgeführt
sein kann.
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In
jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
können
die variablen Ventilhubmechanismen und die Nockenwellen direkt an
dem Zylinderkopf ohne Verwendung eines Nockenträgers montiert sein.
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Die
Maschine ist nicht auf einen Ottomotor begrenzt und kann jede Art
von Maschine sein, wie z. B. ein Dieselmotor. Ferner ist die Maschine
nicht auf eine Maschine begrenzt, die verwendet wird, um Fahrzeuge
anzutreiben, sondern kann eine Maschine sein, die für andere
Anwendungen verwendet wird. Zusätzlich
zur Hubbetrageinstellung von Ansaugventilen kann die vorliegende
Erfindung auf eine Hubbetrageinstellung von Auslassventilen oder
eine Hubbetrageinstellung von sowohl Ansaug- als auch Auslassventilen
angewendet werden.
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In
jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
beschränken
die Ringelemente eine Bewegung der variablen Ventilhubmechanismen
in der axialen Richtung. Wenn eine Hohlwelle (Kipphebelwelle), die
die Steuerwelle wie in dem ersten Ausführungsbeispiel umhüllt, verwendet
wird, können
Positionierungsbauteile, wie z. B. Zapfen, auf der Kipphebelwelle
angeordnet sein. Die Positionierungsbauteile können eine Bewegung der variablen
Ventilhubmechanismen in der axialen Richtung beschränken. Das
fixiert die Positionsbeziehung der variablen Ventilhubmechanismen
mit Bezug auf die Kipphebelwelle. Somit beeinflusst der Abstand
zwischen den Lagern, die an dem Nockenträger oder dem Zylinderkopf angeordnet
sind, nicht die Positionsbeziehung zwischen den variablen Ventilhubmechanismen.
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Demnach
kann, auch wenn der Zylinderkopf oder der Nockenträger aus
einem Material anders als Stahl ausgebildet ist, wie z. B. eine
leichte Legierung, um ein Gewicht zu verringern, ein variabler Ventilbetätigungsmechanismus
aus einem Material ausgebildet sein, das gemäß den Festigkeitsanforderungen ausgewählt worden
ist. Ferner wird verhindert, dass sich der Ventilhubeinstellbetrag
zwischen Zylindern unterscheidet, auch wenn eine Temperaturveränderung
auftritt. Das verbessert die Genauigkeit zum Einstellen des Ventilhubbetrags.
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Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele
sollen als darstellend und nicht als beschränkend angesehen werden, und
die Erfindung ist nicht auf die hierin gegebenen Einzelheiten begrenzt, sondern
kann in dem Umfang der angefügten
Ansprüche
abgeändert
werden.