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Dokumentenidentifikation DE602004001556T2 19.07.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001510662
Titel Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung
Anmelder Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Kawai, Yoshiyuki Aisin Seiki Kabushiki Kais, Kariya-shi Aichi-Ken, 448-8650, JP;
Kobayashi, Masaki Aisin Seiki Kabushiki Kaisha, Kariya-shi Aichi-Ken, 448-8650, JP;
Nakajima, Shigeru Aisin Seiki Kabushiki Kaisha, Kariya-shi Aichi-Ken, 448-8650, JP
Vertreter KRAMER - BARSKE - SCHMIDTCHEN, 81245 München
DE-Aktenzeichen 602004001556
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.08.2004
EP-Aktenzeichen 040202681
EP-Offenlegungsdatum 02.03.2005
EP date of grant 19.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2007
IPC-Hauptklasse F01L 1/344(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils zum Steuern der Öffnungs-Schließ-Taktung eines Einlass und Ablassventils eines Verbrennungsmotors.

Hintergrund

Herkömmlicherweise gibt es eine Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils, die ein Gehäuseelement, das zusammen mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehbar ist, ein Rotorelement, das integral mit der Nockenwelle drehbar ist, wobei das Rotorelement relativ drehbar an dem Gehäuseelement angebracht ist, eine Hydraulikdruckkammer, die zwischen dem Gehäuseelement und dem Rotorelement gebildet ist und in zwei Kammern, nämlich eine Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels und eine Hydraulikkammer nacheilenden Winkels, durch eine Schaufel geteilt ist, die zusammen mit dem Rotorelement vorgesehen ist, einen Arretiermechanismus zum Begrenzen einer Relativrotation durch Vorwärtsbewegen eines Arretierelements, das in dem Gehäuseelement beweglich in einem Aufnahmebereich vorgesehen ist, der in dem Rotorelement geformt ist, und das eine Relativrotation durch Zurückziehen aus dem Aufnahmebereich ermöglicht, und einen Hydraulikdruckkreis zum Zuführen von Hydraulikfluid an die Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels, die Hydraulikkammer nacheilenden Winkels und den Arretiermechanismus enthält, wobei der Arretiermechanismus durch Zurückziehen des Arretierelements aus dem Aufnahmebereich durch Zuführen von Hydraulikfluid, das in die Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels oder die Hydraulikkammer nacheilenden Winkels strömt, an den Aufnahmebereich freigegeben wird (JP2000-52425A2 oder US-A-4858572).

Ferner gibt es die andere Art von Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils zum Freigeben des Arretiermechanismus durch Zurückziehen des Arretierelements aus dem Aufnahmebereich durch Zuführen von Hydraulikfluid an die Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels oder die Hydraulikkammer nacheilenden Winkels durch den Aufnahmebereich (JP2003-13713A2).

Diese Einrichtungen können einen instabilen Arretierzustand zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement unter dem Zustand vermeiden, in dem Hydraulikdruck beim Anlassen eines Motors oder Ähnlichem nicht kontrolliert werden kann, indem der Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Arretierelements in dem Rotorelement vorgesehen wird, ein plattenartiges Arretierelement in den Aufnahmebereich vorwärts bewegt wird, und der Aufnahmebereich mit dem Arretierelement in Eingriff gebracht wird. Dieses Arretierelement wird in den Aufnahmebereich gebracht, indem es in Richtung auf die Seite des Aufnahmebereichs unter Verwendung eines Vorbelastungselements gedrückt wird. Eine Relativrotation wird begonnen, nachdem der Arretierzustand (ein Arretiermechanismus) gelöst ist, indem das Arretierelement von dem Aufnahmebereich unter Verwendung von Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) zurückgezogen wird. Um die Rotation des Rotors relativ zu dem Gehäuseelement zu beginnen, sollte das Arretierelement aus dem Aufnahmebereich zurückgezogen werden. Somit ist ein Zustand des Arretierelements in Beziehung zu demjenigen des mit dem Aufnahmebereich in Eingriff befindlichen Arretierelements verändert, mit anderen Worten, dass das Arretierelement in dem Aufnahmebereich bewegt ist.

In dem Fall, in dem das Arretierelement in den Aufnahmebereich bewegt ist, ist jedoch die Zeit zum Zurückziehen des Arretierelements aus dem Aufnahmebereich lang, da Hydraulikdruck nicht ausreichend dem Arretierelement zugeführt wird und die Kraft zum Trennen des Arretierelements von dem Bodenbereich sehr klein ist, da die gesamte Fläche eines oberen Endbereichs des Bereichs des Arretierelements mit einem Bodenbereich des Aufnahmebereichs in Berührung ist. Entsprechend beginnen das Gehäuseelement und das Rotorelement eine Relativrotation, ehe ausreichender Hydraulikdruck zum Zurückziehen des Arretierelements aus dem Aufnahmebereich auf das Arretierelement aufgebracht ist, und das Arretierelement wird zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement gehalten. Da mit anderen Worten das Arretierelement nicht ausreichend zurückgezogen wird, wird die Arretierung nicht ausreichend freigegeben.

Es besteht somit eine Notwendigkeit für eine Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils, die eine nicht ausreichende Freigabe der Arretierung vermeiden kann, die durch ein nicht ausreichendes Zurückziehen des Arretierelements, das zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement gehalten wird, bewirkt wird, wenn sich das Rotorelement relativ zu dem Gehäuseelement dreht.

Darstellung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils ein Gehäuseelement, das sich zusammen mit entweder einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dreht, ein Rotorelement, das drehbar an dem Gehäuseelement angebracht ist, und das sich zusammen mit dem anderen. Element aus der Kurbelwelle und der Nockenwelle dreht, eine Hydraulikdruckkammer, die zwischen dem Gehäuseelement und dem Rotorelement geformt ist, wobei die Hydraulikdruckkammer in eine Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels und eine Hydraulikkammer nacheilenden Winkels durch eine Schaufel geteilt ist, die integral mit dem Rotorelement vorgesehen ist, einen Arretiermechanismus, der ein Arretierelement enthält, das beweglich an dem Gehäuseelement vorgesehen ist, und einen Aufnahmebereich, der an dem Rotorelement zum Aufnehmen des Arretierelements geformt ist, wobei der Arretiermechanismus eine Relativrotation zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement durch Vorwärtsbewegen des Arretierelements in den Aufnahmebereich begrenzt und die Relativrotation zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement durch Zurückziehen des Arretierelement aus dem Aufnahmebereich erlaubt, und einen Hydraulikdruckkreis zum Zuführen von Hydraulikfluid an die Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels, die Hydraulikkammer nacheilenden Winkels und den Arretiermechanismus. Ein vorspringender Bereich, der eine obere Endfläche enthält, die kleiner als eine Querschnittsfläche des Arretierelements ist, ist an einem Boden von dem Aufnahmebereich geformt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Gebiet, in dem das Hydraulikfluid mit dem Endbereich des Arretierelements in Berührung ist, vergrößert, da der vorspringende Bereich, der am Bodenbereich des Aufnahmebereichs geformt ist, die obere Endfläche enthält, die eine kleinere Fläche als die Querschnittsfläche des Arretierelement senkrecht zur Bewegungsrichtung hat. Da der Hydraulikdruck zum Trennen des Arretierelements von dem Boden des Aufnahmebereichs vergrößert ist, kann die Zeit zum Zurückziehen des Arretierelements aus dem Aufnahmebereichs verringert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Zeit zum Zurückziehen des Arretierelements aus dem Aufnahmebereich verringert werden. Wenn der Arretierzustand gelöst wird, kann daher eine Fehlfunktion der Freigabe, die dadurch bewirkt wird, dass das Arretierelement nicht ausreichend zurückgezogen ist und zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement gehalten wird, wenn sich das Rotorelement relativ zu dem Gehäuseelement dreht, vermieden werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorhergehenden und nachfolgenden Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen zu berücksichtigen ist, in denen:

1 ein Längsquerschnittsprofil einer Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1 zeigt, die den Zustand des am weitesten nacheilenden Winkels der Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils zeigt;

3 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B von 2 zeigt;

4 eine Querschnittsansicht zeigt, die entlang der Linie IV-IV von 3 genommen ist;

5 eine vergrößerte Ansicht gemäß der Ausführungsform ist, bei der ein Hydraulikdruckkanal 22c eine runde Gestalt hat, die in 3 gezeigt ist; und

6 eine vergrößerte Ansicht zeigt, die von außerhalb der Radialrichtung des Aufnahmebereichs des Rotorelements gezeigt ist, das in 3 gezeigt ist.

Detaillierte Beschreibung

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Verweis auf die Zeichnungen wie folgt erklärt.

Eine Ventilzeitensteuerungseinrichtung 1 zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach 1 bis 5 enthält ein Rotorelement 2 zum Öffnen und Schließen eines Ventils, das durch eine Nockenwelle 10, die drehbar durch einen Zylinderkopf 100 eines Verbrennungsmotors gehalten wird, und einen Rotor 20, der integral in einen oberen Bereich der Nockenwelle 10 montiert ist, strukturiert ist. Ferner enthält die Ventilzeitensteuerungseinrichtung 1 zum Öffnen und Schließen eines Ventils ein Gehäuseelement 3, das ein Gehäuse 30, eine Frontplatte 40 und eine rückwärtige Platte 50 enthält, die so zusammengebaut sind, dass sie zu einem Rotor 20 relativ drehbar sind. Eine Mehrzahl von Taktungszahnkränzen 31 sind integral auf der Außenseite des Gehäuses 30 geformt. Ferner enthält die Ventilzeitensteuerungseinrichtung 1 zum Öffnen und Schließen eines Ventils eine Torsionsfeder 60, die zwischen dem Rotor 20 und der Frontplatte 40 vorgesehen ist, vier Schaufeln 70, die an dem Rotor 20 angebracht sind, und eine Arretierplatte (Arretierelement) 80, die an dem Gehäuse 30 angebracht ist.

Wie gut bekannt ist, wird die Rotationskraft an eine Mehrzahl von Taktungszahnkränzen 31 in der Richtung im Uhrzeigersinn übertragen, die in 2 als die Rotationsrichtung der Nockenwelle gezeigt ist, durch einen Taktungsriemen und einen Kurbelzahnkranz von einer Kurbelwelle, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist.

Die Nockenwelle 10 enthält einen gut bekannten Nocken (nicht dargestellt) zum Öffnen und Schließen eines Einlassventils (nicht gezeigt). Ein Durchlass vorauseilenden Winkels (Hydraulikdruckkreis) 12 und ein Durchlass nacheilenden Winkels (Hydraulikdruckkreis) 11 sind auf der Innenseite der Nockenwelle 10 vorgesehen. Der Durchlass 12 vorauseilenden Winkels und der Durchlass 11 nacheilenden Winkels erstrecken sich in axialer Richtung der Nockenwelle 10. Der Durchlass 11 nacheilenden Winkels ist mit der ersten Verbindungsöffnung 201 eines Wegeventils 200 durch einen ringförmigen Kanal 14 und einen Durchlass 71, der in der Nockenwelle 10 in der axialen Richtung vorgesehen ist, und einen Verbindungsdurchlass 16, der in dem Zylinderkopf 100 vorgesehen ist, verbunden. Ferner ist der Durchlass 12 vorauseilenden Winkels mit der zweiten Verbindungsöffnung 202 des Wegeventils 200 durch einen Verbindungsdurchlass 15, der in dem Zylinderkopf 100 vorgesehen ist, und einen ringförmigen Kanal 13 und einen Durchlass 72, der in der Nockenwelle 10 in der axialen Richtung vorgesehen ist, verbunden.

Das Wegeventil 200 ist allgemein bekannt als ein Ventil zum Bewegen einer Spule 204 gegen eine vorbelastende Kraft einer Feder, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, indem ein Solenoid 203 mit Elektrizität beaufschlagt wird. Wenn der Solenoid 203 nicht mit Elektrizität beaufschlagt ist, wie es in 1 gezeigt ist, wird eine Zufuhröffnung 206, die mit einer Hydraulikpumpe 205 verbunden ist, die durch den Verbrennungsmotor betrieben wird, mit der Verbindungsöffnung 201 verbunden, und die zweite Verbindungsöffnung 202 ist mit einer Abgabeöffnung 207 verbunden. Wenn ferner der Solenoid 203 mit Elektrizität beaufschlagt ist, ist die Zufuhröffnung 206 mit der zweiten Verbindungsöffnung 202 verbunden, und die Verbindungsöffnung 201 ist mit der Abgabeöffnung 207 verbunden. Wenn das Wegeventil nicht mit Elektrizität beaufschlagt ist, wird daher Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) dem Durchlass 11 nacheilenden Winkels zugeführt. Wenn andererseits das Wegeventil mit Elektrizität beaufschlagt ist, wird Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) dem Durchlass 12 vorauseilenden Winkels zugeführt. Somit wird Hydraulikflüssigkeit (Öldruck) dem Durchlass 11 nacheilenden Winkels zugeführt, wenn dem Wegeventil 200 keine Elektrizität zugeführt wird, und Hydraulikflüssigkeit (Hydraulikdruck) wird an den Durchlass vorauseilenden Winkels zugeführt, wenn das Wegeventil 200 mit Elektrizität beaufschlagt ist. Das Wegeventil 200 wird durch Variieren des Lastverhältnisses gesteuert, d.h. des Verhältnisses der Zeit der Elektrizitätsbeaufschlagung zur Zeit ohne Elektrizitätsbeaufschlagung pro Zeiteinheit. Wenn das Wegeventil 200 mit 50 Lastverhältnis gesteuert wird, sind die erste und die zweite Öffnung 201 bzw. 202 jeweils nicht mit der Zufuhröffnung 206 und der Abgabeöffnung 207 verbunden.

Der Rotor 20 ist integral an der Nockenwelle 10 durch eine Befestigungsschraube 91 befestigt. Weiter, wie es in 2 dargestellt ist, sind vier Schaufelkanäle 21 und ein Aufnahmebereich 22 in dem Rotor 20 geformt. Der Aufnahmebereich 22 durchdringt den Rotor 20 in der Axialrichtung. Ferner sind in dem Rotor 20 eine Mehrzahl von Hydraulikfluid-Durchlässen, einschließlich vier Hydraulikdurchlässen 23 nacheilenden Winkels (Hydraulikdruckkreise), die sich in einer Radialrichtung erstrecken und mit dem Durchlass 11 nacheilenden Winkels verbunden sind, drei Hydraulikdurchlässe 24 vorauseilenden Winkels (Hydraulikdruckkreise) und ein Hydraulikfluidkanal 24 (Hydraulikdruckkreis), der mit dem Durchlass 12 vorauseilenden Winkels verbunden ist, und ein Arretierhydraulikdurchlass 25 (Hydraulikdurchlass: Hydraulikdruckkreis), der einen Bodenbereich 22f des Aufnahmebereichs 22 mit dem Durchlass 12 aus einem Winkel verbindet, vorgesehen.

Wie es in 3 als einer vergrößerte Darstellung des Bereichs B von 2 dargestellt ist, ist ein vorspringender Bereich 22a, der von einem Bodenbereich 22f vorsteht, in dem Boden des Aufnahmebereichs 22 geformt. Der vorspringende Bereich 22a hat einen trapezförmigen Querschnitt. Der Arretierhydraulikdurchlass 25 ist durch einen Öffnungsbereich 25a im Bodenbereich 22f des Aufnahmebereichs 22 verbunden. Die Umfangsbreite (in der Umfangsrichtung des Rotors 20) des Öffnungsbereichs 25a ist breiter als die Umfangsbreite des vorspringenden Bereichs 22a (eine obere Endfläche 22e). Die obere Endfläche 22e des vorspringenden Bereichs 22a ist in Berührung mit der Arretierplatte 80. Die Breite in der Umfangsrichtung der oberen Endfläche 22e ist kleiner als die Breite in der Umfangsrichtung der Arretierplatte 80. Ferner ist die Fläche der oberen Endfläche 22e kleiner als die Querschnittsfläche der Arretierplatte 80. Weiter bevorzugt ist die Fläche der oberen Endfläche 22e kleiner als die Fläche eines Endbereichs 80a der Arretierplatte 80. Wenn die Arretierplatte 80 in Berührung mit der oberen Endfläche 22e ist, ist ein Raum S um den vorspringenden Bereich 22a geformt. Entsprechend strömt Hydraulikfluid in den Raum S, und die Arretierplatte 80 wird von dem vorspringenden Bereich 22a getrennt. Ferner sind Hydraulikdruckkanäle 22e, die konkave Formen haben, vorgesehen und öffnen sich zu beiden Umfangsseiten des Bodenbereichs 22f. Entsprechend wird Hydraulikfluid rasch in den Endbereich 80 der Arretierplatte 80 eingeführt. Daher kann die Zeit zum Zurückziehen der Arretierplatte 80 aus dem Aufnahmebereich 22 verringert werden. Ferner ist die Höhe des vorspringenden Bereichs 22a geringer als die radiale Höhe einer Öffnung 22g des Bodenbereichs 22f des Hydraulikdruckkanals 22b. Hier kann im Hinblick auf die Festigkeit und die Formcharakteristika des Hydraulikdruckkanals 22b beim Sintern oder Ähnlichem die vertikale Querschnittsgestalt einer Umfangswand des Hydraulikdruckkanals 22b relativ zur Axialrichtung eine runde Gestalt aufweisen, wie es in 5 gezeigt ist.

Wie es in 3 und 4 dargestellt ist, ist ein Verbindungskanal 22c offen zu einem Bodenbereich 22f des Aufnahmebereichs 22 zum Verbinden mit dem Hydraulikdruckkanal 22b. Der Verbindungskanal 22c kann auf zumindest einer Seite des vorspringenden Bereichs 22a in der Axialrichtung vorgesehen sein. Da ferner der Verbindungskanal 22c zur Endoberfläche des Rotors 20 offen ist, kann der Verbindungskanal 22c einfach durch Sintern oder Ähnliches geformt werden, indem eine Form in einer Richtung bewegt wird. Da der Verbindungskanal 22c am vorspringenden Bereich 22a geformt ist, kann Hydraulikdruck rasch in den Endbereich 80a der Arretierplatte 80 eingeführt werden. Da weiter die Fläche des Endbereichs 80a der Arretierplatte 80, die in Berührung mit dem Hydraulikfluid ist, groß wird, ist der Hydraulikdruck zum Trennen der Arretierplatte 80 von dem vorspringenden Bereich 22a erhöht, und die Zeit zum Zurückziehen der Arretierplatte 80 aus dem aufnehmenden Bereich 22 kann verringert werden.

Wie es in 2 gezeigt ist, ist jede Schaufel 70 in jeweils einen Schaufelkanal 21 eingeführt, und jede Schaufel 70 ist beweglich innerhalb jeweils einer von vier Hydraulikdruckkammern R0 positioniert, die zwischen dem Gehäuse 30 und dem Rotor 20 geformt sind. Die Schaufel 70 teilt die Hydraulikdruckkammer R0 in eine Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels und eine Hydraulikkammer R2 nacheilenden Winkels. Eine Schaufelfeder 73 (gezeigt in 1) ist zwischen dem Bodenbereich des Schaufelkanals 21 und der Bodenoberfläche der Schaufel 70 vorgesehen, um jede der vier Schaufeln 70 vorzubelasten, die beweglich an jeweils einem Schaufelkanal 21 in der Radialrichtung angebracht sind.

Wie es in 2 dargestellt ist, wird Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) in die in vier Hydraulikkammern R2 nacheilenden Winkels, die gebildet werden, indem sie durch jeweils eine Schaufel 70 durch den Durchlass 11 nacheilenden Winkels und einen Hydraulikdurchlass 23 nacheilenden Winkels getrennt werden, zugeführt und davon abgeführt. Ferner wird Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) den drei Kammern von vier Hydraulikkammern R1 vorauseilenden Winkels durch den Durchlass 12 vorauseilenden Winkels und einen Durchlass 24 vorauseilenden Winkels zugeführt und abgeführt. Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) wird einer Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels zugeführt und davon abgeführt, die nicht eine der erwähnten drei Kammern R1 ist, durch den Hydraulikfluidkanal 24a, der den Arretierhydraulikdurchlass 25, der am Bodenbereich 22f des Aufnahmebereichs 23 vorgesehen ist, und die Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels verbindet, nachdem die Arretierplatte 80 bewegt ist, indem sie mit Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) von dem Arretierhydraulikdurchlass 25 versehen wird. Entsprechend ist der Hydraulikdurchlass 24 vorauseilenden Winkels nicht vorgesehen und der Arretierhydraulikdurchlass 25 wird für eine Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels genutzt, und die Struktur des Hydraulikdruckkreises ist vereinfacht.

Die Frontplatte 40 und die rückwärtige Platte 50, die Ringformen haben, sind miteinander an beiden Seiten des Gehäuses 30 in der Axialrichtung verschweißt und integral durch fünf Verbindungsschrauben 92 zusammengebaut. Eine Mehrzahl von Taktungszahnkränzen 31 ist auf einem äußeren Umfang eines Endbereichs des Gehäuses in der Axialrichtung geformt, wobei der Endbereich des Gehäuses 30 mit der rückwärtigen Platte 50 in Berührung ist. Jeder der fünf vorspringenden Bereiche 33 ist vorspringend von der Umfangsseite zur Innenseite des Gehäuses 30 in der Umfangsrichtung geformt. Jede innere Umfangsoberfläche dieser vorspringenden Bereiche 33 ist verschiebbar in Eingriff mit der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Rotors 20, und das Gehäuse 30 ist schwenkbar um den Rotor 20 gelagert. Ferner ist jede seitliche Oberfläche 33a von jedem vorspringenden Bereich 33A der fünf vorspringenden Bereiche 33 in Berührung mit jeweils einer seitlichen Oberfläche 70a der Schaufel 70A zum Pressen eines Rotationswinkelbereichs zwischen dem Gehäuse 30 und dem Rotor 20 in Richtung der Richtung vorauseilenden Winkels. Ferner ist jede seitliche Oberfläche 33b von jedem vorspringenden Bereich 33B in Berührung jeweils einer seitlichen Oberfläche 70b der Schaufel 70B zum Pressen eines Rotationswinkelbereichs zwischen dem Gehäuse 30 und dem Rotor 20 in der nacheilenden Richtung. Ein Aufnahmekanal 34 zum Unterbringen der Arretierplatte 80 ist zwischen zwei vorspringenden Bereichen 33 von fünf vorspringenden Bereichen 33 vorgesehen. Zusätzlich ist auch ein Aufnahmeloch 35 zum Aufnehmen einer Schraubenfeder 81, die die Arretierplatte 80 in der radialen Richtung vorbelastet, wobei das Aufnahmeloch 35 mit dem Aufnahmekanal 34 verbunden ist, zwischen den zwei vorspringenden Bereichen 33 der fünf vorspringenden Bereiche 33 vorgesehen. Ferner ist jede der erwähnten vier Hydraulikdruckkammern R0 zwischen jeweils zwei vorspringenden Bereichen 33 der fünf vorspringenden Bereiche 33 geformt.

Wie es in 2 dargestellt ist, ist der Endbereich 80a der Arretierplatte 80 in den Aufnahmebereich 22 vorwärts bewegt, wenn die Relativrotation zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 begrenzt ist.

Ein Ende der Torsionsfeder 60 ist in Eingriff mit der Frontplatte 40, und das andere Ende der Torsionsfeder 60 ist in Eingriff mit dem internen Rotor 20. Der Rotor 20 ist in Richtung der Richtung vorauseilenden Winkels (Richtung im Uhrzeigersinn von 2) relativ zu dem Gehäuse 30 der Frontplatte 40 und der rückwärtigen Platte 50 vorbelastet. Entsprechend ist die Effizienz des Ansprechverhaltens und der Bewegung in Richtung auf die Richtung des vorauseilenden Winkels des Rotors 20 verbessert.

Die Arbeitsweise der Ventilzeitensteuerungseinrichtung 1 zum Öffnen und Schließen eines Ventils, die wie oben beschrieben strukturiert ist, wird im Folgenden erklärt. Wenn der Verbrennungsmotor nicht läuft, wird die Hydraulikpumpe 205 nicht betrieben, und das Wegeventil 200 ist nicht mit Elektrizität beaufschlagt. Daher wird kein Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) der Hydraulikdruckkammer R0 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt, wie es in 2 gezeigt ist, ist der Endbereich 80a der Arretierplatte 80 in den Aufnahmebereich 22 des Rotors 20 vorwärts bewegt, um den Rotor 20 zu arretieren. Entsprechend ist die Relativrotation zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 eingeschränkt. Selbst wenn der Verbrennungsmotor angelassen wird und die Hydraulikpumpe 205 betrieben wird, bleibt die Ventilzeitensteuerungseinrichtung 1 zum Öffnen und Schließen eines Ventils in einem Arretierzustand, da Hydraulikfluid (Hydraulikdruck), das von der Hydraulikpumpe 205 zugeführt wird, im Wesentlichen nur der Hydraulikkammer R2 nacheilenden Winkels durch den Verbindungsdurchlass 16, die Durchlässe 11 nacheilenden Winkels und den Hydraulikdurchlass 23 nacheilenden Winkels zugeführt wird, während das Lastverhältnis der Stromversorgung des Wegeventils 200 klein ist (das. Verhältnis der Zeit mit Strombeaufschlagung zur Zeit ohne Strombeaufschlagung ist klein).

Abhängig von dem Antriebszustand des Verbrennungsmotors wird, wenn der Zustand vorauseilenden Winkels zum Öffnen und Schließen des Ventils benötigt wird, das Lastverhältnis der Stromversorgung des Wegeventils 200 erhöht und die Position der Spule 204 geschaltet. Hydraulikfluid (Hydraulikdruck), das von der Hydraulikpumpe 205 zugeführt wird, wird durch den Verbindungsdurchlass 15, den Durchlass 12 vorauseilenden Winkels und den Hydraulikdurchlass 24 nacheilenden Winkels an die Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels zugeführt. Hydraulikfluid (Hydraulikdruck), das von der Hydraulikpumpe 205 zugeführt wird, wird auch durch den Kanal 24a für Hydraulikfluid zugeführt, nachdem es an den Aufnahmebereich 22 von dem Arretierhydraulikdurchlass 25 zugeführt ist. Dabei strömt Hydraulikfluid (Hydraulikdruck), das dem Aufnahmebereich 22 von dem Arretierhydraulikdurchlass 25 zugeführt ist, in den Hydraulikdruckkanal 22b, der in beiden Umfangsseiten des Bodenbereichs 22f geformt ist, und strömt in der Axialrichtung des Bodenbereichs 22f entlang des Hydraulikdruckkanals 22b. Hydraulikfluid, das in der axialen Richtung des Bodenbereichs 22f geströmt ist, strömt in der Umfangsrichtung durch den Verbindungskanal 22c und wird in den Endbereich 80a der Arretierplatte 80 eingeführt. Entsprechend ist die Fläche des Strömungsdurchlasses, der Hydraulikfluid in den Endbereich 80a der Arretierplatte 80 zuführt, um den Hydraulikdruckkanal 22b und den Verbindungskanal 22c vergrößert, so dass Hydraulikfluid rasch in den Endbereich 80a eingeführt werden kann. Da ferner die Fläche des Endbereichs 80a der Arretierplatte 80, die in Berührung mit dem Hydraulikfluid ist, vorgesehen ist, kann der Hydraulikdruck zum Freigeben der Arretierplatte 80 stärker erhöht werden als bei der herkömmlichen Technik. Die gesamte Fläche des Endbereichs 80a der Arretierplatte 80 ist bei der herkömmlichen Technik in Berührung mit dem Bodenbereich 22f des Aufnahmebereichs 22. Mit anderen Worten ist, während die Arretierplatte 80 in Berührung mit der oberen Endfläche 22e ist, der Raum S um den vorspringenden Bereich 22a geformt. Entsprechend strömt Hydraulikfluid in den Raum S, Hydraulikdruck beeinflusst den Endbereich 80a, und die Arretierplatte 80 kann von dem vorspringenden Bereich 22a getrennt werden. Daher kann die Zeit zum Zurückziehen der Arretierplatte 80 von dem Aufnahmebereich 22 verringert werden. Ehe das Gehäuse 30 und der Rotor 20 eine Relativrotation beginnen, ist somit ausreichender Hydraulikdruck auf den Endbereich 80a der Arretierplatte 80 aufgebracht, dass sie von dem Aufnahmebereich 22 zurückgezogen ist. Somit kann eine Fehlfunktion bei der Freigabe des Arretierzustands, die dadurch hervorgerufen wird, dass die Arretierplatte 80 zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 gehalten wird und nicht ausreichend von dem Aufnahmebereich 22 zurückgezogen wird, vermieden werden. Wie oben erwähnt betätigt Hydraulikfluid, das in den Aufnahmebereich 22 eingeführt wird, die Arretierplatte 80, so dass sie im Aufnahmekanal 34 des Gehäuses untergebracht wird, und wird in die Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels durch den Hydraulikfluidkanal 24a zugeführt. Das oben beschriebene Hydraulikfluid, das in die Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels zugeführt wird, ebenso wie Hydraulikfluid, das in die Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels durch den Hydraulikdurchlass 24 vorauseilenden Winkels zugeführt wird, dreht ein Rotorelement 2 in der Richtung vorauseilenden Winkels bezüglich des Gehäuseelements 3.

Andererseits wird Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) in der Hydraulikkammer R2 nacheilenden Winkels aus der Abgabeöffnung 207 des Wegeventils 200 durch den Hydraulikdurchlass 23 nacheilenden Winkels, den Durchlass 11 nacheilenden Winkels und den Verbindungsdurchlass 16 abgeführt. Somit wird der Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 in der Richtung vorauseilenden Winkels gedreht. Die seitliche Fläche 33a des vorspringenden Bereichs 33A des Gehäuses 30 ist in Berührung mit der seitlichen Oberfläche 70a der Schaufel 70A, so dass die Rotation des Rotors 20 relativ zu dem Gehäuse 30 in der Richtung vorauseilenden Winkels eingeschränkt ist.

Wenn der Zustand nacheilenden Winkels zum Öffnen und Schließen des Ventils benötigt wird, wird dann das Lastverhältnis der Stromversorgung des Wegesteuerungsventils 200 verringert, um die Position der Spule 204 zu schalten. Das Hydraulikfluid (Hydraulikdruck), das von der Hydraulikpumpe 205 zugeführt wird, wird in die Hydraulikkammer R2 nacheilenden Winkels durch den Verbindungsdurchlass 16, den Durchlass 11 nacheilenden Winkels und den Hydraulikdurchlass 23 nacheilenden Winkels zugeführt. Andererseits wird Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) der Hydraulikkammer R1 vorauseilenden Winkels von der Abgabeöffnung 207 des Wegeventils 200 durch den Hydraulikfluidkanal 24a, den Aufnahmebereich 22 und den Arretierhydraulikdurchlass 25 abgegeben, ebenso wie den Hydraulikdurchlass 24 vorauseilenden Winkels, den Durchlass 12 vorauseilenden Winkels und den Verbindungsdurchlass 15. Somit wird der Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 in der Richtung nacheilenden Winkels (der Richtung gegen den Uhrzeigersinn von 2) gedreht. Die seitliche Fläche 70b der Schaufel 70B ist in Berührung mit der seitlichen Fläche 33b des vorspringenden Bereichs 33B des Gehäuses 30, so dass die Rotation des Rotors 20 relativ zu dem Gehäuse 30 in der Richtung nacheilenden Winkels eingeschränkt ist. Wenn hier Hydraulikfluid (Hydraulikdruck) von dem Aufnahmebereich 22 abgeführt wird, wird die Arretierplatte 80, die beweglich in dem Gehäuse 30 vorgesehen ist, in den Aufnahmebereich 22 bewegt, um die Relativrotation zwischen dem Gehäuse 30 und dem Rotor 20 zu begrenzen.

Hier kann die Relativrotationsposition zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 auf eine beliebige Position festgelegt werden, beispielsweise eine mittlere Position zwischen der Position des am weitesten nacheilenden Winkels und der Position des am weitesten vorauseilenden Winkels, indem das Lastverhältnis des Wegeventils 200 gesteuert wird.


Anspruch[de]
Ventilzeitensteuerungseinrichtung (1) zum Öffnen und Schließen eines Ventils, enthaltend:

ein Gehäuseelement (3), das sich zusammen mit entweder einer Nockenwelle (10) oder einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dreht;

ein Rotorelement (2), das drehbar an dem Gehäuseelement angebracht ist und sich zusammen mit dem anderen Element aus der Kurbelwelle und der Nockenwelle dreht;

eine Hydraulikdruckkammer (R0), die zwischen dem Gehäuseelement und dem Rotorelement geformt ist, wobei die Hydraulikdruckkammer in eine Hydraulikkammer (R1) vorauseilenden Winkels und eine Hydraulikkammer (R2) nacheilenden Winkels durch eine Schaufel (70) geteilt ist, die integral mit dem Rotorelement vorgesehen ist;

einen Arretiermechanismus (80, 22), der ein Arretierelement (80), das beweglich am Gehäuseelement vorgesehen ist, und einen Aufnahmebereich (22), der an dem Rotorelement geformt ist, um das Arretierelement aufzunehmen, enthält, wobei der Arretiermechanismus eine Relativrotation zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement durch Bewegen des Arretierelements in die Aufnahmeposition begrenzt, und die Relativrotation zwischen dem Rotorelement und dem Gehäuseelement durch Zurückziehen des Arretierelements aus der Aufnahmeposition erlaubt; und

einen Hydraulikdruckkreis (11, 12, 23, 24, 24a, 25) zum Zuführen von Hydraulikfluid an die Hydraulikkammer vorauseilenden Winkels, die Hydraulikkammer nacheilenden Winkels und den Arretiermechanismus

dadurch gekennzeichnet, dass

ein vorspringender Bereich (22a), der eine obere Endfläche (22e) enthält, die kleiner als eine Querschnittsfläche des Arretierelements ist, an einem Boden (22f) des Aufnahmebereichs geformt ist.
Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach Anspruch 1, wobei ein Hydraulikdurchlass (25) mit dem Boden über einen Öffnungsbereich (25a) verbunden ist, der eine größere Umfangsweite als die Weite der oberen Endfläche aufweist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fläche der oberen Endfläche des vorspringenden Bereichs kleiner als diejenige eines Endbereichs (80a) des Arretierelements ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Weite der oberen Endfläche des vorspringenden Bereichs kleiner als eine Umfangsweite des Arretierelements ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Aufnahmebereich das Rotorelement in Axialrichtung durchdringt. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Hydraulikdruckkanal (22b), der eine konkave Form aufweist, zum Boden des Aufnahmebereichs in der Umfangsrichtung offen ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Verbindendungskanal (22c) in dem vorspringenden Bereich geformt ist und mit dem Hydraulikdruckkanal verbunden ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach Anspruch 7, wobei der zumindest eine Verbindungskanal in zumindest einem Ende (22a) des vorspringenden Bereichs in der Axialrichtung geformt ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach Anspruch 7 oder 8, wobei der zumindest eine Verbindungskanal zu einer Endfläche des Rotorelements offen ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Höhe des vorspringenden Bereichs niedriger als die radiale Höhe einer Öffnung (22g) ist, die am Boden des Hydraulikdruckkanals vorgesehen ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eine Umfangswand des Hydraulikdruckkanals eine runde Gestalt aufweist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Weite des Aufnahmebereichs größer als die Umfangsweite des Arretierelements ist. Ventilzeitensteuerungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein vertikaler Querschnitt des vorspringenden Bereichs eine Trapezform im vertikalen Querschnitt relativ zur Axialrichtung aufweist.






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