DE19630403A1 - Ventilzeitgebungseinstellmechanismus für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilzeitgebungseinstellmechanismus zum Einstellen der Betätigungszeitgebung von Einlaß- und Auslaßventilen einer Brennkraftmaschine

In der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5 (1993)-77842 ist ein Ventilzeitgebungseinstellmechanismus dieser Bauart offenbart, der ein inneres Zahnrad, das mit einer äußeren Schrägverzahnung ausgebildet ist und entweder an einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle des Motors zur mit dieser gemeinsamen Drehung montiert ist, ein äußeres Zahnrad, das mit einer inneren Schrägverzahnung ausgebildet ist und in umgebender Lagebeziehung zu dem inneren Zahnrad montiert ist, wobei das äußere Zahnrad in Antriebsverbindung mit der anderen der Kurbelwelle und der Nockenwelle zur mit dieser gemeinsamen Drehung ist, einen mittleren Zahnradsatz, der im kämmenden Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung des inneren Zahnrads und im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung des äußeren Zahnrads ist, wobei der mittlere Zahnradsatz in einem ringförmigen Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Zahnrad angeordnet ist, um sich in einer axialen Richtung zum Bewirken einer Relativdrehung des inneren Zahnrads und des äußeren Zahnrads zu bewegen, wodurch die Drehphase zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle verändert wird, und einem hydraulischen Antriebsmechanismus umfaßt, um eine axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes zu bewirken.

Bei dem oben beschriebenen Ventilzeitgebungseinstellmechanismus setzt sich der mittlere Zahnradsatz aus einem Hauptzahnrad, das mit einer inneren Schrägverzahnung, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung des inneren Zahnrads ist, und einer äußeren Schrägverzahnung ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung des äußeren Zahnrads ist, und einem Hilfszahnrad zusammen, das mit einer inneren Schrägverzahnung, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung des inneren Zahnrads ist, und einer äußeren Schrägverzahnung gebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung des äußeren Zahnrads ist. Das Hilfszahnrad ist mit dem Hauptzahnrad durch ein elastisches Element verbunden und durch das elastische Element in einer relativ zum Hauptzahnrad entgegengesetzten Richtung vorgespannt, um ein Spiel zwischen der inneren Schrägverzahnung des Hilfszahnrads und der äußeren Schrägverzahnung des inneren Zahnrads und zwischen der äußeren Schrägverzahnung des Hilfszahnrads und der inneren Schrägverzahnung des äußeren Zahnrads zu beseitigen.

Da bei dem Ventilzeisgebungseinstellmechanismus das Haupt- und Hilfszahnrad durch das elastische Element in die entgegengesetzte Richtung vorgespannt ist, um ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder zu beseitigen, muß die Vorspannkraft des elastischen Elements in Übereinstimmung mit einer Drehmomentschwankung der Brennkraftmaschine eingestellt werden. Wenn das Spiel an den kämmenden Abschnitten aufgrund einer Ermüdung des elastischen Elements nicht beseitigt werden kann, treten Probleme wie beispielsweise das Auftreten von Zahnradgeräuschen, einer Unregelmäßigkeit bei der Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile usw. auf. Außerdem kann eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes aufgrund der reibungsbedingten, durch das elastische Element verursachten Eingriffskräfte nicht bewirkt werden.

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Ventilzeisgebungseinstellmechanismus zu schaffen, der zur Überwindung der oben diskutierten Probleme fähig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Hauptaufgabe durch das vorsehen eines Ventilzeisgebungseinstellmechanismus für eine Brennkraftmaschine erreicht, mit folgenden Bauteilen aufweist: einem inneren Zahnrad, das mit einer äußeren Verzahnung ausgebildet ist und entweder auf einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle des Motors zur mit dieser gemeinsamen Drehung montiert ist, einem äußeren Zahnrad, das mit einer inneren Verzahnung ausgebildet ist und in umgebender Lagebeziehung zu dem inneren Zahnrad montiert ist, wobei das äußere Zahnrad mit entweder der Kurbelwelle oder der Nockenwelle zur Drehung mit dieser in Antriebsverbindung ist, und einem mittleren Zahnradsatz, der mit der äußeren Verzahnung des inneren Zahnrads im Eingriff ist und der mit der inneren Verzahnung des äußeren Zahnrads im Eingriff ist, wobei der mittlere Zahnradsatz in einem ringförmigen Raum zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad angeordnet ist, um durch ein Fluid bewegt zu werden, das darauf in einer axialen Richtung unter Druck aufgebracht wird, um eine relative Drehung des inneren und äußeren Zahnrads zu bewirken, wobei der mittlere Zahnradsatz ein Hauptzahnrad das mit einer inneren Verzahnung, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Verzahnung des inneren Zahnrads ist, und einer äußeren Verzahnung ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Verzahnung des äußeren Zahnrads ist, ein Hilfszahnrad, das mit einer inneren Verzahnung, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Verzahnung des inneren Zahnrads ist, und einer äußeren Verzahnung ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Verzahnung des äußeren Zahnrads ist und eine Beschränkungseinrichtung aufweist, die zwischen die Haupt- und Hilfszahnräder in einem Zustand zwischengesetzt ist, in dem die Haupt- und Hilfszahnräder (in den ringförmigen Raum) zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad gesetzt sind, wobei die Beschränkungseinrichtung so angepaßt ist, daß ein axialer Abstand zwischen den Haupt- und Hilfszahnräder eingestellt wird und in einer Lage gehalten wird, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Begrenzungseinrichtung ein Rückhalteelement wie beispielsweise einen Rückhaltestopfen, -stift oder -ring aufweist, der mit dem Hauptzahnrad gekoppelt ist und in einer Lage gehalten ist, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist, wobei das Rückhaltelement in Eingriff mit dem Hilfszahnrad gehalten ist.

Die Aufgabe, andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen offensichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventilzeitgebungseinstellmechanismus;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in Fig. 1 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 3 stellt Werkzeuge zum Zusammenbau des in Fig. 1 gezeigten mittleren Zahnradsatzes dar;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ventilzeisgebungseinstellmechanismus;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in Fig. 4 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 6 stellt Werkzeuge zum Zusammenbau des in Fig. 4 gezeigten mittleren Zahnradsatzes dar;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Abwandlung des in Fig. 5 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer anderen Abwandlung des in Fig. 5 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zerlegten Zustand des in Fig. 8 gezeigten Zahnradsatzes zeigt;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht des in Fig. 8 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer anderen Abwandlung des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeisgebungseinstellmechanismus;

Fig. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in Fig. 11 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zerlegten Zustand des in Fig. 11 gezeigten mittleren Zahnradsatzes zeigt;

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zerlegten Zustand einer anderen Abwandlung des in den Fig. 4-6 gezeigten mittleren Zahnradsatzes zeigt;

Fig. 15 ist eine Schnittansicht einer weiteren Abwandlung des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeisgebungseinstellmechanismus;

Fig. 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in Fig. 15 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zerlegten Zustand des in Fig. 15 gezeigten mittleren Zahnradsatz es zeigt;

Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zerlegten Zustand einer weiteren Abwandlung des in den Fig. 4-6 gezeigten mittleren Zahnradsatzes zeigt;

Fig. 19 ist eine Schnittansicht einer Abwandlung des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeisgebungseinstellmechanismus;

Fig. 20 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in Fig. 19 gezeigten mittleren Zahnradsatzes;

Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 19 gezeigten mittleren Zahnradsatzes; und

Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Abwandlung des in den Fig. 4-6 gezeigten mittleren Zahnradsatzes zeigt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventilzeisgebungseinstellmechanismus dargestellt, der so angepaßt ist, daß jede Betätigungszeitgebung der Einlaß- und Auslaßventile einer Brennkraftmaschine eingestellt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein inneres Zahnrad 14 koaxial auf einer Nockenwelle 11 der Brennkraftmaschine montiert und wird mittels eines Positionierzapfens 12 und eines Befestigungsbolzens 13 zur Drehung mit der Nockenwelle 11 in Lage gehalten. Ein Nabenelement 15 ist drehbar auf der Nockenwelle 11 montiert. Ein äußeres Zahnrad 17 und eine Zeitgebungsscheibe 18 sind mit dem Nabenelement 15 mittels Bolzen 16 zur gemeinsamen Drehung zusammengebaut. Die Zeitgebungsscheibe 18 ist mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors mittels eines (nicht gezeigten) Zeitgebungsriemens in Antriebsverbindung, die durch den Motor anzutreiben ist.

Das innere Zahnrad 14 hat einen zylindrischen Abschnitt mit einer vorbestimmten Länge, der mit einer äußeren Schrägverzahnung 14a ausgebildet ist. Das äußere Zahnrad 17 ist in der Form eines zylindrischen Elements, das mit einer inneren Schrägverzahnung 17a ausgebildet ist und in umgebender Lagebeziehung zu dem inneren Zahnrad 14 angeordnet ist. Innerhalb des ringförmigen Raums zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad 14 und 17 ist ein mittlerer Zahnradsatz 20 angeordnet, der in einer axialen Richtung durch einen hydraulischen Antriebsmechanismus 30 geregelt bewegt wird.

Ein äußeres Ende des äußeren Zahnrads 17 ist mit einer Abdeckplatte 19 abgedeckt, die daran lösbar mittels Bolzen befestigt ist.

Der mittlere Zahnradsatz 20 setzt sich aus einem Hauptzahnrad 21 in der Form eines ringförmigen Elements, das mit einer inneren Schrägverzahnung 21a, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 ist, und einer äußeren Schrägverzahnung 21b ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 ist, und einem Hilfszahnrad 22 in der Form eines ringförmigen Elements zusammen, das mit einer inneren Schrägverzahnung 22a, die in kämmendem Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 ist, und einer äußeren Schrägverzahnung 22b ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 ist. Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichförmig beabstandeter Stopfen 23 und Stahlkugeln 24 sind in das Hauptzahnrad 21 eingebaut, um einen axialen verschiebebetrag "t" des Hilfszahnrads 22 gegenüber dem Hauptzahnrad 21 zu definieren. Bei Bewegung in einer axialen Richtung verursacht der mittlere Zahnradsatz 20 eine Relativdrehung des Haupt- und Hilfszahnrads 14 und 17, so daß die Drehphase der Kurbelwelle relativ zur Nockenwelle 11 verändert wird.

Die Stopfen 23 sind jeweils in der Form eines schalenförmigen Elements aus Eisen, das mit einer Vielzahl axial beabstandeter ringförmiger Rillen ausgebildet ist. Die Stopfen sind jeweils gleitend innerhalb entsprechender axialer Montagebohrungen 21c in dem Hauptzahnrad 21 gekoppelt und mittels der darin eingepreßten Stahlkugeln 24 in Lage befestigt. Der Stopfen 23 und die Stahlkugel 24 sind als ein Gegendruckdichtelement angepaßt und sind zwischen das Hauptzahnrad 21 und das Hilfszahnrad 22 in einem Zustand zwischengesetzt, in dem das Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 zwischen das innere und äußere Zahnrad 17 und 14 gesetzt worden sind. Dadurch kann der axiale Abstand zwischen dem Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 durch die Stopfen 23 eingestellt werden und in dem eingestellten Zustand durch Einpressen der Stahlkugeln 24 in die Stopfen 23 gehalten werden.

Der hydraulische Antriebsmechanismus 30 umfaßt einen Zylinder 31, der durch das innere Zahnrad 14, das Nabenelement 15 und das äußere Zahnrad 17 gebildet ist, einen Kolben 33, der einstückig mit dem Hauptzahnrad 21 ausgebildet ist und axial gleitend in dem Zylinder 31 über einen Dichtring 32 angeordnet ist, ein elektrisch betätigtes Fluidregelventil 34 zur Regelung von Fluid, das unter Druck den Kolben 33 beaufschlagt, und eine elektrische Regelvorrichtung 35 zur Regelung des Fluidregelventils 34. Eine auf der rechten Seite des Kolbens 33 ausgebildete Fluidkammer ist mit einer Auslaßöffnung A des Regelventils 34 durch einen Fluidkanal 36 verbunden, der in dem Nabenelement 15 und der Nockenwelle 11 ausgebildet ist, während eine auf der linken Seite des Kolbens 33 ausgebildete Fluidkammer mit einer Rückführöffnung B des Regelventils 34 durch die kämmenden Abschnitte der beteiligten Zahnräder und einen Fluidkanal 37 verbunden ist, der in dem Befestigungsbolzen 13 und der Nockenwelle 11 ausgebildet ist. Eine Einlaßöffnung P des Regelventils 34 ist mit einer Fluidpumpe 38 verbunden, während eine Auslaßöffnung R des Regelventils 34 mit einem Fluidbehälter 39 verbunden ist. Wenn das Regelventil 34 durch die elektrische Regelvorrichtung 35 geregelt umgeschalten wird, wird eine axiale Bewegung des Kolbens 33 durch Druckfluid bewirkt, das von der Fluidpumpe 38 zugeführt wird, um eine axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 20 zu verursachen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Stopfen 23 in das Hauptzahnrad 21 in einem Zustand eingebaut, in dem das Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 mit der äußeren Schrägverzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 an ihren inneren Schrägverzahnungen 21a und 22a kämmen und mit der inneren Schrägverzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 an ihren äußeren Schrägverzahnungen 21b und 22b kämmen. Dadurch sind die Stopfen 23 zwischen das Hauptzahnrad 21 und das Hilfszahnrad 22 zwischengesetzt und werden in einer axialen Richtung bewegt, um einen Abstand zwischen dem Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 zu vergrößern oder zu verkleinern. Das bedeutet, daß die innere und äußere Schrägverzahnung des mittleren Zahnradsatzes 20, der durch eine Kombination des Haupt- und Hilfszahnrads 21 und 22 gebildet ist, in axialer Länge vergrößert oder verkleinert wird, um ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der Schrägverzahnungen 14a und 21a, 22a; 17a und 21b, 22b zu beseitigen. In einem derartigen, oben beschriebenen Zustand werden die Stahlkugeln 24 in die Stopfen 23 gepreßt, um einen axialen verschiebebetrag "t" des Hilfszahnrads 22 gegenüber dem Hauptzahnrad 21 zu bestimmen und um den Abstand zwischen dem Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 zu fixieren.

Während des vorangehenden Zusammenbauschrittes werden die Stopfen 23 in das Hauptzahnrad 21 unter Verwendung von Werkzeugen 50 und 60 eingebaut, die in Fig. 3 gezeigt sind. Das rechtsseitige Werkzeug 50 setzt sich aus vier in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Schiebezapfen 51 zusammen, die fest auf einem Stützblock 52 gelagert sind, um in die entsprechenden Montagebohrungen 21c des Hauptzahnrads 21 eingefügt zu werden, während das linksseitige Werkzeug 60 aus einem Stützblock 61, der mit einer Stirnfläche des Hilfszahnrads 22 in Berührung zu bringen ist, vier in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Rückhaltezapfen 62, die rückziehbar mit dem Stützblock 61 zusammengebaut sind, um in entsprechende Bohrungen 22c in dem Hilfszahnrad 22 eingefügt zu werden, und einem Grundblock 63 zusammengesetzt ist, der den Stützblock 61 und die daran befindlichen Rückhaltezapfen 62 stützt. Die Rückhaltezapfen 62, die in dem Stützblock 61 eingebaut sind, sind durch (nicht gezeigte) Federn vorgespannt, so daß sie elastisch mit einer Stirnfläche des Hauptzahnrads 21 in Eingriff gebracht werden, wenn sie in die entsprechenden Löcher 22c in dem Hilfszahnrad 22 eingefügt werden.

In einem Zustand, in dem das Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 im kämmenden Eingriff mit dem inneren und äußeren Zahnrad 14 und 17 gehalten sind, werden die Stopfen 23 in die Montagebohrungen 21c in dem Hauptzahnrad 21 eingefügt und die Schiebezapfen 51 des Werkzeugs 50 werden in die Montagebohrungen 21c eingefügt, um die Stopfen 23 zu bewegen und sie in einer Lage zu halten, in der der axiale Verschiebebetrag "t" des Hilfszahnrads 22 gegenüber dem Hauptzahnrad 21 bestimmt ist, um ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder zu beseitigen. Danach werden die Schiebezapfen 51 des Werkzeugs 50 aus den Montagebohrungen 21c entfernt und die Stahlkugeln 24 werden in die Montagebohrungen 21c eingefügt. In einem derartigen Zustand werden die Schiebezapfen 51 des Werkzeugs 50 wieder in die Montagebohrungen 21c eingefügt, um die Stahlkugeln 24 mit den Stopfen 23 zu koppeln, während die federvorgespannten Rückhaltezapfen 62 in die entsprechenden Löcher 22c in dem Hilfszahnrad 22 eingefügt werden und mit der Stirnfläche des Hauptzahnrads in Eingriff gebracht werden, so daß der Stützblock 61 mit der Stirnfläche des Hilfszahnrads 22 in Eingriff tritt. Dadurch werden die Stahlkugeln 24 in die Stopfen 23 mittels der Schiebezapfen 51 des Werkzeugs 50 gepreßt, so daß die Stopfen 23 in Lage gehalten werden.

Wie aus der obigen Beschreibung zu verstehen ist, kann der Ventilzeitgebungseinstellmechanismus mit der Nockenwelle in der gleichen Weise ohne Einstellarbeiten eingebaut werden, wenn er bei Brennkraftmaschinen angewendet wird, die unterschiedliche Drehmomentschwankungen haben. Das nützt der Verbesserung des Wirkungsgrads der Zusammenbauarbeit der Komponentenbauteile. Da der axiale verschiebebetrag "t" des Hilfszahnrads 22 gegenüber dem Hauptzahnrad 21 durch die Stopfen 23 definiert ist, die in Lage gehalten sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wirken die Stopfen 23 und die Stahlkugeln 24 nicht als eine elastische Vorspannung des Haupt- und Hilfszahnrads 21 und 22 in einer entgegengesetzten Richtung. Das nützt der Beseitigung des Auftretens von nutzlosen reibungsbedingten Eingriffskräften zwischen dem Haupt- und Hilfszahnrad 21 und 22 und zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad 14 und 17. Folglich bewegt sich der mittlere Zahnradsatz 20 ruhig geregelt durch den hydraulischen Antriebsmechanismus 30 in einer axialen Richtung und die beteiligten Zahnräder des Ventilzeitgebungseinstellmechanismus werden für eine lange Zeitspanne gehalten, ohne ein ungewünschtes Spiel zu verursachen.

In den Fig. 4-6 ist eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ventilzeitgebungseinstellmechanismus dargestellt, wobei der mittlere Zahnradsatz 20 durch einen mittleren Zahnradsatz 120 ersetzt ist, der aus einem Paar in Umfangsrichtung beabstandeter halbkreisförmiger Hauptzahnräder 121, die einstückig mit dem Kolben 33 ausgebildet sind und eine innere Schrägverzahnung 121a, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 sind, und eine äußere Schrägverzahnung 121b haben, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 ist, und einem Paar halbkreisförmiger Hilfszahnräder 121 zusammengesetzt ist, die axial beweglich zwischen den Hauptzahnrädern 121 angeordnet sind und eine innere Schrägverzahnung 122a, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Schrägverzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 ist, und eine äußere Schrägverzahnung 122b haben, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Schrägverzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 ist. Ein Paar Stopfen 123 sind axial beweglich innerhalb von Montagebohrungen 121c in dem Kolbenkörper 33 gekoppelt und werden mittels Stahlkugeln 124 in Lage gehalten, die dort eingepreßt sind, um einen axialen verschiebebetrag "t" der Hilfszahnräder 122 gegenüber den Hauptzahnrädern 121 zu definieren.

Bei der oben beschriebenen Abwandlung werden die Stopfen 123 in den Hauptzahnrädern 121 in einem Zustand eingebaut, in dem die Haupt- und Hilfszahnräder 121 und 122 mit der äußeren Verzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 an ihren inneren Schrägverzahnungen 121a und 122a kämmen und mit der inneren Schrägverzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 an ihren äußeren Schrägverzahnungen 121b und 122b kämmen. Dadurch werden die Stopfen 123 zwischen die Hauptzahnräder 121 und die Hilfszahnräder 122 zwischengesetzt und werden in einer axialen Richtung bewegt, um einen axialen Abstand zwischen den Haupt- und Hilfszahnrädern 121 und 122 zu vergrößern oder zu verkleinern. Das bedeutet, daß sich die innere und äußere Schrägverzahnung des mittleren Zahnradsatzes 120, der durch eine Kombination der Haupt- und Hilfszahnräder 121 und 122 gebildet ist, in axialer Länge vergrößert oder verkleinert, um ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der Schrägverzahnung 14a und 121a, 122a; 17a und 121b, 122b zu beseitigen. In einem derartigen, wie oben beschriebenen Zustand werden die Stahlkugeln 124 in die Stopfen 123 gepreßt, um einen axialen verschiebebetrag "t" der Hilfszahnräder 122 gegenüber den Hauptzahnrädern 121 zu definieren und den Abstand zwischen den Haupt- und Hilfszahnrädern 121 und 122 zu fixieren.

Während des vorangehenden Zusammenbauvorgangs werden die Stopfen mit den Hauptzahnräder 121 unter Verwendung von in Fig. 6 gezeigten Werkzeugen 150 und 160 zusammengebaut. Das rechtsseitige Werkzeug 150 setzt sich aus einem Paar von Schiebezapfen 151 zusammen, die fest auf einem Stützblock 152 gestützt sind, um in entsprechende Montagebohrungen 121 in dem Kolbenkörper 33 eingefügt zu werden, während sich das linksseitige Werkzeug 160 aus einem Paar druckaufnehmender Blöcke 161, die mit jeder Stirnfläche der Hilfszahnräder 122 in Kontakt zu bringen sind, und einem Paar beweglicher Halteblöcke 162 zusammensetzt, die rückziehbar mit den druckaufnehmenden Blöcken 161 zusammengebaut sind und durch (nicht gezeigte) Federn vorgespannt sind, um mit jeder Stirnfläche der Hauptzahnräder 121 in Eingriff gebracht zu werden, wenn die druckaufnehmenden Blöcke 161 mit den Stirnflächen der Hilfszahnräder 122 in Eingriff gebracht worden sind. In einem Zustand, in dem die Haupt- und Hilfszahnräder 121 und 122 in kämmenden Eingriff mit dem inneren und äußeren Zahnrad 14 und 17 gehalten werden, werden die Stopfen 123 in die Montagebohrungen 121c in dem Kolbenkörper 33 eingefügt und die Schiebezapfen 151 des Werkzeugs 150 werden in die Montagebohrungen 121c eingefügt, um die Stopfen 123 zu bewegen und sie in einer Lage zu halten, in der der axiale verschiebebetrag "t" der Hilfszahnräder 122 gegenüber den Hauptzahnrädern 121 bestimmt ist, um ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder zu beseitigen. Danach werden die Schiebezapfen 151 des Werkzeugs 150 aus den Montagebohrungen 121c entfernt und die Stahlkugeln 124 werden in die Montagebohrungen 121c eingefügt. In einem derartigen Zustand werden die Schiebezapfen 151 des Werkzeugs 150 wieder in die Montagebohrungen 121c eingefügt, um die Stahlkugeln 124 mit den Stopfen 123 zu koppeln, während die druckaufnehmenden Blöcke 161 und die beweglichen Halteblöcke 162 des Werkzeugs 160 jeweils mit den Stirnflächen der Hilfs- und Hauptzahnräder 122 und 121 in Eingriff gebracht werden. Dadurch werden die Stahlkugeln 124 in die Stopfen 123 mittels der Schiebezapfen 151 des Werkzeugs 150 eingepreßt, um die Stopfen 123 in Lage zu halten.

Entsprechend kann der Ventilzeitgebungseinstellmechanismus an der Nockenwelle 11 in der gleichen Weise ohne Einstellarbeiten angebaut werden, wenn er auf Brennkraftmaschinen angewendet wird, deren Drehkraftschwankungen unterschiedlich sind. Das ist nützlich, um die Wirksamkeit der Zusammenbauarbeit der Komponentenbauteile zu verbessern. Da der axiale Verschiebebetrag "t" der Hilfszahnräder 122 gegenüber den Hauptzahnrädern 121 durch die in Lage gehaltenen Stopfen 123 definiert ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wirken die Stopfen 123 und die Stahlkugeln 124 nicht als elastische Vorspannung der Haupt- und Hilfszahnräder 121 und 122 in einer entgegengesetzten Richtung. Das ist nützlich, um das Auftreten von nutzlosen reibungsbedingten Eingriffskräften zwischen den Haupt- und Hilfszahnrädern 121 und 122 und dem inneren und äußeren Zahnrad 14 und 17 zu beseitigen. Folglich wird der mittlere Zahnradsatz 120 ruhig in einer axialen Richtung durch den hydraulischen Antriebsmechanismus 30 geregelt bewegt und die beteiligten Zahnräder des Ventilzeitgebungseinstellmechanismus werden für eine lange Zeitspanne gehalten, ohne jegliches ungewünschtes Spiel zu verursachen. Außerdem kann die axiale Länge des mittleren Zahnradsatzes 120 verkürzt werden, da die Hilfszahnräder 122 zwischen die Hauptzahnräder 121 gesetzt sind. Das ist nützlich, um den Ventilzeitgebungseinstellmechanismus in einer kompakten Größe zu schaffen.

Obwohl bei der obigen Abwandlung die Stopfen 123 und die Stahlkugeln 124 so angepaßt sind, daß sie den axialen verschiebebetrag "t" der Hilfszahnräder 122 gegenüber den Hauptzahnrädern 121 definieren, können der Stopfen 123 und die Stahlkugel 124 durch einen eingepreßten Zapfen 123A ersetzt werden, wie in Fig. 7 gezeigt ist, oder durch einen eingepreßten Ring 123B, wie in den Fig. 8-10 gezeigt ist. Bei der Verwendung des eingepreßten Zapfens 123A oder Rings 123B ist es erforderlich, den axialen verschiebebetrag "t" der Hilfszahnräder 122 gegenüber den Hauptzahnrädern 121 zu messen, um ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder zu beseitigen. Nach dem Messen des axialen Verschiebebetrags "t" werden der eingepreßte Zapfen 123A oder Ring 123B in die Montagebohrungen 121c in den Kolbenkörper 33 eingepreßt und in einer Lage gehalten, die durch den axialen verschiebebetrag "t" definiert ist. In der gleichen Weise, wie es oben beschrieben ist, können der Stopfen 23 und die Stahlkugel 24, die in den Fig. 1-3 gezeigt sind, durch den in Fig. 7 gezeigten eingepreßten Zapfen 123A ersetzt werden.

In den Fig. 11-13 ist eine andere Abwandlung des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeitgebungseinstellmechanismus dargestellt, wobei das Hilfszahnrad 22 mit einer Bohrung 22d mit einem Absatz an einem Abschnitt ausgebildet ist, der dem Stopfen 23 entspricht. Die Bohrung 22d mit einem Absatz hat einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der mit den Stopfen 23 gekoppelt ist, und einen Abschnitt mit großem Durchmesser, in dem ein elastisches Element 25 aus synthetischem Gummi enthalten ist und durch einen Deckel 26 gehalten ist, der an dem Hilfszahnrad 22 befestigt ist. Unter Aufbringen einer auf den Stopfen 23 wirkenden äußeren Kraft verursacht das elastische Element 25 eine große elastische Kraft gegen die äußere Kraft. Selbst wenn bei dieser Abwandlung die Parallelität der beteiligten Zahnräder aufgrund einer Unregelmäßigkeit der Zahnräder in der Genauigkeit oder aufgrund einer Schwankung einer auf die Zeitgebungsscheibe 18 wirkenden Spannkraft gestört ist, würde eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 20 durch die Bewegung des Stopfens 23 gegen das elastische Element 25 bewirkt werden. Das ist nützlich, um eine ruhige Bewegung des mittleren Zahnradsatzes geregelt durch den hydraulischen Antriebsmechanismus 30 sicherzustellen. In Fig. 14 ist eine Abwandlung des mittleren Zahnradsatzes 120, der in den Fig. 4-6 gezeigt ist, dargestellt, wobei die Hilfszahnräder 122 jeweils mit einer Bohrung 122d mit einem Absatz an einem Abschnitt ausgebildet sind, der dem Stopfen 123 entspricht. Die Bohrung 122d mit einem Absatz hat einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der mit dem Stopfen 123 gekoppelt ist, und einen Abschnitt mit großem Durchmesser, in dem ein elastisches Element 125 aus synthetischem Gummi enthalten ist und durch einen Deckel 126 gehalten ist, der an dem Hilfszahnrad 122 befestigt ist. Selbst wenn bei einer derartigen Anordnung des Stopfens 123 und des elastischen Elements 125 die Parallelität der beteiligten Zahnräder aufgrund einer Unregelmäßigkeit der Zahnräder in der Genauigkeit oder aufgrund einer Schwankung einer auf die Zeitgebungsscheibe 18 wirkenden Spannkraft gestört ist, würde eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 120 durch Bewegung des Stopfens 123 gegen das elastische Element 125 bewirkt werden.

In den Fig. 15-17 ist eine andere Abwandlung des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeitgebungsmechanismus gezeigt, wobei der Stopfen 23 und die Stahlkugel 24 durch einen Walzenstift 27 und einen Ring 28 aus Stahlblech ersetzt sind, das mit einem v-förmigen Querschnitt ausgebildet ist. Der Walzenstift 27 ist axial mit einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser der axialen Montagebohrung 21c gekoppelt und der Ring 28 aus Stahlblech ist in einer ringförmigen Rille 21d angeordnet, die offen mit der Montagebohrung 21c verbunden ist, so daß er nur nach links in der Figur beweglich ist, um den Walzenstift 27 in Lage zu halten. Bei dieser Abwandlung sind die Walzenstifte 27, die durch den Ring 28 aus Stahlblech in Lage gehalten werden, mit dem Hilfszahnrad 22 an ihren freien Enden im Eingriff. Selbst wenn bei einer solchen Anordnung der Walzenstifte 27 und des Rings 28 aus Stahlblech die Parallelität der beteiligten Zahnräder aufgrund einer Unregelmäßigkeit der Zahnräder in der Genauigkeit oder aufgrund einer Schwankung einer auf die Zeitgebungsscheibe 18 aufgebrachten Spannkraft gestört ist, wurde eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 20 durch die elastische Verformung des Rings 28 aus Stahlblech bewirkt werden. In Fig. 18 ist eine Abwandlung des in den Fig. 4-6 gezeigten mittleren Zahnradsatzes 120 dargestellt, wobei der Stopfen 123 und die Stahlkugel 124 durch einen Walzenstift 127 und einen Ring 128 aus Stahlblech ersetzt sind, der mit einem v-förmigen Querschnitt ausgebildet ist. Der Walzenstift 127 ist axial gleitend innerhalb der axialen Montagebohrung 121c gekoppelt und der Ring 128 aus Stahlblech ist innerhalb einer axialen Rille angeordnet, die mit den Montagebohrungen 121c in offener Verbindung ist, so daß er nur in der Figur nach links beweglich ist, um den Walzenstift 127 in Lage zu halten. Bei dieser Abwandlung werden die durch den Ring 128 aus Stahlblech in Lage gehaltenen Walzenstifte 127 mit den Hilfszahnrädern 122 an ihren äußeren Enden in Eingriff gebracht. Selbst wenn bei einer derartigen Anordnung der Walzenstifte 127 und des Rings 128 aus Stahlblech die Parallelität der beteiligten Zahnräder aufgrund einer Unregelmäßigkeit der Zahnräder in der Genauigkeit oder aufgrund einer Schwankung einer auf die Zeitgebungsscheibe 18 wirkenden Spannkraft gestört ist, würde eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 120 durch eine elastische Verformung des Rings 128 aus Stahlblech bewirkt werden.

In den Fig. 19-21 ist eine weitere Abwandlung des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeitgebungseinstellmechanismus dargestellt, wobei der Stopfen 23 und die Stahlkugel 24 durch einen Zapfen 29 mit einem Absatz, der einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser hat, welcher in einer in dem Hilfszahnrad 22 ausgebildeten Montagebohrung 22e axial gleitet, und einen Abschnitt mit großem Durchmesser hat, der in die Montagebohrung 12c des Hilfszahnrads 21 gepreßt ist, eine Tellerfeder S, die zwischen das Hilfszahnrad 22 und ein äußeres Ende des Zapfens 29 mit Absatz gesetzt ist, um den Zapfen 29 mit Absatz in einer axialen Richtung vorzuspannen, wodurch der Zapfen 29 mit Absatz mit dem Hilfszahnrad 22 elastisch in Eingriff tritt, und eine Rückhalteklammer C ersetzt sind, die an dem äußeren Ende des Zapfens 29 mit Absatz befestigt ist, um die Tellerfeder S in Lage zu halten. Der andere Aufbau und die Bauteilkomponenten sind gleich wie die des in den Fig. 1-3 gezeigten Ventilzeitgebungseinstellmechanismus. Bei dieser Abwandlung wird jeder Zapfen 29 mit Absatz, der in dem Hilfszahnrad 22 mittels der Tellerfeder S und der Rückhalteklammer C eingebaut ist, an dem Hauptzahnrad 21 in einer Lage befestigt, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist. Selbst wenn bei einer derartigen Anordnung des Zapfens 29 mit Absatz die beteiligten Zahnräder aufgrund einer Unregelmäßigkeit der Zahnräder in der Genauigkeit oder aufgrund einer Schwankung der auf die Zeitgebungsscheibe 18 wirkenden Spannkraft gestört ist, würde eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 20 durch die Bewegung des Hilfszahnrads gegen die Tellerfeder S bewirkt werden. In Fig. 22 ist eine weitere Abwandlung des in den Fig. 4-6 gezeigten mittleren Zahnradsatzes 120 dargestellt, wobei der Stopfen 123 und die Stahlkugel 124 durch einen Zapfen 129 mit Absatz, eine Tellerfeder S und eine Rückhalteklammer C ersetzt sind, die mit den Haupt- und Hilfszahnrädern 121 und 122 in der gleichen Weise zusammengebaut sind wie bei der obigen Abwandlung. Selbst wenn bei einer derartigen Anordnung des Zapfens 129 mit Absatz die Parallelität der beteiligten Zahnräder aufgrund einer Unregelmäßigkeit der Zahnräder in der Genauigkeit oder aufgrund einer Schwankung einer auf die Zeitgebungsscheibe 18 wirkenden Spannkraft gestört ist, würde eine ruhige axiale Bewegung des mittleren Zahnradsatzes 120 durch die Bewegung der Hilfszahnräder 122 gegen die Tellerfeder S bewirkt werden.

Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel und dessen Abwandlungen jeweils die äußere Verzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 und die innere Verzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 in der Form einer Schrägverzahnung sind, kann entweder nur die äußere Verzahnung 14a oder die innere Verzahnung 17a als eine Schrägverzahnung ausgebildet sein. In einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Ventilzeitgebungseinstellmechanismus auf einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein.

Der Ventilzeitgebungsmechanismus für die Brennkraftmaschine umfaßt das innere Zahnrad 14, das entweder auf der Kurbelwelle oder der Nockenwelle 11 des Motors zur gemeinsamen Drehung montiert ist, das äußere Zahnrad 17, das in umgebender Lagebeziehung zu dem inneren Zahnrad 14 angebaut ist, wobei das äußere Zahnrad 17 mit entweder der Kurbelwelle oder der Nockenwelle 11 zur mit dieser gemeinsamen Drehung in Antriebsverbindung ist, und den mittleren Zahnradsatz 20, der in einem ringförmigen Raum zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad 14, 17 angeordnet ist, um durch ein Fluid bewegt zu werden, das darauf unter Druck in einer axialen Richtung aufgebracht wird, um eine Relativdrehung des inneren und äußeren Zahnrads 14, 17 zu bewirken. Der mittlere Zahnradsatz 20 setzt sich aus dem Hauptzahnrad 21, das mit der inneren Verzahnung 21a, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Verzahnung 14a des inneren Zahnrads 14 ist, und einer äußeren Verzahnung 21b ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Verzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 ist, dem Hilfszahnrad 22, das mit einer inneren Verzahnung 22a, die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Verzahnung 14a des äußeren Zahnrads 14 ist, und einer äußeren Verzahnung 22b ausgebildet ist, die in kämmenden Eingriff mit der inneren Verzahnung 17a des äußeren Zahnrads 17 ist, und einer Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichförmig beabstandeter Rückhalteelemente 23 zusammen, die zwischen die Haupt- und Hilfszahnräder 21, 22 in einem Zustand zwischengesetzt sind, in dem die Haupt- und Hilfszahnräder 21, 22 in dem ringförmigen Raum zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad 14, 17 zwischengesetzt sind, wobei die Rückhalteelemente 23 so angepaßt sind, daß sie einen axialen Abstand zwischen den Haupt- und Hilfszahnrädern 21, 22 einstellen und in einer Lage gehalten werden, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist.

Claims (4)

1. Ventilzeitgebungseinstellmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit folgenden Bauteilen: einem inneren Zahnrad (14), das mit einer äußeren Verzahnung (14a) ausgebildet ist und entweder auf einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle (11) des Motors zur mit dieser gemeinsamen Drehung montiert ist, einem äußeren Zahnrad (17), das mit einer inneren Verzahnung (17a) ausgebildet ist und in umgebender Lagebeziehung zu dem inneren Zahnrad (14) montiert ist, wobei das äußere Zahnrad (17) mit entweder der Kurbelwelle oder der Nockenwelle (11) zur Drehung mit dieser in Antriebsverbindung ist, und einem mittleren Zahnradsatz (20; 120), der mit der äußeren Verzahnung (14a) des inneren Zahnrads (14) in Eingriff ist und der mit der inneren Verzahnung (17a) des äußeren Zahnrads (17) in Eingriff ist, wobei der mittlere Zahnradsatz (20; 120) in einem ringförmigen Raum zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad (14, 17) angeordnet ist, um durch ein Fluid bewegt zu werden, das darauf in einer axialen Richtung unter Druck aufgebracht wird, um eine relative Drehung des inneren und äußeren Zahnrads (14, 17) zu bewirken, wobei der mittlere Zahnradsatz (20; 120) ein Hauptzahnrad (21; 121), das mit einer inneren Verzahnung (21a; 121a), die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Verzahnung (14a) des inneren Zahnrads (14) ist, und einer äußeren Verzahnung (21b; 121b) ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Verzahnung (17a) des äußeren Zahnrads (17) ist, ein Hilfszahnrad (22; 122), das mit einer inneren Verzahnung (22a; 122a), die im kämmenden Eingriff mit der äußeren Verzahnung (14a) des inneren Zahnrads (14) ist, und einer äußeren Verzahnung (22b; 122b) ausgebildet ist, die im kämmenden Eingriff mit der inneren Verzahnung (17a) des äußeren Zahnrads (17) ist und eine Beschränkungseinrichtung (23, 24; 123, 124; 123A, 123B) aufweist, die zwischen die Haupt- und Hilfszahnräder (21, 22; 121, 122) in einem Zustand zwischengesetzt ist, in dem die Haupt- und Hilfszahnräder (21, 22; 121, 122) in den ringförmigen Raum zwischen dem inneren und äußeren Zahnrad (14, 17) gesetzt sind, wobei die Beschränkungseinrichtung (23, 24; 123, 124; 123A, 123B) so angepaßt ist, daß ein axialer Abstand (t) zwischen den Haupt- und Hilfszahnräder (21, 22; 121, 122) eingestellt wird und in einer Lage gehalten wird, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist.

2. Ventilzeitgebungseinstellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschränkungseinrichtung einen Stopfen (23; 123) aufweist, der mit dem Hauptzahnrad (21; 121) gekoppelt ist und in einer Lage gehalten ist, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist, wobei der Stopfen (23; 123) in Eingriff mit dem Hilfszahnrad (22; 122) gehalten ist.

3. Ventilzeisgebungseinstellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschränkungseinrichtung einen Rückhaltezapfen (123A) aufweist, der mit dem Hauptzahnrad (21; 121) gekoppelt ist und in einer Lage gehalten ist, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist, wobei der Rückhaltezapfen (123A) in Eingriff mit dem Hilfszahnrad (22; 122) gehalten ist.

4. Ventilzeisgebungseinstellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschränkungseinrichtung einen Rückhaltering (123B) aufweist, der mit dem Hauptzahnrad (21; 121) gekoppelt ist und in einer Position gehalten ist, in der ein Spiel an den kämmenden Abschnitten der beteiligten Zahnräder beseitigt ist, wobei der Rückhaltering (123B) in Eingriff mit dem Hilfszahnrad (22; 122) gehalten ist.