DE19842431C2 - Ventilzeitsteuervorrichtung - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitsteuervorrichtung, die vorzugsweise zur Optimierung der Öffnungs- oder Schließzeit von mindestens einem Einlaß- oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit Maschinenbetriebszuständen verwendet wird.

Verschiedene Ventilzeitsteuervorrichtungen sind herkömmlich als verbesserte Mechanismen bekannt, die in Brennkraftmaschinen zur Einstellung einer Drehphasendifferenz zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eingebaut sind. Beispielsweise beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 9-32519 A eine herkömmliche Ventilzeitsteuervorrichtung zur Veränderung einer Ventilzeitgebung und/oder eines Hubes von mindestens einem Einlaß- oder Auslaßventil, indem eine Nockenwelle in Axialrichtung verschoben wird, um einen vorteilhaften Nocken zum Eingriff mit dem Ventil aus verschiedenen Nocken auszuwählen, die in axialer Richtung ausgerichtet sind. Bei der herkömmlichen Ventilzeitsteuervorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 9-32519 A beschrieben ist, ist ein Hülse zwischen einer Synchronriemenscheibe und einer Nockenwelle zwischengeordnet. Die Hülse dreht sich zusammen mit der Synchronriemenscheibe und ist mit der Nockenwelle über einen Keilnuteingriff in Eingriff. Mit einer gesteuerten Drehphasendifferenz wird die Antriebskraft von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen. Die Nockenwelle kann eine reziproke Gleitbewegung in einer Axialrichtung ausführen.

Um verschiedene Forderungen zur Verbesserung der Motorleistung zu erfüllen, besteht die Notwendigkeit der genaueren Steuerung der Ventilsteuerzeiten jedes Einlaß- oder Auslaßventils. Jedoch kann eine hochgenaue Ventilzeitsteuerung nicht realisiert werden, ohne die mechanische oder Hardwareanordnung zur Steuerung der Drehphasendifferenz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle sowie einen Axialverschiebungsmechanismus einer mit einer Vielzahl verschiedener Nocken ausgerüsteten Nockenwelle zu verbessern.

Ferner tritt bei der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 9-32 519 A beschriebenen Ventilzeitsteuervorrichtung ein signifikantes Spiel zwischen den Keilen (d. h. Keilnutkeilen) in dem Keilnuteingriff zwischen der Nockenwelle und der Hülse auf. Dieses Spiel erzeugt ein unerwünschtes Schlaggeräusch aus dem Keilnuteingriff in Antwort auf eine positive oder negative Veränderung des während der Öffnungs- und Schließsteuerung des Einlass- oder Auslassventils auf die Nockenwelle aufgebrachten Drehmoments.

In der Druckschrift DE 198 21 228 A1 ist eine Verzahnung zwischen einem Zahnkranz und einer Innenabdeckung offenbart, die ein Drehmoment überträgt. Ein Hinweis auf eine spielfreie Verzahnung wird jedoch nicht geliefert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der Schwierigkeiten beim Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ventilzeitsteuervorrichtung zur genauen Steuerung von Öffnungs- und Schließzeiten eines Einlass- oder Auslassventils einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei das Schlaggeräusch unterdrückt werden soll, das von einem Keilnuteingriff zwischen der angetriebenen Welle und dem angetriebenen Drehkörper hervorgerufen wird.

Diese Aufgabe ist durch eine Ventilzeitsteuervorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß Anspruch 2 ist entweder der antreibende Drehkörper oder der angetriebene Drehkörper ein Flügelrotor und der andere ist ein Gehäuse, das den Flügelrotor aufnimmt und eine Relativverlagerung zwischen dem Flügelrotor und dem Gehäuse innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs zuläßt.

Vorzugsweise hat das Keilelement ein erstes Keilelement und ein zweites Keilelement. Jeder Keil (d. h. Keilnutenkeil), der an dem ersten Keilelement ausgebildet ist, ist an seiner Nachlaufseite mit einer passenden Keilnut des angetriebenen Drehkörpers in Kontakt gebracht. Jeder Keil, der auf dem zweiten Keilelement ausgebildet ist, ist mit seiner Führungsseite mit einer zugehörigen Keilnut des antreibenden Körpers in Kontakt gebracht.

Vorzugsweise ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, um federnd das erste Keilelement in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung zu drücken und um federnd das zweite Keilelement in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung zu drücken.

Vorzugsweise wird die Vorspanneinrichtung durch ein Keilelement gebildet, das eine innere zylindrische Oberfläche hat, die durch einen schraubenförmigen Keilnuteingriff mit einem Element kleineren Durchmessers in Eingriff ist, das als das andere Keilelement dient. Ein Federelement spannt das Keilelement federnd vor.

Vorzugsweise ist die Vorspanneinrichtung durch ein Keilelement gebildet, das in einem entweder im ersten oder im zweiten Keilelement ausgebildeten Ausschnitt aufgenommen ist. Eine Feder belastet das Keilelement, um das erste Keilelement in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung vorzuspannen und das zweite Keilelement in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung federnd vorzuspannen.

Vorzugsweise ist eine Vielzahl hydraulischer Kammern vorgesehen, um durch hydraulischen Druck den angetriebenen Drehkörpers zu beaufschlagen, um die Winkelverlagerung relativ zu dem antreibenden Drehkörper in einer Nacheilrichtung und einer Voreilrichtung hervorzurufen. Ein Gleitabschnitt ist zwischen der angetriebenen Welle und einem Lagerabschnitt der angetriebenen Welle vorgesehen, um eine Dichtung zwischen zwei Fluiddurchlässen zu bilden, die Hydraulikfluid zu den hydraulischen Kammern zu führen.

Vorzugsweise ist ein Ringkanal längs einer inneren zylindrischen Wand des Lagerabschnitts ausgebildet, um mit den hydraulischen Kammern verbunden zu sein, und eine Einstellkammer ist in einem der beiden Fluiddurchlässen geschaffen, indem ein Teil der angetriebenen Welle eine Ausnehmung aufweist. Die Einstellkammer ist unmittelbar mit dem Ringkanal verbunden, unabhängig von einer axialen Verschiebebewegung oder einer Winkelverlagerung zwischen der angetriebenen Welle und dem antreibenden Drehkörper. Vorzugsweise hat der angetriebene Drehkörper eine innere Zylinderfläche mit Keilen, die mit den Keilelementen in Eingriff sind, um eine Verschiebung in Axialrichtung der angetriebenen Welle zu ermöglichen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die obigen sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung deutlich, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, in denen:

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht ist, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs einer Linie II-II von Fig. 1 ist;

Fig. 3A eine Ansicht ist, die einen Keileingriff zwischen einem Flügelrotor und einem positiven Keilelement in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3B eine Ansicht ist, die einen Keileingriff zwischen dem Flügelrotor und einem negativen Keilelement in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht ist, die eine in Axialrichtung verschobene Nockenwelle der Ventilzeitsteuervorrichtung aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 eine vertikale Schnittansicht ist, die Einzelheiten von Ölkanälen zur Zuführung von hydraulischem Öl in Ölkammern zur Verlagerung der Flügelrotors in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 6 und 7 vertikale Schnittansichten sind, die in der Nockenwelle ausgebildete Ölkanäle und einen Lagerabschnitt in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 8 ein Graph ist, der Veränderungen eines auf die Nockenwelle aufgebrachten Drehmoments zeigt;

Fig. 9 eine vertikale Schnittansicht ist, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10A eine Ansicht ist, die einen Keileingriff zwischen dem Flügelrotor und positiven und negativen Keilelementen, in Axialrichtung gesehen, in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10B eine Ansicht ist, die einen schraubenförmigen Keilnuteingriff zwischen dem negativen Keilelement und einem Element kleineren Durchmessers, in Axialrichtung gesehen, in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11A eine Ansicht ist, die den Keileingriff zwischen dem Flügelrotor und dem positiven Keilelement, in Radialrichtung gesehen, in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11B eine Ansicht ist, die den Keilnuteingriff zwischen dem Flügelrotor und dem negativen Keilelement sowie den schraubenförmigen Keilnuteingriff zwischen dem negativen Keilelement und dem Element kleinen Durchmessers, in Radialrichtung gesehen, in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine vertikale Schnittansicht ist, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine vertikale Schnittansicht ist, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 14A eine Ansicht ist, die einen Keilnuteingriff zwischen dem Flügelrotor und einem positiven Keilelement, in Radialrichtung gesehen, in Übereinstimmung mit dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 14B eine Ansicht ist, die einen Eingriff zwischen einem Keilelement und einem negativen Keilelement sowie einen Eingriff zwischen dem Keilelement und einem Element kleinen Durchmessers zeigt; und

Fig. 14C eine Ansicht ist, die den Keil und das negative Keilelement aus einer Richtung gemäß Pfeil C in Fig. 14B gesehen zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind gleiche Teile durchgehend durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 bis 7 sind Ansichten, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Ventilzeitsteuervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels ist hydraulisch gesteuert zur Steuerung der Ventilsteuerzeiten von mindestens einem Einlaß- und Auslaßventil einer Brennkraftmaschine. Diese Ventilzeitsteuervorrichtung ist an einem Zylinderkopf 1 der Brennkraftmaschine angebracht.

Eine in Fig. 1 gezeigte Synchronriemenscheibe 10 ist über einen Synchronriemen (nicht gezeigt) durch eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) angetrieben, die als Antriebswelle der Brennkraftmaschine dient. Mit anderen Worten, die Synchronriemenscheibe 10 dreht synchron mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Ein hinteres Element 3 hat einen Plattenabschnitt 3a und einen Lagerabschnitt 3b. Der Plattenabschnitt 3a, die Synchronriemenscheibe 10 und ein Gleitstückgehäuse 11 sind einstückig mittels einer Vielzahl von Schrauben 41 verbunden. Die Synchronriemenscheibe 10, das Gleitstückgehäuse 11 und das hintere Element 3 bilden einen antreibenden Drehkörper.

Eine Nockenwelle 2, die als eine angetriebene Welle dient, empfangt eine Antriebskraft, die von der Synchronscheibe 10 übertragen wird, um mindestens eines der Einlaß- und Auslaßventile (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine zu öffnen oder zu schließen. Die Nockenwelle 2 hat eine Vielzahl von Nocken mit verschiedenen Umrissen, die ihre Nockenprofile begrenzen, und die in Axialrichtung ausgerichtet sind. Die Nockenwelle 2 ist in einer Drehrichtung bezüglich der Synchronriemenscheibe 10 verlagerbar, um eine vorbestimmte Drehphasendifferenz zwischen diesen zu schaffen. Ferner erstreckt sich die Nockenwelle 2 längs eines zylindrischen Hohlraums des Lagerabschnitts 3b und ist in Axialrichtung bezüglich des Lagerabschnitts 3b durch einen Axialverschiebungsmechanismus (nicht gezeigt) verschiebbar. Genauer gesagt, die Nockenwelle 2 kann innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, der durch einen in Fig. 1 gezeigten Zustand und einen in Fig. 4 gezeigten Zustand begrenzt ist, in der Axialrichtung (d. h. in der Richtung eines Pfeils X-Y) hin und her verschoben werden. In Fig. 1 von links betrachtet drehen die Synchronriemenscheibe 10 und die Nockenwelle 2 im Uhrzeigersinn. Nachfolgend wird diese Drehrichtung als eine Voreilrichtung bezeichnet.

Das Gleitstückgehäuse 11 hat eine zylindrische Wand 12 und einen Frontabschnitt 13, die einstückig ausgebildet sind. Das Gleitstückgehäuse 11 und der Plattenabschnitt 3a des hinteren Elements 3 bilden zusammen einen Gehäusekörper, der einen Flügelrotor 14 aufnimmt. Der Frontabschnitt 13 hat eine durch einen Deckel 21 verschlossene Öffnung.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat das Gleitstückgehäuse 11 insgesamt vier Gleitstücke 11a, 11b, 11c und 11d, die im wesentlichen in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind. Jedes der Gleitstücke 11a, 11b, 11c und 11d ist trapezförmig ausgebildet. Insgesamt vier Sektorräume 15, von denen jeder zwischen zwei benachbarten Gleitstücken vorgesehen ist, dienen jeweils als Aufnahmekammern zur Aufnahme von Flügeln 14a, 14b, 14c und 14d. Eine radial innere Zylinderfläche des Gleitstückgehäuses 11, die das obere Ende jedes Gleitstücks begrenzt, hat einen bogenförmigen Querschnitt, wobei jedes Gleitstück dem Zylinderkörper des Flügelrotors 14 über einen schmalen Spalt gegenüberzuliegt. Eine radial äußere Zylinderfläche des Gleitstückgehäuses 11, das eine Außenwand jedes Sektorraums bildet, hat einen bogenförmigen Querschnitt, um es jedem Flügel zu ermöglichen, sich in Umfangsrichtung dem zugehörigen Sektorraum 15 zu verlagern.

Der Flügelrotor 14, der als ein angetriebener Drehkörper dient, hat axiale Endflächen, die durch den Frontabschnitt 13 des Gleitstückgehäuses 11 bzw. den Plattenabschnitt 3a des hinteren Elements 3 abgedeckt sind. Die Flügel 14a, 14b, 14c und 14d des Flügelrotors 14 sind im wesentlichen im Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet und über ein Dichtelement 16 verschiebbar in den zugehörigen Sektorräumen 15 des Gleitstückgehäuses 11 aufgenommen. Fig. 2 zeigt einen Pfeil, der sowohl die Nacheil- als auch die Voreilrichtungen des Flügelrotors 14 relativ zu dem Gleitstückgehäuse 11 zeigt. Fig. 2 zeigt einen Zustand, in welchem jeder Flügel zu einem Umfangsende des zugehörigen Sektorraums 15 winkelverschoben ist. Der Flügelrotor 14 ist in der größten Nacheilstellung. Die größte Nacheilstellung ist durch den winkelverschobenen Flügel 14a bestimmt, der durch das Gleitstück 11a angehalten ist. Der Flügelrotor 14 hat innere Keilnuten 14e entlang seiner inneren zylindrischen Wand ausgebildet.

Fig. 1 zeigt ein positives Keilelement 44, das als ein erstes Keilelement dient, und ein negatives Keilelement 45, das als ein zweites Keilelement dient. Diese Keilelemente 44 und 45 sind mit dem Flügelrotor 14 über einen Keilwelleneingriff in Eingriff. Die Nockenwelle 2, das positive Keilelement 44 und das negative Keilelement 45 drehen zusammen mit dem Flügelrotor 14 und bewirken eine axial reziproke Bewegung relativ zu dem Flügelrotor 14.

Ein Stift 42 legt das positive Keilelement 44 an einer axialen Endfläche der Nockenwelle 2 sicher fest und bestimmt die Winkelstellung des positiven Keilelements 44 bezüglich der Nockenwelle 2. Das positive Keilelement 44 hat äußere Keilnuten (d. h. Keilwellenkeile) 44a, die an seiner äußeren Zylinderwand ausgebildet sind. Das negative Keilelement 45 ist von der Nockenwelle 2 aus gesehen (d. h. von rechts in Fig. 1 oder in Draufsicht auf Fig. 2) hinter dem positiven Keilelement 44 angeordnet. Das negative Keilelement 45 hat äußere Keilnuten (d. h. Keilwellenkeile) 45a an seiner äußeren Zylinderfläche ausgebildet. Ein Druckelement 46 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als jener des positiven Keilelements 44 und des negativen Keilelements 45, ist von der Nockenwelle 2 aus gesehen hinter dem negativen Keilelement 45 angeordnet. Das positive Keilelement 44, das negative Keilelement 45 und das Druckelement 46 sind mittels einer Schraube 40 fest zusammen an der Nockenwelle 2 befestigt.

Eine Winkelbeziehung zwischen dem positiven Keilelement 44 und dem negativen Keilelement 45 ist, wenn sie eingepreßt sind, so bestimmt, daß jedes Spiel eliminiert werden kann. Insbesondere ist, wie in Fig. 3A gezeigt ist, jeder an dem positiven Keilelement 44 ausgebildete äußere Keil 44a mit seiner Nachlaufseite mit einem zugehörigen inneren Keil oder einer inneren Keilnut 14e des Flügelrotors 14 in Kontakt gebracht, wodurch kein Spiel zwischen diesen in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung auftritt. Andererseits ist jeder äußere Keil 45a, der auf dem negativen Keilelement 45 ausgebildet ist, mit seiner Führungsseite mit einem zugehörigen inneren Keil oder einer inneren Keilnut 14e des Flügelrotors 14 in Kontakt gebracht, so daß, wie in Fig. 3B gezeigt ist, kein Spiel zwischen diesen in der zur Drehrichtung gleichen Richtung auftritt. Dann wird die pressverbundene Baugruppe des positiven Keilelements 44 und des negativen Keilelements 45 an der Nockenwelle 2 befestigt.

Die Nockenwelle 2 kann sich längs der inneren Zylinderwand des Lagerabschnitts 3b in Winkelrichtung verlagern. Die Lagerhülse 20 kann sich entlang der inneren Zylinderwand des Frontabschnitts 13 in Winkelrichtung verlagern. Entsprechend sind die Nockenwelle 2 und der Flügelrotor 14 koaxial an der Synchronriemenscheibe 10 und dem Gleitstückgehäuse 11 befestigt und sind relativ zu der Synchronriemenscheibe 10 und dem Gleitstückgehäuse 11 drehbar.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Dichtelement 16 mit einer Ausnehmung in Eingriff, die an einem radialen äußeren Ende jedes Flügels des Flügelrotors 14 ausgebildet ist. Ein kleiner Radialspalt ist zwischen dem radialen äußeren Ende jedes Flügels und der inneren zylindrischen Wand 12 des Gleitstückgehäuses 11, d. h. die radial äußere Zylinderfläche des Gleitstückgehäuses 11, die den Sektorraum 15 begrenzt, vorgesehen. Das Dichtelement 16 verhindert, daß Hydrauliköl über diesen Spalt von einer Ölkammer in eine benachbarte Ölkammer übertritt. Eine Blattfeder drückt jedes Dichtelement 16 in Richtung auf die innere zylindrische Wand 12.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Führungsring 30 in eine innere Wand des Flügels 14a eingepreßt und durch den Flügel 14a gehalten. Ein Anschlagkolben 31, der als ein Verriegelungselement dient, ist in den Führungsring 30 eingesetzt. Der Anschlagkolben 31 ist tassenförmig mit einen Boden ausgebildet. Der Anschlagkolben 31, der im Führungsring 30 aufgenommen ist, ist in Axialrichtung der Nockenwelle 2 verschiebbar. Eine Feder 32, die in dem inneren zylindrischen Hohlraum des Anschlagkolbens 31 angeordnet ist, drückt den Anschlagkolben 31 in Richtung des Frontabschnitts 13. Ein Kupplungsring 33 ist fest in einem Kupplungsloch gehalten, das in dem Frontabschnitt 13 ausgebildet ist. Eine sich verjüngende Bohrung 33a, die als ein mit dem Verriegelungselement in Eingriff bringbares Element dient, ist an einer inneren zylindrischen Wand des Kupplungsrings 33 ausgebildet. Der Anschlagkolben 31 ist mit der verjüngten Bohrung 33a in Eingriff bringbar, wenn der Flügelrotor 14 in der größten Nacheilstellung ist, die in Fig. 2 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Winkelposition des Flügelrotors 14 bezüglich des Gleitstückgehäuses 11 ist auf die größte Nacheilstellung durch den mit der verjüngten Bohrung 33a in Eingriff befindlichen Anschlagkolben 31 festgelegt. Auf diese Weise bilden der Anschlagkolben 31, die Feder 32 und die verjüngte Bohrung 33a zusammen einen Verriegelungsmechanismus.

Eine als eine Entspannungskammer dienende Ölkammer 34 ist zwischen einer äußeren zylindrischen Wand des Anschlagkolbens 31 und einer inneren Wand des Führungsrings 30 ausgebildet. Die Ölkammer 34 ist mit einer Nacheilölkammer 22 über einen Ölkanal 59 verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Ein hydraulischer Öldruck der Ölkammer 34 wirkt auf eine Druckaufnahmefläche des Anschlagkolbens 31, um den Anschlagkolben 31 aus der verjüngten Bohrung 33a herauszuziehen. Wenn die Nacheilölkammer 22 mit hydraulischem Öl mit einem vorbestimmten Druck gefüllt ist, verläßt der Anschlagkolben 31 die verjüngte Bohrung 33a gegen die Vorspannkraft der Feder 32.

Eine vor dem Anschlagkolben 31 ausgebildete Ölkammer 35 dient als eine Ablaßkammer. Die Ölkammer 35 ist mit einer Voreilölkammer 26 über einen Ölkanal 69 verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Ein hydraulischer Öldruck in der Ölkammer 35 wirkt auf eine vordere endständige Druckaufnahmefläche des Anschlagkolbens 31, um den Anschlagkolben 31 aus der verjüngten Bohrung 33a herauszuziehen. Wenn die Voreilölkammer 26 mit Hydrauliköl mit einem vorbestimmten Druck gefüllt ist, verläßt der Anschlagkolben 31 die verjüngte Bohrung 33a gegen die Vorspannkraft der Feder 32.

Wie zuvor beschrieben wurde, drückt die Vorspannkraft der Feder 32 den Anschlagkolben 31 zum Gleiten in die verjüngte Bohrung 33a, wenn der Flügelrotor 14 bezüglich des Gleitstückgehäuses 11 in der größten Nacheilposition ist, d. h. wenn die Nockenwelle 2 bezüglich der Kurbelwelle in der größten Nacheilstellung ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Verbindungskanal 37, der in der Nähe des hinteren Elements 3 und in der Nähe des Flügels 14a angeordnet ist, mit einer Rückdruckkammer 36 des Anschlagkolbens 31 verbunden. Der Verbindungskanal 37 ist, wenn der Flügelrotor 14 bezüglich des Gleitstückgehäuses 11 in der größten Nacheilstellung ist, mit einem in dem hinteren Element 3 ausgebildeten Verbindungskanal 38 verbunden. Der Verbindungskanal 38 ist mit einem Verbindungskanal 39 längs eines Umfangs der Öldichtung 43 verbunden. Der Verbindungskanal 39 ist mit einem Ölschmierraum (nicht gezeigt) verbunden und zur Luft hin geöffnet. Entsprechend wird, wenn der Flügelrotor 14 bezüglich des Gleitstückgehäuses 11 in der größten Nacheilstellung ist, die Rückdruckkammer zur Luft hin geöffnet. Der Anschlagkolben 31 kann sich in der größten Nacheilstellung frei verschieben. Wenn der Flügelrotor 14 aus der größten Nacheilstellung in die Voreilrichtung dreht, ist der Anschlagkolben 31 nicht mit der verjüngten Bohrung 33a in Eingriff bringbar. Diese Voreilbewegung des Flügelrotors 14 trennt den Verbindungskanal 37 von dem Verbindungskanal 38.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Nacheilölkammer 22 von dem Gleitstück 11d und dem Flügel 14a begrenzt. Eine Nacheilölkammer 23 ist zwischen dem Gleitstück 11a und dem Flügel 14b angeordnet. Eine Nacheilölkammer 24 ist zwischen dem Gleitstück 11b und dem Flügel 14c angeordnet. Eine Nacheilölkammer 25 ist zwischen dem Gleitstück 11c und dem Flügel 14d angeordnet. Die Voreilölkammer 26 ist zwischen dem Gleitstück 11a und dem Flügel 14a angeordnet. Eine Voreilölkammer 27 ist zwischen dem Gleitstück 11b und dem Flügel 14b angeordnet. Eine Voreilölkammer 28 ist zwischen dem Gleitstück 11c und dem Flügel 14c angeordnet. Eine Voreilölkammer 29 ist zwischen dem Gleitstück 11d und dem Flügel 14d angeordnet. Jede Ölkammer dient als eine hydraulische Betätigungskammer.

Der Zylinderkopf 1 hat Ölringkanäle 50 und 60 längs seiner inneren zylindrischen Wand ausgebildet, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Ein Umschaltventil 71 verbindet wahlweise jeden der Ölringkanäle 50 und 60 mit einer Ölpumpe 70, die als eine hydraulische Kraftquelle dient, oder mit einem Ablaß 72 in Antwort auf ein Steuersignal, das von einer Motorsteuervorrichtung (ECU) 73 abgegeben wird.

Fig. 6 zeigt drei Verbindungslöcher 51, die sich quer zu der zylindrischen Wand des Lagerabschnitts 3b erstrecken. Die Nockenwelle 2 hat einen Ausschnitt, der längs einer Sehne dieses kreisförmigen Querschnitts ausgebildet ist, um eine Segmentölkammer 52 zu bilden, die durch einen Bogen des Lagerabschnitts 3b und die Sehne der Nockenwelle 2 begrenzt ist. Diese Ölkammer 52 dient als eine Einstellkammer. Fig. 5 zeigt einen Ölringkanal 53, der längs der zylindrischen Wand des Lagerabschnitts 3b ausgebildet ist. Der Plattenabschnitt 3a hat eine Vielzahl von Ölkanälen 54, die sich zu den jeweiligen Nacheilölkammern 22, 23, 24 und 25 erstrecken. Das Hydrauliköl, das von der Ölpumpe 70 zugeführt ist, fließt von dem Ölkanal 50 über die Verbindungslöcher 51, die Ölkammer 52, den Ölringkanal 53 und die Vielzahl von Ölkanälen 54 in die Nacheilölkammern 22, 23, 24 und 25.

Die Ölkammer 52, die als eine Einstellkammer dient, ist stets und unmittelbar mit dem Ölringkanal 53 verbunden, unabhängig von einer relativen Axialverschiebebewegung zwischen dem Lagerabschnitt 3b und der Nockenwelle 2, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt ist. Ferner ist die Ölkammer 52 unmittelbar mit dem Ölringkanal 53 verbunden, unabhängig von einer relativen Drehwinkelverlagerung zwischen dem Lagerabschnitt 3b und der Nockenwelle 2. Ein Gleitabschnitt 5 zwischen der äußeren zylindrischen Wand der Nockenwelle 2 und der inneren zylindrischen Wand des Lagerabschnitts 3b dichtet eine Ölkammer 64 gegenüber dem Ölkanal 53 ab, die das Hydrauliköl zu jeder Nacheilölkammer führt. Eine Dichtlänge des Gleitabschnitts 5 ist innerhalb eines Bereichs konstant, in welchem sich die Nockenwelle 2 in Axialrichtung verschiebt.

Fig. 7 zeigt drei Verbindungslöcher 61, die sich quer zur zylindrischen Wand des Lagerabschnitts 3b erstrecken. Die Nockenwelle 2 hat einen längs einer Sehne ihres kreisförmigen Querschnitts ausgebildeten Ausschnitt, um eine Segmentölkammer 62 zu bilden, die durch einen Bogen des Lagerabschnitts 3b und die Sehne der Nockenwelle 2 begrenzt ist. Die Nockenwelle 2 hat einen Ölkanal 63, der sich längs ihrer Axialmitte erstreckt. Die Schraube 40 hat einen Ölkanal 40a, der sich längs ihrer Axialmitte erstreckt. Die Nockenwelle 2 hat eine Ölkammer 64, die an ihrer Axialmitte ausgebildet ist. Der Flügelrotor 14 hat sich radial erstreckende Ölkanäle 65, 66, 67 und 68, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das von der Ölpumpe 70 zugeführte Hydrauliköl fließt von dem Ölkanal 60 über die Verbindungslöcher 61, die Ölkammer 62, den Ölkanal 63, den Ölkanal 40a, die Ölkammer 64 und die Ölkanäle 65, 66, 67 und 68 in die Voreilölkammern 26, 27, 28 und 29.

Die zuvor beschriebene Ventilzeitsteuervorrichtung arbeitet auf die folgende Weise.

Es wird kein Hydrauliköl oder Motoröl von der Ölpumpe 70 in die Ölkammern 34 und 35 zugeführt, wenn der Motor angehalten ist. Der Flügelrotor 14 ist, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, bezüglich des Gleitstückgehäuses 11 in der größten Nacheilstellung positioniert. Der durch die Feder 32 vorgespannte Anschlagkolben 31 tritt in die verjüngte Bohrung 33a ein. Dieser Eingriff zwischen dem Anschlagkolben 31 und der verjüngten Bohrung 33a verriegelt den Flügelrotor 14 fest mit dem Gleitstückgehäuse 11. Obwohl die Nockenwelle 2 einer Drehmomentschwankung in Übereinstimmung mit der Betätigung des Einlaßventils, die in Fig. 8 gezeigt ist, unterworfen wird, wird wegen der festen Verriegelung zwischen dem Gleitstückgehäuse 11 und dem Flügelrotor 14 kein Schlaggeräusch zwischen diesen beiden Teilen erzeugt.

Wenn ferner die Nockenwelle 2 eine positive Drehmomentabweichung empfängt, wird das in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung wirkende positive Drehmoment durch das positive Keilelement 44 über einen Keilnuteingriff zwischen den äußeren Keilen 44a und den inneren Keilen 14e des Flügelrotors 14 aufgenommen. Wenn die Nockenwelle 2 eine negative Drehmomentveränderung empfängt, wird das in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung wirkende negative Drehmoment durch das negative Keilelement 45 über einen Keilnuteingriff zwischen den äußeren Keilen 45a und den inneren Keilen 14e des Flügelrotors 14 aufgenommen. Folglich wird kein Schlaggeräusch zwischen den Keilnuten (d. h. Keilwellenkeilen) erzeugt, wenn die Nockenwelle 2 einer positiven oder einer negativen Drehmomentveränderung unterworfen wird.

Nachdem der Motor angelassen ist, fördert die Ölpumpe 70 Hydrauliköl zu entsprechenden Nacheilölkammern. Die Ölkammer 34 empfängt das Hydrauliköl von der Nacheilölkammer 22 über den Ölkanal 59. Wenn der Druck des in die Ölkammer 34 zugeführten Hydrauliköls einen vorbestimmten Wert übersteigt, verläßt der Anschlagkolben 31 die verjüngte Bohrung 33a gegen die Vorspannkraft der Feder 32. Das Lösen des Anschlagkolbens 31 aus der verjüngten Bohrung 33a gestattet es dem Flügelrotor 14 eine freie Winkelverschiebung relativ zu dem Gleitstückgehäuse 11 auszuführen. Der Flügelrotor 14 empfängt jedoch einen hydraulischen Druck von jeder Nacheilkammer, der in der Nacheilrichtung wirkt. Im Ergebnis wird der Rotor 14 in der größten Nacheilstellung gehalten, die in Fig. 2 gezeigt ist. Es wird kein Schlaggeräusch zwischen dem Flügelrotor 14 und dem Gleitstückgehäuse 11 erzeugt, sogar wenn die Nockenwelle 2 einer positiven oder negativen Drehmomentschwankung in Übereinstimmung mit der Betätigung des Einlaßventils unterworfen wird.

Um den Flügelrotor 14 von der größten Nacheilstellung gemäß Fig. 1 in die Voreilrichtung zu bewegen, sendet die ECU 73 ein Steuersignal an das Umschaltventil 71. In Antwort auf dieses Steuersignal schaltet das Umschaltventil 71 die Ölkanäle um, um jede Nacheilölkammer zur Luft hin zu öffnen und das Hydrauliköl zu zugehörigen Voreilkammern zu führen. Das Hydrauliköl tritt in die Ölkammer 35 von der Voreilölkammer 26 über den Ölkanal 69 ein, um den Zustand aufrecht zu erhalten, in welchem der Anschlagkolben 31 außer Eingriff von der verjüngten Bohrung 33a ist. Wenn der Druckpegel des in jede Voreilölkammer zugeführten Hydrauliköls einen vorbestimmten Wert übersteigt, beginnt der Flügelrotor 14 von der größten Nacheilstellung in die Voreilrichtung zu drehen, wobei der Anschlagkolben 31 zu einer gegenüber der verjüngten Bohrung 33a winkelverschobenen Stellung verschoben wird. Während des Betriebs des Motors erzeugt die ECU 73 ein Steuersignal zur Optimierung der Ventilsteuerzeiten jedes Einlaß- oder Auslaßventils in Übereinstimmung mit Fahrzeugbetriebszuständen. Die hydraulischen Drücke in den Nacheil- und Voreilölkammern werden genau durch das Umschaltventil 71 verändert, das in Antwort auf dieses Steuersignal gesteuert ist, um die Winkelverschiebung des Flügelrotors 14 relativ zu dem Gleitstückgehäuse 11 einzustellen, d. h. um eine relative Phasendifferenz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 2 zu optimieren. Entsprechend kann die Ventilsteuerzeit jedes Einlaßventils genau gesteuert werden. Ferner kann durch Verschieben der Nockenwelle 2 in axialer Richtung durch den Axialverschiebungsmechanismus (nicht gezeigt), die Ventilsteuerzeit und/oder der Hub jedes Einlaß- oder Auslaßventils gesteuert werden.

Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind das positive Keilelement 44 und das negative Keilelement 45 fest mit der Nockenwelle 2 verbunden, um die Winkelphasenbeziehung dazwischen derart aufrechtzuerhalten, daß sowohl in Dreh- und Gegendrehrichtung kein Spiel zwischen den inneren Keilen 14e des Flügelrotors 14 und den äußeren Keilen der positiven und negativen Keilelemente 44 und 45 auftritt. Entsprechend ist es möglich, die Erzeugung des Schlaggeräusches aus dem Keilnuteneingriff zwischen dem Flügelrotor 14 und jedem der positiven und negativen Keilelemente 44 und 45 zu verhindern, sogar wenn die Nockenwelle 2 einer positiven oder einer negativen Drehmomentveränderung unterworfen wird.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 9, 10 und 11 sind Ansichten, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.

Fig. 9 zeigt das positive Keilelement 44 und ein Element kleineren Durchmessers 47, die zusammen das erste Keilelement bilden und mittels der Schraube 40 fest an der Nockenwelle 2 befestigt sind. Das kleindurchmessrige Element 47 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als jener des positiven Keilelements 44. Eine Vielzahl äußerer schraubenförmiger Keilnuten (d. h. Keilwellenkeile) 47a ist an einer äußeren zylindrischen Wand des kleindurchmessrigen Elements 47 ausgebildet. Ein negatives Keilelement 48, das als das zweite Keilelement dient, hat innere schraubenförmige Keilnuten (d. h. Keilwellenkeile) 48b an seiner inneren zylindrischen Wand ausgebildet. Die inneren schraubenförmigen Keilnuten 48b des negativen Keilelements 48 sind mit den äußeren schraubenförmigen Keilnuten 47a des kleindurchmessrigen Elements 47 in Eingriff, um einen schraubenförmigen Keilwelleneingriff zu bilden. Das negative Keilelement 48 hat eine äußere zylindrische Wand, auf der äußere Keilnuten (d. h. Keilwellenkeile) 48a vorgesehen sind. Die äußeren Keilnuten 48a des negativen Keilelements 48 sind mit dem Flügelrotor 14 in Eingriff.

Das negative Keilelement 48 ist durch eine Feder 49 in Axialrichtung federnd vorgespannt. Die Vorspannkraft der Feder 49 drückt das negative Keilelement 48 in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung. Folglich ist jede innere schraubenförmige Keilnut 48b, die an dem negativen Keilelement 48 ausgebildet ist, an ihrer nachlaufenden Seite mit einer passenden äußeren Keilnut 47a des kleindurchmessrigen Elements 47 in Kontakt (d. h. aufgenommen), wie in Fig. 10B und 11B gezeigt ist. Der schraubenförmige Keileingriff (Keile 47a und 48b) zwischen dem negativen Keilelement 48 und dem kleindurchmessringen Element 47 und der Feder 49, die das kleindurchmessrige Element 47 beaufschlagt, dienen zusammen als eine Vorspanneinrichtung.

Die Federkraft der Feder 49 drückt das kleindurchmessrige Element 47 und das positive Keilelement 44 in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung. Somit wird jede äußer Keilnut 44a, die an dem positiven Keilelement 44 ausgebildet ist, mit ihrer Nachlaufseite mit einer passenden inneren Keilnut 14e des Flügelrotors 14 in Kontakt gebracht (d. h. davon aufgenommen) wie in Fig. 10A und 11A gezeigt ist. Das negative Keilelement 48 drückt das kleindurchmessrige Element 47 in die Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung. Das negative Keilelement 48 selbst wird in die gleiche Richtung wie die Drehrichtung gedrückt. Somit wird jede äußere Keilnut 48a mit ihrer Führungsseite mit einer passenden inneren Keilnut 14e des Flügelrotors 14 in Kontakt gebracht (d. h. davon aufgenommen).

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das negative Keilelement 48 über den schraubenförmigen Keilnuteingriff mit dem kleindurchmessrigen Element 47 in Eingriff. Die Feder 49 drückt das negative Keilelement 48 in die axiale Richtung. Die äußeren Keilnuten 44a des positiven Keilelements 44 und die äußeren Keilnuten 48a des negativen Keilelements 48 sind mit den inneren Keilnuten 14e des Flügelrotors 14 in Eingriff, ohne daß irgendein Spiel zwischen diesen in der Dreh- als auch in der Gegendrehrichtung auftritt. Der Flügelrotor 14 dient als der angetriebene Drehkörper. Entsprechend ist es möglich, die Erzeugung des Schlaggeräuschs aus dem Keilwelleneingriff zwischen dem Flügelrotor 14 und jedem der positiven und negativen Keilelemente 44 und 45 zu verhindern, sogar wenn die Nockenwelle 2 einer positiven oder negativen Drehmomentveränderung unterworfen wird.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 12 ist eine Ansicht, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, daß ein negatives Keilelement 76, das als das zweite Keilelement dient, durch eine Tellerfeder 78 federnd vorgespannt ist, die als ein Federelement dient. Ein kleindurchmessriges Element 75 und ein Druckelement 77 unterscheiden sich im Aufbau von dem zuvor beschriebenen kleindurchmessrigen Element 47 bzw. dem Andruckelement 46. Jedoch wirkt jede Komponente auf die gleiche Weise wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Indem das negative Keilelement 76 durch die Tellerfeder 78 federnd vorgespannt wird, kann die Axiallänge der Vorrichtung vermindert werden.

Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 13 und 14 sind Ansichten, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.

Fig. 13 zeigt das positive Keilelement 44 und ein kleindurchmessriges Element 80, die zusammen das erste Keilelement bilden und mittels der Schraube 40 an der Nockenwelle 2 fest angebracht sind. Das kleindurchmessrige Teil 80 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als jener des positiven Keilelements 44. Es sind keine äußeren schraubenförmigen Keilnuten an einer äußeren zylindrischen Fläche des kleindurchmessrigen Elements 80 vorgesehen. Ein negatives Keilelement 81, das als das zweite Keilelement dient, ist drehbar um das kleindurchmessrige Element 80 angeordnet.

Fig. 14B und 14C zeigen einen Ausschnitt 80a, der in dem kleindurchmessrigen Element 80 ausgebildet ist, und einen Ausschnitt 81b, der in dem negativen Keilelement 81 ausgebildet ist. Diese Ausschnitte 80a und 81b bilden einen Raum zur Aufnahme eines Keils 82, der durch die Tellerfeder 78 federnd vorgespannt ist. Der Ausschnitt 80a hat einen rechteckigen Querschnitt, während der andere Ausschnitt 81b eine Schrägfläche 81c hat, die mit einer zugehörigen Schrägfläche 82a des Keils 82 in Eingriff gebracht wird, um den Keil 82 gleitend zu führen.

Weil die Tellerfeder 78 den Keil 82 in der Axialrichtung (siehe Fig. 14C) federnd vorspannt, drückt die Schrägfläche 82a die Schrägfläche 81c in die gleiche Richtung wie die Drehrichtung.

Jede äußere Keilnut 81a, die an dem negativen Keilelement 81 ausgebildet ist, wird mit ihrer Führungsseite mit einer passenden inneren Keilnut 14e des Flügelrotors 14 (siehe Fig. 14B) in Kontakt gebracht. Das kleindurchmessrige Element 80 wird mit einer Nachlaufseite des Keils 82 in Kontakt gebracht. Somit wirken der Keil 82 und die Tellerfeder 78 als eine Vorspanneinrichtung zusammen, um sowohl das positive Keilelement 44 als auch das kleindurchmesserige Element 80 in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung vorzuspannen.

Bei dem zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel sind das erste Keilelement 44 und das kleindurchmessrige Element 80 fest an der Schraube 40 befestigt. Das kleindurchmessrige Element 80 ist in der Richtung entgegen der Drehrichtung vorgespannt, wahrend das negative Keilelement 81 in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung vorgespannt ist. Jede äußere Keilnut 44a, die an dem positiven Keilelement 44 ausgebildet ist, wird mit ihrer Nachlaufseite mit einer passenden inneren Keilnut 14e des Flügelrotors 14 in Kontakt gebracht. Somit sind die äußeren Keilnuten 44a des positiven Keilelements 44 und die äußeren Keilnuten 81a des negativen Keilelements 81 mit den inneren Keilnuten 14e des Flügelrotors 14, der als der angetriebene Drehkörper dient, in Eingriff, ohne irgendein Spiel dazwischen in sowohl der Dreh- als auch der Gegendrehrichtung hervorzurufen.

Entsprechend ist es möglich, die Erzeugung des Schlaggeräusches aus dem Keilwelleneingriff zwischen dem Flügelrotor 14 und jedem der positiven und negativen Keilelemente 44 und 81 zu verhindern, sogar wenn die Nockenwelle 2 einer positiven oder negativen Drehmomentveränderung unterworfen wird. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung hat die Nockenwelle 2 die Vielzahl von Nocken mit verschiedenen Umrissen, die deren Nockenprofile begrenzen, und die in Axialrichtung ausgerichtet sind. Dies macht es möglich, den Hub und/oder die Ventilsteuerzeit jedes Einlaß- oder Auslaßventils durch Verschieben der Nockenwelle 2 in der Axialrichtung zu steuern. Ferner ist eine Drehphasendifferenz zwischen dem Gleitstückgehäuse 11 und dem Flügelrotor 14 hydraulisch einstellbar. Dies macht es möglich, die Ventilsteuerzeiten jedes Einlaß- oder Auslaßventils genau zu steuern. Ferner bieten die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen kompakten Aufbau, der geeignet ist, die Nockenwelle 2 mit verschiedenen Nocken aufzunehmen und in Axialrichtung verschiebbar zu machen, und um hydraulisch die Drehphasendifferenz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 2 zu steuern.

Ferner verwenden die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung den Flügelrotor zur Steuerung der Drehphasendifferenz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle. Der Flügelrotor ist dahingehend vorteilhaft, daß eine in dem Steuermechanismus hervorgerufene Reibung relativ klein ist und sein Ansprechen während der Steuerung der Drehphasendifferenz hervorragend ist.

Jedoch schließt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Eingriffs hydraulisch gesteuerter Schraubenzahnräder zur Steuerung der Drehphasendifferenz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle nicht aus.

Ferner kann jeder geradlinige Keilwelleneingriff zwischen dem Flügelrotor 14 und jedem der positiven und negativen Keilelemente, der in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben ist, durch einen vergleichbaren oder äquivalenten schraubenförmigen Keileingriff ersetzt werden. Ferner ist es möglich, das positive Keilelement und das negative Keilelement als ein einzelnes Keilelement zusammenzufassen.

Ferner kann in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Synchronriemenscheibe, die zur Übertragung der Drehantriebskraft auf die Nockenwelle verwendet wird, durch andere vergleichbare oder äquivalente Mechanismen, wie ein Kettenrad oder Synchronzahnräder ersetzt werden. Ferner ist es möglich, daß der Flügelrotor die Antriebskraft von der als die treibende Welle dienende Kurbelwelle empfängt, während die Nockenwelle als die angetriebene Welle dient und zusammen mit dem Gleitstückgehäuse dreht.

Es ist selbstverständlich, daß die Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Steuerung von entweder Einlaß- oder Auslaßventilen ausschließlich oder alternativ zur Steuerung von sowohl den Einlaß- als auch den Auslaßventilen einer Brennkraftmaschine verwendet werden kann.

Claims (9)

1. Ventilzeitsteuervorrichtung, die in einem Antriebskraftübertragungsmechanismus zur Übertragung einer Antriebskraft einer Brennkraftmaschine auf eine angetriebene Welle (2) mit einer Vielzahl von in einer Axialrichtung ausgerichteten Nocken mit verschiedenen Umrissen versehen ist, die Nockenprofile zum Öffnen oder Schließen von mindestens einem Einlass- oder Auslassventil definieren, wobei die Ventilzeitsteuervorrichtung folgendes aufweist:
einen antreibenden Drehkörper (3, 10, 11), der synchron mit einer antreibenden Welle der Brennkraftmaschine dreht,
mindestens ein Keilelement (44, 45; 48; 76; 81), das zusammen mit der angetriebenen Welle dreht, und
einen angetriebenen Drehkörper (14), der eine Winkelverschiebung relativ zu dem antreibenden Drehkörper (3, 10, 11) in Antwort auf einen hydraulischen Druck hervorruft, wobei der angetriebene Drehkörper (14) mit dem Keilelement (44, 45) über einen Keilnuteingriff in Eingriff ist, um eine Verschiebung der angetriebenen Welle (2) in der Axialrichtung zuzulassen und um ein Spiel zwischen dem Keilelement (44, 45) und dem angetriebenen Drehkörper (14) mittels einer Verspannung zwischen dem Keilelement (44, 45) und dem angetriebenen Drehkörper (14) zu vermeiden.

2. Ventilzeitsteuervorrichtung, die in einem Antriebskraftübertragungsmechanismus zur Übertragung einer Antriebskraft einer Brennkraftmaschine auf eine angetriebene Welle (2) mit einer Vielzahl von in einer Axialrichtung ausgerichteten Nocken mit verschiedenen Umrissen versehen ist, die Nockenprofile zum Öffnen oder Schließen von mindestens einem Einlass- oder Auslassventil definieren, wobei die Ventilzeitsteuervorrichtung folgendes aufweist:
einen antreibenden Drehkörper (3, 10, 11), der synchron mit einer antreibenden Welle der Brennkraftmaschine dreht,
mindestens ein Keilelement (44, 45; 48; 76; 81), das zusammen mit der angetriebenen Welle (2) dreht, und
einen angetriebenen Drehkörper (14), der eine Winkelverschiebung relativ zu dem antreibenden Drehkörper (3, 10, 11) in Antwort auf einen hydraulischen Druck hervorruft, wobei der angetriebene Drehkörper (14) mit dem Keilelement (44, 45) über einen Keilnuteingriff in Eingriff ist, um eine Verschiebung der angetriebenen Welle (2) in der Axialrichtung zuzulassen,
wobei entweder der antreibende Drehkörper (3, 10, 11) oder der angetriebene Drehkörper (14) ein Flügelrotor (14) und der jeweils andere Teil ein den Flügelrotor aufnehmendes Gehäuse (11) ist, wodurch eine Relativverlagerung zwischen dem Flügelrotor (14) und dem Gehäuse (11) innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs erreicht wird, und wobei ein Spiel zwischen dem Keilelement (44, 45) und dem angetriebenen Drehkörper (14) mittels einer Verspannung zwischen dem Keilelement (44, 45) und dem angetriebenen Drehkörper (14) vermieden wird.

3. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Keilelement ein erstes Keilelement (44; 47; 75; 80) und ein zweites Keilelement (45; 48; 76; 81) umfasst, wobei jede an dem ersten Keilelement (44) ausgebildete Keilnut mit ihrer Nachlaufseite mit einer passenden Keilnut des angetriebenen Drehkörpers (14) in Kontakt gebracht ist und jede an dem zweiten Keilelement (45) ausgebildete Keilnut mit ihrer Führungsseite mit einer passenden Keilnut des angetriebenen Drehkörpers (14) in Kontakt gebracht ist.

4. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Vorspanneinrichtung (47a, 48a, 49; 82, 78) vorgesehen ist, um das erste Keilelement in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung federnd vorzuspannen und um das zweite Keilelement in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung federnd vorzuspannen (Fig. 9).

5. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorspanneinrichtung von einem Keilelement (48) gebildet ist, das eine innere zylindrische Fläche hat, die über einen schraubenförmigen Keilnuteingriff mit einem kleindurchmessrigen Element (47) in Eingriff ist, das als das andere Keilelement dient, und wobei ein Federelement (49) das eine Keilelement (48) federnd vorspannt (Fig. 9).

6. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorspanneinrichtung durch einen Keil (82), der in einem entweder im ersten Keilelement (80) oder im zweiten Keilelement (81) gebildeten Ausschnitt aufgenommen ist, und durch eine Feder (78) gebildet ist, die den Keil beaufschlagt, um das erste Keilelement in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung federnd vorzuspannen, und um das zweite Keilelement in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung federnd vorzuspannen (Fig. 13).

7. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Vielzahl hydraulischer Kammern (22-29) vorgesehen ist, um den angetriebenen Drehkörper (14) hydraulisch zu beaufschlagen und somit die Winkelverschiebung relativ zu dem antreibenden Drehkörper (3, 10, 11) in einer Nacheilrichtung und einer Voreilrichtung zu bewirken, wobei ein Gleitabschnitt (5) zwischen der angetriebenen Welle (2) und einem Lagerabschnitt (3b) der angetriebenen Welle (2) vorgesehen ist, um eine Dichtung zwischen zwei Fluidkanälen (50, 51, 52, 53, 54) zu schaffen, die Hydraulikfluid den hydraulischen Kammern (22-29) zuführen.

8. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein Ringkanal (53) längs einer inneren zylindrischen Wand des Lagerabschnitts (3b) ausgebildet ist, um mit den hydraulischen Kammern verbunden zu sein, wobei eine Einstellkammer (52) in einem der beiden Fluidkanäle (50, 51, 52, 53, 54) durch Abschneiden eines Teils der angetriebenen Welle vorgesehen ist, und wobei die Einstellkammer (52) direkt mit dem Ringkanal (53) verbunden ist, unabhängig von einer axialen Verschiebebewegung oder einer Winkelverlagerung zwischen der angetriebenen Welle (2) und dem antreibenden Drehkörper (3, 10, 11).

9. Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der angetriebene Drehkörper (14) eine innere zylindrische Oberfläche mit Keilnuten hat, die mit dem Keilelement (44, 45) in Eingriff sind, um eine Verschiebung der angetriebenen Welle in der axialen Richtung zu ermöglichen.