DE19952275A1 - Ventilzeitensteuerungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

In einer Ventilzeitensteuerungsvorrichtung wird zur Befestigung eines Rotors 20 an einer Nockenwelle 10 ein Bolzenelement 60 verwendet, welches damit zu koppeln ist. Das Bolzenelement 60 hat einen eingebauten Ventilkörper 80. Zwischen dem Ventilkörper 80 und einer Stange 97 eines elektromagnetischen Aktuators 90 ist ein Einstellelement 88 vorgesehen, um eine axiale Verlagerung des Ventilkörpers 80 zu steuern. Ein solcher Aufbau vereinfacht den Zusammenbauvorgang der Ventilzeitensteuerungsvorrichtung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Ventilzeitensteuerungs­ vorrichtung gerichtet und insbesondere auf eine Ventilzeiten­ steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Winkelphasendifferenz zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Japanische Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. Hei-280019, ohne Prüfung am 28. September 1997 veröffentlicht, beschreibt eine herkömmliche Ventilzeitensteuerungsvorrichtung. Diese Ventilzeitensteuerungsvorrichtung umfasst ein Dreh­ element, dass zusammen mit einer Nockenwelle einer Brennkraft­ maschine dreht, ein Drehübertragungselement, welches zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht und mit dem Drehelement verbunden ist, um relativ zu dem Drehelement gedreht zu werden, eine Vielzahl von Flügeln, die sich jeweils so in eine Vielzahl von Hohlabschnitten erstrecken, dass jeder Flügel eine Winkelvoreilkammer und eine Winkelnacheilkammer in dem entsprechenden Hohlabschnitt begrenzt, einen Zylinder, der in eine Innenbohrung des Drehelements fest eingesetzt ist, und ein Steuerventil, welches in einer Axialrichtung in einer Bohrung des Zylinders bewegbar eingesetzt ist und die Fluid­ menge von einer Fluidquelle zu sowohl der Winkelvoreilkammer- als auch der Winkelnacheilkammer steuert, indem es durch einen elektromagnetischen Mechanismus angetrieben wird, der an der Brennkraftmaschine befestigt ist.

Wenn das Steuerventil in einer Richtung (der anderen Richtung) durch Betätigung des elektromagnetischen Mechanismus bewegt wird, werden eine Fluidversorgung zu der Voreilkammer und ein Fluidablass von der Nacheilkammer gleichzeitig eingerichtet (ein Fluidablass von der Voreilkammer und eine Fluidzuführung zu der Nacheilkammer werden gleichzeitig eingerichtet), was gleichzeitig Drehungen des Drehelements und des Drehüber­ tragungselements in einer Richtung (der anderen Richtung) hervorruft, wobei eine Winkelphase der Kurbelwelle relativ zu einer Winkelphase der Nockenwelle voreilt (nacheilt). Somit wird eine Ventilsteuerzeit eines mit der Nockenwelle verbundenen Ventils weiter verfrüht (verzögert). In dem vorhergehenden Aufbau ist jedoch ein erstes Verbindungselement erforderlich, um das Drehelement und die Nockenwelle miteinander zu verbinden. Zusätzlich ist ein zweites Verbindungselement ebenfalls wesentlich für die Verbindung zwischen der Innenbohrung des Drehelements und dem Zylinder, der darin das Steuerventil aufnimmt. Ein solches erstes Verbindungselement und zweites Verbindungselement rufen einen Anstieg der Anzahl der Teile hervor, was zu einem Anstieg der Produktionskosten für die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung zusätzlich zu der Tatsache führt, dass die Elemente eine einfache und schnelle Montage der Ventilzeitensteuerungsvorrichtung verhindern.

Ferner muss bei dem vorhergehendem Aufbau, wenn die Ventil­ zeitensteuerungsvorrichtung an der Brennkraftmaschine befestigt wird, die Axialbewegung des Steuerventils derart eingestellt werden, dass ein entfernter Endabschnitt des Steuerventils, der sich in Richtung auf den elektromagnetischen Mechanismus erstreckt, auf verschraubte Weise mit einem bewegbaren Element gekoppelt werden muss, welches aus magnetischen Material gebildet ist. Ein solcher Eingriff vervielfacht die Komplexität des Zusammenbaus der Vorrichtung.

Entsprechend besteht ein Bedarf für eine Ventilzeiten­ steuerungsvorrichtung ohne die vorhergehenden Nachteile.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um den oben angegebenen Bedarf zu erfüllen und bat somit das Hauptziel der Schaffung einer Ventilzeitensteuerungsvorrichtung, welche aufweist:
ein Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, wenn diese läuft;
ein Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen und um zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu drehen;
einen Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehübertragungselements auf der Basis einer Größe eines Fluiddrucks einstellt;
ein Regulierventil, welches die Größe des Fluiddrucks steuert, der dem Phaseneinstellmechanismus zugeführt wird; und
ein Verbindungselement, welches darin das Regulierventil aufnimmt und das Drehelement und die Nockenwelle miteinander verbindet.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der bevorzugten beispielhaften Ausführungs­ beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung klarer und deutlicher, in der:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Ventilzeiten­ steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung entlang einer Linie A-A in Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine zu Fig. 1 gleiche Ansicht ist wenn ein Ventilkörper in einer Voreilwinkelstellung ist,, um einen Fluidfluss lediglich in die Winkelvoreilkammern zuzulassen; und

Fig. 4 eine zu Fig. 1 gleiche Ansicht ist, wenn der Ventilkörper in einer Haltestellung ist, um einen Fluidfluss in sowohl die Winkelvoreil- als auch die Winkelnacheilkammern zu unterbinden.

GENAUE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindungen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben.

Zunächst ist bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 eine Ventilzeiten­ steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Ventilzeitensteuerungs­ vorrichtung umfasst einen Rotor 20 als ein Drehelement, welches mit einem entfernten Ende einer Nockenwelle 10 gekoppelt ist, welche in einem Zylinderkopf 11 einer Brennkraftmaschine gelagert ist. Die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung umfasst ferner ein Gehäuse 30, welches derart an dem Rotor 20 angebracht ist, dass es relativ dazu drehen kann, eine Front­ platte 40, eine Rückplatte 50 und Synchronisierzähne 31, die einstückig mit dem Gehäuse 30 daran ausgebildet sind. Diese Elemente 30, 31, 40 und 50 bilden einen Drehübertragungs­ mechanismus. Die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung umfasst ferner vier Flügel 70, die an dem Rotor 20 angeordnet sind, einen Ventilkörper 80, der in einem Bolzenelement 60 aufgenommen ist, welches zur Befestigung des Rotor 20 an dem entfernten Ende der Nockenwelle 10 verwendet wird, einen Verriegelungsstift 100, der in dem Gehäuse 30 vorgesehen ist, und andere Elemente oder Teile. Es ist anzumerken, dass, wie bekannt ist, ein Drehmoment zum Drehen des Gehäuses 30 im Uhrzeigersinn in Fig. 2 auf die Synchronisierzähne 31 von der Kurbelwelle 132 mittels Kurbelwellenzahnrädern und einer Steuerkette 33 übertragen wird.

Die Nockenwelle 10 ist darauf mit Nocken (nicht gezeigt) versehen, welche Einlassventile (nicht gezeigt) öffnen und schließen, wie bekannt ist. In der Nockenwelle 10 sind ein Zuführdurchlass 12 und ein Ablassdurchlass 14 ausgebildet, um sich parallel zueinander in der Axialrichtung zu erstrecken. Ein Ende des Zuführdurchlasses 12 ist in Fluidverbindung mit einer Ölpumpe 15 über einen Radialdurchlass in der Nockenwelle und einen Verbindungsdurchlass 13, der in dem Zylinderkopf 11 ausgebildet ist, während das andere Ende des Zuführdurchlasses 12 in einer Ringnut endet, die in dem entfernten Ende der Nockenwelle 10 ausgebildet ist. Ein Ende des Ablassdurchlasses 14 ist in Fluidverbindung mit einem innenseitigen Abschnitt des Zylinderkopfs 11 über einen Radialdurchlass, der in der Nockenwelle 10 ausgebildet ist. Es ist anzumerken, dass, wie bekannt ist, die Ölpumpe 15 durch die Brennkraftmaschine angetrieben ist, wobei die Ölpumpe 15 im Betrieb ein Betriebsöl oder eine Flüssigkeit, die in einer Ölwanne oder einem Speicher 17 gespeichert ist, ansaugt und dieses in den Verbindungsdurchlass 13 abgibt.

Der Rotor 20 umfasst einen Zylinderabschnitt 20a, welcher sich in der Axialrichtung erstreckt, und einen Flanschabschnitt 20b, welcher sich von einem Ende des Zylinderabschnitts 20a erstreckt. Der Rotor 20 ist fest an der Nockenwelle 10 derart angebracht, dass der Flanschabschnitt 20b zwischen dem entfernten Ende der Nockenwelle 10 und einem Kopf des gemeinsamen Bolzenelements 60 gehalten ist, welches in das entfernte Ende der Nockenwelle 10 eingetrieben ist. Der Flanschabschnitt 20b des Rotors 20 ist darin mit einem Axialdurchlass 21 versehen, welcher über einem Teil der ringförmigen Nut in Fluidverbindung mit dem Zuführdurchlass 12 ist.

Das Bolzenelement 60 hat darin eine gestufte Bohrung 62 ausgebildet, welche in Fluidverbindung mit dem Ablassdurchlass 14 ist. Entlang einer Innenfläche eines großdurchmessrigen Abschnitts der gestuften Bohrung 62 sind axial voneinander beabstandete Ringnuten 64 und 65 von links nach rechts angeordnet. Ein kleindurchmessriger Abschnitt 61 des Bolzen­ elements 60 ist den Ablassdurchlass 14 eingeschraubt und ein Abschnitt größeren Durchmessers ist in den Zylinderabschnitt 20b des Rotors 20 mit einem Abstand eingesetzt. Der gestufte Abschnitt des Bolzenelements 60, welcher mit dem entfernten Ende der Nockenwelle 10 zusammenwirkt, um dazwischen den Flanschabschnitt 20b des Rotors 20 zu halten, ist mit einer Ringnut 63a, welche dem Durchlass 21 gegenüberliegt, und einer Ringnut 67 versehen, welche auswärts öffnet. Der Kopf oder Abschnitt größeren Durchmessers des Bolzenelements 60 hat darin einen sich axial erstreckenden Durchlass 63b, welcher in Fluidverbindung mit der Ringnut 63a ist, einen sich radial erstreckenden Durchlass 63c, in welchem das andere Ende des Durchlasses 63b endet, wobei der Durchlass 63c zwischen den Nuten 64 und 65 endet, eine äußere Ringnut 69, einen Durchlass 68, der die Ringnuten 65 und 69 verbindet, und einen Durchlass 66, welcher die Ringnuten 64 und 67 miteinander verbindet. Es ist anzumerken, daß das äußere radiale Ende des Durchlasses 63c mit einer Kugel darin versehen ist, um diesen zu verschließen.

Der Rotor 20 ist darin mit vier Nuten 20c versehen, in welche die entsprechenden Flügel 70 eingesetzt sind, um in Radial­ richtung bewegbar zu sein. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, umfasst der Rotor 20 eine Bohrung 25, in welche ein Verriegelungsstift 100 eingesetzt ist, wenn die Phasen- oder Winkelstellung von jedem von der Nockenwelle 10 und dem Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 einen Sollwert annimmt, welcher einen maximalen Nacheilwinkel angibt, einen Durchlass 22a, welcher eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung 25 und der Ringnut 69 zulässt, einen Durchlass 22, welcher eine Fluid­ verbindung zwischen der Ringnut 69 und jeder der Winkel­ voreilkammern R1 (mit Ausnahme der obersten) zulässt, die durch den zugehörigen Flügel 70 begrenzt sind, einen Durchlass 23, welcher eine Fluidverbindung zwischen der Ringnut 67 und jeder der Winkelnacheilkammern R2 zulässt, die durch den zugehörigen Flügel 70 begrenzt sind, und eine sich axial erstreckende Nut 26, welche mit dem Durchlass 22a verbunden ist. Es ist anzumerken, dass das Öl durch die Nut 24 der obersten Winkelvoreilkammer R1 zugeführt und davon abgelassen wird. Zudem ist die Außenfläche des Rotors 20 mit einer Bohrung 27 ausgebildet, welche eine Fluidverbindung zwischen der Nut 26 und der Bohrung 25 an der Außenfläche des Gehäuses 30 über die Nut 34 gestattet. Es ist anzumerken, daß jeder Flügel 70 durch eine Flügelfeder 71 in der Radialrichtung auswärts vorgespannt ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die zwischen jedem Flügel 70 und einem Nutgrund der zugehörigen Flügelnut 21 zwischen­ geordnet ist. Die Bohrung 25 hat einen Radius, welcher so gewählt ist, dass er etwas größer ist als ein Außenradius des Verrieglungsstifts 100 und ein Innenradius einer Rückzugs- oder Aufnahmebohrung 33 ist, wie später genauer beschrieben wird.

Das Gehäuse 30 ist derart an dem Rotor 20 angebracht, dass es relativ dazu innerhalb eines Winkelbereichs drehbar ist. Die Frontplatte 40 und die Rückplatte 50 sind an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 30 jeweils vorgesehen und diese drei Elemente sind mittels fünf Schrauben 51 aneinander befestigt, welche auf gleichmäßig beabstandete Weise in Umfangsrichtung angeordnet sind, um eine einheitliche Struktur zu bilden. Wie oben erwähnt wurde, sind die Zähne 31 einstückig mit der Außenfläche des Gehäuses 30 ausgebildet, um neben der Rück­ platte 50 zu sein. Vier Hohlabschnitte 32 sind entlang einer Innenfläche des Gehäuses 30 derart ausgebildet, dass jeder der Hohlabschnitte 32 in Richtung einer Achse des Gehäuses 30 öffnet und Abschnitte zwischen zwei benachbarten Hohlab­ schnitten 32 in gleitendem Eingriff mit der Außenfläche des Rotors 20 sind. Einer der Abschnitte ist darin mit der Aufnahmebohrung 33 versehen, welche sich in radiale Richtung erstreckt und den Verriegelungsstift 100 und eine Feder 101 aufnimmt, die den Verriegelungsstift 100 in Richtung auf den Rotor 20 vorspannt. Die Frontplatte 40 und die Rückplatte 50 sind kreisförmig konfiguriert.

In dem Abschnitt größeren Durchmessers der Innenbohrung 62 des Bolzenelements 60 ist der Ventilkörper 80 gleitend eingesetzt. Der Ventilkörper 80 hat die Form eines Hohlzylinders dessen Ende durch einen Boden verschlossen ist, von dem ein Vorsprung 62 in Axialrichtung auswärts vorsteht. Der Ventilkörper 80 ist durch eine Feder 89, welche zwischen einer offenen Endseite des Spulenkörpers 80 und einem gestuften Abschnitt der gestuften Bohrung 62 angeordnet ist, vorgespannt, um auswärts des Bolzenelements 60 vorzustehen. Ein Herausfallen des Ventil­ körpers 80 unter Vorspannung der Feder 89 ist durch einen Sprengring 85 verhindert, der in eine Öffnung der gestuften Bohrung 62 eingesetzt ist. Eine Außenfläche des Ventilkörpers 80 hat darin eine Ringnut 82 ausgebildet. Die Ringnut 82 ist in ständiger Fluidverbindung mit dem Durchlass 63 und wird in Abhängigkeit von der Axialverlagerung des Spulenkörpers 80 in Fluidverbindung mit einer von den Ringnuten 63 und 63 gebracht. Zudem ist die Außenfläche des Ventilkörpers 80 darin mit einer Ringnut 83 ausgebildet, welche in ständiger Verbindung mit dem Durchlass 68 ist. Die Nut 83 gestattet es in Abhängigkeit von der Verlagerung des Spulenkörpers 80, den Durchlass 68 über den Durchlass 84 und die Innenbohrung 62 des Ventilkörpers 80 mit dem Ablassdurchlass 14 zu verbinden. Es ist anzumerken, daß die Ringnut 64 so gewählt ist, dass sie in Abhängigkeit von der Axialverlagerung des Ventilkörpers 80 in Fluidverbindung mit der Innenbohrung 62 ist, und dass eine Öffnung in dem Boden des Ventilkörpers 80 ausgebildet ist.

Zwischen der Frontplatte 40 und der Rückplatte 50 bildet jeder Hohlabschnitt eine Fluiddruckkammer R0, welche durch den zugehörigen Flügel 70 in die Winkelvoreilkammer R1 und die Winkelnacheilkammer R2 unterteilt ist, und, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, es bestimmt der Eingriff jedes Flügels 70 mit einer von den Seitenwänden in Umfangsrichtung die Grenzen der relativen Phase.

Der Verriegelungsstift 100 ist so in die Aufnahmebohrung 33 eingesetzt, dass er in Axialrichtung bewegbar und durch die Feder 101 in Richtung auf den Rotor 20 vorgespannt ist, welche zwischen dem Verriegelungsstift 100 und einem Halter 102 angeordnet ist. Der Halter 102 hat an seinen vier Ecken Vorsprünge, welche in eine Nut an einer Öffnungsseite der Bohrung 33 eingesetzt sind, wodurch der Halter 102 in allen Richtungen gehalten ist. Somit ist, wenn die Nockenwelle 10 und der Rotor 20 in einer relativen Phase oder in dem größten Nacheilwinkel mit dem Gehäuse 30 synchronisiert sind, ein Kopfabschnitt des Verrieglungsstifts 100 um einen Betrag in die Bohrung 25 eingeführt, wodurch er die Relativbewegung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse 30 begrenzt.

Ein elektromagnetischer Mechanismus 90 umfasst einen bewegbaren Kern 98, welcher von einem stationären Kern 91 angezogen wird, wenn eine Spule 96 energiert wird. An dem bewegbaren Kern 98 ist eine Stange 97 fest angebracht. Die Stange 97 ist an ihrem entfernten Ende mit einem Einstellelement 88 versehen, welches in Anlage mit dem Vorsprung 81 des Ventilkörper 80 ist. Somit drückt, wenn die Spule 96 energiert wird, die Stange 97 den Ventilkörper 80 über das Einstellelement 88 gegen die Feder 89 in der rechtswärtigen Richtung. Ein Steuergerät (nicht gezeigt) stellt den Betrag eines der Spule 96 zugeführten elektrischen Stroms in Abhängigkeit von Laufbedingungen der Brennkraft­ maschine durch Tastverhältnis ein. Wenn die Spule 96 inaktiv ist oder das Tastverhältnis 0% beträgt, ist der bewegbare Kern 98 in seiner Ausgangsstellung, in welcher ein Anschlag 98a in Eingriff mit einem Lager 99a ist, und der Ventilkörper 80 ist in der nacheilenden Winkelstellung gehalten, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In der nacheilenden Winkelstellung gestattet der Ventilkörper 80 eine Fluidverbindung zwischen den Durchlässen 63c und 66 über die Ringnut 82 und gestattet eine Fluidverbindung zwischen dem Durchlass 68 und der Bohrung 62 über die Ringnut 83, mit dem Ergebnis, dass die Winkelvoreil­ kammern R1 und die Winkelnacheilkammern R2 in Fluidverbindung mit dem Ablassdurchlass 14 bzw. dem Zuführdurchlass 12 gebracht werden. Andererseits wird, wenn die Spule 96 mit einem elektrischen Strom bei einem Tastverhältnis von 100% beaufschlagt wird, der bewegbare Kern 96 in Richtung auf den stationären Kern 91 angezogen, wodurch die Stange 97 den Spulenkörper 80 gegen die Feder 89 in Richtung auf die Nockenwelle 10 derart bewegt, dass der Ventilkörper 80 seinen vollen Hub durchläuft, wodurch der Ventilkörper 80 in der Voreilwinkelstellung gehalten ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In der Voreilwinkelstellung gestattet der Ventilkörper eine Fluidverbindung zwischen den Durchlässen 63c und 68 über die Ringnut 82 und gestattet zudem eine Fluidverbindung zwischen der äußeren Endseite des Durchlasses 66, wodurch die Winkel­ voreilkammer R1 und die Winkelnacheilkammer R2 in Fluidver­ bindung mit dem Zuführdurchlass 12 bzw. sowohl dem Ablassdurch­ lass 14 und der Innenseite der vorderen Abdeckung 18 gebracht werden. Zudem ist im Fall einer 50% Tastverhältnis- Stromver­ sorgung zu der Spule 96 der Spulenkörper 80 in seiner Haltestellung gehalten, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In einem solchen in Fig. 4 gezeigten Zustand unterbricht der Ventil­ körper 80 die Fluidverbindung zwischen der Bohrung 62 und jedem der Durchlässe 68 und 66.

In dem vorhergehenden Aufbau wird, wenn die Brennkraftmaschine angehalten ist und die Ölpumpe 15 sowie die Spule 96 des elektro-magnetischen Mechanismus 90 inaktiv sind, der verriegelte Zustand eingestellt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, in welchem eine Relativdrehung zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 in der größten Nacheilwinkelstellung begrenzt ist, was sich einstellt, wenn der Verriegelungsstift 100 in die Bohrung 25 eingreift. In dem verriegeltem Zustand wird, wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird und die Ölpumpe 15 angetrieben wird sowie eine Stromversorgung zu der Spule 96 bei einem Tastverhältnis von 100% in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, der Ventilkörper 80 in der Voreilwinkelstellung gehalten, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und das Öl wird über die Durchlässe 21, 63b und 63c, die Ringnuten 82 und 65, den Durchlass 68, die Ringnut 69, den Durchlass 22a, die Axialnuten 26 und 34 und die Bohrung 27 der Bohrung 25 zugeführt. Es ist eine Zeitdauer erforderlich, um den Druck des Öls in der Bohrung auf einen Wert anzuheben, welcher ausreicht, um den Verriegelungsstift 100 aus der Bohrung 25 gegen die Vorspannkraft der Feder 101 heraus-zudrücken. Somit wird die Ventilzeitensteuerungsvorrichtung in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten verriegelten Zustand gehalten, wodurch durch die Flügel 70 hervorgerufene Anschlaggeräusche verhindert sind.

Nachdem die vorgenannte Zeitdauer verstrichen ist, welche mit der Aktivierung der Ölpumpe 15 nach dem Anlassen der Brenn­ kraftmaschine beginnt, wird der Öldruck in dem Speicher 25 hoch, welcher von dem Speicher über den Ventilkörper 80, der in der Voreilwinkelstellung gehalten ist, zugeführt wird, wodurch der Verriegelungsstift 100 gegen die Vorspannkraft der Feder 101 aus der Bohrung herausdrückt wird und der verriegelte Zustand gelöst wird. Dann bewirken die Öldrücke in den entsprechenden Winkelvoreilkammern R1 Drehungen der Flügel 70 und des Rotors 20, der zusammen mit der Nockenwelle 10a relativ zu dem Gehäuse 30, den Plattenelementen 40 und 50 und anderen Elementen in Richtung der Voreilwinkelseite (die Uhrzeigersinnrichtung in Fig. 2) dreht. Zu dieser Zeit ist, wie zuvor erläutert, jede der Nacheilwinkelkammern R2 in Fluidverbindung mit sowohl dem Ablassdurchlass 14 als auch der Innenseite der vorderen Abdeckung 40. Es ist anzumerken, dass, wenn die Relativbewegung zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30, welche nach dem Herausziehen des Verriegelungsstifts 100 aus der Bohrung 25 auftritt, einen Winkel übersteigt, die Fluidverbindung zwischen dem Durchlass 22a und der Bohrung 25 unterbrochen ist, wodurch die Vibration des Verriegelungsstifts 100, die durch die Schwingungen des Öls unter Druck hervorgerufen ist, verhindert ist.

Nach dem Herausziehen des Verriegelungsstifts 100 aus der Bohrung 25 wird der Rotor 20 relativ zu dem Drehübertragungselement einschließlich des Gehäuses 30 in Drehung in eine von der Nacheilwinkelrichtung und der Voreilwinkelrichtung gebracht, indem die Druckdifferenz über jeden Flügel 70 oder zwischen benachbarter Voreilwinkelkammer R1 und Nacheilwinkelkammer R2 eingestellt wird. Eine solche Druckdifferenzeinstellung resultiert aus der Tatsache, dass eine Veränderung des Tastverhältnisses des Stroms zu der Spule 96 die Öldrücke in den jeweiligen Kammern R1 und R2 auf kontrollierte Weise einstellt. Wenn somit das Tastverhältnis des der Spule 96 zugeführten Stroms in Abhängigkeit von dem Laufzustand der Brennkraftmaschine höher gewählt wird (beispielsweise 100%), werden gleichzeitig ein Ablassen des Öls von der Nacheilwinkelkammer R2 und die Zuführung des Öls in die Voreilwinkelkammer R1 ausgeführt, wodurch die Relativdrehung zwischen dem Rotor 20 und jedem der Drehübertragungselemente, wie dem Gehäuse 30, eingerichtet wird. Somit wird, wie mit der strichpunktierten Linie in Fig. 2 gezeigt ist, das Volumen der Nacheilwinkelkammer R2 minimal (die größte Voreilwinkelstellung), wobei der Flügel 70 in Eingriff mit einer Umfangsseitenwand der Nacheilwinkelkammer R2 ist. Wenn andererseits das Tastverhältnis des zu der Spule 96 zugeführten Stroms kleiner gewählt wird (beispielsweise 0%), werden eine gleichzeitige Zuführung des Öls in die Nacheilwinkelkammer R2 und Ablassen des Öls von der Voreilwinkelkammer R1 ausgeführt, wodurch die Relativdrehung zwischen dem Rotor 20 und jedem der Drehübertragungselemente, wie dem Gehäuse 30, eingerichtet wird. Somit wird, wie mit durchgezogenen Linien in Fig. 2 gezeigt ist, das Volumen der Nacheilwinkelkammer R2 maximal (die größte Nacheilwinkelstellung), wobei der Flügel 70 in Eingriff mit der anderen Umfangsseitenwand der Nacheilwinkel­ kammer R2 ist. Wenn das Tastverhältnis auf 50% gesetzt wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, verschließt der Ventilkörper 80 die Durchlässe 63c und 66, wodurch das Ablassen von Öl von und das Zuführen von Öl zu jeder der Kammern R1 und R2 unterbrochen ist. Somit kann die relative Winkelphase zwischen dem Rotor 20 und den Drehübertragungselementen einschließlich des Gehäuses 30 willkürlich zwischen der größten Nacheilwinkelstellung und der größten Voreilwinkelstellung gewählt werden.

Wie oben erläutert ist, ermöglicht das Einstellen des Tast­ verhältnisses des der Spule 96 des elektromagnetischen Mechanismus 90 zugeführten Stroms eine willkürliche relative Winkelphase zwischen dem Rotor 20 und den Drehübertragungs­ elementen einschließlich des Gehäuses 30 innerhalb des Bereichs, der zwischen der größten Nacheilwinkelstellung und der größten Voreilwinkelstellung definiert ist.

In dem Zusammenbauvorgang der vorhergehenden Ventilzeiten­ steuerungsvorrichtung ist das an dem Rotor 20, der mit den Flügeln 70 versehen ist, zu befestigende Gehäuse 30 so mit den Platten 40 und 50 durch die Schrauben 51 verbunden, dass sie eine einheitliche Struktur bilden, wobei die resultierende Struktur durch das Bolzenelement 60 mit der Nockenwelle 10 verbunden wird und der Ventilkörper 80 in die Bohrung 62 des Bolzenelements 60 eingesetzt wird. Somit gestattet dies eine einfache Montage der Ventilzeitensteuerungsvorrichtung mit dem Ventilkörper 80, wodurch eine Verminderung der Anzahl von Teilen und der Produktionskosten erreicht ist.

Um zudem die vorgenannte willkürliche relative Winkelphase zwischen dem Rotor 20 und den Drehübertragungselementen einschließlich des Gehäuses 30 innerhalb des Bereichs sicher­ zustellen, der zwischen der größten Nacheilwinkelstellung und der größten Voreilwinkelstellung definiert ist, müssen die Anfangsstellung und der Hub des Ventilkörpers 90 eingestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden solche Einstellungen erreicht, indem die axiale Dicke des Einstell­ elements 81, welches zwischen der Stange 97 des elektro­ magnetischen Mechanismus 90 und dem Vorsprung 81 am entfernten Ende des Ventilkörpers 80 zwischengeordnet ist, manipuliert wird. Eine solche Manipulation kann vorgenommen werden, indem eine Schraube 87 gelöst wird, mit der der elektromagnetische Mechanismus 90 an der vorderen Abdeckung 18 befestigt ist, wodurch eine Relativbewegung dazwischen ermöglicht ist. Somit werden zweifache Montagen des elektromagnetischen Mechanismus 90 vermieden, wodurch eine einfache und schnelle Montage der Ventilzeitensteuerungseinrichtung an der Brennkraftmaschine verwirklicht ist.

Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung anstelle auf die Einlassventile auch auf die Auslassventile angewandt werden kann, dass der Verriegelungszustand eingerichtet werden kann, wenn die Voreilwinkelkammer R1 maximal ist, anstelle von wenn die Nacheilwinkelkammer R2 maximal ist, dass die Flügel einstückig mit dem Rotor ausgebildet sein können, und dass die Aufnahmebohrung und die Einführbohrung für den Verriegelungs­ stift in jedem von dem Rotor, der Rückplatte und der Front­ platte so ausgebildet werden können, dass sie in Axialrichtung ausgerichtet sind.

Die Erfindung wurde somit unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben, es ist jedoch anzumerken, dass die Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten der gezeigten Strukturen beschränkt ist, sondern dass Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der nachfolgenden Ansprüche zu verlassen.

Claims (2)

1. Eine Ventilzeitensteuerungsvorrichtung, die einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist, mit:
einem Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, wenn diese läuft;
einem Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen, und das zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht;
einem Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehüber­ tragungselements auf der Basis einer Höhe eines Fluiddrucks einstellt;
einem Regulierventil, welches die Größe des dem Phaseneinstellmechanismus zugeführten Fluiddrucks steuert; und
einem Verbindungselement, welches darin das Regulierventil aufnimmt und das Drehelement mit der Nockenwelle verbindet.

2. Ventilzeitensteuerungsvorrichtung, die einer Brennkraft­ maschine zugeordnet ist, mit:
einem Drehelement, welches zusammen mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine dreht, während sie läuft;
einem Drehübertragungselement, welches an dem Drehelement angebracht ist, um relativ dazu zu drehen, und das zusammen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht;
einem Phaseneinstellmechanismus, welcher eine Drehphase des Drehelements relativ zu einer Drehphase des Drehüber­ tragungselements auf der Basis einer Höhe eines Fluiddrucks einstellt;
einem Regulierventil, welches die Höhe des dem Phasenein­ stellmechanismus zugeführten Fluiddrucks steuert;
einem elektromagnetischen Mechanismus, der an der Brenn­ kraftmaschine angebracht ist und ein Druckelement aufweist, wobei das Druckelement in der Axialrichtung bei der Aktivierung des elektromagnetischen Mechanismus bewegt wird, und wobei das Regulierventil beim Eingriff mit dem Druckelement bewegt wird; und
einem Einstellelement, das zwischen dem Druckelement und dem Regulierventil zwischengeordnet ist, um den Betrag der Axialbewegung des Regulierventils einzustellen.