DE69706908T2

DE69706908T2 - Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69706908T2
Application number: DE69706908T
Authority: DE
Inventors: Yoshihito Moriya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: US5794579A; US5785026A; DE69706908D1; KR100254307B1; JPH09273404A; JP2924777B2; EP0801211B1; EP0801211A1; KR970070417A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zum Einstellen der Ventilzeit, der an einem Motor vorgesehen ist, um die Ventilzeiten der Einlaßventile oder Auslaßventile zu ändern. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen veränderlichen Ventilzeitmechanismus, der durch einen Fluiddruck angetrieben wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein veränderlicher Ventilzeitmechanismus (nachstehend als VVT bezeichnet) ist an einem Motor zum Verstellen der Rotationsphase einer Nockenwelle und zum Einstellen der Ventilzeit eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils vorgesehen. Der Betrieb des VVT optimiert die Ventilzeit gemäß mit dem Betriebszustand des Motors (Motorlast, Motordrehzahl und anderen Faktoren). Das verbessert die Kraftstoffersparnis, erhöht die Motorleistung und unterdrückt unerwünschte Motoremissionen, ungeachtet verschiedener Betriebszustände des Motors. Das US-Patent Nr. 5 483 930, das durch Bezugnahme eingezogen ist, beschreibt einen typischen VVT.
Die Bauart des in dem vorstehend genannten Patent beschriebenen VVT wird in der Fig. 6 gezeigt. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, hat ein VVT 71 einen Ventilzug 72, der durch eine hydraulische Kraft angetrieben wird.
Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, ist ein Lagerzapfen 74 einer Nockenwelle 73 durch einen Zylinderkopf 75 und eine Lagerabdeckung 76 drehbar gelagert. Die Nockenwelle 73 treibt Einlaßventile (nicht gezeigt) an. Die Nockenwelle 73 ist mit einer ersten Ölnut 77 und einer zweiten Ölnut 78 versehen, die sich umfänglich an der äußeren Fläche des Lagerzapfens 74 erstrecken. Öl wird zu der ersten Ölnut 77 durch einen ersten Öldurchgang 88 und zu der zweiten Ölnut 78 durch einen zweiten Öldurchgang 89 zugeführt. Die Querschnittsfläche und die Breite der zwei Ölnuten 77 und 78 sind die selben. Jede der Ölnuten 77 und 78 ist durch den Kontakt zwischen dem Lagerzapfen 74 und den Innenflächen der Lagerabdeckung 76 und des Zylinderkopfes 75 abgedichtet.
Eine Riemenscheibe 80 sitzt an der Nockenwelle 73 und ist in einer Weise gestützt, daß sie eine relative Drehung zwischen der Riemenscheibe 80 und der Nockenwelle 73 gestattet. Eine Riemenscheibe 81a ist an der Kurbelwelle 81 befestigt. Ein Riemen 82 ist um die Riemenscheiben 80, 81a gewunden, um die Kurbelwelle 81 und die Nockenwelle 73 zu verbinden. Eine Abdeckung 83 ist an der Riemenscheibe 80 befestigt, um eine Seite der Riemenscheibe 80 und des entfernten Endes der Nockenwelle 73 abzudecken.
Ein inneres Zahnrad 84 ist durch eine Schraube 73a an dem entfernten Ende der Nockenwelle 73 befestigt. Ein Zahnkranz 85 ist zwischen der Abdeckung 83 und dem inneren Zahnrad 84 angeordnet. Der Zahnkranz 85 dreht sich relativ zu der Abdeckung 83 und dem inneren Zahnrad 84.
An der Abdeckung 83 ist an der linken Seite des Zahnkranzes 85 eine erste Hydraulikdruckkammer 86 definiert, und an der rechten Seite des Zahnkranzes 85 ist eine zweite Hydraulikdruckkammer 87 definiert, wie dies in der Zeichnung betrachtet werden kann. Ein Öldurchgang 88, der sich durch die Nockenwelle 73 erstreckt, und ein Öldurchgang 73b, der sich durch die Schraube 73a erstreckt, verbinden die erste Ölnut 77 mit der ersten Druckkammer 86. Ein Öldurchgang 89 verbindet die zweite Ölnut 78 mit der zweiten Druckkammer 87.
Die Drehung der Kurbelwelle 81 wird mittels Riemenscheibe 81a und Riemen 82 auf die Riemenscheibe 80 übertragen. Die Drehung der Riemenscheibe 80 wird mittels der Abdeckung 83 und des Zahnkranzes 85 auf das innere Zahnrad 84 und die Nockenwelle 73 übertragen.
Der Hydraulikdruck wird durch die verbundenen Öldurchgänge 88, 89 zu den Druckkammern 86, 87 gefördert und an die Endflächen des Zahnkranzes 85 angelegt. Wenn er gedreht wird, bewegt sich der Zahnkranz 85 nach links oder nach rechts entlang der axialen Richtung der Nockenwelle 73 entsprechend den Differenzen zwischen den an den Endflächen des Zahnrades 85 anliegenden Drücken. Das verschiebt die Rotationsphase der Nockenwelle 73 in bezug auf die Riemenscheibe 80. Die Ventilzeit des Einlaßventils wird durch die Rotationsphasenverschiebung der Nockenwelle 73 eingestellt.
Die Spannung des Riemens 82 resultiert aus der von der Nockenwelle 73 aufgenommen Last, die auf die Kurbelwelle 81 gerichtet ist. Folglich wird der Lagerzapfen 74 der Nockenwelle 73 gegen den Zylinderkopf 75 gedrückt. Das erzeugt einen kleinen Spalt C zwischen dem Lagerzapfen 74 und der Lagerabdeckung 76 (die Abmessung des Spaltes C ist in Fig. 2 übertrieben dargestellt). Der Spalt C gestattet dem zu den Ölnuten 77 und 78 geführten Öl, genau auf den Lagerzapfen 74 aufgebracht zu werden. Das ermöglicht eine ruhige Drehung des Lagerzapfens 74.
Wenn die Abmessung des Spaltes C übermäßig groß wird, wird die Abdichtung der Ölnuten 77, 78 unzureichend. Als ein Ergebnis kann eine unerwünschte Menge des Öles aus den Ölnuten 77, 78 auslaufen. Das kann den zu den Hydraulikdruckkammern 86, 87 geförderten Hydraulikdruck verringern und bewirken, daß der Hydraulikdruck unzureichend wird. Außerdem kann die unzureichende Abdichtung zwischen den Ölnuten 77, 78 bewirken, daß ein Teil des zu der ersten Druckkammer 86 geführten Öles durch den Spalt C in die zweite Druckkammer 87 eintritt. Ferner kann ein Teil des zu der zweiten Druckkammer 87 geführten Öles durch den Spalt C in die erste Druckkammer 86 eintreten. Das kann dazu führen, daß sich die zu den Hydraulikdruckkammern 86, 87 geförderten Hydraulikdrücke gegenseitig beeinflussen. Das verschlechtert die Ansprechempfindlichkeit des VVT 71. Die Menge des Öles, das aus den Ölnuten 77, 78 ausläuft, ist proportional der dritten Potenz der Breite des Spaltes C und umgekehrt proportional zu der Länge der abzudichtenden Fläche (Dichtfläche 79). Die Abmessung des Spaltes C kann minimiert werden, um die Leckageölmenge zu verringern. Jedoch wird die Abmessung des Spaltes C sehr durch die Bearbeitungsgenauigkeit beeinflußt. Ferner erfordern die Ölnuten 77, 78 eine bestimmte Querschnittsfläche, um eine ausreichende Ölmenge dort hindurch zu führen. Um eine übermäßige Ölleckage zu verhindern, kann folglich die Länge des Lagerzapfens 74 verlängert werden, um den Bereich der Dichtfläche 79 und den Abstand zwischen den Ölnuten 77 und 78 zu vergrößern.
Jedoch führt das Verlängern der Länge des Lagerzapfens 74, um eine größere Dichtfläche 79 vorzusehen, zu einer längeren Nockenwelle 73. Das ist nicht wünschenswert, weil die Größe des Motors (nicht gezeigt) somit verlängert wird.
Weiterhin zeigt die Druckschrift DE 195 02 496 A einen veränderlichen Ventilzeitmechanismus, bei dem bogenförmige Nuten einen Bogen bilden, ohne die Nockenwelle zu umgeben. Die Nockenwelle selbst hat ringförmige Nuten, die um die gesamte Nockenwelle führen, um die inneren Öldurchgänge in der Nockenwelle mit den entsprechenden Druckkammern in dem VVT-Mechanismus zu verbinden.
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen veränderlichen Ventilzeitmechanismus vorzusehen, der eine verbesserte Abdichtung zwischen einem Lagerzapfen und einem Lager und eine verbesserte Ansprechempfindlichkeit hat.
Diese Aufgabe wird mit einem veränderlichen Ventilzeitmechanismus gelöst, der die Merkmale des Anspruches 1 hat.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von denen angenommen wird, daß sie neu sind, werden ausführlich in den beigefügten Ansprüchen dargestellt. Die Erfindung kann zusammen mit deren Aufgaben und Vorteilen am besten mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeitig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die ein erstes Ausführungsbeispiel eines veränderlichen Ventilzeitmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Abschnittes von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie 3- 3 in Fig. 1.
Fig. 4 ist eine schematische Vorderansicht, die einen Motor zeigt, der mit dem veränderlichen Ventilzeitmechanismus von Fig. 1 versehen ist.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen veränderlichen Ventilzeitmechanismus zeigt.

BESCHREIBUNG BESONDERER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Erstes Ausführungsbeispiel

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines veränderlichen Ventilzeitmechanismus (nachstehend als VVT bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Ein Motor 13 mit einem Ventilzug 12, der einen VVT 11 hat, ist in Fig. 4 gezeigt. Der Motor 13 hat eine Ölwanne 14 zum Aufnehmen von Schmieröl, einen Zylinderblock 15, der mit Zylindern (nicht gezeigt) versehen ist und einen Zylinderkopf 20. Der Zylinderkopf 20 stützt Nockenwellen 16 und 17, Auslaßventile 18 und Einlaßventile 19.
Der Zylinderblock 15 stützt drehbar eine Kurbelwelle 21. Spanner 22, 23 sind an vorbestimmten Positionen an dem Zylinderblock 15 angeordnet. Der Zylinderkopf 20 stützt die Nockenwelle 16 drehbar, um die Auslaßventile 18 zu öffnen und zu schließen. Der Zylinderkopf 20 stützt auch die Nockenwelle 17 drehbar, um die Einlaßventile 19 zu öffnen und zu schließen. Der VVT ist an einem entfernten Ende der Nockenwelle 17 vorgesehen. Riemenscheiben 24, 25, 26 sind an den entfernten Enden der Kurbelwelle 21, der Nockenwelle 16 bzw. des VVT 11 vorgesehen. Ein Riemen 27 ist um die Riemenscheiben 24, 25, 26 gewunden. Die Spannung wird durch die Spanner 22, 23 auf den gewundenen Riemen 27 aufgebracht. Die Spannung ist gerichtet, um die Riemenscheiben 24, 25, 26 zueinander zu ziehen. Das verhindert, daß der Riemen 27 von den Riemenscheiben 24, 25 und 26 abfällt. Die Spannung verhindert auch, daß der Riemen 27 bezüglich der Riemenscheiben 24, 25, 26 gleitet.
Die Drehung der Kurbelwelle 21 wird mittels des Riemens 27 und den Riemenscheiben 24, 25, 26 auf die Nockenwellen 16, 17 übertragen. So drehen sich die Nockenwellen 16, 17 synchron mit der Kurbelwelle 21. Die Drehung der Nockenwellen 16, 17 öffnet und schließt wahlweise die verbundenen Auslaß- und Einlaßventile 18, 19 entsprechend einer vorbestimmten Zeitabstimmung.
Fig. 1 zeigt teilweise den Ventilzug 12, der mit dem VVT 11 versehen ist. Der VVT 11 hat die Riemenscheibe 26, die als ein Rotor dient, eine an der Riemenscheibe 26 befestigte Abdeckung 32 und einen zwischen der Abdeckung 32 und der Nockenwelle 17 angeordneten Zahnkranz 33. Der Zahnkranz 33 dient als ein Betätigungselement für den VVT.
Die Nockenwelle 17 hat einen Lagerzapfen 34, der drehbar zwischen dem Zylinderkopf 20 und einer Lagerabdeckung 35 gestützt ist. Der Zylinderkopf 20 umgibt die untere Hälfte des Lagerzapfens 34, während die Lagerabdeckung 34 die obere Hälfte des Lagerzapfens 34 umgibt. Eine erste Ölnut 36 und eine zweite Ölnut 37 sind an der inneren Zylinderfläche des Zylinderkopfes 20 vorgesehen. Eine dritte Ölnut 70 und eine vierte Ölnut 71 sind an der inneren Zylinderfläche der Lagerabdeckung 35 vorgesehen. Jede Ölnut 36, 37, 70, 71 erstreckt sich in Umfangsrichtung des Lagerzapfens 34. Die erste und dritte Nut 36, 70 sind miteinander verbunden und definieren eine ringförmige Nut um den Lagerzapfen 34. Die zweite und vierte Nut 37, 71 sind miteinander verbunden und definieren eine ringförmige Nut um den Lagerzapfen 34. Die erste und zweite Nut 36, 37 sind durch den Kontakt zwischen der Innenfläche des Zylinderkopfes 20 und der Außenfläche des Lagerzapfens 34 abgedichtet. Die Innenfläche des Zylinderkopfes 20, die den Lagerzapfen 34 berührt und zwischen der ersten und zweiten Ölnut 36, 37 liegt, ist als Dichtungsfläche 38 definiert. Die dritte und vierte Ölnut 70, 71 werden durch den Kontakt zwischen der Innenfläche der Lagerabdeckung 35 und der Außenfläche des Lagerzapfens 34 abgedichtet. Die Innenfläche der Lagerabdeckung 35, die den Lagerzapfen 34 berührt und zwischen der dritten und vierten Ölnut 70 und 71 liegt, ist als Dichtungsfläche 39 definiert. Die Breite a der ersten und zweiten Ölnut 36, 37 ist größer als die Breite b der dritten und vierten Ölnut 70, 71. Außerdem ist die Breite a der Ölnuten 36 und 37 größer als die der herkömmlichen Ölnuten, während die Breite b der Ölnuten 70, 71 kleiner als die der herkömmlichen Ölnuten ist.
Ferner ist der Abstand zwischen der dritten Ölnut 70 und der vierten Ölnut 71 größer als der Abstand zwischen der ersten Ölnut 36 und der zweiten Ölnut 37. Ölkanäle 40, 41, die sich durch den Zylinderkopf 20 erstrecken, sind mit der ersten bzw. der zweiten Ölnut 36 und 37 verbunden.
Die Riemenscheibe 26, die eine im wesentlichen scheibenförmige Form hat, sitzt an der Nockenwelle 17 in einer Weise, die eine relative Drehung bezüglich der Nockenwelle 17 gestattet. Die Riemenscheibe 26 hat eine Vielzahl äußerer Zähne 43, die von ihrer Randfläche vorstehen, und eine Nabe 44, die an der Mitte der Riemenscheibe 26 definiert ist. Die äußeren Zähne 43 der Riemenscheibe 26 greifen mit dem Riemen 27 kämmend ein.
Die Abdeckung 32, die eine becherähnliche Form hat, hat einen Flansch 45, der sich an dem Umfang der Abdeckung 32 erstreckt. Eine Vielzahl von Schrauben 47 und Stiften 48 befestigen den Flansch 45 oder die Abdeckung 32 an der Riemenscheibe 26. Die Abdeckung 32 hat eine Vielzahl von inneren Zähnen 49 und eine Öffnung 46. Die Öffnung 46 ist durch einen abnehmbaren Deckel 50 verschlossen. Die Riemenscheibe 26 und die Abdeckung 32 bilden ein Gehäuse 42, das mit einem darin definierten Raum versehen ist.
Ein zylindrisches inneres Zahnrad 31 ist durch eine hohle Schraube 52 und einen Stift 53 an dem entfernten Ende der Nockenwelle 17 befestigt. Das innere Zahnrad 31 hat eine Umfangswand 54, die die Nabe 44 der Riemenscheibe 26 umgibt. Das innere Zahnrad 31 und die Riemenscheibe 26 sind bezüglich einander drehbar. Eine Vielzahl äußerer Zähne 55 stehen von der Umfangswand 54 vor. Die inneren Zähne 49 der Abdeckung 32 und die äußeren Zähne 55 des inneren Zahnrades 31 sind Schrägkeile, die miteinander im Eingriff sind.
Der Zahnkranz 33 ist zwischen dem inneren Zahnrad 31 und der Abdeckung 32 angeordnet. Somit verbindet der Zahnkranz 33 das innere Zahnrad 31 mit der Abdeckung 32. Innere Zähne 56 stehen von der inneren Umfangsfläche des Zahnkranzes 33 vor, während äußere Zähne 57 von der äußeren Umfangsfläche des Zahnkranzes 33 vorstehen. Die Zähne 56, 57 sind Schrägkeile. Die inneren Zähne 56 greifen mit den äußeren Zähnen 55 des inneren Zahnrades 31 kämmend ein, während die äußeren Zähne 57 mit den inneren Zähnen 49 der Abdeckung 32 kämmend eingreifen. Der Zahnkranz 33 ist in der axialen Richtung der Nockenwelle 17 beweglich. Die Schrägkeile drehen den Zahnkranz 33 relativ zu der Nockenwelle 17, wenn sie axial bewegt werden. Somit ermöglicht der Zahnkranz 33 der Nockenwelle 17, sich einstückig mit der Riemenscheibe 26 zu drehen.
An der Abdeckung 32 ist eine erste Hydraulikdruckkammer 58 an einer Seite des Zahnkranzes 33 definiert, während eine zweite Hydraulikdruckkammer 59 an der anderen Seite des Zahnkranzes 33 definiert ist.
Ein erster Öldurchgang 60 ist an der Nockenwelle 17 vorgesehen, um Hydraulikdruck zu der ersten Druckkammer 58 zu übertragen. Der erste Öldurchgang 60 erstreckt sich in axialer Richtung der Nockenwelle 17. Das entfernte Ende des ersten Öldurchganges 60 ist mit der ersten Druckkammer 58 durch den hohlen Abschnitt der Schraube 52 verbunden. Das an der Basis befindliche Ende des ersten Öldurchgangs 60 ist über ein erstes Ölloch 61, das sich radial durch die Nockenwelle 17 erstreckt, wahlweise mit der ersten Ölnut 36 und der dritten Ölnut 70 verbunden.
Ein zweiter Öldurchgang 62, der sich parallel zu dem ersten Öldurchgang 60 erstreckt, ist an der Nockenwelle 17 zum Übertragen des Hydraulikdruckes zu der zweiten Druckkammer 59 vorgesehen. Das entfernte Ende des zweiten Öldurchganges 62 ist mit der zweiten Druckkammer 59 verbunden. Das an der Basis befindliche Ende des zweite n Öldurchgangs 62 ist über ein zweites Ölloch 63, das sich radial durch die Nockenwelle 17 erstreckt, wahlweise mit der zweiten Ölnut 37 und der vierten Ölnut 71 verbunden.
Durch ein Hydraulikdruck-Steuergerät (nicht gezeigt) erzeugter Hydraulikdruck wird durch die Öldurchgänge 60, 62 zu den Druckkammern 58, 59 übertragen.
Die auf den Riemen 27 aufgebrachte Spannung zieht die Riemenscheibe 26 und die Nockenwelle 17 konstant zu der Kurbelwelle 21. Die Spannung veranlaßt die Nockenwelle 17, eine Last aufzunehmen, die in eine allgemein nach unten gerichtete Richtung gerichtet ist. Das drückt den Lagerzapfen 34 gegen die Dichtfläche 38. Im Ergebnis besteht ein dünner Spalt C zwischen der Nockenwelle 17 und der Dichtfläche 39 der Lagerabdeckung 35 (Fig. 1 bis 3). Die Breite des Spaltes C wird in den Zeichnungen übertrieben gezeigt.
Die erste Druckkammer 58 nimmt Hydraulikfluid auf, das über den Ölkanal 40, die erste Ölnut 36, die dritte Ölnut 70, das erste Ölloch 61 und den ersten Öldurchgang 60 gefördert wird. Die zweite Druckkammer 59 nimmt Hydraulikfluid auf, das über den Ölkanal 41, die zweite Ölnut 37, die vierte Ölnut 71, das zweite Ölloch 63 und den zweiten Öldurchgang 62 gefördert wird. Das zu jeder Druckkammer 58, 59 geförderte Hydraulikfluid wirkt an jeder Seite des Zahnkranzes 33. Als Ergebnis wird der Zahnkranz 33 gedreht und nach rechts und nach links, relativ zu dem inneren Zahnrad 31 und der Riemenscheibe 26, bewegt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das verschiebt die Rotationsphase der Nockenwelle 17 bezüglich der Riemenscheibe 26 und stellt die Ventilzeit des Einlaßventiles 18 (Fig. 4) ein. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hydraulikdruck in jeder Druckkammer 58 und 59 gesteuert, um die Position des Zahnkranzes 33 einzustellen. Der Hydraulikdruck in den Druckkammern 58, 59 steht dann im Gleichgewicht, um den Zahnkranz 33 an einer bestimmten Position beizubehalten, die innerhalb des Bewegungshubs des Zahnrades 33 gelegen ist. Folglich kann die Ventilzeit des Einlaßventils 19 kontinuierlich variiert werden. Die Ventilzeit des Einlaßventils 19 kann durch die Förderung des Hydraulikfluids zu den Druckammern 58, 59 in einer wahlweisen Art zwischen zwei Stufen oder zwischen einer vielfachen Anzahl von Stufen variiert werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Lagerzapfen 34 gegen die Dichtfläche 38 des Zylinderkopfes 20 gedrückt. Deshalb sind die Ölnuten 36 und 37 durch den Kontakt zwischen der Dichtfläche 38 und der Umfangsfläche des Lagerzapfens 34 sicher abgedichtet, ungeachtet der relativ großen Breite a der Ölnuten 36, 37. Das verhindert Ölleckagen zwischen dem Lagerzapfen 34 und dem Zylinderkopf 20.
Ferner gestattet der geringe Spalt C zwischen der Dichtfläche 39 der Lagerabdeckung 35 und dem Lagerzapfen 34 einer kleinen Menge von Öl, aus den Ölnuten 70, 71 auszulaufen. Das Öl schmiert den Lagerzapfen 34 und ermöglicht die ruhige Drehung des Lagerzapfens 34. Weil die Breite b der Ölnuten 70 und 71 schmaler als die Breite a der Ölnuten 36 und 37 ist, ist die Fläche der Dichtfläche 39 größer als die Fläche der Dichtfläche 38.
Weiterhin verbessert der vergrößerte Kontaktbereich zwischen dem Lagerzapfen 34 und der Dichtfläche 39 die Abdichtung der Ölnuten 70 und 71, ungeachtet des zwischen dem Lagerzapfen 34 und der Dichtfläche 39 bestehenden Spaltes C. Das unterdrückt den Ölfluß zu und von den dritten und vierten Ölnuten 70 und 71. Folglich wird der Hydraulikdruck in den Ölnuten 70 und 71 nicht gegenseitig beeinflußt. Die vergrößerte Abdichtung der Ölnuten 70 und 71 verringert auch die Menge des Öles, das von dem Lagerzapfen 34 äußerlich ausläuft.
Die Breite b der Ölnuten 70 und 71 ist relativ schmal. Jedoch ist die Breite a der Ölnuten 36 und 37 relativ breit. Dieser Aufbau garantiert, daß die erforderliche Menge des Öles den Raum in der verbundenen ersten und dritten Ölnut 36 und 70 und in der verbundenen zweiten und vierten Ölnut 37 und 71 einnehmen wird.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die verbesserte Abdichtung und die garantierte Menge von Öl in den Ölnuten 36, 37, 70 und 71 den Druckkammern 58 und 59 den gewünschten Hydraulikdruck aufzunehmen. Das verbessert die Ansprechempfindlichkeit des VVT 11. Ferner beseitigt der vergrößerte Kontaktbereich zwischen der Lagerabdeckung 35 und dem Lagerzapfen 34 die Notwendigkeit, den Lagerzapfen 34 zu verlängern. Folglich braucht die Länge des Motors 13 nicht vergrößert zu werden.
Die umfängliche Anordnung der Ölnuten 36 und 37 kann entsprechend der Richtung der Lasteinwirkung auf die Nockenwelle 17 verändert werden. In so einem Fall werden die Ölnuten 36 und 37 axial mit den verbundenen Ölnuten 70 und 71 ausgerichtet.
Obwohl nur ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hierin beschrieben wurde, sollte es dem Fachmann ersichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen besonderen Formen ausgeführt werden kann, ohne von dem Schutzumfang der Patentansprüche abzuweichen. Insbesondere sollte verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
In den veranschaulichten Ausführungsformen ist die Anzahl der Öllöcher 61 und 63, die mit den Ölnuten 36 und 37 verbunden sind, entweder eins oder zwei. Jedoch können drei oder mehr Öllöcher 61 und 63 an der Nockenwelle 17 vorgesehen werden.
Die Breite der Ölnuten 36, 37, 70 und 71 kann wie gewünscht verändert werden, so lange wie die erforderliche Dichtung und die erforderliche Menge des Ölflusses garantiert ist.
Die vorliegende Erfindung kann auf andere Bauarten des VVT angewendet werden, so lange die Nockenwelle konstant eine in einer bestimmten Richtung wirkende Last aufnimmt. Die vorliegende Erfindung kann z. B. bei einem VVT des Flügeleinrichtungstyps, wie in dem US-Patent Nr. 5 107 804 beschrieben ist, angewendet werden, das durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, ist dieser VVT an dem entfernten Ende einer Nockenwelle 100 gesichert. Der VVT hat einen Rotor 110 mit einer Flügeleinrichtung, die als ein Betätigungselement dient, ein Gehäuse 112, das den Rotor 110 umgibt und ein Zahnrad 114. Das Zahnrad 114 und das Gehäuse 112 sind einstückig ausgebildet und sind bezüglich der Nockenwelle 100 und des Rotors 110 relativ drehbar. Der VVT hat weiterhin Hydraulikdruckkammern 116, 118, 120 und 122 an jeder Seite der Flügeleinrichtung. Die Druckkammmern 116, 118, 120 und 122 sind durch die Flügeleinrichtung und das Gehäuse 112 voneinander geteilt. Hydraulikdruck wird zu den Druckkammern 120 und 116 durch Öldurchgänge 124 bzw. 126 gefördert. Das Zahnrad 114 ist durch eine Steuerkette (nicht gezeigt) mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden. Bei diesem VVT erzeugt die Spannung der Kette eine Last, die an der Nockenwelle 100 in einer bestimmten Richtung wirkt.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen können Zahnräder an Stelle von den Riemenscheiben 24, 25 und 26 verwendet werden, und eine Kette kann an Stelle von dem Riemen 27 verwendet werden.
Deshalb werden die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als beschränkend angesehen, und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Einzelheiten begrenzt, sie kann aber innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche modifiziert werden.

Claims

1. Gerät zum Einstellen der Ventilzeit eines Ventils (19) eines Motors mit:

einer Kurbelwelle (16);

einer Nockenwelle (17) zum Betätigen des Ventils (19), wobei die Nockenwelle (17) einen Lagerzapfen (34) hat;

einem Lager (20, 35) zum drehbaren Stützen der Kurbelwelle (17), wobei das Lager (20, 35) eine innere zylindrische Fläche hat;

einem an die Nockenwelle (17) montierten Rotor (26), wobei der Rotor (26) relativ zu der Nockenwelle (17) drehbar ist;

einer Übertragungseinrichtung (27) zum Verbinden des Rotors (26) mit der Kurbelwelle (16), um Kraft von dem Motor auf den Rotor (26) zu übertragen, wobei die Übertragungseinrichtung (27) eine Kraft auf den Rotor (26) und die Nockenwelle (17) in einer bestimmten Richtung aufbringt, und wobei als Ergebnis einer resultierenden Kraft an der Nockenwelle (17) ein Abschnitt der zylindrischen Fläche lasttragend ist und ein gegenüberliegender Abschnitt der zylindrischen Fläche nichtlasttragend ist;

einem Betätigungselement (33) zum Ändern des Relativdrehverhältnisses zwischen der Nockenwelle (17) und dem Rotor (26);

einer ersten Druckkammer (58) zum Aufbringen eines Hydraulikfluiddruckes auf das Betätigungselement (33), um das Betätigungselement (33) in einer ersten Richtung zu bewegen;

einer zweiten Druckkammer (59) zum Aufbringen eines Hydraulikfluiddruckes auf das Betätigungselement (33), um das Betätigungselement (33) in einer zweiten Richtung zu bewegen;

einem ersten Durchgang (60, 61), der in der Nockenwelle (17) definiert ist, wobei der erste Durchgang (60, 61) mit der ersten Druckkammer (58) verbunden ist;

einem zweiten Durchgang (62, 63), der in der Nockenwelle (17) definiert ist, wobei der zweite Durchgang (62, 63) mit der zweiten Druckkammer (59) verbunden ist;

einer ersten Nut, die an der inneren zylindrischen Fläche des Lagers (20, 35) in Umfangsrichtung ausgebildet ist, wobei die erste Nut (36, 70) mit dem ersten Durchgang (60, 61) verbunden ist, wobei die erste Nut (36, 70) einen in dem lasttragenden Abschnitt der zylindrischen Fläche gelegenen Abschnitt und einen in dem nichtlasttragenden Abschnitt der zylindrischen Fläche gelegenen Abschnitt hat; und

einer zweiten Nut (37, 71), die an der inneren zylindrischen Fläche des Lagers (20, 35) in Umfangsrichtung ausgebildet ist, wobei die zweite Nut (37, 71) mit dem zweiten Durchgang (62, 63) verbunden ist, wobei die zweite Nut (37, 71) einen in dem lasttragenden Abschnitt der zylindrischen Fläche gelegenen Abschnitt und einen in dem nichtlasttragenden Abschnitt der zylindrischen Fläche gelegenen Abschnitt hat,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste und zweite Nut (36, 70, 37, 71) in dem lasttragenden Abschnitt der zylindrischen Fläche breiter als in dem nichtlasttragenden Abschnitt der zylindrischen Fläche sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen der ersten Nut (36, 70) und der zweiten Nut (37, 71) in dem nichtlasttragenden Abschnitt des der zylindrischen Fläche größer ist.

3. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lagerzapfen im wesentlichen die erste und die zweite Nut (36, 37) abdichtet, indem er mit dem Lager (20, 35) an dem lasttragenden Abschnitt in Kontakt steht.

4. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Lagerzapfen (34) der Nockenwelle (17) und der zylindrischen Fläche in dem nichtlasttragenden Abschnitt ein relativ großer Zwischenraum ausgebildet ist und wobei Hydraulikfluid von der ersten und zweiten Nut (70, 71) in den Zwischenraum fließt.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Richtung entlang einer Linie verläuft, die die Nockenwelle (17) und die Kurbelwelle (16) verbindet.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gerät weiter aufweist:

äußere Zähne (55), die an der Nockenwelle (17) befestigt sind;

innere Zähne (49), die an dem Rotor (26) befestigt sind;

ein durch das Betätigungselement (33) ausgebildeter Zahnkranz;

äußere Zähne (57), die an dem Zahnkranz (33) befestigt sind, wobei die äußeren Zähne (57) an dem Zahnkranz (33) mit den an dem Rotor (26) befestigten inneren Zähnen (49) in Eingriff sind und eine äußere Kupplung bilden;

innere Zähne (56), die an dem Zahnkranz (33) befestigt sind, wobei die inneren Zähne (56) an dem Zahnkranz (33) befestigt sind und mit den an der Nockenwelle (17) befestigten äußeren Zähnen (55) in Eingriff sind und folglich eine innere Kupplung bilden; und

eine Schrägkeilkupplung, die durch mindestens eine äußere Kupplung und eine innere Kupplung gebildet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Betätigungselement (110) eine Flügeleinrichtung hat und wobei die erste und die zweite Druckkammer (116, 118, 120, 122) an den entgegengesetzten Seiten der Flügeleinrichtung gelegen sind.

8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Durchgang (60, 61) die erste Nut (36, 70) verbindet und es mindestens zwei Verbindungsdurchgänge zwischen dem ersten Durchgang (60, 61) und der ersten Nut (36, 70) gibt, und wobei der zweite Durchgang (62, 63) die zweite Nut (37, 71) verbindet und es mindestens zwei Verbindungsdurchgänge zwischen dem zweiten Durchgang (62, 63) und der zweiten Nut (37, 71) gibt.