(57)【要約】  本発明は、内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるためのハイドロリック式の装置（１）を制御するための制御弁（１０１）であって、該制御弁（１０１）が、弁収容部（１０６）内に収容されており、制御弁（１０１）の軸方向の端部に弾性的なシールエレメント（１２４）が設けられている形式のものに関する。弾性的なシールエレメント（１２４）の使用により、圧力媒体通路（１１３）の間および圧力媒体通路（１１３）と流出接続部（Ｔ）との間の漏れ流が機能確実に阻止される。さらに、２つの円錐状の範囲（１２９，１３１）を備えた、シールリングとして形成された弾性的なシールエレメント（１２４）が提案される。
2008523294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面（１３３）と外周面（１３４）とを備えた、ガス交換弁の制御時間を変えるための装置（１）に設けられた制御弁（１０１）の軸方向の端部をシールするためのシールリングの形のシールエレメント（１２４）において、内周面（１３３）と外周面（１３４）とが、その環状縁部（１３０）のうちのそれぞれ１つに円錐状の範囲（１２９，１３１）を備えていることを特徴とするシールエレメント。
【請求項２】
２つの円錐状の範囲（１２９，１３１）が、当該シールエレメント（１２４）の、軸方向で互いにずらされた環状縁部（１３０）に形成されている、請求項１記載のシールエレメント。
【請求項３】
内燃機関の制御時間を変えるための装置（１）に対する圧力媒体の流入および流出を制御するための制御弁（１０１）であって、
−ほぼ円筒状に形成された弁ハウジング（１０５）が設けられており、該弁ハウジング（１０５）に複数の圧力媒体接続部（Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ）が形成されており、
−前記弁ハウジング（１０５）の内部に配置された、軸方向移動可能な制御ピストン（１０４）が設けられており、
−該制御ピストン（１０４）の位置に関連して種々の圧力媒体接続部（Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ）の間の接続が形成・遮断可能であり、
−前記弁ハウジング（１０５）が弁収容部（１０６）の内部に配置されており、
−該弁収容部（１０６）内への前記弁ハウジング（１０５）の差込み深さが、該弁収容部（１０６）に形成された軸方向ストッパ（１１１）によって制限されている
形式のものにおいて、
−該軸方向ストッパ（１１１）が、円形または円環状の壁として形成されており、
−該壁が、前記弁収容部（１０６）の内周面を起点として半径方向内側へ向かって延びており、
−前記弁ハウジング（１０５）と、前記弁収容部（１０６）の軸方向ストッパ（１１１）との間にシールエレメント（１２４）が配置されている
ことを特徴とする、内燃機関の制御時間を変えるための装置（１）に対する流入および流出を制御するための制御弁。
【請求項４】
弁ハウジング（１０５）の軸方向ストッパ側の端部が、外径の減径された範囲（１１２）を備えており、該外径の減径された範囲（１１２）に前記シールエレメント（１２４）が少なくとも部分的に配置されている、請求項３記載の制御弁。
【請求項５】
前記シールエレメント（１２４）が、外周面（１３４）と内周面（１３３）とを備えたシールリングとして形成されている、請求項３記載の制御弁。
【請求項６】
前記シールエレメント（１２４）がエラストマから成っている、請求項３記載の制御弁。
【請求項７】
エラストマがフッ素ゴムまたはアクリルニトリルブタジエンゴムである、請求項６記載の制御弁。
【請求項８】
前記弁収容部（１０６）が、第１の孔（１０７）と第２の孔（１０８）とから構成されており、該第１第２の両孔（１０７，１０８）が、互いに異なる周辺構造体（１０９，１１０）に形成されていて、少なくともほぼ同軸的に配置されており、しかも互いに続き合うように形成されている、請求項３記載の制御弁。
【請求項９】
前記軸方向ストッパ（１１１）が、両周辺構造体（１０９，１１０）の境界面に形成されている、請求項５記載の制御弁。
【請求項１０】
前記軸方向ストッパ（１１１）が、当該制御弁（１０１）の差込み方向で見て第２の孔（１０８）内に形成されている、請求項５記載の制御弁。
【請求項１１】
シールエレメント（１２４）が両周辺構造体（１０９，１１０）の境界面で弁収容部（１０６）に接触するように前記軸方向ストッパ（１１１）が配置されかつ前記シールエレメント（１２４）が形成されている、請求項６または７記載の制御弁。
【請求項１２】
外径の減径された範囲（１１２）への弁ハウジング（１０５）の移行範囲（１２８）が、少なくとも部分的に円錐状に形成されており、前記シールエレメント（１２４）の内周面（１３３）が、第１の円錐状の範囲（１２９）を備えており、該第１の円錐状の範囲（１２９）が、弁ハウジング（１０５）の前記移行範囲（１２８）に適合されている、請求項５記載の制御弁。
【請求項１３】
前記シールエレメント（１２４）の外周面（１３４）の、軸方向ストッパ（１１１）に接触した方の端部が、第２の円錐状の範囲（１３１）を備えていて、前記シールエレメント（１２４）と前記軸方向ストッパ（１１１）との間に環状の空隙（１３２）が形成されている、請求項３記載の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のシールエレメント、つまり内周面と外周面とを備えた、ガス交換弁の制御時間を変えるための装置に設けられた制御弁の軸方向の端部をシールするためのシールリングの形のシールエレメントおよび請求項３の上位概念部に記載の形式の、内燃機関の制御時間を変えるための装置に対する圧力媒体の流入および流出を制御するための制御弁、つまり
−ほぼ円筒状に形成された弁ハウジングが設けられており、該弁ハウジングに複数の圧力媒体接続部が形成されており、
−前記弁ハウジングの内部に配置された、軸方向移動可能な制御ピストンが設けられており、
−該制御ピストンの位置に関連して種々の圧力媒体接続部の間の接続が形成・遮断可能であり、
−前記弁ハウジングが弁収容部の内部に配置されており、
−該弁収容部内への前記弁ハウジングの差込み深さが、該弁収容部に形成された軸方向ストッパによって制限されている
形式のものに関する。
【０００２】
発明の背景
内燃機関では、ガス交換弁、つまり吸気弁および排気弁を操作するためにカムシャフトが使用される。カムシャフトは内燃機関において、該カムシャフトに設けられたカムがカムフォロア、たとえばバケット形タペット、シーソタイプのロッカアームまたはスイングアームタイプのロッカアームに接触するように取り付けられている。カムシャフトが回転させられると、カムはカムフォロアに沿って転動し、カムフォロアはガス交換弁を操作する。したがって、カムの位置および形状により、ガス交換弁の開放時間も開放振幅ならびに開閉時期さえも規定されている。
【０００３】
最新のエンジンコンセプトの傾向は、弁伝動装置を可変に設計することにある。一方では弁行程および弁開放時間が、個々のシリンダの完全な遮断にまで可変に形成可能であることが望まれる。このためには、切換可能なカムフォロアまたはエレクトロハイドロリック式の弁操作部または電気式の弁操作部のようなコンセプトが設定されている。さらに、内燃機関の運転時にガス交換弁の開放時間および閉鎖時間に影響を与えることができることが有利であることが判っている。この場合、特に吸気弁もしくは排気弁の開放時期もしくは閉鎖時期にそれぞれ別個に影響を与え、これによりたとえば規定された弁オーバラップを意図的に調節することができることが望まれる。エンジンの目下の特性マップ範囲、たとえば目下の回転数もしくは目下の負荷に関連してガス交換弁の開放時期もしくは閉鎖時期を調節することにより、燃料消費率を低下させ、排ガス特性にポジティブな影響を与え、かつエンジン効率、最大トルクおよび最大出力を高めることができる。
【０００４】
ガス交換弁制御時間の前記可変性はクランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置を相対的に変化させることにより達成される。この場合、カムシャフトはたいていチェーン伝動装置、ベルト伝動装置、歯車伝動装置または同一作用を有する駆動コンセプトを介してクランクシャフトと駆動結合されている。クランクシャフトによって駆動されるチェーン伝動装置、ベルト伝動装置または歯車伝動装置とカムシャフトとの間には、内燃機関の制御時間を変えるための装置（以下、「カムシャフトアジャスタ」とも呼ぶ）が設けられている。この装置はクランクシャフトからカムシャフトへトルクを伝達する。この装置は、内燃機関の運転時にクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相位置が確実に保持されるように、そして所望に応じてカムシャフトがクランクシャフトに対してある程度の角度範囲内で回動され得るように形成されている。
【０００５】
吸気弁と排気弁とのためにそれぞれ１つのカムシャフトを備えた内燃機関では、吸気弁と排気弁とにそれぞれ１つのカムシャフトアジャスタを装備させることができる。これにより、吸気用のガス交換弁および排気用のガス交換弁の開放時期および閉鎖時期を時間的に互いに相対的にシフトさせ、弁オーバラップを意図的に調節することができる。
【０００６】
最近のカムシャフトアジャスタの取付け部は、たいていカムシャフトの入力側の端部に位置している。しかし、カムシャフトアジャスタは中間シャフト、回転しない構成部分またはクランクシャフトに配置されていてもよい。カムシャフトアジャスタは、クランクシャフトにより駆動される、該クランクシャフトに対する固定の位相関係を保持する入力車と、カムシャフトに駆動結合されている出力部分と、入力車から出力部分へトルクを伝達する調節機構とから成っている。入力車は、クランクシャフトに配置されていないカムシャフトアジャスタの場合にはチェーン車（スプロケット）、ベルト車（プーリ）または歯車として形成されていてよく、チェーン伝動装置、ベルト伝動装置または歯車伝動装置を介してクランクシャフトにより駆動される。調節機構は電気的、ハイドロリック的またはニューマチック的に作動され得る。
【０００７】
ハイドロリック的に調節可能なカムシャフトアジャスタの２つの有利な実施態様は、いわゆる「アキシャルピストンアジャスタ」と「回転ピストンアジャスタ」である。
【０００８】
アキシャルピストンアジャスタの場合には、入力車がピストンに、ピストンが出力部分に、それぞれ斜め歯列もしくはヘリカルスプラインを介して結合されている。ピストンは、出力部分と入力車とにより形成された中空室を、軸方向で相対して配置された２つの圧力チャンバに分割している。一方の圧力チャンバが圧力媒体で負荷され、他方の圧力チャンバがタンクに接続されると、ピストンは軸方向に移動する。ピストンの軸方向移動は斜め歯列もしくはヘリカルスプラインを介して、出力部分に対する入力車の相対的な回動へ変換され、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフトの相対的な回動へ変換される。
【０００９】
ハイドロリック式のカムシャフトアジャスタの第２の実施態様は、「回転ピストンアジャスタ」である。この回転ピストンアジャスタでは、入力車が相対回動不能にステータに結合されている。このステータにはロータが対応しており、ステータとロータとは互いに同心的に配置されている。この場合、ロータは摩擦接続式、形状接続式または材料接続式に、たとえばプレス嵌め、ねじ結合または溶接結合によってカムシャフト、カムシャフトの延長部または中間シャフトに結合されている。ステータには、周方向で互いに間隔を置いて配置された複数の中空室が形成されており、これらの中空室はロータを起点として半径方向外側へ向かって延びている。これらの中空室は軸方向でサイドカバーにより圧力密に仕切られている。各中空室内には、それぞれロータに結合されたベーン（翼）が延びており、このベーンは各中空室を２つの圧力チャンバに分割している。個々の圧力チャンバを圧力媒体ポンプもしくはタンクに意図的に接続することにより、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相を調節するか、もしくは保持することができる。
【００１０】
カムシャフトアジャスタを制御するためには、センサによりエンジンの特性データ、たとえば負荷状態および回転数が検出される。これらのデータは電子制御ユニットに供給され、この電子制御ユニットはこれらのデータを内燃機関の特性データマップと比較した後に、カムシャフトとクランクシャフトとの間の相対的な位相角度の目標値を求める。センサ、たとえばホールセンサを介して、位相角度の実際値が検出され、そしてこの実際値と目標値との偏差が求められる。引き続き、制御弁の作動ユニットへ制御命令が伝送され、この制御弁は種々の圧力チャンバに対する圧力媒体の流入および流出を制御し、ひいてはカムシャフトの位相位置の調節を制御する。
【００１１】
クランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置を調節するためには、ハイドロリック式のカムシャフトアジャスタでは、１つの中空室に設けられた、相互作用し合う２つの圧力チャンバのうちの一方の圧力チャンバが圧力媒体ポンプに接続され、他方の圧力チャンバがタンクに接続される。一方の圧力チャンバへの圧力媒体の流入と、他方の圧力チャンバからの圧力媒体の流出とが相まって、両圧力チャンバを隔離しているピストンは軸方向に移動させられる。これにより、アキシャルピストンアジャスタでは、斜め歯列もしくはヘリカルスプラインを介してカムシャフトがクランクシャフトに対して相対的に回動させられる。回転ピストンアジャスタでは、一方の圧力チャンバの圧力負荷と、他方の圧力チャンバの放圧とにより、ベーンの移動が生ぜしめられ、ひいては直接にクランクシャフトに対するカムシャフトの回動が生ぜしめられる。位相位置を保持するためには、両圧力チャンバが圧力媒体ポンプに接続されるか、または圧力媒体ポンプからもタンクからも遮断される。
【００１２】
圧力チャンバに対して流入もしくは流出する圧力媒体流の制御は、制御弁、たいては４ポート３位置比例弁によって行われる。この制御弁は弁ハウジングを有しており、弁ハウジングは圧力チャンバのための各１つの接続部（作業接続部）と、圧力媒体ポンプに対する１つの接続部と、タンクに対する少なくとも１つの接続部とを備えている。ほぼ中空円筒状に形成された弁ハウジングの内部には、軸方向に移動可能な制御ピストンが配置されている。この制御ピストンは作動ユニット、たとえば電磁式またはハイドロリック式の作動ユニットによって、ばねエレメントのばね力に抗して軸方向で、規定された２つの終端位置の間のいかなる位置にも移動され得る。制御ピストンはさらに複数の環状溝と制御縁とを備えており、これにより個々の圧力チャンバは選択的に圧力媒体ポンプか、またはタンクのいずれかに接続され得る。また、圧力媒体チャンバが圧力媒体ポンプからも圧力媒体タンクからも遮断されているような、制御ピストンの位置が設けられていてもよい。
【００１３】
このような制御弁はセンタ弁または差込み弁として形成されていてよい。センタ弁の場合には、制御弁はカムシャフトの内部またはカムシャフトの延長部の内部でカムシャフトアジャスタの範囲に配置されている。差込み弁の場合には、内燃機関の周辺構造が弁収容部を備えており、この弁収容部内へ制御弁が差し込まれる。たいてい孔として形成された弁収容部の外周面には、複数の圧力媒体管路が形成されており、これらの圧力媒体管路は制御弁の圧力媒体接続部と連通している。このような周辺構造は、たとえばシリンダヘッドまたはシリンダヘッドカバーであってよい。
【００１４】
ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０２２３４３１号明細書には、差込み構造の制御弁を備えたこのような装置が開示されている。この装置は、カムシャフト固定の出力ユニットと、クランクシャフトにより駆動される入力ユニットと、２つのサイドカバーとから成っている。入力ユニットは出力ユニットに対して同軸的に配置されていて、周方向で相互間隔を置いて配置された複数の切欠きを備えている。これらの切欠きは入力ユニットと出力ユニットとサイドカバーとによって圧力密に閉鎖され、したがって複数の圧力室を形成する。各圧力室内には１つのベーンが延びており、この場合、各ベーンは出力ユニットに形成されたベーン溝内に配置されている。各ベーンはそれぞれ１つの圧力室を、相互作用し合う２つの圧力チャンバに分割している。これらの圧力チャンバは、カムシャフトに設けられた圧力媒体管路を介して回転貫通案内部によって、シリンダヘッドもしくはシリンダヘッドカバーに設けられた別の圧力媒体管路と連通する。
【００１５】
シリンダヘッドもしくはシリンダヘッドカバーに設けられたこれらの圧力媒体管路は、制御弁、この場合には４ポート３位置弁によって選択的に圧力媒体リザーバか、または圧力媒体ポンプのいずれかに接続され得る。この制御弁は作動ユニットと弁体とから成っている。弁体はアダプタスリーブにより取り囲まれ、この場合、このアダプタスリーブはシリンダヘッドカバーに設けられた孔内に配置されている。アダプタスリーブ内には、軸方向と周方向とで相互間隔を置いて配置された３つの半径方向開口が設けられている。これら３つの半径方向開口は圧力媒体接続部として働く。第４の圧力媒体接続部は軸方向で、弁体の、作動ユニットとは反対の側の端面に形成されている。各半径方向開口はそれぞれ１つの上昇通路を介して圧力媒体管路に接続されている。圧力媒体は圧力媒体管路を介して、軸方向で見て真ん中の半径方向開口に流入し、この半径方向開口からスリーブの内部へ流入する。この場合、圧力媒体流は制御弁の制御位置に関連して、その他の２つの半径方向開口のうちのいずれか一方の半径方向開口へ案内される。この半径方向開口から圧力媒体は別の上昇管路を介して、回転貫通案内部のうちの１つと、圧力チャンバの第１のグループとに連通している圧力媒体管路に流入する。
【００１６】
同様に、圧力媒体は圧力チャンバの第２のグループから回転貫通案内部と圧力媒体管路とを介して別の上昇管路に流入する。この上昇管路は第３の半径方向開口に開口している。この第３の半径方向開口から圧力媒体は制御弁を介して軸方向の流出接続部に流入する。前記上昇管路は、シリンダヘッドカバーに設けられた孔内に形成された、アダプタスリーブに向かって開いた溝として形成されている。さらにこれらの上昇管路は、アダプタスリーブの外径が前記孔の内径に適合されていることにより互いに対してシールされている。上昇管路と連通している圧力媒体管路はこのような実施態様では、シリンダヘッドカバーに設けられた、シリンダヘッドに向かって開いた溝として形成されている。圧力チャンバから押しのけられた圧力媒体の流出を可能にするためには、シリンダヘッドが、シリンダヘッドカバーに形成された孔に対して同軸的な流出孔を備えている。
【００１７】
上昇管路と流出孔との間の漏れを回避するためには、孔の内径と流出孔の内径とが同一であり、アダプタスリーブは少なくとも部分的にアダプタ孔に突入して延びている。アダプタスリーブは流出孔の周面に密に接触しており、これにより上昇管路から流出孔を介して行われるシリンダヘッド内部への圧力媒体の流出は妨げられる。前記孔の小さなずれに基づき、組付け時におけるアダプタスリーブの損傷が生ぜしめられ、このことは各構成部分の間のシール作用の損失を招く恐れがある。
【００１８】
上昇通路と流出孔との間のシール機能を保証するためには、流出孔に対する前記孔の正確に同軸的な位置調整と、流出孔の内径に対するアダプタスリーブ直径の正確な適合とが必要となる。このことは、個々の構成部分の製作プロセスにおいて不可避に出現する公差に基づき、極めて高い手間をかけないと可能にならない。
【００１９】
発明の要約
本発明の根底を成す課題は、上で述べた欠点を回避し、そしてシステム内で生じる公差に対して鈍感であるような、つまり該公差の影響を受け難いような制御弁のためのシールコンセプトを提供することである。さらに、このシールコンセプトで使用されるシールエレメントが提案される。
【００２０】
内燃機関の制御時間を変えるための装置に対する圧力媒体の流入および流出を制御するための制御弁が、とりわけほぼ円筒状に形成された弁ハウジングを有しており、該弁ハウジングに複数の圧力媒体ポートもしくは圧力媒体接続部が形成されている。当該制御弁はさらに、弁ハウジングの内部に配置された、軸方向移動可能な制御ピストンを有している。この場合、該制御ピストンの位置に関連して種々の圧力媒体接続部の間の接続が形成・遮断可能である。弁ハウジングは弁収容部の内部に配置されており、この場合、該弁収容部内への前記弁ハウジングの差込み深さが、該弁収容部に形成された軸方向ストッパによって制限されている。上記課題は本発明によれば、軸方向ストッパが、円形または円環状の壁として形成されており、該壁が、前記弁収容部の内周面を起点として半径方向内側へ向かって延びており、弁ハウジングと、前記弁収容部の軸方向ストッパとの間にシールエレメントが配置されていることにより解決される。
【００２１】
このような制御弁は、円筒状の弁ハウジングと、該弁ハウジング内で軸方向移動可能に配置された制御ピストンとから成っている。弁ハウジングは複数の半径方向開口を備えており、これらの半径方向開口は圧力媒体ポートもしくは圧力媒体接続部として働く。作動ユニットを用いて制御ピストンを弁ハウジング内で２つの終端ストッパの間の任意の位置へもたらすことができる。この場合、制御ピストンは弁ハウジングに対する相対的な位置に関連して種々の圧力媒体接続部を接続するか、もしくは遮断する。制御ピストンは弁ハウジングと直接に接触していてよい。別の手段は、ドイツ連邦共和国特許第１０２２３４３１号明細書に開示されているように、弁ハウジングと制御ピストンとの間に、中空に形成された制御スリーブを設けることにある。この制御スリーブの内径は制御ピストンの外径に適合されており、制御スリーブの外径は弁ハウジングの内径に適合されている。さらに、制御スリーブの外周面は複数の環状溝を備えており、これらの環状溝は一方では圧力媒体接続部と連通しており、他方では半径方向開口を介して制御スリーブの内部と連通している。制御ピストンの軸方向移動により、各環状溝の間の接続、ひいては各圧力媒体接続部の間の接続および場合によっては軸方向の１つの圧力媒体接続部との接続を形成するか、または遮断することができる。
【００２２】
このような制御弁は弁収容部内に配置されている。弁収容部内には複数の圧力媒体通路が形成されており、これらの圧力媒体通路は圧力媒体接続部と連通している。圧力媒体通路を介して、カムシャフトアジャスタの圧力チャンバが選択的に圧力媒体ポンプか、または圧力媒体リザーバに接続される。このような弁収容部は、たとえばシリンダヘッドまたはシリンダヘッドカバー内に形成されていてよい。この場合は差込み弁と呼ばれる。別の可能性は制御弁をセンタ弁として使用することである。この場合には、制御弁はカムシャフトに設けられた弁収容部内に配置されていて、内燃機関の運転時にカムシャフトと一緒に回転する。
【００２３】
両事例において、弁収容部は円筒状の孔として形成されている。弁ハウジングの外径は孔の内径に適合されており、これにより圧力媒体接続部は互いにシールされている。孔の内部には、弁ハウジングのための軸方向ストッパが設けられている。この軸方向ストッパは、孔を仕切る壁として形成されていてよい。また、孔の直径減径部も考えられる。この場合には、孔が横断面段状に形成されており、これにより環状区分が形成され、この環状区分が弁ハウジングのための軸方向ストッパとして働く。さらに、軸方向ストッパと弁ハウジングとの間にはシールリングが設けられており、このシールリングは軸方向における漏れ流を阻止する。
【００２４】
このような手段により、ドイツ連邦共和国特許第１０２２３４３１号明細書に記載の半径方向の環状シール部が軸方向へ置き換えられ、これにより制御弁の寸法公差による影響は問題ではなくなる。
【００２５】
本発明の有利な改良形では、弁ハウジングの軸方向ストッパ側の端部が、外径の減径された範囲を備えており、該外径の減径された範囲に前記シールエレメントが少なくとも部分的に配置されている。さらに、前記シールエレメントが、外周面と内周面とを備えたシールリングとして形成されている。
【００２６】
外径の減径された範囲は、弁収容部内でのシールエレメントと制御弁との組付けを容易にする。シールリングとして形成されたシールエレメントの内径は、外径の減径された範囲の外径に適合されている。シールリングはこの範囲において制御弁に被せ嵌められ、そして制御弁と一緒に弁収容部内に位置決めされる。したがって、制御弁を用いてシールエレメントが受ける案内および位置決めに基づき、誤組付けが回避され、シール作用がプロセス確実に形成される。
【００２７】
さらに本発明の別の有利な構成では、前記シールエレメントがエラストマから成っている。シールリングは、軸方向ストッパ側の端部に外径の減径された範囲を備えた弁ハウジングの場合には、この範囲の外周面に接触している。さらに、シールリングは軸方向で弁ハウジングと軸方向ストッパとによって緊締される。組付け時に、シールリングは弁ハウジングによって軸方向ストッパに押圧される。このときに、このシールリングは弾性変形し、この場合、弁ハウジングによる半径方向内側への変形が阻止される。すなわち、弾性変形は弁収容部の内周面へ向かう「優先方向」、つまり半径方向外側へ向かう優先方向を得る。これにより、シール作用は高められるか、もしくは著しく早めに達成される。弾性的なシールリングの使用における別の利点は、弾性的なシールリングの変形可能性に基づき、軸方向公差を補償することができることに認められる。
【００２８】
エラストマは、たとえばフッ素ゴムまたはアクリルニトリルブタジエンゴムであってよい。これらの材料は内燃機関内の周辺影響因子、たとえば高い温度に対するその高い抵抗性およびエンジンオイルとの接触における高い抵抗性に基づき極めて好適である。
【００２９】
本発明のさらに別の有利な実施態様では、前記弁収容部が、第１の孔と第２の孔とから構成されており、該第１第２の両孔が、互いに異なる周辺構造体に形成されていて、少なくともほぼ同軸的に配置されており、しかも互いに続き合うように形成されている。このような構成のための１つの例は、ドイツ連邦共和国特許第１０２２３４３１号明細書に開示された弁収容部である。シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとには、各１つの孔が形成されている。両孔は、シリンダヘッドカバーがシリンダヘッドに装着されている場合に両孔が互いに対して少なくともほぼ同軸的に位置するように配置されている。
【００３０】
本発明のさらに別の改良形では、前記軸方向ストッパが、両周辺構造体の境界面に形成されていてよい。この構成では、第２の孔の内径が第１の孔の内径よりも小さく形成されている。すなわち、両孔の間の境界面には、段部が形成されている。このような変化形の利点は少ない製造コストにある。なぜならば、この段部が、互いに異なる内径の２つの孔を互いに並設することにより実現されるからである。
【００３１】
択一的には、前記軸方向ストッパが、当該制御弁の差込み方向で見て第２の孔内に形成されている。この構成の利点は、シールエレメントが両周辺構造体の境界面で孔の内周面に接触し得るように孔の段状の形状が形成されていてよいことにある。
【００３２】
本発明のこの構成では、弁ハウジングの外周面がもはや周辺構造体の境界面においてシール機能を発揮しないので、周辺構造体の間の境界面における第２の孔の内径は第１の孔の内径よりも大きく形成されていてよく、ひいては弁ハウジングの外径よりも大きく形成されていてよい。したがって、両孔が互いに対して少しだけずれている場合でも弁収容部における制御弁の破壊なしの組付けが確保されている。
【００３３】
本発明のさらに別の有利な構成では、シールエレメントが両周辺構造体の境界面で弁収容部に接触するように前記軸方向ストッパが配置されかつ前記シールエレメントが形成されている。直角の形状とは異なる縁部に基づき生ぜしめられる、場合によっては存在する漏れ路は、こうしてシールエレメントの弾性変形によって信頼性良く遮断される。
【００３４】
本発明のさらに別の有利な改良形では、外径の減径された範囲への弁ハウジングの移行範囲が、少なくとも部分的に円錐状に形成されている。さらに、前記シールエレメントの内周面が、第１の円錐状の範囲を備えており、この場合、該第１の円錐状の範囲は弁ハウジングの前記移行範囲に適合されている。
【００３５】
弁ハウジングは円筒状の第１の範囲と円筒状の第２の範囲とから成っている。円筒状の第１の範囲は第１の孔の内壁に密に接触している。第２の範囲は外径の減径された範囲である。第１の範囲から第２の範囲への移行部には、円錐状の移行範囲が形成されている。この場合、直径減径部全体を円錐状の範囲によって橋渡しすることができる。また、第１の範囲を起点として弁ハウジングが半径方向内側へ向かって段状に延びていて、それから弁ハウジングが円錐状の範囲へ移行し、この円錐状の範囲が、外径の減径された範囲で終わっていることも考えられる。シールリングはこの移行範囲に配置されている。この場合、シールリングの、弁ハウジングに接触した輪郭は弁ハウジングの輪郭、特に円錐状の範囲の輪郭に適合されている。弁収容部における制御弁の組付けの間、弁ハウジングはシールリングへ力を加える。軸方向ストッパに対して平行には延びていない押圧面に基づき、シールリングは軸方向においても半径方向においても所定の力で負荷される。その結果、半径方向における改善されたシール作用が得られる。
【００３６】
本発明のさらに別の有利な構成では、前記シールエレメントの外周面の、軸方向ストッパに接触した方の端部が、第２の円錐状の範囲を備えていて、前記シールエレメントと前記軸方向ストッパとの間に環状の空隙が形成されている。たとえば、より大きな軸方向公差が補償されなければならず、ひいては弁が弁収容部のさらに内部に位置決めされなければならない場合、シールリングはそのシール機能を維持しながら空隙内へ待避することができる。より大きな製作誤差を補償し、ひいてはコストを節約することができる。
【００３７】
さらに、内周面と外周面とを備えた、ガス交換弁の制御時間を変えるための装置に設けられた制御弁の軸方向の端部をシールするためのシールリングの形のシールエレメントが提案される。本発明によれば、前記課題は、内周面と外周面とが、その環状縁部のうちのそれぞれ１つに円錐状の範囲を備えていることにより解決される。この場合、２つの円錐状の範囲は、当該シールエレメントの、軸方向で互いにずらされた環状縁部に形成されている。２つの円錐状の範囲のうちの一方の円錐状の範囲は、シールリングにより第２の構成部分に対してシールされるべき構成部分に設けられた円錐状の範囲に当て付けるために設けられている。この場合、特に１つの孔の内部における１つの構成部分の密な組付けが考えられている。この場合、シールリングは軸方向に向けられた力で負荷される。前記構成部分の円錐状の押圧面は軸方向に向けられた力を半径方向の力成分と軸方向の力成分とに変換し、これによりシールリングは半径方向に変形させられ、こうしてシール作用が高められる。別の環状縁部の円錐状の形成により、環状の空隙が提供される。シールリングは力作用を受けてこの環状の空隙内に待避することができる。したがって、この空隙によって、シール作用に影響を与えることなしに大きな軸方向公差を補償することができる。
【００３８】
図面の簡単な説明
本発明のさらに別の特徴は以下の説明および図面から明らかとなる。以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００３９】
図１は、圧力媒体循環路を備えた、内燃機関の制御時間を変えるための装置の縦断面であり、
図２は、図１に示した装置をＩＩ−ＩＩ線に沿って断面した横断面図であり、
図３は、本発明による第１のシールコンセプトによる、弁収容部内に組み付けられた制御弁の縦断面図であり、
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図であり、
図５は、本発明による第２のシールコンセプトによる、弁収容部内に組み付けられた制御弁の縦断面図であり、
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った横断面図であり、
図７は、本発明によるシールリングの縦断面図であり、
図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【００４０】
発明の詳細な説明
図１および図２には、内燃機関の制御時間を変えるための装置１が図示されている。この装置１は主としてステータ２と、このステータ２に対して同心的に配置されたロータ３とから成っている。ステータ２には、駆動車もしくは入力車４が相対回動不能に結合されており、この入力車４は図示の実施例ではチェーン車、つまりスプロケットとして形成されている。しかし、入力車４がベルト車、つまりプーリまたは歯車として形成されているような実施例も考えられる。ステータ２はロータ３に回転可能に装着支承されており、この場合、ステータ２の内周面には、図示の実施例では周方向に相互間隔を置いて配置された５つの切欠き５が設けられている。これらの切欠き５は半径方向ではステータ２およびロータ３によって、周方向ではステータ２に設けられた２つの側壁６によって、軸方向では第１のサイドカバー７および第２のサイドカバー８によって、それぞれ仕切られる。こうして、これらの切欠き５はそれぞれ圧力密に閉鎖されている。第１のサイドカバー７および第２のサイドカバー８は結合エレメント９、たとえばねじによってステータ２に結合されている。
【００４１】
ロータ３の外周面には、軸方向に延びる複数のベーン溝１０が形成されている。各ベーン溝１０内には、半径方向に延びる１つのベーン（翼）１１が配置されている。各切欠き５内には、各ベーン溝１０を起点としてそれぞれ１つのベーン１１が突入して延びている。この場合、ベーン１１は半径方向ではステータ２に接触しており、軸方向ではサイドカバー７，８に接触している。各ベーン１１はそれぞれ対応する切欠き５を、相互作業する２つの圧力チャンバ１２，１３に分割している。ステータ２におけるベーン１１の圧力密な接触を保証するためには、ベーン溝１０の溝底部１４とベーン１１との間に板ばねエレメント１５が取り付けられており、この板ばねエレメント１５はベーン１１を半径方向に所定の力で負荷している。
【００４２】
第１の圧力媒体管路１６と第２の圧力媒体管路１７とによって、制御弁１８を介して第１の圧力チャンバ１２および第２の圧力チャンバ１３を圧力媒体ポンプ１９またはタンク２０に接続することができる。これにより、作動駆動装置が形成される。この作動駆動装置はロータ３に対するステータ２の相対回動を可能にする。この場合、第１の圧力チャンバ１２の全てが圧力媒体ポンプ１９に接続され、第２の圧力チャンバ１３の全てがタンク２０に接続されるか、もしくは全く逆のコンフィグレーション、つまり第１の圧力チャンバ１２の全てがタンク２０に接続され、第２の圧力チャンバ１３の全てが圧力媒体ポンプ１９に接続されるようになっている。第１の圧力チャンバ１２が圧力媒体ポンプ１９に接続され、第２の圧力チャンバ１３がタンク２０に接続されると、第１の圧力チャンバ１２は第２の圧力チャンバ１３を犠牲にして拡張する。その結果、矢印２１で示した方向での周方向におけるベーン１１の移動が行われる。ベーン１１の移動により、ロータ３はステータ２に対して相対的に回動される。
【００４３】
ステータ２は図示の実施例では、入力車４に作用するチェーン伝動装置（図示しない）を介してクランクシャフトによって駆動される。また、ベルト車伝動装置または歯車伝動装置によってステータ２を駆動することも考えられる。ロータ３は摩擦接続的、形状接続的（係合に基づいた嵌合により）または材料接続的に、たとえばプレス嵌めまたはセンタねじを用いたねじ結合によってカムシャフト（図示しない）に結合されている。圧力チャンバ１２，１３への圧力媒体の流入もしくは流出の結果である、ステータ２に対して相対的なロータ３の相対回動に基づき、カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相シフトが生ぜしめられる。したがって、圧力チャンバ１２，１３に対する圧力媒体の意図的な導入もしくは導出により、内燃機関のガス交換弁の制御時間を意図的に変化させることができる。
【００４４】
圧力媒体管路１６，１７は図示の実施例ではロータ３内部の通路として形成されている。これらの通路はロータ３に設けられたセンタ孔２２からロータ３の外周面にまで延びている。センタ孔２２の内部にはセンタ弁（図示しない）が配置されていてよい。その場合、このセンタ弁を介して、圧力チャンバ１２，１３を圧力媒体ポンプ１９もしくはタンク２０に意図的に接続することができる。別の可能性は、センタ孔２２の内部に圧力媒体分配器を配置することにある。その場合、この圧力媒体分配器は圧力媒体通路と環状溝とを介して圧力媒体管路１６，１７を、外部に取り付けられた制御弁１８の圧力媒体接続部Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔに接続する。
【００４５】
切欠き５の、ほぼ半径方向に延びる側壁６は、凸状の加工成形部（Ausformung）２３を備えている。これらの加工成形部２３は周方向で切欠き５に突入するように延びている。加工成形部２３はベーン１１のためのストッパとして働き、そしてロータ３がステータ２に対して相対的な両極端位置のうちの一方の極端位置を占めてベーン１１が両側壁６のうちの一方の側壁に接触している場合でも、圧力チャンバ１２，１３に圧力媒体が供給され得ることを保証している。
【００４６】
たとえば内燃機関のスタート段階において前記装置１への圧力媒体供給が不十分となる場合には、ロータ３は、カムシャフトによりロータ３に加えられる交番・引きずりモーメントもしくは交番・引きずりトルクに基づき、コントロールされずにステータ２に対して相対的に運動させられる。第１の段階では、カムシャフトの反動トルクがロ―タ３をステータ２に対して相対的に、ステータ２の回転方向とは逆向きの周方向へ押しやる。この場合、ロータ３は側壁６に当接するまで押しやられる。次いで、カムシャフトによりロータ３に加えられる交番トルクにより、ロータ３の往復スイングが生ぜしめられ、ひいては切欠き５内でのベーン１１の往復スイングが生ぜしめられる。この往復スイングは、両圧力チャンバ１２，１３のうちの少なくとも一方の圧力チャンバが圧力媒体で完全に充填されるまで行われる。このことは高い摩耗および前記装置１における騒音発生を招く。このことを阻止するために、前記装置１にはロックエレメント２４が設けられている。このためには、ロータ３に設けられた軸方向孔２５内にポット形のピストン２６が配置されている。このピストン２６は第１のばね２７によって軸方向に所定の力で負荷される。この第１のばね２７は軸方向において一方の側では空気抜きエレメント２８に支持されており、第１のばね２７の反対の側の他方の軸方向端部は、ポット形に形成されたピストン２６の内部に配置されている。第１のサイドカバー７には、スライドガイド機構（Kulisse）２９が形成されており、この場合、ピストン２６はステータに対するロータの少なくとも１つの相対的な位置においてこのスライドガイド機構２９内に係合し得るようになっている。この位置では、前記装置１への不十分な圧力媒体供給時に第１のばね２７によってピストン２６がスライドガイド機構２９内へ押し込まれる。この状態においてロータ３はステータ２に対して相対的にこの位置にロックされる。特にこのロック位置は、内燃機関のスタート時にとられるべき位置に相当している。さらに、前記装置１への圧力媒体供給が十分となった場合にピストン２６を軸方向孔２５内へ押し戻し、ひいてはロックを解除するための手段が設けられている。このことは通常、圧力媒体管路（図示しない）を介して、ピストン２６のカバー側の端面に形成された凹設部３０内に導入される圧力媒体を用いて実施される。軸方向孔２５のばね室からの漏れオイルを導出できるようにするために、空気抜きエレメント２８は軸方向に延びる溝を備えている。これらの溝に沿って圧力媒体を、第２のサイドカバー８に設けられた孔にまで案内することができる。
【００４７】
図１には、付加的に圧力媒体循環路３１が図示されている。タンク２０からは、圧力媒体ポンプ１９によって制御弁１８の流入ポートもしくは流入接続部Ｐに圧力媒体が供給される。それと同時に、流出ポートもしくは流出接続部Ｔを介して制御弁１８からタンク２０へ圧力媒体が導入される。制御弁１８はさらに２つの作業ポートもしくは作業接続部Ａ，Ｂを有している。この場合、第１の作業接続部Ａは第１の圧力チャンバ１２と連通しており、第２の作業接続部Ｂは第２の圧力チャンバ１３と連通している。第２のばね３３のばね力に抗して作用する電磁式のアクチュエータもしくは作動装置３２によって、制御弁１８を３つの位置へもたらすことができる。作動装置３２の非通電状態に相当する、制御弁１８の第１の位置では、第１の作業接続部Ａが、ひいては第１の圧力チャンバ１２が、流出接続部Ｔに接続される。それと同時に、流入接続部Ｐは第２の作業接続部Ｂと連通し、ひいては第２の圧力チャンバ１３と連通する。すなわち、第１の圧力チャンバ１２から圧力媒体が流出する間、第２の圧力チャンバ１３には圧力媒体が導入され、これによりベーン１１は周方向に移動させられる。その結果、ロータ３とステータ２との間の位相位置の変化が生ぜしめられ、ひいてはカムシャフトとクランクシャフトとの間の位相位置の変化が生ぜしめられる。
【００４８】
制御弁１８の中間の第２の位置では、第１の作業接続部Ａも第２の作業接続部Ｂも、流入接続部Ｐと流出接続部Ｔとから遮断される。圧力媒体は圧力チャンバ１２，１３に対して流入することも流出することもできず、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相位置が保持される。別の択一的な手段は、両作業接続部Ａ，Ｂを流入接続部Ｐに接続し、これにより前記装置１に生じる漏れを補償することにある。
【００４９】
制御弁１８の第３の位置では、流入接続部Ｐが第１の作業接続部Ａに、ひいては第１の圧力チャンバ１２に接続されており、それに対して第２の圧力チャンバ１３は第２の作業接続部Ｂを介して流出接続部Ｔに接続されている。制御弁１８の第１の制御位置と同様に、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置が変えられるが、ただしこの場合には第１の制御位置の場合とは逆向きの方向で変えられる。
【００５０】
図３には、本発明による制御弁１０１が示されている。この制御弁１０１は作動装置１０２と、ほぼ中空円筒状に形成された制御ハウジング１０３と、同じくほぼ中空円筒状に形成された制御ピストン１０４と、同じくほぼ中空円筒状に形成された弁ハウジング１０５とを有している。制御ハウジング１０３は弁ハウジング１０５の内部に位置固定に配置されている。この場合、弁ハウジング１０５の内径は制御ハウジング１０３の外径に適合されている。さらに、制御ピストン１０４は制御ハウジング１０３の内部で軸方向に摺動可能に配置されており、この場合、制御ピストン１０４の外径は制御ハウジング１０３の内径に適合されている。弁ハウジング１０５は弁収容部１０６の内部に配置されている。この弁収容部１０６は２つの孔１０７，１０８から構成されており、両孔１０７，１０８は２つの周辺構造体１０９，１１０に形成されている。第１の周辺構造体１０９は第２の周辺構造体１１０に固定されており、両孔１０７，１０８は、互いに少なくともほぼ同軸的に位置するように形成されて配置されている。第２の孔１０８の内径は本実施例では第１の孔１０７の内径よりも小さく形成されている。これにより、第１の周辺構造体１０９と第２の周辺構造体１１０との間の境界面には、円環状の軸方向ストッパ１１１が形成される。この軸方向ストッパ１１１は制御弁１０１の差込み深さを制限する。
【００５１】
弁ハウジング１０５の軸方向ストッパ側の端面は外径の減径された範囲１１２を備えており、この場合、外径の減径された範囲１１２の外径は第２の孔１０８の内径よりも小さく形成されている。さらに、この実施例では、外径の減径された範囲１１２への移行部が段状に形成されている。弁ハウジング１０５は第１の孔１０７を貫通して、この減径された範囲１１２によって少なくとも部分的に第２の孔１０８内に突入して延びている。この場合、弁ハウジング１０５の外径は弁収容部１０６の内径に適合されている。
【００５２】
第１の周辺構造体１０９と第２の周辺構造体１１０との間の境界面には、３つの圧力媒体通路１１３が形成されている。これらの圧力媒体通路１１３は溝の形に形成されており、これらの溝は第１の周辺構造体１０９または第２の周辺構造体１１０の表面に設けられている。圧力媒体通路１１３はそれぞれ１つの上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐに開口しており、これらの上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐは第１の孔１０７の内周面に形成されている。これらの上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐは第１の孔１０７の周方向で互いに対してずらされていて、ほぼ弁ハウジング１０５の軸方向に延びている。上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐはそれぞれ、作業接続部Ａ，Ｂおよび流入接続部Ｐとして働く、弁ハウジング１０５に加工成形された各１つの半径方向開口１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｐを介して、弁ハウジング１０５の内部と連通している。
【００５３】
制御ハウジング１０３の外周面は軸方向で互いに対してずらされた３つの環状溝１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｐを備えている。この場合、上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐと、半径方向開口１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｐと、環状溝１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｐとは、第１の上昇溝１１４ａが第１の半径方向開口１１５ａによって第１の環状溝１１６ａとのみ連通し、第２の上昇溝１１４ｂが第２の半径方向開口１１５ｂによって第２の環状溝１１６ｂとのみ連通し、第３の上昇溝１１４ｐが第３の半径方向開口１１５ｐによって第３の環状溝１１６ｐとのみ連通するように配置されている。さらに、環状溝１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｐはそれぞれその溝底部に形成された開口１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｐによって制御ハウジング１０３の内部と連通している。
【００５４】
制御ハウジング１０３の内部に配置された制御ピストン１０４は、作動装置１０２によってプッシュロッド１１９を介して第１のばねエレメント１２０のばね力に抗して制御ハウジング１０３の内部で軸方向に移動され得る。制御ピストン１０４は２つの制御区分１２１を備えており、この場合、制御区分１２１の外周長は制御ハウジング１０３の内周長に適合されている。制御区分１２１は別個の構成部分として製作されて制御ピストン１０４に組み付けられているか、または図３に図示されているように制御ピストン１０４とワンピース（一体）に形成されていてよい。制御区分１２１以外の範囲では、制御ピストン１０４の外径は制御区分１２１の外径よりも小さく形成されている。制御区分１２１は、第４の環状溝１２２が形成されるように形成されかつ制御ピストン１０４に配置されている。第４の環状溝１２２は制御ハウジング１０３に対して相対的な制御ピストン１０４の位置に応じて第１の環状溝１１６ａまたは第２の環状溝１１６ｂを真ん中の第３の環状溝１１６ｐに接続する。
【００５５】
さらに、制御ピストン１０４の、第１のばねエレメント１２０が作用する方の端面側の端部は開いて形成されている。これにより、制御ピストン１０４の内部と第２の孔１０８との間の接続が形成され、これによって流出接続部Ｔが形成される。制御ピストン１０４のプッシュロッド側の端部には、第４の開口１２３が形成されており、これにより制御ピストン１０４の内部は制御ピストン１０４の外部にハイドロリック的に接続されている。第４の開口１２３は図示の実施例では第４の環状溝１２２以外の範囲で制御ピストン１０４の外周面に位置している。
【００５６】
作動装置１０２によってプッシュロッド１１９を介して制御ピストン１０４を制御ハウジング１０３の内部で２つの最大値の間のいかなる任意の位置へも移動させることができる。このときに、第１のばねエレメント１２０は制御ピストン１０４へ戻し作用を加える。作動装置１０２としては、たとえばハイドロリック式の作動装置または図示の実施例の場合のように電磁式の作動装置が挙げられる。電磁式の作動装置１０２はコイルを有しており、このコイルは１つまたは複数の永久磁石の磁界内に配置されている。このコイルには、電流供給ユニットが対応しており、この電流供給ユニットを介してこのコイルを電流によって励磁させることができる。この場合、コイルを励磁させるための複数の手段が考えられる。１つの手段は、たとえば磁界内部でのコイルの位置を可変の電流強度によって変化させることである。この場合、高い電流強度は高い変位量に相当し、低い電流強度は低い変位量に相当する。さらに、パルス電流によってコイルを励磁させることも考えられる。たとえばコイルの電気的な磁極に値０Ｖと一定の電圧Ｖ０との間の矩形波電圧を印加することができる。コイルの変位量、ひいては制御ピストン１０４の変位量は、電気的な磁極に電圧Ｖ０が印加される時間インターバルもしくは電気的な磁極に電位差が印加されない時間インターバルの比により決定される。無電圧の時間インターバルが大きくなればなるほど、コイルの変位量はますます小さくなる。電圧Ｖ０が印加される時間インターバルが長くなればなるほど、コイルの変位量はますます大きくなる。
【００５７】
図３および図４に示した実施例では、４つの圧力媒体ポートもしくは圧力媒体接続部Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔを備えた４ポート３位置弁が図示されている。この場合、制御ピストン１０４は主として３つの制御状態に位置することができる。しかし本発明はこのような４ポート３位置弁に限定されるわけではなく、たとえば４ポート４位置弁またはその他の弁を使用することのできる使用例も十分に考えられる。
【００５８】
以下に、例として４ポート３位置弁の機能について詳しく説明する。３つの圧力媒体通路１１３のうちの１つを介して、第３の上昇溝１１４ｐが圧力媒体で負荷される。制御弁１０１のいかなる制御位置においても、この圧力媒体は第３の半径方向開口１１５ｐと第３の環状溝１１６ｐと第３の開口１１７ｐとを介して第４の環状溝１２２内に流入する。
【００５９】
作動装置１０２の無電流状態に相当する制御弁１０１の第１の状態では、制御ピストン１０４が第１のばねエレメント１２０のばね力によって作動装置１０２の方向における最大変位位置にまで移動させられている。この制御位置において第４の環状溝１２２は第１の開口１１７ａと第１の環状溝１１６ａと第１の半径方向開口１１５ａとを介して第１の上昇溝１１４ａと連通しており、この第１の上昇溝１１４ａから圧力媒体は第１の圧力チャンバ１２へ案内される。
【００６０】
作動装置１０２が最大通電されている、制御弁１０１の第２の制御位置では、制御ピストン１０４が第１のばねエレメント１２０の方向に最大変位されている。この場合には、第４の環状溝１２２が第３の開口１１７ｐにも第２の開口１１７ｂにも連通している。圧力媒体は第２の環状溝１１６ｂと第２の半径方向開口１１５ｂと第２の上昇溝１１４ｂとを介して、この第２の上昇溝１１４ｂに対応する圧力媒体通路１１３に流入し、そしてこの圧力媒体通路１１３から第２の圧力チャンバ１３へ流入する。
【００６１】
第３の状態では、制御ピストン１０４は、第４の環状溝１２２が第３の開口１１７ｐとしか連通しない真ん中の位置に位置している。この場合には、両圧力チャンバ１２，１３に対する圧力媒体流入が中断される。択一的には、この真ん中の位置において第４の環状溝１２２が第１の開口１１７ａと第２の開口１１７ｂと第３の開口１１７ｐとに連通することも考えられる。その場合には、両圧力チャンバ１２，１３に圧力媒体が案内され、これにより漏れが補償され、カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相位置が機能確実に保持される。
【００６２】
第１の制御位置および第２の制御位置において、制御区分１２１は各開口１１７ａ，１１７ｂを完全に開放するか、または完全に閉鎖する。もちろん、制御ピストン１０４は前記両極端値の間のいかなる任意の位置にも位置決めすることができる。これにより、第１第２の開口１１７ａ，１１７ｂは部分的にしか開放されないか、もしくは部分的にしか遮蔽されない。これにより、通流抵抗、ひいては圧力チャンバ１２，１３への圧力媒体供給の量を調節することができる。
【００６３】
圧力媒体が上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐから直接に第２の孔１０８へ流入することを阻止し、そして上昇溝１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｐの間の漏れ流、特に周辺構造体１０９，１１０の間の境界面における漏れ流を阻止するためには、弁ハウジング１０５と軸方向ストッパ１１１との間にシールエレメント１２４が設けられている。このシールエレメント１２４は図示の実施例では、弾性変形可能なシールリングとして形成されていて、有利にはフッ素ゴムまたはアクリルニトリルブタジエンゴムから製造されている。シールエレメント１２４は弁ハウジング１０５の外径の減径された範囲１１２に配置されていると有利である。弁収容部１０６における制御弁１０１の組付け時に、シールエレメント１２４は弁ハウジング１０５の外径の減径された範囲１１２に位置決めされる。引き続き、弁ハウジング１０５が弁収容部１０６内へ導入されて固定される。外径の減径された範囲１１２における配置により、シールエレメント１２４は組付けプロセスの間にセンタリングおよびガイドを受けるので、誤組付けを確実に回避することができる。弾性変形可能なシールエレメント１２４の使用により、軸方向公差を補償することができる。
【００６４】
シールエレメント１２４は組み込まれた状態において弁ハウジング１０５によって軸方向ストッパ１１１に押圧される。このときにシールエレメント１２４は軸方向ストッパ１１１と、外径の減径された範囲１１２の段部とによってＵ字形に取り囲まれる。力作用に基づき、シールエレメント１２４は弾性的に変形し、ひいてはＵ字形の緊締に基づき、弁収容部１０６の内周面に押圧される。これにより、軸方向における最適でかつ早期のシール作用が確保される。
【００６５】
シールエレメント１２４は、該シールエレメント１２４が両周辺構造体１０９，１１０の間の境界面で弁収容部１０６の内周面に接触するように配置されていると有利である。これにより、この境界面に場合によっては存在するギャップが閉じられ、周方向におけるシール作用が確保される。
【００６６】
第１の孔１０７に比べて小さな内径を有する第２の孔１０８の形成に基づき、軸方向ストッパ１１１が形成される。この軸方向ストッパ１１１は弁収容部１０６内への制御弁１０１の差込み深さを制限し、かつシールエレメント１２４と協働してシール面として作用する。制御弁１０１はその外径の減径された範囲１１２でしか第２の孔１０８内に係合しない。この減径された範囲１１２は第２の孔１０８の内周面と協働してシール機能を引き受けないので、この減径された範囲１１２の外径は第２の孔１０８の内径よりも小さく形成されていてよい。このことはこのシステムを公差に対して鈍感にするので、このシステムは公差の影響を受け難くなる。
【００６７】
さらに、制御ハウジング１０３と弁ハウジング１０５との間の境界面もしくは弁ハウジング１０５と第１の孔１０７との間の境界面には別のシール部材１２５が設けられている。これらのシール部材１２５は作動装置１０２の方向への漏れ流を阻止し、ひいてはエンジンルーム内への漏れ流を阻止する。
【００６８】
図５および図６には、本発明の第２実施例が示されている。第２実施例の大部分は図３および図４に図示した第１実施例と一致している。ただし、第１実施例とは異なり、第２の孔１０８が段状に形成されている。この場合、第１の孔１０７に直接続いている第１の範囲１２６の内径は、第１の孔１０７の内径よりも大きく形成されている。さらに、第１の範囲１２６に続いた第２の範囲１２７の内径は第１の孔１０７の内径よりも小さく形成されている。したがって、第１の範囲１２６から第２の範囲１２７への移行部には、軸方向ストッパ１１１が形成されている。弁ハウジング１０５は第１の周辺構造体１０９に設けられた第１の孔１０７を貫通して、第２の周辺構造体１１０内に係合している。このことは、第２の孔１０８の第１の範囲１２６の内径が第１の孔１０７の内径よりも大きく形成されていることに基づき、第１第２の両孔１０７，１０８が互いに少しだけずれている場合でも可能となる。外径の減径された範囲１１２への弁ハウジング１０５の移行範囲１２８はこの実施例では、第１実施例におけるように段状に形成されているのではなく、少なくとも部分的に円錐状に形成されている。シールエレメント１２４はシールリングとして形成されていて、移行範囲１２８に配置されており、この場合、シールエレメント１２４の形状は移行範囲１２８の形状、特にその円錐度に適合されている。すなわち、シールエレメント１２４の内周面１３３は第１の円錐状の範囲１２９を有しており、この場合、内径は軸方向で端面を起点として徐々に減少し、この場合、この内径の減少は、この内径が、外径の減径された範囲１１２の外径に相当するまで行われる。
【００６９】
シールエレメント１２４の外周面１３４には、第２の円錐状の範囲１３１が形成されている。この場合、この第２の円錐状の範囲１３１は、軸方向で第１の円錐状の範囲１２９に対してずらされた環状縁部１３０に形成されている。シールエレメント１２４の外径は端面を起点として軸方向に増大しており、この場合、シールエレメント１２４の外径増大は、シールエレメント１２４の最大外径が達成されるまで行われる。
【００７０】
第１の範囲１２６、外径の減径された範囲１１２およびシールエレメント１２４の軸方向の位置は、シールエレメント１２４が第１の周辺構造体１０９と第２の周辺構造体１１０との間の境界面の範囲で第１の孔１０７にも第２の孔１０８にも接触するように形成されている。
【００７１】
弁ハウジング１０５の外周面に設けられた円錐状の範囲により、シールエレメント１２４は第１の孔１０７の内周面と第２の孔１０８の第１の範囲１２６の内周面とに圧力密に接触するようになる。シールエレメント１２４の形状に基づき、第２の孔１０８とシールエレメント１２４との間には空隙１３２が形成されている。この空隙１３２は組付け時に、場合によっては生じる軸方向遊びの補償を可能にする。弁ハウジング１０５はこの場合には、シールエレメント１２４の材料を空隙１３２内へ押しのけることができ、これにより制御弁１０１は軸方向でさらに弁収容部１０６内へ導入され得る。この空隙１３２は、第１実施例において図示したシールエレメント１２４により可能となるよりも大きな規模で軸方向公差を補償することを可能にする。
【００７２】
当然ながら、第２実施例のシールエレメント１２４は第１実施例の弁収容部１０６内でも使用可能であり、そして第１実施例のシールエレメント１２４は第２実施例の弁収容部１０６内でも使用可能である。さらに、両シールエレメント１２４と制御弁１０１とを、弁収容部１０６として働く唯一つの段付けされた孔内で使用することができる。同じく、シールエレメント１２４と制御弁１０１とを、半径方向に延びる円環状の壁により仕切られた１つの孔内で使用することも考えられる。
【００７３】
図７および図８には、シールリングの形の本発明によるシールエレメント１２４が示されている。このシールエレメント１２４の内周面１３３および外周面１３４の各１つの環状縁部１３０は円錐状に形成されている。円錐度は、シールエレメント１２４の部分横断面形状が方形の面の２つの縁辺部からの材料除去により達成されるように形成されている。すなわち、内周面１３３に設けられた第１の円錐状の範囲１２９はホッパ状に形成されており、外周面１３４に設けられた第２の円錐状の範囲１３１は円錐台形状に形成されている。
【００７４】
さらに、シールエレメント１２４はエラストマから成っている。この場合、材料としては、たとえばフッ素ゴムまたはアクリルニトリルブタジエンゴムを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】圧力媒体循環路を備えた、内燃機関の制御時間を変えるための装置の縦断面である。
【図２】図１に示した装置をＩＩ−ＩＩ線に沿って断面した横断面図である。
【図３】本発明による第１のシールコンセプトによる、弁収容部内に組み付けられた制御弁の縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図である。
【図５】本発明による第２のシールコンセプトによる、弁収容部内に組み付けられた制御弁の縦断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った横断面図である。
【図７】本発明によるシールリングの縦断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  装置
２  ステータ
３  ロータ
４  入力車
５  切欠き
６  側壁
７  第１のサイドカバー
８  第２のサイドカバー
９  結合エレメント
１０  ベーン溝
１１  ベーン
１２  第１の圧力チャンバ
１３  第２の圧力チャンバ
１４  溝底部
１５  板ばねエレメント
１６  第１の圧力媒体管路
１７  第２の圧力媒体管路
１８  制御弁
１９  圧力媒体ポンプ
２０  タンク
２１  矢印
２２  センタ孔
２３  加工成形部
２４  ロックエレメント
２５  軸方向孔
２６  ピストン
２７  第１のばね
２８  空気抜きエレメント
２９  スライドガイド機構
３０  凹設部
３１  圧力媒体循環路
３２  作動装置
３３  第２のばね
Ａ  第１の作業接続部
Ｂ  第２の作業接続部
Ｐ  流入接続部
Ｔ  流出接続部
１０１  制御弁
１０２  作動装置
１０３  制御ハウジング
１０４  制御ピストン
１０５  弁ハウジング
１０６  弁収容部
１０７  第１の孔
１０８  第２の孔
１０９  第１の周辺構造体
１１０  第２の周辺構造体
１１１  軸方向ストッパ
１１２  外径の減径された範囲
１１３  圧力媒体通路
１１４ａ  第１の上昇溝
１１４ｂ  第２の上昇溝
１１４ｐ  第３の上昇溝
１１５ａ  第１の半径方向開口
１１５ｂ  第２の半径方向開口
１１５ｐ  第３の半径方向開口
１１６ａ  第１の環状溝
１１６ｂ  第２の環状溝
１１６ｐ  第３の環状溝
１１７ａ  第１の開口
１１７ｂ  第２の開口
１１７ｐ  第３の開口
１１９  プッシュロッド
１２０  第１のばねエレメント
１２１  制御区分
１２２  第４の環状溝
１２３  第４の開口
１２４  シールエレメント
１２５  シール部材
１２６  第１の範囲
１２７  第２の範囲
１２８  移行範囲
１２９  第１の円錐状の範囲
１３０  環状縁部
１３１  第２の円錐状の範囲
１３２  空隙
１３３  内周面
１３４  外周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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