JP2003120231A - 内燃機関のガス交換弁の制御時間を変化させる装置、特にクランク軸に対するカム軸の回転角度調節のための回転ピストン調節装置 - Google Patents

内燃機関のガス交換弁の制御時間を変化させる装置、特にクランク軸に対するカム軸の回転角度調節のための回転ピストン調節装置

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JP2003120231A JP2002299352A JP2002299352A JP2003120231A JP 2003120231 A JP2003120231 A JP 2003120231A JP 2002299352 A JP2002299352 A JP 2002299352A JP 2002299352 A JP2002299352 A JP 2002299352A JP 2003120231 A JP2003120231 A JP 2003120231A
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locking element
internal combustion
combustion engine
camshaft
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Eduard Golovatai-Schmidt
ゴロヴァタイ−シュミット エドゥアルト
Jens Schaefer
シェーファー イェンス
Andreas Straus
シュトラウス アンドレアス
Martin Scheidt
シャイト マーティン
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INA Schaeffler KG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関のガス交換弁の制御時間を変化させ
る装置１、特にクランク軸に対するカム軸の回転角度調
節のための回転ピストン調節装置を改良して、羽根車と
その駆動輪との間に、わずかな所要構造スペースの簡単
で安価に製作可能な係止エレメントを有しており、この
係止エレメントは遠心力の影響をほとんど受けず、並び
にダストに不感性であり、かつ、羽根車と駆動輪との間
の係止された結合部が高い剛性を有しており、装置を、
ＳＯＨＣ機関あるいは排気カム軸にも、多面的に使用し
得るように、構成する。 【解決手段】 係止エレメント１４が、その全長にわた
って一様に円筒状の係止ピンとして構成されており、か
つ、羽根車３の車ボス１０内の軸方向孔１７内に配置さ
れており、軸方向孔の縦軸線は装置１の縦中心軸線に対
して可能な限りわずかな間隔を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のガス交
換弁の制御時間を変化させる装置、特にクランク軸に対
するカム軸の回転角度調節のための回転ピストン調節装
置であって、該装置が内燃機関のシリンダヘッド内に支
承されているカム軸の駆動側の端部に固定されていて、
内燃機関の種々の運転パラメータに関連して制御可能な
液力式の調節駆動部として構成されており、また装置が
主として、内燃機関のクランク軸と駆動結合している駆
動輪と、内燃機関のカム軸と相対回動不能に結合されて
いる羽根車とから、成っており、前記駆動輪が、中空円
筒状の周壁と、２つの側壁とによって形成された中空室
を有しており、この中空室内に、少なくとも２つの半径
方向の制限壁によって、少なくとも１つの液力式の作業
室が形成されており、羽根車が、その車ボスの円周に少
なくとも１つの、半径方向で駆動輪の作業室内に延びて
いる羽根を有しており、この羽根は作業室をそれぞれＡ
圧力室とＢ圧力室とに分割しており、これらの圧力室
は、液力式の圧力媒体で選択的にあるいは同時に圧力負
荷される場合に、駆動輪に対する羽根車の、ひいてはク
ランク軸に対するカム軸の旋回運動あるいは固定を生ぜ
しめ、前記羽根車は、調節のために必要な圧力媒体圧力
を下回った場合に、特別な係止エレメントによって、そ
の調節範囲の内部の好ましいベース位置において、駆動
輪と機械的に連結可能であり、前記係止エレメントは、
羽根車内の、装置の縦中心軸線に対して平行な孔内に配
置されており、かつ、ばねエレメントによって、駆動輪
の側壁の１つ内の受容部の内部の係止位置にしゅう動可
能であり、係止エレメントの前記受容部は、装置の内部
の少なくとも１つの圧力室と接続されており、したがっ
て、この圧力室が圧力負荷される場合に、液力式に、羽
根車内の孔の内部の係止解除位置に可動である形式のも
のに関する。この装置は、特に有利には、クランク軸に
対するカム軸の回転角度調節のための回転ピストン調節
装置において実現可能である。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２３
８１８号明細書から、上位概念を形成する弁制御時間調
節装置が公知であり、これは、内燃機関のシリンダヘッ
ド内に支承されているカム軸の駆動側の端部に固定され
ていて、かつ、原理的に、内燃機関の種々の運転パラメ
ータに関連して制御可能な、液力式の調節駆動部として
構成されている。この装置は大体において、内燃機関の
クランク軸と駆動結合されている駆動輪と、回転不能に
内燃機関のカム軸と結合されている羽根車とから成って
おり、駆動輪及び羽根車は互いに駆動結合されていて、
かつクランク軸のトルクを内燃機関のカム軸に伝達す
る。好ましい実施形では、この場合、駆動輪は、中空円
筒状の円周壁と、２つの側壁とによって形成された中空
室を有しており、この中空室内で、２つの、装置の縦中
心軸線に対して延びている半径方向の制限壁によって、
２つの液力式の作業室が形成される。羽根車は、それに
応じて、その車ボスの円周に、２つの半径方向で作業室
内に延びる羽根を有しており、これらの羽根は作業室を
それぞれＡ圧力室とＢ圧力室とに分割しており、これら
の圧力室は、選択的にあるいは同時に、液力式の圧力媒
体で圧力負荷される場合に、羽根車を駆動輪に対して、
ひいてはカム軸をクランク軸に対して、旋回運動あるい
は固定させる。加えて、羽根車は、調節に必要な圧力媒
体圧力を下回った場合に、例えば内燃機関の遮断の際
に、特別な係止エレメントによって、その調節範囲の内
部における好ましいベース位置で駆動輪と機械的に連結
可能であり、これにより、特に内燃機関の新規スタート
の際に必要な圧力媒体圧力が構成されるまで、カム軸の
交番モーメントから結果する羽根車の打ち当たりばたつ
きを回避することができる。この、具体的には、段付け
された円筒状の係止ピンとして構成された係止エレメン
トは、装置の縦中心軸線に対して平行な孔内で、羽根車
の羽根の端部において、配置されており、かつ、ばねエ
レメントによって、係止位置において、駆動輪の、カム
軸とは逆の側の側壁内の受容部の内部でしゅう動可能で
ある。この場合、係止ピンの、より大きな直径で構成さ
れた区分は羽根内の孔の内壁によって、かつ、係止ピン
の、より小さな直径で構成された、係止ピン側で羽根車
と駆動輪との間の正確な位置決定のために円すい状に構
成されている区分は孔内に挿入された案内ブッシュによ
って、案内される。係止ピンの受容部は具体的に、駆動
輪の、カム軸とは逆の側の側壁内に形成された細長い孔
として構成されていて、この孔は羽根車の回転方向に対
して横の方向に延びていて、かつ、溝を介して装置のＡ
圧力室と接続されている。付加的に、係止ピンの円筒状
の区分の間の移行部に生じるリング面は、半径方向孔を
介して装置のＢ圧力室と接続されており、したがって、
装置のＡ圧力室の圧力負荷の際にも、また装置のＢ圧力
室の圧力負荷の際にも、係止ピンは液力式に、羽根車の
羽根内の孔の内部における連結解除位置に動かすことが
できる。
【０００３】この公知の装置における欠点は、しかしな
がら、羽根車の羽根の端部における孔内での係止ピンの
配置が、羽根の頑丈な構造形式をもたらし、かつ、これ
により、装置内での可能な液力式の作業室の数が、装置
により約３０°ＮＷの普通の調節角度を実現可能である
ようにする場合、最大で３〜４に制限される。加えて、
羽根車の羽根内の孔の縦軸線と装置の縦中心軸線との間
の比較的に大きな距離は次のことの原因となる。すなわ
ち、羽根車と駆動輪との間の係止された結合の剛性が減
少し、かつ、係止ピンが機関運転中に、なお著しい遠心
力を受け、この遠心力は、係止ピンの同時に増大するダ
スト感性との関連で、回転に基づき羽根の端部において
堆積するダスト粒子によって、係止の機能に不利な影響
を与えることがある。同様に、係止を段付けされた円筒
状の係止ピンとして、すなわち、円筒状の区分の間に生
じるリング面及び係止側のリング面並びに装置のＡ圧力
室と及びＢ圧力室と接続されている係止ピンとして、構
成することは、次のように欠点であることが分かった。
すなわち、機関の停止の際の係止が可能でないことであ
る。それは、係止ピンの両方の面の少なくとも一方がな
お圧力媒体の圧力で負荷されていて、かつ、これにより
係止ピンを、羽根車の羽根内の孔内におけるその連結解
除位置に保つからである。これによって、装置は意図的
な係止をもって運転することができず、なかんずく、羽
根車もカム軸を、内燃機関のガス交換弁の「早い」制御
時間位置に係止することが必要である、ＳＯＨＣ機関あ
るいは排気カム軸には適当でない。係止側で、コンスタ
ントな円すい角で円すい状に係止ピンを構成すること
は、更に、駆動輪のカム軸とは逆の側の側壁内の細長い
受容部孔との関連で、次のような欠点を有している。す
なわち、係止の際に装置の羽根車にかつ駆動輪に高い構
造部分負荷が生じ、かつ、係止解除の際に、係止ピンが
受容部孔内で締め付けられる危険が生じる。付加的に、
段付けされた係止ピンのために高められた構造スペース
必要性及び比較的に高い製作費をなお欠点として挙げる
ことができる。それは、構造スペース及び製作費は、エ
ンジン室内のスペース条件が狭い場合の及び装置の製作
費が比較的に高い場合の装置の適用可能性を制限するか
らである。
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２３
８１８号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、したがって、内燃機関のガス交換弁の制御時間を
変化させる装置、特にクランク軸に対するカム軸の回転
角度調節のための回転ピストン調節装置を次のように、
すなわち、その羽根車とその駆動輪との間に、わずかな
所要構造スペースの簡単で安価に製作可能な係止エレメ
ントを有しており、この係止エレメントは遠心力の影響
をほとんど受けず、並びにダストに不感性であり、か
つ、羽根車と駆動輪との間の係止された結合部が高い剛
性を有しており、装置を、ＳＯＨＣ機関あるいは排気カ
ム軸にも、多面的に使用し得るように、構成することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、請求項１の上位概念による装置において、次のよ
うにして解決される。すなわち、係止エレメントが、そ
の全長にわたって一様に円筒状の係止ピンとして構成さ
れており、かつ、羽根車の車ボス内の軸方向孔内に配置
されており、軸方向孔の縦軸線は装置の縦中心軸線に対
して可能な限りわずかな間隔を有しているようにするの
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明により構成された装置の合
目的的な展開ではこの場合、駆動輪の側壁の１つに配置
された係止エレメントの受容部が、四角形の、かつ、そ
の面において、規定されたすべての側の遊びだけ、係止
エレメントの横断面よりも大きく構成された輪郭を有し
ており、かつウォーム溝をもって、圧力媒体供給のため
に構成されており、ウォーム溝は、装置の、羽根車の係
止位置において無圧のＡ圧力室に接続されており、か
つ、これにより、係止エレメントの受容部が、単にＡ圧
力室が圧力負荷されている場合にだけ、液力式の圧力媒
体の、係止ピンの、係止解除に必要な圧力で負荷可能で
ある。
【０００８】本発明により構成された装置の有利な構成
として更に、係止ピンがその受容部に向いた端部に、面
取り部及びその端面側の縁の丸み部をもって、並びに中
空の端面をもって、構成されているのに対し、係止エレ
メントは、その後方の端面において、底孔を、好ましく
は圧縮コイルばねとして構成されているばねエレメント
の一方の端部の固定のために、有しているようにするこ
とを提案する。ばねエレメントの他方の端部はこの場
合、係止エレメントのための軸方向孔内に挿入されかつ
定心先端を備えている対応保持体に支えられており、こ
の対応保持体はＹ形の成形横断面を有していて、この対
応保持体においてはその成形脚部の間に形成されている
縦溝が同時に軸方向孔の圧力媒体換気のために設けられ
ている。
【０００９】前述の規定された輪郭を備えた係止ピンの
受容部側の端部の構成は、この場合、係止解除過程中
に、特定の点から生ずる係止ピンのトルク負荷が係止ピ
ンの締め付けを生ぜしめず、若しくは係止ピンの確実な
及び加速された係止解除を可能にすることを保証するの
に役立つ。この、装置のＡ圧力室及びこれと接続された
受容部の圧力負荷が開始された直後に相応する点におい
て、係止ピンはまだ完全に、その係止解除位置にしゅう
動せしめられていない位置を有しており、この位置にお
いては、連続的に増大する液力式の圧力媒体の圧力によ
って、装置の羽根車と駆動輪との間の遊びに基づく相対
回動が生じ、かつ、これによって係止ピンの円周面上に
生ずる、その受容部の輪郭縁が剪断力若しくはトルクを
係止ピン上に作用させる。この点における係止ピンの受
容部側の端部はしかしながら、端面側の前述の面取り部
及びこれに続く丸み部を有しているので、これにより、
一面では係止ピンの締め付けが回避され、かつ、他面で
は、付加的な転動に基づくカタパルト効果が生ぜしめら
れ、このカタパルト効果においては作用するトルクが軸
方向力に転換せしめられ、かつ係止ピンのその係止解除
位置への軸方向運動の加速のために利用される。
【００１０】係止ピンの受容部側の端面を中空に構成す
ることは、これに対し、この端面の面と受容部内のスト
ッパ面との間の粘着力の減少のために有利であると分か
った。かつこれによって、単になお生ずる係止ピンの端
面におけるリング面と受容部内のストッパ面との間の粘
着力を克服するだけでよく、係止解除時間の短縮に寄与
する。
【００１１】係止ピンの後方の端面内に配置されている
底孔、すなわち、圧縮コイルばねとして構成されている
ばねエレメントの一端部が固定される底孔に関して、代
替的に、これを完全に省略する可能性も生ずる。すなわ
ち、使用される圧縮コイルばねの直径が係止ピンよりも
小さくなく、ほぼ同じ直径を有しており、あるいは、圧
縮コイルばねの代わりに、例えば片側で係止ピンの直径
を有している円すいばねを使用する場合である。同様
に、ばねエレメントの他方の端部を前述の対応保持体の
定心先端の代わりに、挿入されたブッシュ又は他の適当
な形式で構成された対応保持体に支えることも可能であ
り、この対応保持体は中心の及び又は複数の同心的な孔
を、軸方向孔の圧力媒体換気のために有しているか、あ
るいは軸方向孔を段孔として構成し、この段孔において
孔の生ずる段がばねエレメントの他方の端部を支えるた
めに利用され、圧力媒体換気を軸方向孔の直径を減少せ
しめられた部分によって行うことができる。圧力媒体換
気がこの場合、その構成に無関係に、有利な形式で、常
に大気圧力に対して行われ、かつ、同じ形式で、鎖で運
転される装置においても、ベルトで運転される装置にお
いても、実施可能であり、その際、換気された圧力媒体
は、鎖運転の場合には直接にシリンダヘッド内で、か
つ、ベルト運転の場合には、付加的なフランジシールを
介して装置の、カム軸に面した側壁においてカム軸内の
タンク導管内に排出される。
【００１２】本発明により構成された装置の別の合目的
的な展開として、係止ピンの受容に関して、係止エレメ
ントの受容部が、駆動輪の、カム軸側の側壁内に形成さ
れており、かつ次のように、すなわち、その四角形の輪
郭が、装置が組み立てられた場合に、駆動輪の制限壁の
１つの半径方向端面の下方に配置されているように、位
置せしめられており、かつ、受容部の四角形の経過をも
って、駆動輪の、隣接の制限壁のストッパ面の高さに達
しているウォーム溝が、羽根車の回転方向側から受容部
の輪郭内に開口しているようにすることを提案する。ウ
ォーム溝を備えた側と向き合っている、受容部の輪郭の
側は、係止ピンを受容部内に係合させることを容易にす
るために表面硬化された走入半径をもって構成されてい
るのに対し、輪郭の角は、係止エレメントの直径に適合
せしめられた半径をもって、丸みを付けられている。受
容部の底は２つの異なった深さの平面を有しており、こ
れらの平面のうち、上方の平面は係止エレメントのスト
ッパ面として構成されている。上方の平面内に形成され
た下方の平面は、開口するウォーム溝に対する移行部を
有しており、かつ、液力式の圧力媒体を係止エレメント
の端面に供給するために設けられている。この場合、開
口するウォーム溝は好ましくは正方形の又はほぼ正方形
の横断面を有しており、かつ、受容部よりもわずかな深
さをもって駆動輪の側壁内に形成されている。この場合
しかしながら、ウォーム溝のための他の適当な横断面及
び又は同じに若しくは同じように受容部の下方の平面内
に移行する、ウォーム溝の深さも考えることができる。
【００１３】最初に述べたように、その面において規定
された遊びだけ係止ピンの横断面よりも大きく構成され
た、受容部の輪郭は、更に、一面では駆動輪の制限壁の
半径方向端面上で支承されている羽根車と駆動輪との間
の半径方向支承遊びを補償するのに役立ち、かつ、他面
では、羽根車の車ボス内の係止ピンと駆動輪の側壁内の
その受容部との間の、装置の半径方向での、かつ円周方
向での、製作に基づく位置公差を補償するのに役立つ。
更に、増大して構成された受容部は、装置の組み立ての
際に最適な遊びを係止ピンのために調整することがで
き、これにより受容部内での係止ピンの締め付けを回避
することができる。増大せしめられた受容部及び開口す
るウォーム溝を内部の圧力媒体漏えいに対してシールす
ることは、この場合、羽根車の車ボスの、カム軸とは逆
の側の端面によって行われ、この端面は、装置が組み立
てられた場合に、駆動輪の、カム軸とは逆の側の側壁に
接触する。
【００１４】本発明により構成された、内燃機関のガス
交換弁の制御時間を変化させる装置、特にクランク軸に
対するカム軸の回転角度調節のための回転ピストン調節
装置は、これにより、背景技術から公知の装置に対し
て、次のような利点を有している。すなわち、羽根車の
羽根の係止を羽根車の車ボス内に移すことによって、若
しくは係止部の縦軸線と装置の縦軸線との間隔を著しく
短縮することによって、一面では、羽根車と駆動輪との
間の係止された結合部の剛性が著しく増大せしめられ、
かつ、他面では、機関の運転中に係止ピンに作用する遠
心力が著しく減少せしめられることである。係止はこれ
によりもはや装置の圧力室の範囲内に、並びにこれらの
圧力室への圧力媒体導管の外方に、配置されていないの
で、遠心力に基づくかつ堆積するダスト粒子によって
の、係止の機能障害はほとんど生じない。同様に、これ
によって、羽根車の羽根を例えばプレート形にわずかに
頑丈に構成し、かつこれにより、装置の製作費を低下さ
せ、装置内の可能な作業室の数を増大させることができ
る。
【００１５】更に本発明により構成された装置は次のよ
うな利点を有している。すなわち、その全長にわたって
一様に円筒状に構成された係止ピンが簡単にかつ安価に
製作可能であり、したがって、装置の製作費を更に低下
させることができ、装置をエンジン室の狭いスペース条
件においても多方面に使用可能である。係止ピンの受容
部の特別な構成及び受容部と作用結合している係止ピン
の端面の特別な構成は、この場合、係止の際に構造部分
の負荷が装置の羽根車と駆動輪との間に生じず、かつ係
止の際に受容部内で係止ピンの締め付けがもはや可能で
ないことの、原因である。
【００１６】更に、係止ピンの受容部を専ら装置のＡ圧
力室と接続することは、これによって、内燃機関の停止
の際に、装置を意識的に係止することが可能であるとい
う、特別な利点を有している。内燃機関の停止の際、ひ
いては装置の制御弁が無電流である場合に、圧力媒体圧
力は装置のＢ圧力室にあるので、羽根車は大抵は装置の
その都度のＡ圧力室の容積を最低限にして、内燃機関の
スタートに必要なベース位置に回動せしめられ、このベ
ース位置においては係止ピンは確実に係止される。この
ような切り替え論理を維持する場合、換言すれば、内燃
機関が停止せしめられている場合の圧力媒体圧力を常に
装置の圧力媒体室に切り替えて、羽根車をなお所望のベ
ース位置に回動させる場合、本発明により構成された装
置は、これにより、ガス交換弁の「後の」制御時間位置
で係止する吸気カム軸にも、また、排気カム軸及びガス
交換弁の「前の」制御時間位置で係止するＳＯＨＣ機関
にも使用可能である。
【００１７】本発明により構成された装置を排気カム軸
あるいはＳＯＨＣ機関に使用する場合に、更になお次の
ことが有利であると分かった。すなわち、「後の」方向
に、要するにベース位置から離れた方向に作用するカム
軸の曳行モーメントが装置の調節時間を補償し、羽根車
の、内燃機関のベース位置への回転運動を付加的なばね
エレメントによって補助し、駆動輪と羽根車とに係合
し、かつこれらの間で前負荷モーメントを生ぜしめるこ
とである。本発明により構成された装置においては、こ
のことは特に有利に、駆動輪の、外方でカム軸とは逆の
側の側壁の前方に配置された扁平バンド渦巻きばねによ
って実現することができ、このばねの外方の懸架点は、
側壁のための延長された固定ねじによって形成され、そ
の内側の懸架点は装置の中央ねじと結合されている。
【００１８】
【実施例】以下においては、本発明を１実施例によって
詳説する。
【００１９】図１及び２から、内燃機関のガス交換弁の
制御時間を変化させる装置１が明らかであり、これは、
内燃機関の図示していないカム軸をやはり図示していな
いクランク軸に対して回転角度調節のための回転ピスト
ン調節装置として構成されている。この装置１は、内燃
機関のシリンダヘッド内に支承されているカム軸の駆動
側の端部に固定されていて、かつ、原理的に液力式の調
節駆動部として構成されており、この調節駆動部は内燃
機関の種々の運転パラメータに関連して、図１において
３３で示した液力弁によって制御される。
【００２０】更に図１及び２において示されているよう
に、装置１は大体において、内燃機関のクランク軸と駆
動結合している駆動輪２と、内燃機関のカム軸と回転不
能に結合されている羽根車３とから成っており、その
際、羽根車３は駆動輪２内に旋回可能に支承されてい
て、これと駆動結合されている。駆動輪２はこの場合、
中空円筒状の円周壁４と、２つの側壁５，６とによって
形成された中空室を有しており、この中空室内に、５つ
の、装置１の縦中心軸線に向いた半径方向の制限壁７及
び８によって、５つの、一様に円周分配された液力式の
作業室９が形成される。装置１の羽根車３はこれに応じ
てその車ボス１０の円周に、５つの、一様に円周分配さ
れた、かつ、その都度半径方向で駆動輪２の作業室９内
に延びている羽根１１を有しており、これらの羽根は作
業室９をそれぞれＡ圧力室１２とＢ圧力室１３とに分割
しており、これらの圧力室は、液力式の圧力媒体で選択
的あるいは同時に圧力負荷される場合に、羽根車３を駆
動輪２に対して旋回運動させあるいは固定し、ひいては
カム軸をクランク軸に対して回転角度調節あるいは液力
式に締め込む。
【００２１】更に、特に図１から分かるように、装置１
は、カム軸の交番モーメントから結果する、内燃機関の
スタートの際の、羽根車３の打ち当たりばたつきを回避
するために、特別な係止エレメント１４を有しており、
この係止エレメントにより、羽根車３は、調節のために
必要な圧力媒体圧力が、その調節範囲の内部の好ましい
ベース位置において下回った場合に、駆動輪２と機械的
に連結可能である。この係止エレメント１４は、装置１
の縦中心軸線に対して平行な、羽根車３内の孔内に配置
されていて、かつ、ばねエレメント１５によって、駆動
輪２の側壁５内の受容部１６の係止位置内にしゅう動可
能である。係止エレメント１４の受容部１６の、装置１
の内部の少なくとも１つの圧力室１２，１３との接続に
よって、係止エレメント１４を、圧力室１２，１３が圧
力負荷される場合に、再び液力式に、羽根車１３内の孔
の内部のその係止解除位置に動かすことが可能である。
【００２２】特に図１〜３から、この点に関してなお分
かるように、係止エレメント１４は本発明によれば、そ
の全長にわたって一様に円筒状の係止ピンとして構成さ
れていて、これは羽根車３の車ボス１０内の一貫した軸
方向孔１７内に配置されている。図２において、この場
合、明確であるように、この軸方向孔１７の縦軸線は装
置１の縦中心軸線に対して可能な限りわずかな間隔を有
しており、これにより、機関運転の際に生ずる、係止エ
レメント１４への遠心力影響が最低限にされる。更に係
止エレメント１４は、図３から分かるように、受容部側
で、その端面側の縁において、面取り部１９及び丸み部
２０をもって構成されており、これらの面取り部及び丸
み部は、係止エレメント１４の、その係止解除位置への
軸方向運動を加速し、かつ、その場合係止エレメントの
締め付けを回避する。係止エレメント１４の、粘着力に
よって生ずる、係止エレメント１４の受容部１６内での
「接着」はこの場合やはり図３に見える係止エレメント
１４の前方の端面２１の中空の構成によって回避され
る。その後方の端面２１において、係止エレメント１４
はこれに対し、底孔２３を有しており、この底孔内で、
やはり図３から知り得るように、圧縮コイルばねとして
構成されたばねエレメント１５の一方の端部が固定され
る。このばねエレメント１５の他方の端部は、この場
合、軸方向孔１７内に挿入されかつ定心先端２４をもっ
て構成されている対応保持体２５に支えられており、こ
の対応保持体はＹ形の成形横断面を有しており、かつ、
この対応保持体においては、その成形脚部の間に形成さ
れている縦溝２６が同時に軸方向孔１７の圧力媒体換気
のために設けられている。
【００２３】図４に認められる、係止エレメント１４の
受容部１５は、更に、本発明によれば、四角形の、かつ
その面において規定されたすべての側の遊びだけ、係止
エレメント１４の横断面よりも大きく構成された輪郭を
有しており、かつ、開口するウォーム溝１８をもって構
成されていて、このウォーム溝は、専ら係止位置におい
て無圧の、装置１のＡ圧力室１２と接続されている。こ
れによって、係止エレメント１４の受容部１６は、単に
装置１のＡ圧力室１２が圧力負荷されている場合にだ
け、ウォーム溝を介して液力式の圧力媒体の圧力により
負荷され、かつ、これにより、係止エレメント１４がそ
の係止解除位置に動かされる。
【００２４】更に図４から分かるように、係止エレメン
ト１４の受容部１６は、駆動輪２の、カム軸とは逆の側
の側壁５内に形成されていて、かつ、次のように位置せ
しめられている。すなわち、その四角形の輪郭が、装置
１が組み立てられている場合に、駆動輪２の制限壁７
の、図面において破線で示した半径方向端面２７の下方
に配置されている。この場合、ウォーム溝１８は四角形
の経過を、隣接の制限壁８の、やはり破線で示したスト
ッパ面２８の高さまで、有しており、かつ、羽根車２の
回転方向に位置する側から受容部１６の輪郭内に開口し
ている。受容部１６の輪郭の、ウォーム溝１８の側と向
き合った側は、これに対し、図５及び６の拡大図から分
かるように、硬化された走入半径２９をもって構成され
ており、この走入半径は係止エレメント１４の受容部１
６内への係合を容易にする。同様に、図５及び６に示す
ように、輪郭の、詳細には図示していない角は係止エレ
メント１４の直径に相応する半径をもって丸みを付けら
れており、かつ、受容部１６の底は２つの異なった深さ
の平面３０，３１を有している。上方の平面３０はこの
場合受容部１６内の係止エレメント１４のストッパ面と
して構成されているのに対し、上方の平面３０内に形成
されている下方の平面３１は、開口するウォーム溝１８
に対する移行部３２を有していて、液力式の圧力媒体を
係止エレメント１４の端面２１に供給するために設けら
れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成された装置の、図２のＢ−Ｂ
線に沿った縦断面図を示す。
【図２】本発明により構成された装置の、図１のＡ−Ａ
線に沿った横断面図を示す。
【図３】本発明により構成された装置の係止ピンの、図
１の細部Ｘを拡大した図を示す。
【図４】本発明により構成された装置の駆動輪の、カム
軸とは逆の側の側壁の内面の平面図を示す。
【図５】本発明により構成された装置の係止ピンの受容
部の、図４の細部Ｚを拡大した図を示す。
【図６】本発明により構成された装置の係止ピンの受容
部の、図５のＣ−Ｃ線に沿った横断面図を示す。
【符号の説明】
１ 装置、 ２ 駆動輪、 ３ 羽根車、 ４ 円周
壁、 ５ 側壁、 ６側壁、 ７ 制限壁、 ８ 制限
壁、 ９ 作業室、 １０ 車ボス、 １１羽根、 １
２ Ａ圧力室、 １３ Ｂ圧力室、 １４ 係止エレメ
ント、 １５ばねエレメント、 １６ 受容部、 １７
軸方向孔、 １８ ウォーム溝、１９ 面取り部、
２０ 丸み部、 ２１ 前方の端面、 ２２ 後方の端
面、 ２３ 底孔、 ２４ 定心先端、 ２５ 対応保
持体、 ２６ 縦溝、 ２７ 半径方向端面、 ２８
ストッパ面、 ２９ 走入半径、 ３０ 上方の平面、
３１ 下方の平面、 ３２ 移行部、 ３３ 液力弁
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１０月２２日（２００２．１０．
２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成された装置の、図２のＩ−Ｉ
線に沿った縦断面図を示す。
【図２】本発明により構成された装置の、図１のII−II
線に沿った横断面図を示す。
【図３】本発明により構成された装置の係止ピンの、図
１の細部ＩＩＩを拡大した図を示す。
【図４】本発明により構成された装置の駆動輪の、カム
軸とは逆の側の側壁の内面の平面図を示す。
【図５】本発明により構成された装置の係止ピンの受容
部の、図４の細部Ｖを拡大した図を示す。
【図６】本発明により構成された装置の係止ピンの受容
部の、図５のVI−VI線に沿った横断面図を示す。
【符号の説明】 １ 装置、 ２ 駆動輪、 ３ 羽根車、 ４ 円周
壁、 ５ 側壁、 ６側壁、 ７ 制限壁、 ８ 制限
壁、 ９ 作業室、 １０ 車ボス、 １１羽根、 １
２ Ａ圧力室、 １３ Ｂ圧力室、 １４ 係止エレメ
ント、 １５ばねエレメント、 １６ 受容部、 １７
軸方向孔、 １８ ウォーム溝、１９ 面取り部、
２０ 丸み部、 ２１ 前方の端面、 ２２ 後方の端
面、 ２３ 底孔、 ２４ 定心先端、 ２５ 対応保
持体、 ２６ 縦溝、 ２７ 半径方向端面、 ２８
ストッパ面、 ２９ 走入半径、 ３０ 上方の平面、
３１ 下方の平面、 ３２ 移行部、 ３３ 液力弁
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェンス シェーファー ドイツ連邦共和国 ヘルツオーゲンアウラ ツハ シュピーゲルガルテンシュトラーセ 40 (72)発明者 アンドレアス シュトラウス ドイツ連邦共和国 フォルヒハイム シュ ーベルトシュトラーセ ３ベー (72)発明者 マーティン シャイト ドイツ連邦共和国 アーデルスドルフ ベ ートーヴェンシュトラーセ 16 Ｆターム(参考） 3G018 AB18 BA09 BA33 BA36 DA18 DA73 DA77 DA83 FA01 FA07 GA02 GA14

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のガス交換弁の制御時間を変化
    させる装置（１）、特にクランク軸に対するカム軸の回
    転角度調節のための回転ピストン調節装置であって、 該装置（１）が内燃機関のシリンダヘッド内に支承され
    ているカム軸の駆動側の端部に固定されていて、内燃機
    関の種々の運転パラメータに関連して制御可能な液力式
    の調節駆動部として構成されており、 また装置（１）が主として、内燃機関のクランク軸と駆
    動結合している駆動輪（２）と、内燃機関のカム軸と相
    対回動不能に結合されている羽根車（３）とから、成っ
    ており、 前記駆動輪（２）が、中空円筒状の周壁（４）と、２つ
    の側壁（５，６）とによって形成された中空室を有して
    おり、この中空室内に、少なくとも２つの半径方向の制
    限壁（７，８）によって、少なくとも１つの液力式の作
    業室（９）が形成されており、 羽根車（３）が、その車ボス（１０）の円周に少なくと
    も１つの、半径方向で駆動輪（２）の作業室（９）内に
    延びている羽根（１１）を有しており、この羽根は作業
    室をそれぞれＡ圧力室（１２）とＢ圧力室（１３）とに
    分割しており、 これらの圧力室（１２，１３）は、液力式の圧力媒体で
    選択的にあるいは同時に圧力負荷される場合に、駆動輪
    （２）に対する羽根車（３）の、ひいてはクランク軸に
    対するカム軸の旋回運動あるいは固定を生ぜしめ、 前記羽根車（３）は、調節のために必要な圧力媒体圧力
    を下回った場合に、特別な係止エレメント（１４）によ
    って、その調節範囲の内部の好ましいベース位置におい
    て、駆動輪（２）と機械的に連結可能であり、 前記係止エレメント（１４）は、羽根車（３）内の、装
    置（１）の縦中心軸線に対して平行な孔内に配置されて
    おり、かつ、ばねエレメント（１５）によって、駆動輪
    （２）の側壁（５，６）の１つ内の受容部（１６）の内
    部の係止位置にしゅう動可能であり、 係止エレメント（１４）の前記受容部（１６）は、装置
    （１）の内部の少なくとも１つの圧力室（１２又は１
    ３）と接続されており、したがって、この圧力室（１２
    又は１３）が圧力負荷される場合に、液力式に、羽根車
    （３）内の孔の内部の係止解除位置に可動である、 形式のものにおいて、 前記係止エレメント（１４）が、その全長にわたって一
    様に円筒状の係止ピンとして構成されており、かつ、羽
    根車（３）の車ボス（１０）内の軸方向孔（１７）内に
    配置されており、軸方向孔の縦軸線は装置（１）の縦中
    心軸線に対して可能な限りわずかな間隔を有している、
    ことを特徴とする、内燃機関のガス交換弁の制御時間を
    変化させる装置。
  2. 【請求項２】 係止エレメント（１４）の受容部（１
    ６）が、側壁（５，６）の１つ内で、四角形の、かつ、
    その面において規定されたすべての側の遊びだけ、係止
    エレメント（１４）の横断面よりも大きく構成された輪
    郭を有しており、かつ圧力媒体供給のためのウォーム溝
    （１８）を有して、構成されており、 該ウォーム溝は専ら、装置（１）の、羽根車（３）の係
    止位置において無圧のＡ圧力室（１２）に接続されてお
    り、かつ、ウォーム溝を介して、係止エレメント（１
    ４）の受容部（１６）が、単にＡ圧力室（１２）が圧力
    負荷されている場合にだけ、液力式の圧力媒体の圧力で
    負荷可能である、ことを特徴とする、請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 係止エレメント（１４）が、面取り部
    （１９）及びその端面側の縁の丸み部（２０）と、並び
    に中空の端面（２１）とを有して、構成されており、ま
    た係止エレメントは、その後方の端面（２２）におい
    て、底孔（２３）を、好ましくは圧縮コイルばねとして
    構成されているばねエレメント（１５）の一方の端部の
    固定のために、有しており、 ばねエレメントの他方の端部は、軸方向孔内に挿入され
    かつ定心先端を備えているＹ形の対応保持体（１５）に
    支えられており、この対応保持体においてはその成形脚
    部の間に形成されている縦溝（２６）が同時に軸方向孔
    （１７）の圧力媒体換気のために設けられている、こと
    を特徴とする、請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 係止エレメント（１４）の受容部（１
    ６）が、駆動輪（２）の、好ましくはカム軸側の側壁
    （５）内に形成されており、かつ次のように、すなわ
    ち、その四角形の輪郭が、装置（１）が組み立てられた
    場合に、駆動輪（２）の制限壁（７及び８）の１つの半
    径方向端面（２７）の下方に配置されているように、位
    置決めされており、 その際、その好ましくは四角形状に延在し、駆動輪
    （２）の、隣接の制限壁（８又は７）のストッパ面（２
    ８）の高さに達しているウォーム溝（１８）が、羽根車
    （３）の回転方向に位置している側から受容部（１６）
    の輪郭内に開口して配置されている、ことを特徴とす
    る、請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 ウォーム溝（１８）を備えた側と向き合
    っている、受容部（１６）の輪郭の側が表面硬化された
    走入曲率半径（２９）をもって構成されており、輪郭の
    角縁は、係止エレメント（１４）に適合せしめられた曲
    率半径をもって、丸みを付けられており、かつ、受容部
    （１６）の底が２つの異なった深さの平面（３０，３
    １）を有しており、 これらの平面のうち、上方の平面（３０）は係止エレメ
    ント（１４）のストッパ面として構成されているのに対
    し、上方の平面（３０）内に形成された下方の平面（３
    １）は、開口するウォーム溝（１８）に対する移行部
    （３２）を有しており、かつ、液力式の圧力媒体を係止
    エレメント（１４）の端面（２１）に供給するために設
    けられている、ことを特徴とする、請求項４記載の装
    置。
JP2002299352A 2001-10-15 2002-10-11 内燃機関のガス交換弁の制御時間を変化させる装置、特にクランク軸に対するカム軸の回転角度調節のための回転ピストン調節装置 Pending JP2003120231A (ja)

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