JP2005042717A - 内燃機関のためのバルブ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 このバルブ駆動装置は、円板式カム装置を有するカムシャフトを備えている内燃機関のために適している。この円板式カム装置は、異なるカム形状を有する互いに並列して位置するカム軌道、および行程曲線部を備えており、これら行程曲線部が、この円板式カム装置を位置調節するために、制御ピンを有する操作部材と協働する。
【解決手段】 バルブ駆動装置の最適化のために、カム軌道１２、１３、および１４を担持する円板式カム装置１０の、少なくとも１つの行程曲線部１６または１７が、所属する操作部材２２、２３、２４、および２５の係合状態にある制御ピン１８、１９、２０、および２１のために、異なる行程曲線区間Ｈｋｓを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念による、内燃機関のためのバルブ駆動装置に関する。

内燃機関のための、公知のバルブ駆動装置、ヨーロッパ特許第７９８ ４５１号明細書（特許文献１）は、円板式カム装置を有するカムシャフトを備えている。このスリーブ状にこのカムシャフト上に設けられた円板式カム装置は、離間して設けられた行程曲線部、および、異なるカム形状を有する互いに並列して位置するカム軌道を備えている。これら行程曲線部は、この円板式カム装置を位置調節するために、制御ピンを有する操作部材と協働する。このバルブ駆動装置は、比較的に簡単な手段でもって、内燃機関のための大いに効果的な可変のバルブ制御を実現するため、詳しく言うとつまり、大いに効果的な可変のバルブ制御を目指して、出力および燃料消費性能に関連して改善するための顕著な潜在能力（Potentiale）を与える。
ヨーロッパ特許第７９８ ４５１号明細書

従って、本発明の課題は、冒頭に記載した様式のバルブ駆動装置を、
円板式カム装置が、理想的な構造を形成し、且つ、
操作部材の制御ピンおよび行程曲線部を介して実現される、異なるカム軌道の切替機能が、迅速に、より確実に、および、正確に実施可能である、という趣旨で発展させることである。

この課題は、本発明に従い、請求項１の特徴によって解決される。更なる、本発明を発展させた特徴は、従属請求項において記載されている。

本発明により主として達成される利点は、異なる行程曲線区間を備える行程曲線部を有する円板式カム装置のおかげで、スムーズな、従って機能最適化された、上記の円板式カム装置の位置調節の経過が、異なるカム軌道の切替えのために保障されている点にある。その際、異なる行程曲線区間は、何の問題も無く、これら行程曲線部内において具現可能である。環状エレメントを有する円板式カム装置は、代替可能な手段でもって形成可能であり、その際、これら環状エレメント内に、これら行程曲線部が容易に組み込み可能である。

要するに、円板式カム装置の円板式カムのハブ、および、環状エレメントを、１つの部片から形成することは考慮に値し、その際、この円板式カムのハブ、および、これら環状エレメントが、多数の部材から構成されていることも、むろん同様に可能である。

図において本発明の実施例を示し、これを、以下で詳しく説明する。

自動車に組込むために適している内燃機関１から、ただ吸気バルブ３および４、および排気バルブ５および６を有するバルブ駆動装置２（４バルブ技術）だけが図示されており、これらバルブが、それぞれにシリンダーの燃焼室の上方に設けられており、しかしながらここでこの燃焼室は図示されていない。クランクシャフトによって駆動されるカムシャフト６′は、バルブスプリング７および８によって囲繞されたこれら吸気バルブ３および４を、しかもローラーロッカアーム９の間挿のもとで操作する。このカムシャフト６′、並びにこれら吸気バルブ３および４は、可変のバルブ制御装置の様式によって協動する。この目的で、このカムシャフト６′は、ブッシュ状の円板式カム装置１０を備えており、この円板式カム装置が、確かに軸線方向 −Ａ−Ａ方向− に移動可能に、このカムシャフト６′上で軸受されているが、しかしながら、回転不能に、このカムシャフトと結合されており、その際、このカムシャフト６′および円板式カム装置１０が、本実施例において多溝輪郭体、またはスプライン輪郭体である −図３− 、形状一体的なハブ結合部１１の間挿のもとで協働する。

円板式カム装置１０は、異なるカム形状ＮＩ、ＮＩＩ、ＮＩＩＩを有する３つのカム軌道１２、１３、および１４を有しており、これらカム軌道が、カムブロック１５に対して、まとめられた状態で、互いに並列して位置しており、このカムブロック１５が、両側で、行程曲線部１６および１７によって境界されている。カムシャフト６′上での円板式カム装置１０の位置調節のために、制御ピン１８、１９、２０、および２１を有する操作部材２２、２３、２４、および２５が設けられており、これら操作部材が、例えば、電磁的または液圧的な様式の部材（Gattung）であり、この様式の部材が、この円板式カム装置１０に対して半径方向に設けられている。カム軌道１２、１３、または１４の内の１つのカム軌道の切替えに応じて、この制御ピン１８、１９、２０、または２１は、例えばＵ字形の凹部２６および２７ −図２− として形成されたこれら行程曲線部１６および１７との係合状態になる。

カム軌道１２、１３、および１４を担持する円板式カム装置１０の行程曲線部１６および１７は、係合状態にある制御ピン１８、１９、２０、および２１のために異なる行程曲線部区間Ｈｋｓを有している。これら行程曲線部１６および１７の行程曲線部区間Ｈｋｓは、この円板式カム装置１０の外側の周囲をそれぞれ与える図４および５に従って形成され、詳しく言うとつまり、走入口区間２８、第１のセンタリング区間２９、位置調節区間３０、および、第２のセンタリング区間３１によって形成され、繰出し区間３２が、この第２のセンタリング区間に連なっている。走入口区間２８の始端と第２のセンタリング部３１の終端との間の、制御ピン１８、１９、２０、および２１のための凹部２６および２７の領域は、ＡｆｄＳでもって参照符号を付けられている −図５− 。この走入口区間２８は、第１のセンタリング区間２９の方向に、ホッパー部３３の様式により、収斂している。このホッパー部３３に、第１の調節区間３４が、前置されている。更に、この第２のセンタリング区間３１に、ロック区間３５および第２の調節区間３６が後置されている。
吸気バルブ３および４に対する、カム軌道１２、１３、および１４の位置正確な固定のため、ロック装置３７が使用され −図２− 、このロック装置は、この円板式カム装置１０の内側の周囲面３８に、３つの、半径方向の、周囲に延在する溝部３９、４０、および４１を備えており、その際、カムシャフト６′が、これら溝部３９、４０、および４１の領域内において、係止球４３および螺旋ばね４４のための円筒形の凹部４２を有している。

図２から、カム軌道１２、１３、および１４を担持する、カムのハブ４５として形成されているカムブロック１５の両側に、環状エレメント４６および４７が設けられており、これら環状エレメントが、このカムブロック１５を超えて突出していることが明瞭である。これら環状エレメント４６および４７内において、行程曲線部１６および１７が設けられている。その際、これら環状エレメント４６および４７の半径方向のウェブ４８および４９は、このカムブロック１５のカム軌道１２、１３、および１４を境界している。これら環状エレメント４６および４７、およびカムのハブ４５は、１つの部片から形成されている。要するに、これら環状エレメント４６および４７、およびカムのハブ４５が、多数の部材から構成されていることも、しかしながら同様に可能である。

内燃機関１の始動の後、カム軌道１２、１３、または１４の内の１つのカム軌道が、ローラーロッカアーム９は、および従って同様に吸気バルブ３および４も操作される。この内燃機関１のパラメータ、例えば回転数、負荷（アクセルペダル状態（Fahrpedalsteilung））、等に依存して、可変のバルブ制御が作動され、即ち、操作部材２２、２３、２４、および２５が活動状態にされ、且つ、制御ピン１８、１９、２０、および２１の内の１つの制御ピンが、凹部２６または２７との係合状態になり、このことは、位置調節区間３０に基づいて、方向Ａ−Ａにおける円板式カム装置１０の軸線方向移動を誘起し、且つ、従って、これらカム軌道１２、１３、および１４の内の１つのカム軌道の所定の切替えを誘起する。

円板式カム装置を有する、本発明による内燃機関のバルブ駆動装置の斜視図である。 図１の円板式カム装置の縦断面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 円板式カム装置の行程曲線部の展開図である。 拡大された尺度における、図４の図式的な詳細図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ バルブ駆動装置
３、 ４ 吸気バルブ
５、 ６ 排気バルブ
６′ カムシャフト
７、 ８ バルブスプリング
９ ローラーロッカアーム
１０ 円板式カム装置
１１ ハブ結合部
１２、 １３、 １４ カム軌道
１５ カムブロック
１６、 １７ 行程曲線部
１８、 １９、 ２０、 ２１ 制御ピン
２２、 ２３、 ２４、 ２５ 操作部材
２６、 ２７ Ｕ字形の凹部
２８ 走入口区間
２９ 第１のセンタリング区間
３０ 位置調節区間
３１ 第２のセンタリング区間
３２ 繰出し区間
３３ ホッパー部
３４ 第１の調節区間
３５ ロック区間
３６ 第２の調節区間
３７ ロック装置
３８ 内側の周囲面
３９、 ４０、 ４１ 溝部
４２ 円筒形の凹部
４３ 係止球
４４ 螺旋ばね
４５ カムのハブ
４６、 ４７ 環状エレメント
４８、 ４９ ウェブ
ＮＩ、 ＮＩＩ 、ＮＩＩＩ カム形状
Ｈｋｓ 行程曲線部区間
ＡｆｄＳ 領域

Claims (9)

1. 内燃機関のためのバルブ駆動装置であって、このバルブ駆動装置が、
   円板式カム装置を有するカムシャフトを備えており、
   この円板式カム装置が、異なるカム形状を有する互いに並列して位置するカム軌道、および行程曲線部を備えており、
   これら行程曲線部が、この円板式カム装置を位置調節するために、制御ピンを有する操作部材と協働する様式の上記バルブ駆動装置において、
   カム軌道（１２、１３）、および（１４）を担持する円板式カム装置（１０）の、少なくとも１つの行程曲線部（１６）または（１７）が、所属する操作部材（２２、２３、２４）、および（２５）の係合状態にある制御ピン（１８、１９、２０）、および（２１）のために、異なる行程曲線区間（Ｈｋｓ）を備えていることを特徴とするバルブ駆動装置。
2. 行程曲線部（１６）または（１７）の行程曲線部区間（Ｈｋｓ）は、走入口区間（２８）、第１のセンタリング区間（２９）、位置調節区間（３０）、および、第２のセンタリング区間（３１）によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ駆動装置。
3. 繰出し区間（３２）は、第２のセンタリング区間（３１）に連なっていることを特徴とする請求項２に記載のバルブ駆動装置。
4. 走入口区間（２８）は、第１のセンタリング区間（２９）の方向に、ホッパー部（３３）の様式により、収斂していることを特徴とする請求項２に記載のバルブ駆動装置。
5. 円板式カム装置（１０）は、
   カム軌道（１２、１３）、および（１４）を担持する、カムのハブ（４５）のカムブロック（１５）の両側に、中空体の様式により形成された環状エレメント（４６）および（４７）を備えており、これら環状エレメントが、このカムブロック（１５）を超えて突出していることを特徴とする請求項１に記載のバルブ駆動装置。
6. 環状エレメント（４６）および（４７）は、行程曲線部（１６）および（１７）を備えていることを特徴とする請求項１、または５に記載のバルブ駆動装置。
7. 環状エレメント（４６）および（４７）の半径方向のウェブ（４８）および（４９）は、このカムブロック（１５）のカム軌道（１２、１３）、および（１４）を境界していることを特徴とする請求項５に記載のバルブ駆動装置。
8. 環状エレメント（４６）および（４７）、およびカムのハブ（４５）は、１つの部片から形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のバルブ駆動装置。
9. 環状エレメント（４６）および（４７）、およびカムのハブ（４５）は、多数の部材から構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のバルブ駆動装置。
   

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