JP2015509163A

JP2015509163A - 機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ用の弁リフト調節アッセンブリならびに中間レバーアッセンブリを位置調整する方法

Info

Publication number: JP2015509163A
Application number: JP2014555103A
Authority: JP
Inventors: フリアルルドルフ; ラウアーフレデリク
Original assignee: Kolbenschmidt Pierburg Innovations GmbH
Current assignee: Kolbenschmidt Pierburg Innovations GmbH
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2015-03-26
Also published as: JP2015505590A; BR112014018046A2; DE102012001633A1; CN104066938A; EP2809894B1; BR112014018046A8; US20150108383A1; CN104053869A; US9145798B2; JP6038182B2; WO2013113429A1; EP2809893B1; ES2572512T3; US20140338622A1; WO2013113425A1; ES2554458T3; EP2809894A1; CN104066938B; EP2809893A1

Abstract

本発明は、少なくとも１つの中間レバーアッセンブリ（１２）を備えた、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）であって、前記中間レバーアッセンブリ（１２）が、作業カムフェース（２４）を備えた少なくとも１つの中間レバー（１８）を有し、該中間レバー（１８）が、少なくとも第１のローラ（１４）を介して可動にスライドガイド軌道（１３）に支承されていて、カムシャフトアッセンブリ（２２）と弁リフト調節装置（１６）とに作用結合されており、前記カムシャフトアッセンブリ（２２）は、ローラ（１４）を介して前記中間レバーアッセンブリ（１２）に作用しており、前記弁リフト調節装置（１６）は回転可能な偏心シャフト（１７）を有しており、該偏心シャフト（１７）が、支承軸（３０）に位置する第２のローラを介して前記中間レバーアッセンブリに作用している、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）に関する。本発明によれば、前記第２のローラ（２０）が偏心的に支承されて、前記第２のローラ（２０）の位置調整、ひいては前記中間レバーアッセンブリ（１２）の位置調整のための工具作用点（３６）を有して、前記第２のローラ（２０）の円周上の一点が、所定の角度α分だけ回転する際に、円弧とは異なる弧形状を描くようにするための手段（３８；３９）が設けられている。

Description

本発明は、少なくとも１つの中間レバーアッセンブリを備えた、内燃機関の機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ用の弁リフト調節アッセンブリであって、前記中間レバーアッセンブリが、所定の作業カーブもしくは作業カムフェースを備えた少なくとも１つの中間レバーを有し、該中間レバーが、少なくとも第１のローラを介して可動にガイドブロック軌道（Kulissenbahn）に支承されていて、カムシャフトアッセンブリと弁リフト調節装置とに作用結合されており、前記カムシャフトアッセンブリは、ローラを介して前記中間レバーアッセンブリに作用しており、前記弁リフト調節装置は回転可能な偏心シャフトを有しており、該偏心シャフトが、第２のローラを介して前記中間レバーアッセンブリに作用している、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ用の弁リフト調節アッセンブリに関する。

さらに、本発明は、弁リフト調節アッセンブリの中間レバーアッセンブリを位置調整する方法ならびに弁リフト調節アッセンブリを組み立てる方法、すなわち中間レバーアッセンブリを旋回レバーアッセンブリに組み付ける方法に関する。

このようなアッセンブリは、内燃機関の分野において十分に知られている。このようなアッセンブリは特に、弁リフト高さによって、ひいては内燃機関のシリンダの充填度によって、燃焼プロセスをその都度の負荷要求に適合させ、そしてこれに相応して、できるだけ効率の良い燃焼、ひいては有害物質の少ない燃焼をも生ぜしめるために使用される。

これに関連して、独国特許出願公開第１０２００６０３３５５９号明細書および独国特許出願公開第１０２００７０２２２６６号明細書には、該当するガス交換弁の調節可能なリフト高さを有する弁駆動アッセンブリが記載されている。このためには、両弁駆動アッセンブリ共に、中間レバーアッセンブリが設けられている。中間レバーアッセンブリは、一方ではガス交換弁を周期的に運動させるためにカムシャフトに結合されており、他方では作用機構を有していて、この作用機構を介して、最大もしくは最小に達成され得るリフト高さが調節可能となる。しかし、これら全ての弁駆動アッセンブリには、製作および後続の組付けの後に、製作誤差に基づいて弁駆動アッセンブリが、正確に所望通りの弁リフト量を有しなくなる、という欠点がある。全ての弁およびシリンダに関して、正確に前調節された弁リフト量が要求される場合、このことは、特に小さな弁リフト量においては、エンジンの不満足な運転特性を招く。その理由は、一方では弁リフト調節アッセンブリ自体の構造および協働に認められ、他方では弁リフト調節アッセンブリおよび旋回レバーアッセンブリの最終組付けに認められる。

全体的には、調節可能な弁駆動アッセンブリの、極めて大きな手間をかけないと製造可能でない全体構造、つまり極めて高価な全体構造が生ぜしめられる。

したがって、本発明の根底を成す課題は、上で述べた不都合を回避することができるような、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ用の弁リフト調節アッセンブリ、弁リフト調節アッセンブリの中間レバーアッセンブリを位置調整する方法ならびに弁リフト調節アッセンブリを組み立てる方法を提供することである。

この課題は本発明によれば、弁リフト調節装置によって中間レバーアッセンブリに作用する第２のローラが、手段を介して偏心的に支承軸に支承されていることにより解決される。さらに、第２のローラの正しい位置調整、ひいては中間レバーアッセンブリの正しい位置調整のための工具作用点が設けられている。これにより、第２のローラの円周上の一点が、所定の角度α分だけ回転する際に、円弧とは異なる弧形状を描く。このような弁リフト調節アッセンブリの本発明の構成により、弁駆動アッセンブリを、前組付けされた状態で、旋回レバーアッセンブリにおける中間レバーアッセンブリの正しい位置調整に関して簡単に調節することが可能となる。こうして、さらに、製作誤差もしくは製作欠陥が、既に最終組付けおよび最初の運転開始の前に検知され、かつ場合によっては補償され得るか、または取り除かれ得るようになる。さらに、支承軸に偏心的に取り付けられた前記手段の簡単な位置調整により、前組付けされた状態における位置調整の簡単な形態が提供されている。

好ましくは、前記手段が、偏心的に支承された支承軸により実現される。これにより、特に単純でかつ廉価な弁リフト調節アッセンブリが提供される。

有利な構成では、弁リフト調節アッセンブリにスリーブが設けられている。このスリーブは、前記支承軸の両側に設けられていて、前記支承軸の偏心的な配置を保証する。このような配置は、廉価な変化形を成す。スリーブの最適な位置調整は、組付け時に特殊な工具を用いて実施される。最適な位置調整のためには、スリーブが工具作用点を有している。

前記構成に対する改良形では、前記手段が段部によって実現されている。この段部は、前記支承軸の両側で、それぞれこの支承軸に対して偏心的に設けられていて、中間レバーの内部に配置されている。前記段部は種々異なる大きさに形成されているので、側方からの組付けが可能となり、それに対してローラは前方から中間レバーに押し込まれる。

これに関連して、工具作用点が、支承軸における第２のローラの偏心的な調節のためのスリーブを介して、多辺の接続ジオメトリ（幾何学的な接続形状）として形成されていると特に有利である。この場合、工具作用点は、スリーブが、工具を係合させるための多辺のジオメトリもしくは幾何学的形状を有するように形成されていてよい。この構成は特に、作用機構が大量生産において簡単に製造可能となるという利点を提供する。この場合、作用機構が単一部分から一体に形成されていると、組付け技術的および製作技術的に特に有利である。

旋回レバーアッセンブリに対する弁リフト調節アッセンブリの一義的な対応関係を保証するためには、弁リフト調節アッセンブリが基準マーキングを有している。中間レバーアッセンブリに設けられた前記基準マーキングは、最終組付け時に旋回レバーアッセンブリに設けられた対応する基準マーキングと協働して、最適な位置調整を保証するために用いられる。

また、本発明の上記課題は、弁リフト調節アッセンブリに設けられた中間レバーアッセンブリを位置調整する方法において、前記弁リフト調節アッセンブリの外部に、制御ユニットを備えた距離測定装置を設け、該距離測定装置に対して中間レバーを移動させ、ひいては作業曲線もしくは作業カムフェースをプローブし、前記距離測定装置によって得られた測定値を、制御ユニットで基準値と比較し、前記距離測定装置によって記録された測定値が前記基準値から偏倚していると、前記スリーブの工具作用点を介して、前記支承軸に配置された前記手段もしくは第２のローラを回転させることによって前記中間レバーアッセンブリの調節を実施することを特徴とする、弁リフト調節アッセンブリの中間レバーアッセンブリを位置調整する方法によっても解決される。

さらに、本発明の上記課題は、前記調節の後に、位置固定手段を介して前記第２のローラの位置を固定することにより解決される。

形状接続式および／または摩擦接続式に作用する位置固定手段が特に有利である。この固定手段は、たとえばピンおよび／または溝により実現され得る。この場合、結合が、構成部分故障の使用事例のために再び解離可能であり、かつ欠陥のある構成部分が容易に交換され得るようになっていると、組付け技術的および製作技術的に特に有利である。

さらに別の実施態様では、前記位置固定手段が、材料接続式の手段、特に溶接点および／またはろう接点により実現されている。材料接続式の位置固定手段は、簡単で確実でかつ安定した位置固定部を成すという利点を持っている。

中間レバーの作業カムフェースの輪郭と旋回レバーアッセンブリの基準値との間の間隔を検出するためには、従来汎用されている距離測定装置を使用することができる。たとえば、距離測定装置として、容量式または誘導式の間隔センサ、ガラス測定ロッドを備えた測定プローブ、抵抗ポテンショメータを備えた測定プローブ、誘導式の検出部を備えた測定プローブ、ＬＶＤＴ（位置センサ）検出部を備えた測定プローブまたはレーザ干渉計を主体とした測定装置を設けることができる。このような測定方法は、その精度の点で実際の使用において極めて有利であることが判った。

弁リフト調節アッセンブリを組み立てる、すなわち中間レバーアッセンブリを旋回レバーアッセンブリに組み付ける、本発明による特に好適な方法では、前記中間レバーアッセンブリに設けられた基準マーキングと、前記旋回レバーアッセンブリに設けられた基準マーキングとの合致が実現される。これらの基準マーキングの合致が得られた後に、中間レバーアッセンブリと旋回レバーアッセンブリとの最終組付けが行われる。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

弁リフト調節アッセンブリの本発明における装置の有利な実施形態を示す概略図である。本発明における距離測定装置の１実施形態を示す斜視図である。中間レバーアッセンブリの断面図である。

以下に説明する機械式の弁駆動装置は、「ユニバルブ（Univalve）」という名称で良く知られている。この弁駆動装置の構造および機能形式については、欧州特許第１６１８２９３号明細書を参照するものとする。

図１には、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ１１に用いられる弁リフト調節アッセンブリ１０の有利な実施形態が示されている。復動ピストン機械用の弁リフト調節アッセンブリ１０は、主として中間レバーアッセンブリ１２と旋回レバーアッセンブリ２６とから成っている。中間レバーアッセンブリ１２は中間レバー１８を有し、この中間レバー１８は、ガイドブロック１３に設けられたスライドガイド軌道に摺動可能に支承されている。ガイドブロック１３はシリンダヘッド（図示しない）内に位置固定的に配置されている。ガイド軌道形状は、第３のローラ２７の軸中心点周りに延びる円弧により規定されている。この第１のローラ１４の範囲には、カムシャフトアッセンブリ２２が設けられている。カムシャフトアッセンブリ２２はカムシャフト２１を有する。カムシャフト２１は、第１のカム２３によって直接または間接的に移動させられるようになっていて、これによりガス交換弁２８を駆動する。作業曲線もしくは作業カムフェース２４とスイングアーム式ロッカアームアッセンブリ２６の第３のローラ２７との間に作用結合が形成されている限りは、カムシャフト２１によってガス交換弁２８は周期的に開閉される。もちろん、中間レバーの択一的な別の構成も、本発明により包含されている。すなわち、２つの中間レバーが１つの軸線にローラと共に配置されていてよく、この場合、このローラはガイドブロックに案内されている。これに関しては、独国特許出願公開第１０１４０６３５号明細書を参照するものとする。

第１のローラ１４に対して同軸的に、かつガイドブロック１３に設けられたスライドガイド軌道と作業カムフェース２４との間のほぼ中間には、第２のローラ２０を備えた弁リフト調節装置１６が配置されている。弁リフト調節装置１６によって、ガス交換弁２８の絶対ストロークならびに弁の開放時間が調節される。このためには、弁リフト調節装置１６が、よく知られているように、偏心シャフト１７を有する。

ガイドブロック１３のスライドガイド軌道に対して反対の側に位置する端部では、中間レバー１８が、ゼロリフト区分と、調節リフト区分と、弁リフト休止区分とを備えた作業カムフェース２４を有している。

さらに、中間レバー１８は第３のローラ２７を介して、スイングアーム式ロッカアームアッセンブリ２６と作用結合している。この作用結合を介して、ガス交換弁２８の種々の弁リフト位置が制御可能となる。スイングアーム式ロッカアームアッセンブリ２６は、一方ではクリアランス補償エレメント、好ましくはハイドロリック式の弁クリアランス補償エレメントに支承されていて、ガス交換弁２８と協働する。ガス交換弁２８と弁クリアランス補償エレメントとは、シリンダヘッド（図示しない）内に組み付けられている。

図２には、弁リフト調節アッセンブリ１０の一部が図示されている。この図面には、本発明におけるストローク測定装置もしくは距離測定装置３２を備えた中間レバーアッセンブリ１２が図示されている。作業カムフェース２４の輪郭を距離測定装置３２によって測定したいので、距離測定装置３２は、作業カムフェース２４の下方に配置されている。

工具作用点３６は本実施形態では、スリーブ３８に組み込まれていて、公知の形式で２つのスリット形の切欠きを有している。工具作用点３６の操作によりスリーブ３８を回動させることによって、支承軸３０は規定の回転位置に調節可能であり、かつ引き続き位置固定可能である。前組付け中に、偏心的に支承された支承軸３０を単純に回動させることによって、所属のガス交換弁２８の弁リフト量が調整され得ると共に、こうして製作不精度が検知されて、中間レバー１８の正しい位置調整が実施され得る。図示の実施形態により、弁リフト高さの調節および中間レバー１８の位置の調節における最大規模の自在性が与えられている。中間レバー１８の正しい位置調整もしくは向き調整に続いて、この位置は溶接点３４によって第２のローラ２０の範囲に固定される。

図３には、２つの中間レバー１８を備えた中間レバーアッセンブリ１２が示されている。両中間レバー１８は１つの共通の結合軸４０に配置されている。作業カムフェース２４とは反対の側には、第１のローラ１４が配置されている。これらの第１のローラ１４を用いて、中間レバーアッセンブリ１２はカムシャフト２１と、公知の形式で作用結合されている。両第１のローラ１４の間では、さらに第４のローラ４１が結合軸４０に配置されている。この第４のローラ４１はガイドローラとして働き、ガイドブロック１３（図１参照）内で転動する。このような伝達アッセンブリの機能および作業形式については、独国特許出願公開第１０１４０６３５号明細書を参照するものとする。念のため付言しておくと、中間レバーアッセンブリ１２は１つの中間レバーを有していてもよいし、２つの中間レバーを有していてもよく、この場合、１つの中間レバーを用いる構成では、作業カムフェース２４に対向して設置された１つのローラが、カムシャフト２１と作用結合していると同時に、ガイドブロック１３内での案内をも保証する。

この場合、１つの中間レバー１８の支承軸３０の両側に配置されたスリーブ３８を介して支承軸３０を支承する有利な構成が図示されている。スリーブ３８の最適な位置調整は、相応する工具を用いて行われる。スリーブ３８は、支承軸３０の左右にそれぞれ配置されている。

これとは異なる構成（ただし図示しない）は、左右両側で支承軸３０に対して偏心的に配置された段部３９である。この段部３９は、中間レバー１８に支承されている。偏心的に配置された段部３９は、種々異なる大きさに形成されていてよいので、側方からの組付けが可能となる。それに対してローラ２０は前方から中間レバー１８内に押し込むことができる。

Claims

少なくとも１つの中間レバーアッセンブリ（１２）を備えた、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）であって、前記中間レバーアッセンブリ（１２）が、作業カムフェース（２４）を備えた少なくとも１つの中間レバー（１８）を有し、該中間レバー（１８）が、少なくとも第１のローラ（１４）を介して可動にスライドガイド軌道（１３）に支承されていて、カムシャフトアッセンブリ（２２）と弁リフト調節装置（１６）とに作用結合されており、前記カムシャフトアッセンブリ（２２）は、ローラ（１４）を介して前記中間レバーアッセンブリ（１２）に作用しており、前記弁リフト調節装置（１６）は回転可能な偏心シャフト（１７）を有しており、該偏心シャフト（１７）が、支承軸（３０）に位置する第２のローラ（２０）を介して前記中間レバーアッセンブリ（１２）に作用している、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）において、
前記第２のローラ（２０）が偏心的に支承されて、前記第２のローラ（２０）の位置調整、ひいては前記中間レバーアッセンブリ（１２）の位置調整のための工具作用点（３６）を有して、前記第２のローラ（２０）の円周上の一点が、所定の角度α分だけ回転する際に、円弧とは異なる弧形状を描くようにするための手段（３８；３９）が設けられていることを特徴とする、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）。
前記手段（３８；３９）が、偏心的に支承された支承軸（３０）を有する、請求項１記載の、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）。
前記支承軸（３０）の両側に設けられていて、前記支承軸（３０）の偏心的な配置を保証するスリーブ（３８）が設けられている、請求項２記載の、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）。
前記支承軸（３０）に対して偏心的に配置された段部（３９）が設けられており、該段部（３９）は前記支承軸（３０）の両側に配置されている、請求項２記載の、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）。
前記工具作用点（３６）は、多辺の接続ジオメトリとして形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）。
当該弁リフト調節アッセンブリ（１０）は、旋回レバーアッセンブリ（２６）に対して一義的に対応させるための基準マーキングを有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の、機械的に制御可能な弁駆動アッセンブリ（１１）用の弁リフト調節アッセンブリ（１０）。
請求項１から６までのいずれか１項記載の弁リフト調節アッセンブリ（１０）の中間レバーアッセンブリ（１２）を位置調整する方法において、
・前記弁リフト調節アッセンブリ（１０）の外部に、制御ユニットを備えた距離測定装置（３２）を設け、
・該距離測定装置（３２）に対して中間レバーを移動させ、ひいては作業カムフェースをプローブし、
・前記距離測定装置（３２）によって得られた測定値を、前記制御ユニットで基準値と比較し、
・前記距離測定装置（３２）によって記録された測定値が前記基準値から偏倚していると、工具作用点（３６）を介して、第２のローラ（２０）を回転させることによって前記中間レバーアッセンブリ（１２）の調節を実施する、
ことを特徴とする、弁リフト調節アッセンブリ（１０）の中間レバーアッセンブリ（１２）を位置調整する方法。
前記調節の後に、位置固定手段（３７）を介して前記第２のローラ（２０）の位置を固定する、請求項７記載の、弁リフト調節アッセンブリ（１０）の中間レバーアッセンブリ（１２）を位置調整する方法。
前記位置固定手段（３７）は、たとえばピンおよび／または溝のような形状接続式および／または摩擦接続式の手段から成る、請求項８記載の、弁リフト調節アッセンブリ（１０）の中間レバーアッセンブリ（１２）を位置調整する方法。
前記位置固定手段（３７）は、材料接続式の手段、特に溶接点および／またはろう接点から成る、請求項８記載の、弁リフト調節アッセンブリ（１０）の中間レバーアッセンブリ（１２）を位置調整する方法。
距離測定装置（３２）として、容量式または誘導式の間隔センサ、ガラス測定ロッドを備えた測定プローブ、抵抗ポテンショメータを備えた測定プローブ、誘導式の検出部を備えた測定プローブ、ＬＶＤＴ検出部を備えた測定プローブまたはレーザ干渉計を主体とした測定装置を設ける、請求項７から１０までのいずれか１項記載の、弁リフト調節アッセンブリ（１０）の中間レバーアッセンブリ（１２）を位置調整する方法。
請求項１から６までのいずれか１項記載の弁リフト調節アッセンブリ（１０）を組み立てる方法、すなわち中間レバーアッセンブリ（１２）を旋回レバーアッセンブリ（２６）に組み付ける方法において、前記中間レバーアッセンブリ（１２）に設けられた基準マーキングを、前記旋回レバーアッセンブリ（２６）に設けられた基準マーキングと合致させ、引き続き最終組付けを行うことを特徴とする、弁リフト調節アッセンブリ（１０）を組み立てる方法。