JPH11502002A - 切替え可能な支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 支持装置（１）が制御カムの行程運動によって遮断可能に設計されている。このために、制御装置（１）は、その内部に半径方向に移動可能な連結部材（１２）を有している。支持装置（１）を解除するために、この連結部材（１２）を液圧媒体によって半径方向内側に向かって移動させる。このとき、同時にドラグレバーと連通しているピストン（４）は、液圧媒体を用いてカムから遠い位置に保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】 切替え可能な支持装置 本発明は、内燃機関の動弁機構のカム操作されるドラグレバーのための切替え 可能な支持装置であって、中空円筒形のケーシングを備えており、該ケーシング が外周壁で以てシリンダヘッドの受容孔内に配置されており、前記ケーシング内 に少なくとも該ケーシングに対して相対的に軸方向に可動なピストンを配置して あり、該ピストンが圧縮ばねを介して支持されている形式のものに関する。 このような装置はすでにドイツ連邦共和国特許出願公開第Ａ４０００５３１に より公知である。この装置も、中空円筒形の内側部材と一緒に内燃機関のシリン ダヘッドに差し込んで配置された中空円筒形ケーシングからなる。両方の部材は 、圧縮ばねによって押出方向に負荷されている。ケーシングはオイル供給導管を 有しており、このオイル供給導管を介して、内側部材の制御縁と協働して、かつ 両方の部材によって包囲された内部のオイル充填量に関連して、内側部材をケー シングに対して相対的に上昇／下降させ、従って支持装置にドラグレバーを介し て連結されたガス交換弁の行程を遮断若しくは変化させることが可能である。こ のような異なるオイル充填量は、ケーシングを内側部 材に対して相対的に回動させることによって達成される。なぜなら、制御縁を介 して異なる流入断面積が開放されるからである。 前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第Ａ４０００５３１号明細書によって公知 の動弁タペット(Venti-ltriebsstoessel)の短所は、オイルクッションによって バルブ行程の形状結合的(formschluessig)な、即ち規定された遮断／減少が不可 能なことである。一方では、このオイルクッションはある程度の最小圧縮率を有 しており、他方では両方の部材の滑り面を通してオイル損失が予想される。その うえ、正確な行程調節、及び所定の位置での液力による固定はいずれにしても実 現困難である。なぜなら、調節高さが液力によって直接に維持され、ほとんど制 御不能な多くの付加値(Nebengroesse)が影響するからである。さらに、ケーシン グに回動方向での機械的な付加を必要であり、該付加は駆動装置を必要とする。 内燃機関を遮断した状態からガス交換弁が作動可能であるような、つまり遮断さ れていない特定の運転状態も考えられる。これに対する解決手段は講じられてい ない。なぜならば、公知の調節装置は内燃機関を遮断した状態では機能せず、し たがって当該ガス交換弁は作動不可能だからである。 当業者には、切替え可能な別の支持装置（ドイツ連邦共和国実用新案出願第９ ３１９４３５．８号明細書 ）も公知である。この支持装置では、半径方向に移動可能なピストンを介して支 持装置をカムの行程運動に連結させるために構成ユニットがロックされる。解除 した状態では、それぞれのケーシング部分がカムの行程方向で空行程を実施する 。 本発明の課題は、切替え可能な支持装置を改善して、支持装置のユニットのロ ック状態では高い剛性を有し、ロック解除状態では従来生じた摩擦損失が最小に されて、同時に高い回転数で支持装置の遮断可能性が得られるようにすることで ある。 この課題を解決するために本発明の構成では、前記ピストン内に半径方向若し くは割線状に延びる少なくとも１つの孔を配置してあり、該孔がカムの基礎円上 でそれぞれ別の孔と同列をなしており、前記孔の一方の孔内に、それぞれ他方の 孔へ向かって移動可能な連結部材が、支持装置及びこれに取り付けられたドラグ レバーをカムの行程運動に選択的に連結／解除するために配置されており、前記 ピストンのカムから遠い側の孔内を、該孔に対して相対的に軸方向に可動でかつ 他方の孔の備えられた内側部材が延びており、該内側部材のカムに近い側の端面 が、前記支持装置の連結状態ではカムの基礎円上で前記孔の底部に対して、ドラ グレバーの所望の遮断行程に相応する寸法だけ離されてピストン室を形成してお り、前記支持装置の解除状態では、前記ピストンが底部で以て前記内側部材の前 記端面に当接しており、この場合、前記連結部材が前記孔の一方の孔内に完全に 移動させられており、前記ピストンのカム側の端面とケーシングの対応する端面 との間に上側のリング室を配置してあり、該リング室が解除状態では前記圧縮ば ねの力に抗して液圧媒体で充填されるようになっていて、少なくともドラグレバ ーの所望の遮断行程の寸法に相応する高さを有している。必ずしも必要ではない が、有利には解除状態ではピストンの底部が内側部材の端面に接触しており、重 要なことはピストンをカム領域から完全に解除することである。 前記処置により、一方では形状結合(Formschluss)によるロックが得られ、そ の際に全支持装置の高い剛性が得られる。この高い剛性は、高い回転数において バルブ作動の全動作に特に好ましい影響を与える。同時に簡単な手段で、半径方 向に移動する付加的な連結部材を省略して、支持装置及びこれと結合したドラグ レバーとをカムの行程運動から完全に解除することができる。このような完全な 解除は、公知技術で従来見られた、カムがドラグレバーと絶えず接触することに よる摩擦損失の減少をもたらす。同時に、再連結の場合に支持装置を介してドラ グレバーに作用する、支持装置内に配置された圧縮ばねの力が著しく減少する。 ばね力の減少により、最高回転数でも当該ガス交換弁の遮断が可能になる。なぜ なら、さもなければ、これ らの回転数範囲に対して、圧縮ばねは非常に強力に設計されねばならないからで ある。支持装置は圧力が液圧媒体に作用していない場合には連結状態にあり、こ れにより非常運転特性が保証されている。しかしながら、液圧媒体によって連結 し、対応するばねの力で解除することも考えられ、この場合、圧縮ばねの力を完 全に液圧媒体によって代替することも可能である。圧縮ばね若しくは液圧媒体の 代わりに、詳しくは説明しないがユニットの磁気ロック、電磁ロック又はその他 の機械的ロックも考えられている。 連結部材として互いに直径線上で相対する２つの液力ピストンを用いる。これ らの液力ピストンには半径方向外側から相応の供給孔を通して液圧媒体を送り込 むことができる。本発明の構成により、シリンダヘッド内に支持装置に対する所 要スペースを全く増大させないか、最小限しか増大させないように保証されてい る。 液力ピストンの半径方向内側への運動は、孔中央に位置決めされたストッパに よって制限される。 ピストン室に封入された空気量により、下側のリング室内を延びる管路と協働 して、ピストンの底部と内側部材の端面との当接のためのソフトな終端ストッパ が得られる。それというのは、管路の寸法は、ピストン室内に封入された残留空 気がエアクッションとして作用するように選択されているからである。しかしな がら、周囲に分配された複数の管路も考えられる。端面若しくは底部の上に、管 路の代わりに相応の減衰部材、たとえばプラスチック状の減衰部材を配置するこ とも可能でる。 本発明の構成に基づき解除位置で支持装置のピストンを「液力で」保持するこ とにより、付加的な機械的連結部材を省くことができる。この場合、上側のリン グ室に流入するオイル量が万一そこに存在する空気量と混合しても、本発明の構 成を損なうことはない。 本発明の支持装置が同時にそれ自体公知の液力式の遊び補償部材を備えると、 特に有利である。しかしながら、この液力式の遊び補償部材を省略して、それ自 体公知の機械的な遊び補償部材を用いることも想定されている。 請求項１０に記載されたピンは、何よりもピストン、ケーシング及び内側部材 が互いに回動するのを防ぐ働きをする。ケーシングは公知のように、外周壁で以 て受容孔に固く組み込まれている。さらに、内側部材内の縦方向溝の上側の終端 面によって、ピンによる内側部材のためのストッパ／移動防止手段が形成されて いる。 上側のリング室の簡単なシール措置が、ケーシングのカム側における軸方向フ ランジによって構成されている。この場合、ピストンは中空円筒形の付加部で以 て軸方向に突出している。少なくともケーシングが薄 肉鋼板から深絞り成形法で作られていることが有利である。しかしながら、少な くとも支持装置の部材のいずれか１つをプラスチック製又は軽量構造とすること も考えられている。 支持装置若しくはそのピストンは、クランプ結合を介してドラグレバーと結合 していることが有利である。しかしながら、ねじ止めなど、その他の結合方法も 考慮される。 内側部材のカムに近い側の端面と孔の底部との距離が、支持装置によってドラ グレバーの完全な遮断が実現されるように選択されている。部分行程が所望され る場合には、距離を相応に短縮することが考えられる。複数の行程段階を実現す ることも考えられる。この場合、たとえば内側部材をピストンに対して相対的に 回転させることができ、ピストンのピンによって行程のための相応のストッパを 提供できる。 本発明は、各請求項に記載された特徴に制限されるものではない。個々の請求 項の特徴を組み合わせ、個々の請求項の特徴を長所の記述や実施例で開示された 内容と組み合わせることも考えられる。 有利な形式で本発明が図面に示してある。図１乃至図３は、種々の解除段階を 本発明の支持装置の２つの回転角度の図ａ，ｂで示している。 図１ａ及びｂに基づき、図示の切替え可能な支持装置を原理的に説明し、この 場合、図２ａ，ｂ及び図３ ａ，ｂの説明は、異なる連結状態の説明に限定する。 図１ａに示す切替え可能な支持装置１は、中空円筒形のケーシング２を有して おり、ケーシング２がその外周面３で以てシリンダヘッド（図示せず）の受容孔 に不動に配置されている。支持装置１の内部には、ケーシング２に対して軸方向 に可動なピストン４が配置されている。ピストン４は圧縮ばね５を介してカム方 向に支持されている。従って、圧縮ばね５が一方の端部でピストン４の、カムか ら遠い側の端面６に作用し、かつ他方の端部でリング部材７に作用している。リ ング部材７は内側部材９の端部８に結合されている。内側部材９はピストン４の 、カムから遠い側の孔１０内を該孔に対して軸方向に運動可能に延びている。 内側部材９は、半径方向に延びた孔１１を有している。孔１１内に両端部に、 液力ピストンとして形成された連結部材１２が位置決めされている。連結部材１ ２は、支持装置１の連結状態では半径方向外側で、ピストン４の相応に同列をな した孔１３内を同時に延びている。同時に、連結部材１２はそれぞれ１つの圧縮 ばね１４の力によって半径方向外側に向かって押し付けられている。連結部材１ ２の半径方向内側に向けられた運動の行程制限が、内側部材９の孔１１内の中心 近傍のストッパ１５によって行われている。 ピストン４の孔１０の底部１６は、内側部材９の端面１７に対して、支持装置 １の所望の切り替え行程の 寸法だけ離されている。両方の面１６，１７間にピストン室１８が配置されてい る。ピストン室１８は底部１６の近傍に、ピストン室１８内に存在する空気を上 側のリング空２０内へオーバーフローさせるための周囲に分配された半径方向の 孔１９を備えている。この場合、リング室２０はピストン４のカム側の端面２１ とケーシング２の対応する端面２２との間を延びている。同時に、ケーシング２ 内には孔１９と同列に孔２３が配置されている。これらの孔２３を通して、最初 の部分量の空気をピストン室１８から、後に述べる形式でリング室２０内へ導入 することができる。同時に、リング室２０の領域に配置された旋削凹所(Schleif freistich)２４が空気をピストン室１８からリング室２０に導くために用いられ る。 ケーシング２の端面２２は、カム方向で半径方向内側に向かって軸方向フラン ジ２５に移行している。同時にピストン４は、中空円筒形の付加部２６で以て軸 方向フランジ２５内に案内されていて、かつ軸方向フランジ２５から軸方向に突 出している。このような構成では、付加部２６のカム側の端面２７が孔２８を有 している。この孔２８によって、支持装置１に支承されたドラグレバー(Schlepp hebel)の球冠が潤滑される。 図１ｂから明らかなように、ケーシング２は縦方向に延びる切欠き２９を有し ている。切欠き２９は図示 の連結位置で、ピストン４の外周壁３１内のリング溝３０と連通している。同時 に、リング溝３０は、内側部材９の孔３４内に配置された液力式の遊び補償部材 ３５に液圧媒体を供給するために、ピストン４並びに内側部材９を貫通する通路 ３２，３３と連通している。遊び補償部材３５は端部３６で以て直接にシリンダ ヘッド（図示せず）の受容孔の底部に向けられている。 ピストン４の切欠き３７内を、半径方向でピストン面から両側に突出するピン ３８がユニット２、４、９の相互の回動防止部材として延びている。このために 、ピン３８は一方では内側部材９の外周壁４０の縦方向溝３９と協働し、かつ他 方ではケーシング２の別の縦方向溝４１内に係合している。 本発明の支持装置１の構造の前述の説明に基づき、以下にその機能について述 べる。 図１ａ，ｂには、支持装置１が連結位置で示されている。この状態では、遊び 補償部材３５に供給される液圧媒体のわずかな圧力しか切欠き２９に作用してい ない。液圧媒体のこのような圧力は、リング溝３０を介して液圧媒体で外側の端 面４２を負荷可能な連結部材１２を圧縮ばね１４の力に抗して半径方向内側へ孔 １１内に移動させて、その結果、連結部材１２を完全に孔１１内に留まらせ、か つ端面４２で以て内側部材９の外周壁４０から突出させないようにするためには 十分ではない。 今、液圧媒体の圧力がリング溝３０への切欠き２９において増大されると、制 御カムの基礎円内で連結部材１２はそれぞれの圧縮ばね１４の力に抗して完全に 孔１１内へ移動する。ピストン４は、カム行程の開始に伴ってカムから離れる方 向に運動させられる。この場合、ピストン室１８内に存在する空気が、孔１９， ２３を通して上側のリング室２０に導入される。この場合、ケーシング２内でオ ーバーフローのために役立つ孔２３は、カムから最も離れた区分で制御縁４３を 形成している（図２参照）。この場合、孔２３の制御縁４３は、ピストン４が底 部１６で軸方向下方に制御縁４３を通過してピストン室１８内に残留空気を閉じ 込めるように位置決めされている。今や、ピストン室１８からリング室２０への 空気のオーバーフロー運動が終了されているので、ピストン室１８の残留空気の 引き続く逃がしが、ピストン４の孔１０内を軸方向でカムから離れる方向に延び る管路４４を介して行われる。管路４４はカムから離れた側の端部で、内側部材 ９とケーシング２との間の、圧縮ばね５を収容するための下側のリング室４５に 開口している。そこから、ピストン室１８から押し出された空気は、ケーシング ２の周囲に分配して配置された流出口４６を通って、シリンダヘッドの排出導管 （図示せず）内に逃げる。この場合、各支持装置１に対して複数設けられていて よい管路４４の横断面は、空間１８からの空気の逃げが圧縮作業の行われる場合 にのみ達成されるように規定されている。これによって、内側部材９のカム側の 端面１７上へのピストン４の孔１０の底部１６の「ソフト」な当接（図３ａ及び 図３ｂ、参照）が生ぜしめられる。図２及び図３から明らかなように、ピストン ４は軸線方向での下方への引き続く運動に際して、液圧媒体の圧力の作用する切 欠き２９の部分断面を解放する。今切欠き２９を通ってリング室２０に流入する 液圧媒体が、ピストン４のカム側の端面２１への加圧作用によって、ピストンを 図３ａ，ｂに示す終端位置に保持する。 ドラグレバーを備えた当該支持装置１をそれぞれのガス交換弁(Gaswechselven til)の行程運動と再連結することが所望される場合には、切欠き２９に作用する 液圧媒体の圧力が減少させられる。これにより、ピストン４が圧縮ばね５の力に よってカム方向に運動させられる。図１ａ，ｂに示す上側の終端位置（制御カム の基礎円）が達成されると、連結部材１２が圧縮ばね１４の力によって、部分的 に半径方向外側へピストン４の孔１３内に移動させられる。リング室２０内に残 っている空気若しくは空気オイル混合物は、孔２３、１９を通ってピストン室１ ８内に達し、若しくは管路４４を通って逃げる。 圧縮ばね５を内側部材９及びピストン４で支持する ことによって、ロックした状態で圧縮ばね５の力の内部的に閉じた流れが生じる 。これにより、遊び補償部材の機能への圧縮ばね５の影響が排除されている。 ここに示すように切替え可能な支持部材１によってガス交換弁を遮断すること は、マルチバルブシステム、完全なシリンダ遮断、あるいはまた全シリンダ列、 たとえばＶ型エンジンで、個々のガス交換弁を選択的に遮断させる手段として有 効であることが分かった。 符号の説明 １．支持装置、 ２．ケーシング、 ３．外周壁、 ４．ピストン、 ５．圧縮 ばね、 ６．端面、 ７．リング部材、 ８．端部、 ９．内側部材、 １０． 孔、 １１．孔、 １２．連結部材、 １３．孔、 １４．圧縮部材、 １５． ストッパ、 １６．底部、 １７．端面、 １８．ピストン室、 １９．孔、 ２０．リング室、 ２１．カム側端面、 ２２．端面、 ２３．孔、 ２４．切 り抜き、 ２５．軸方向フランジ、 ２６．付加部、 ２７．端面、 ２８．孔 、 ２９．切欠き、 ３０．リング溝、 ３１．外周壁、 ３２．通路、 ３３ ．通路、 ３４．孔、 ３５．遊び補償部材、 ３６．端部， ３７．切欠き、 ３８．ピン、 ３９．縦方向溝、 ４０．外周壁、 ４１．縦方向溝、 ４２ ．端面、 ４３．前縁、 ４４．管路、 ４５．下部リング室、 ４６．流出口、 ４７．終端面、 ４８ ．終端面、 ４９．リング面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関の動弁機構のカム操作されるドラグレバーのための切替え可能な 支持装置（１）であって、中空円筒形のケーシング（２）を備えており、該ケー シング（２）が外周壁（３）で以てシリンダヘッドの受容孔内に配置されており 、前記ケーシング（２）内に少なくとも該ケーシング（２）に対して相対的に軸 方向に可動なピストン（４）を配置してあり、該ピストン（４）が圧縮ばね（５ ）を介して支持されている形式のものにおいて、 ａ）前記ピストン（４）内に半径方向若しくは割線状に延びる少なくとも１つの 孔（１３）を配置してあり、該孔（１３）がカムの基礎円上でそれぞれ別の孔（ １１）と同列をなしており、前記孔（１１又は１３）の一方の孔内に、それぞれ 他方の孔（１３又は１１）へ向かって移動可能な連結部材（１２）が、支持装置 （１）及びこれに取り付けられたドラグレバーをカムの行程運動に選択的に連結 ／解除するために配置されており、 ｂ）前記ピストン（４）のカムから遠い側の孔（１０）内を、該孔（１０）に対 して相対的に軸方向に可動でかつ他方の孔（１１）の備えられた内側部材（９） が延びており、該内側部材（９）のカムに近い側の端面（１７）が、前記支持装 置（１）の連結状態ではカ ムの基礎円上で前記孔（１０）の底部（１６）に対して、ドラグレバーの所望の 遮断行程に相応する寸法だけ離されてピストン室（１８）を形成しており、 ｃ）前記支持装置（１）の解除状態では、前記ピストン（４）が底部（１６）で 以て前記内側部材（９）の前記端面（１７）に当接しており、この場合、前記連 結部材（１２）が前記孔（１１又は１３）の一方の孔内に完全に移動させられて おり、 ｄ）前記ピストン（４）のカム側の端面（２１）とケーシング（２）の対応する 端面（２２）との間に上側のリング室（２０）を配置してあり、該リング室（２ ０）が解除状態では前記圧縮ばね（５）の力に抗して液圧媒体で充填されるよう になっていて、少なくともドラグレバーの所望の遮断行程の寸法に相応する高さ を有していることを特徴とする切替え可能な支持装置（１）。 ２．連結部材（１２）として液力ピストンを設けてあり、該液力ピストンが内 側部材（９）の孔（１１）内を延びていて、少なくとも１つの圧縮ばね（１４） の力によって半径方向外側に向けて押し付けられており、前記液力ピストンがユ ニット （４、９）の連結のためにピストン（４）と前記内側部材（９）との間 のリング面（４９）と交差して、一部区分で以てピストン（４）の孔（１３）内 を延びていて、かつ解除のために、半径方向外側の端面（４２）を液圧媒体によ っ て負荷されて、完全に内側部材（９）の孔（１１）内へ移動させられるようにな っている請求項１記載の支持装置。 ３．連結部材（１２）の端面（４２）の前への液圧媒体の供給が、ピストン（ ４）の外周壁（３１）内のリング溝（３０）を介して行われるようになっており 、該リング溝（３０）がケーシング（２）内の切欠き（２９）に対応している請 求項２記載の支持装置。 ４．内側部材（９）の孔（１１）内の中心の近傍に、連結部材（１２）のため のストッパ（１５）が固定されている請求項２記載の支持装置。 ５．ピストン（４）の外周壁（３１）がピストン室（１８）の領域に少なくと も１つの孔（１９）を備えており、該孔（１９）を介して第１の部分量の空気が ピストン室（１８）からピストン（４）の軸方向下方への運動に際して少なくと も部分的に上側のピストン室（２０）内に逃がされるようになっており、この場 合、ケーシング（２）の外周壁（３）内に別の孔（２３）を配置してあり、該孔 （２３）がピストン（４）の第１の部分行程に亙ってピストンの孔（１９）と連 通しているように配置されており、ピストン（４）のピストン室（１８）を起点 として軸方向に延びる管路（４４）がピストンの孔（１９）内に設けられており 、該管路（４４）を介してピストン（４）の第２の部分行程のために、最後の部 分量の空気がピストン室（ １８）から、半径方向でケーシング（２）と内側部材（９）との間にかつピスト ン室（１８）の下側に位置する下側のリング室（４５）内へ圧縮作業の実施によ って圧入されるようになっており、ケーシング（２）のカムから遠い側の区分内 に下側のリング室（４５）からの空気のための少なくとも１つの流出口（４６） が存在している請求項１記載の支持装置。 ６．下側のリング室（４５）内に圧縮ばね（５）を配置してあり、該圧縮ばね （５）が一方の端部でピストン（４）のカムから遠い側の端面（６）に作用し、 かつ他方の端部で内側部材（９）の端部（８）と結合されたリング部材（７）に 作用している請求項５記載の支持装置。 ７．ケーシング（２）の外周壁（３）に切欠き（２９）が配置されており、該 切欠きを介して、少なくとも第２の部分行程中に若しくは第２の部分行程及び第 １の部分行程の、第２の部分行程の前に位置する区分中に液圧媒体が上側のリン グ室（２０）に導入可能である請求項５記載の支持装置。 ８．内側部材（９）のカムから遠い側の孔（３４）内に、液力式の遊び補償部 材（３５）を配置してあり、該遊び補償部材（３５）が端部（３６）を直接にシ リンダヘッドの受容孔の底部に向けられている請求項１記載の支持装置。 ９．遊び補償部材（３５）への供給が、ケーシング （２）内の切欠き（２９）及びピストン（４）内のリング溝（３０）から出発し て、ピストン（４）及び内側部材（９）内の、前記リング溝（３０）と連通する 通路（３２、３３）を介して行われるようになっている請求項３記載の支持装置 。 10．ピストン（４）の半径方向の切欠き（３７）内にピン（３８）を配置して あり、該ピン（３８）が前記切欠き（３７）の両側から突き出して、内側部材（ ９）及びケーシング（２）の外周壁（４０）に形成された対応する縦方向溝（３ ９、４１）と協働している請求項１記載の支持装置。 11．ケーシング（２）の端面（２２）がカム方向及び半径方向内側へ軸方向フ ランジ（２５）に移行しており、この場合、ピストン（４）が中空円筒状の付加 部（２６）で以て前記軸方向フランジ（２５）から軸方向に突出して、かつ該軸 方向フランジ（２５）によって部分区分に亙って取り囲まれている請求項１記載 の支持装置。 12．ピストンの中空円筒状の付加部（２６）のカムに近い側の端面（２７）が 孔（２８）を有している請求項１１記載の支持装置。 13．少なくともケーシング（２）が薄肉鋼板から、及び／又は深絞り法により 製造されている、請求項１記載の支持装置。 14．内側部材（９）のカムに近い側の端面（１７） とピストン（４）の孔（１０）の底部（１６）との間の距離が、支持装置（１） によってドラグレバーの完全な遮断を実現できるように選択されている請求項１ 記載の支持装置。