(57)【要約】本発明は内燃機関の燃焼シリンダに設けられたガス交換弁（１０）を操作するための液圧式の弁調節器に関する。該弁調節器は、２つの圧力チャンバ（１７，１８）を画定する調節ピストン（１６）を有しており、両圧力チャンバ（１７，１８）のうち、弁閉鎖方向で作用する下側の圧力チャンバ（１８）は永続的に流体圧により負荷されており、上側の圧力チャンバ（１７）は流入口および環流口（２２，２３）を介して選択的に流体圧で負荷可能かつ放圧可能である。衝撃速度を減じる目的で閉弁プロセスの末期にガス交換弁（１０）を制動するために、上側の圧力チャンバ（１７）の環流口（２３）は２つの、互いに接続されていてハウジング（１５）内に軸方向で間隔を置いて配置された流出開口（２３１，２３２）に分割されており、両流出開口（２３１，２３２）のうち、上側の流出開口（２３１）には絞り箇所（２９）が対応配置されており、下側の流出開口（２３２）は作動ピストン（１６）に対して相対的に摺動可能に形成されており、かつ下側の流出開口（２３２）は作動ピストン（１６）の摺動経路内に、下側の流出開口（２３２）が作動ピストン（１６）によって上側の終端位置の到達前に所定の間隔を置いて閉鎖可能であるように配置されている。
2005537428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼シリンダに設けられたガス交換弁（１０）を操作するための液圧式の弁調節器であって、ハウジング（１５）内に軸方向で摺動可能に収容されていてガス交換弁（１０）を上側の終端位置で閉弁し、かつ下側の終端位置で最大に開弁する作動ピストン（１６）と、異なる大きさの作用面を備えた作動ピストン（１６）によって軸方向で画定された容積可変の２つの圧力チャンバ（１７，１８）とが設けられており、両圧力チャンバ（１７，１８）のうち、小さな作用面によって画定された下側の圧力チャンバ（１８）が永続的に流体圧により負荷されており、大きな作用面によって画定された上側の圧力チャンバ（１７）が流入口および環流口（２２，２３）を介して交互に流体圧で負荷可能かつ放圧可能である形式のものにおいて、上側の圧力チャンバ（１７）の環流口（２３）が２つの、互いに接続されていてハウジング（１５）内に軸方向で間隔を置いて配置された流出開口（２３１，２３２）に分割されており、両流出開口（２３１，２３２）のうち、上側の流出開口（２３１）に絞り箇所（２９）が対応配置されており、下側の流出開口（２３２）が作動ピストン（１６）の摺動経路内に位置していて、それにより、下側の流出開口（２３２）が作動ピストン（１６）によって上側の終端位置の到達前に閉鎖可能であるようになっており、下側の流出開口（２３２）が作動ピストン（１６）に対して相対的に限度内で、軸方向で摺動可能に形成されていることを特徴とする、ガス交換弁を操作するための液圧式の弁調節器。
【請求項２】
下側の流出開口（２３２）が、ハウジング（１５）を貫通する半径方向孔（３５，３６）と、該半径方向孔（３５，３６）に連通する、作動ピストン（１６）を取り囲んでいて該作動ピストン（１６）に対して相対的に摺動可能な補償ピストン（３２）に設けられた半径方向孔（３７）とを有しており、補償ピストン（３２）が、上側の終端位置へと運動する作動ピストン（１６）により連行されるように形成されており、かつ補償ピストン（３２）がハウジング（１５）内に、一端で作動ピストン（１６）と相俟って上側の圧力チャンバ（１７）を、他端で、遮断可能な補償チャンバ（３４）を軸方向で画定する、請求項１記載の弁調節器。
【請求項３】
補償ピストン（３２）が、上側の圧力チャンバ（１７）に面した端部にストッパ（３２１）を、作動ピストン（１６）が、前記ストッパ（３２１）に対応する対応ストッパ（１６１）を、補償ピストン（３２）の連行のために支持している、請求項２記載の弁調節器。
【請求項４】
補償チャンバ（３４）が、作動ピストン（１６）の摺動経路にわたって遮断されており、その上側の終端位置へと運動する作動ピストン（１６）による補償ピストン（３２）の連行の開始と共に流体交換のために解放されている、請求項２または３記載の弁調節器。
【請求項５】
作動ピストン（１６）が環状溝（４１）を支持しており、該環状溝（４１）を介して、補償チャンバ（３４）が、下側の流出開口（２３１）に開口している補償通路（３９）に接続可能であり、かつ環状溝（４１）の、軸方向の幅が、作動ピストン（１６）の、上側の終端位置からの脱出後に接続を遮断するように寸法設定されている、請求項４記載の弁調節器。
【請求項６】
環状溝（４１）と、作動ピストン（１６）に設けられた対応ストッパ（１６１）との間の軸方向の間隔が、補償ピストン（３２）に設けられたストッパ（３２１）および対応ストッパ（１６１）の相互の当接と共に、補償チャンバ（３４）と補償通路（３９）との間の接続を、環状溝（４１）を介して形成するように寸法設定されている、請求項５記載の弁調節器。
【請求項７】
補償チャンバ（３４）が少なくとも、上側の終端位置へと運動する作動ピストン（１６）による補償ピストン（３２）の連行の開始と共に、液圧蓄え器（４４）に接続されている（図５および図６）、請求項２または３記載の弁調節器。
【請求項８】
補償チャンバ（３４）および液圧蓄え器（４４）の接続が永続的である、請求項７記載の弁調節器。
【請求項９】
作動ピストン（１６）が環状溝（４１）を支持しており、該環状溝（４１）が、ストッパ（３２１）および対応ストッパ（１６１）の当接と共に、流体蓄え器（４４）への接続を形成するように配置されている、請求項７記載の弁調節器。
【請求項１０】
流体蓄え器（４４）が、ハウジング（１５）のハウジング壁を半径方向で貫通する孔（４５，４６）に接続されており、環状溝（４１）の、軸方向の溝幅が、孔（４５，４６）の開口と補償チャンバ（３４）とを互いに接続できるように寸法設定されている、請求項９記載の弁調節器。
【請求項１１】
流体蓄え器（４４）が、互いに軸方向で対向して位置する２つのチャンバ開口（４８１，４８２）を備えた制御チャンバ（４８）と、該制御チャンバ（４８）内で軸方向に摺動可能な制御部材（４９）とを有しており、該制御部材（４９）が交互に一方のチャンバ開口（４８１，４８２）を閉鎖し、他方のチャンバ開口（４８２，４８１）を解放し、かつ一方のチャンバ開口（４８１）が、ハウジング（１５）に設けられた半径方向の孔（４５，４６）に接続されており、他方のチャンバ開口（４８２）が、上側の終端位置にある作動ピストン（１６）において補償チャンバ（３４）内に支配する流体圧よりも僅かに大きな流体圧により負荷されている、請求項１０記載の弁調節器。
【請求項１２】
制御チャンバ（４８）が付加的に絞り（５３）を介して、ハウジング（１５）に設けられた孔（４５，４６）に接続されている、請求項１１記載の弁調節器。
【請求項１３】
各チャンバ開口（４８１，４８２）に円錐台形状の弁座（１３）が対応配置されており、制御部材（４９）がボールとして形成されている、請求項１１または１２記載の弁調節器。
【請求項１４】
上側の圧力チャンバ（１７）内に、補償ピストン（３２）の摺動経路を制限するストッパ（４２）が配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の弁調節器。
【請求項１５】
前記ストッパが、ハウジング（１５）内に挿入されたスペーサリング（４２）により形成されており、該スペーサリング（４２）に、ハウジング（１５）に設けられた上側の流出開口（２３１）に対応する半径方向孔（４３）が穿設されている、請求項１４記載の弁調節器。
【請求項１６】
上側の流出開口（２３１）または半径方向孔（４３）が、絞り箇所（２９）を形成する絞り孔として構成されており、かつ下側の流出開口（２３２）および上側の流出開口（２３１）がその都度、環流管路（２４）の２つの管路分岐（２４１，２４２）のうちの一方に接続されている（図４）、請求項１５記載の弁調節器。
【請求項１７】
上側の流出開口（２３１）が同時に流入口（２２）を形成し、かつ流入管路（２６）に接続されており、下側の流出開口（２３２）が環流管路（２４）に接続されており、かつ絞り箇所（２９）が、流入管路（２６）および環流管路（２４）に接続された接続管路（１３）に配置されている（図１）、請求項１から１５までのいずれか１項記載の弁調節器。
【請求項１８】
環流管路（２４）が第１の制御弁（２５）を介して交互に遮断可能、かつ流体タンクに接続可能である、請求項１６または１７記載の弁調節器。
【請求項１９】
第１の制御弁（２５）と流体タンク（２１）との間に圧力調整弁（５１）が配置されており、かつ制御チャンバ（４８）の、流体圧で負荷されるチャンバ開口（４８１）が圧力調整弁（５１）の出口に接続されている、請求項１１から１７までのいずれか１項記載の弁調節器。
【請求項２０】
上側の圧力チャンバ（１７）の流入口（３１，２３１）が流入管路（２６）に接続されており、該流入管路（２６）が第２の制御弁（２７）を介して交互に遮断可能、かつ高圧下にある流体を提供する圧力供給装置（２０）に接続可能である、請求項１から１９までのいずれか１項記載の弁調節器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、内燃機関の燃焼シリンダに設けられたガス交換弁を操作するための液圧式の弁調節器に関する。
【０００２】
アクチュエータとも呼ばれる、この種の公知の液圧式の弁調節器（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２６０４７号明細書）では、弁閉鎖方向での作動ピストンの摺動を生ぜしめる下側の圧力チャンバは常時、圧力下にある流体により負荷されており、弁開放方向でのピストン摺動を生ぜしめる、流入口および環流口が設けられた上側の圧力チャンバは、制御弁、有利には２ポート２位置切換ソレノイド弁の助けを借りて、適当に流入口を介して、圧力下にある流体により負荷、または環流口を介して再度ほぼ周囲圧力に放圧されている。圧力下にある流体は閉ループ制御された圧力供給装置により提供される。制御弁のうち、第１の制御弁は上側の圧力チャンバを、流体タンクに開口する放圧管路に接続し、第２の制御弁は上側の圧力チャンバを圧力供給装置に接続する。ガス交換弁の閉弁状態で、上側の圧力チャンバは、閉弁された第２の制御弁により、圧力供給装置から遮断されており、開弁された第１の制御弁により、放圧管路に接続されているので、作動ピストンは、下側の圧力チャンバ内に支配する流体圧によりその閉弁位置に保持されている。ガス交換弁を開弁するために、制御弁は切換えられ、これにより、上側の圧力チャンバは放圧管路から遮断され、圧力供給装置に接続される。ガス交換弁は、作動ピストンの、上側の圧力チャンバを画定する作用面が、作動ピストンの、下側の圧力チャンバを画定する作用面よりも大きいので開弁する。その際、開弁ストロークの大きさは第２の制御弁に通される電気的な制御信号の形成に依存しており、開弁速度は圧力供給装置により流入制御される流体圧に依存している。ガス交換弁を閉弁するために、制御弁は再度切換えられる。これにより、圧力供給装置に対して遮断された上側の圧力チャンバは放圧管路に接続され、下側の圧力チャンバ内に支配する流体圧は作動ピストンをその上側の終端位置へと戻し案内するので、作動ピストンによりガス交換弁は閉弁される。
【０００３】
そのような弁調節器において、ガス交換弁を迅速に閉弁するという要求と同時に、ガス交換弁の弁部材の、燃焼シリンダのシリンダヘッドに形成された弁座に対する僅かな衝撃速度に関する要求が存在し、この衝撃速度は騒音および磨耗の理由から所定の限界値を超過してはならない。
【０００４】
このために既に、ガス交換弁の弁部材または弁調節器に接続されている弁ブレーキを使用することが提案されている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１１６７号明細書）。弁部材の閉弁ストロークの末期に有効となる弁ブレーキは、絞り開口を介して流出する流体の押しのけ体積を備えた液圧式の減衰部材を有している。減衰部材の、弁調節器に統合されたバージョンでは、上側の圧力チャンバの環流口は２つの、互いに接続されていてハウジング内に軸方向で間隔を置いて配置された流出開口に分割されており、両流出開口のうち、上側の流出開口には絞り箇所が対応配置されており、下側の流出開口は作動ピストンの摺動経路内に、この流出開口が作動ピストンにより上側の終端位置の到達前に閉鎖可能であるように位置している。絞り開口は圧力制御式の絞りにより実現され、絞りの制御圧は、電気的に制御される液圧式の圧力弁と、該圧力弁を起動制御する電子式の制御装置とを用いて、押しのけ体積の粘度に関連して調節される。このことが有する利点は、弁部材が閉弁ストローク時にその閉弁位置の到達前に制動され、しかも、制動作用が、絞り開口を介して押しのけられる流体体積の温度およびこれに由来する粘度とは無関係である点にある。絞り開口の開口横断面が、温度の上昇、ひいては粘度の低下と共に縮小されるので、同じ割合で、絞り開口を通して押しのけられる流体体積の流動速度は減少し、その結果、減衰部材による作動ピストンの制動の大きさはほぼコンスタントに維持される。
【０００５】
発明の利点
本発明による、内燃機関の燃焼シリンダに設けられたガス交換弁を操作するための弁調節器が有する利点は、作動ピストンの閉弁ストローク時、つまり作動ピストンがその上側の終端位置へと運動する際に、所定の摺動経路を経た後に、下側の流出開口が作動ピストンにより閉鎖され、それにより、流体が上側の圧力チャンバから絞り箇所のみを介して押し出されることができる点にある。これにより、作動ピストンの摺動速度が減じられるので、作動ピストンに結合されたガス交換弁はその閉弁速度を減じ、最終的に弁部材を、明らかに減じられた衝撃速度でもって弁座に座着させる。下側の流出開口が作動ピストンの上側の終端位置から間隔を置いて配置されているので、制動プロセスは常に、ガス交換弁の弁部材が弁座から所定の間隔を置いて位置している際に開始される。絞り箇所の開口横断面の調節により、速度低下の大きさに影響を及ぼすことができる。ただし、ガス交換弁における製作公差に基づいて、または弁部分の種々異なる熱膨張に基づいて、ガス交換弁の弁座に座着するまでの、ガス交換弁の弁部材のストロークに若干の変化が生じても、下側の流出開口が摺動可能に形成されていることにより、自動的な公差補償が可能である。下側の流出開口の適当な小さな移動により、作動ピストンによる下側の流出開口の閉鎖によってリリースされる制動開始が、作動ピストンの、変更された弁部材ストロークに適合された閉弁ストロークにおいて開始されるので、ガス交換弁の全閉弁プロセスにおいて、弁部材の制動が常に同じ箇所で、つまり弁座からの間隔に関して同じ箇所で開始され、要するに弁部材は、公差とは無関係でコンスタントな制動経路にわたって弁座に座着するまで制動される。
【０００６】
別の請求項に記載された手段により、請求項１に記載された弁調節器の有利な変化形および改良形が可能である。
【０００７】
本発明の有利な構成では、下側の流出開口の摺動可能な形成は、下側の流出開口が、ハウジングを貫通する半径方向孔と、該半径方向孔に連通する、作動ピストンを取り囲んでいて該作動ピストンに対して相対的に摺動可能な補償ピストンに設けられた半径方向孔とから構成されていることにより実現されている。補償ピストンは、上側の終端位置へと運動する作動ピストンにより連行されるように形成されており、一端で作動ピストンと相俟って軸方向で上側の圧力チャンバを画定し、他端で、上側の圧力チャンバとは反対側の環状の端面でもって軸方向で、遮断可能な補償チャンバを画定する。
【０００８】
本発明の有利な構成で、補償チャンバは、作動ピストンの摺動経路にわたって遮断されているが、その上側の終端位置へと運動する作動ピストンによる補償ピストンの連行が開始されると流体交換のために解放されている。これにより、補償ピストンは、下側の流出開口が閉鎖されると、さらに限度内で摺動させられて、制動プロセスの開始を決定する下側の流出開口の位置をガス交換弁の閉弁位置に関して位置調整するので、制動は、ガス交換弁に生じる公差または熱膨張とは無関係に常に、弁部材が弁座から正確に同じ間隔にある時点で開始される。
【０００９】
本発明の、これに対して択一的な構成では、作動ピストンによって下側の流出開口を閉鎖した後の、補償ピストンの、軸方向での摺動可能性を保証するために、補償チャンバが少なくとも、上側の終端位置へと運動する作動ピストンによる補償ピストンの連行の開始と共に、液圧蓄え器に接続されている。その際、補償チャンバおよび流体蓄え器の接続は永続的であってもよいが、補償ピストンの連行が開始して初めて接続が形成されるように限定することは、補償ピストンが補償ピストンと作動ピストンとの間の摩擦の結果として早期に連行されてしまう事態を阻止するという利点を有している。
【００１０】
流体蓄え器を設けたことから得られる付加的な利点は、作動ピストンがその上側の終端位置から脱出すること（ガス交換弁の開弁につながる）が、実に大きな摺動力によって実施される点に有り、この摺動力は、流体蓄え器により決定される摺動経路の後、すなわち補償チャンバから流体体積がもはや蓄え器内に押し出されることができなくなると減じられる。作動ピストンのさらなる摺動経路では摺動力が減じられることにより、エネルギが節減される。それというのは、ガス交換弁の開弁初期後にガス交換弁をさらに開弁するために必要な作動力は、ガス交換弁の開弁初期に燃焼シリンダ内の高い内圧に抗して加えられなければならない作動力よりも遙かに小さいからである。
【００１１】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【００１２】
実施例の説明
図１に概略的に縦断面図で示した液圧式の弁調節器は、内燃機関の燃焼シリンダに設けられたガス交換弁１０を操作するために役立つ。ガス交換弁１０は弁ステム１１と、弁ステム１１の、弁調節器から遠い側の端部に設置された弁部材１２とを有しており、弁部材１２は、燃焼シリンダのシリンダヘッドに形成された弁座１３と協働する。弁座１３は弁開口１４を取り巻き、弁開口１４は、弁部材１２が弁座１３に座着している場合、気密に閉鎖されている。ガス交換弁１０は燃焼シリンダの吸気弁または排気弁であることができる。
【００１３】
ガス交換弁１０を操作するための、アクチュエータとも呼ばれる弁調節器は複動式の作業シリンダを成しており、中空円筒状のハウジング１５と、ハウジング１５内に軸方向で摺動可能に案内された作動ピストン１６とを有しており、作動ピストン１６は固く弁ステム１１に結合されており、図３に示した摺動終端位置（以下上側の終端位置と呼ぶ）でガス交換弁１０を閉弁状態に保持し、図１に示した摺動終端位置（以下下側の終端位置と呼ぶ）でガス交換弁１０を最大に開弁する。作動ピストン１６はハウジング１５内に軸方向で、異なる大きさの作用面でもって、２つの容積可変の圧力チャンバ１７，１８を画定しており、その際、図１で見て右側の圧力チャンバ（以下上側の圧力チャンバ１７と呼ぶ）を画定する作用面は、図１で見て左側の圧力チャンバ（以下下側の圧力チャンバ１８と呼ぶ）を画定する作用面よりも大きい。下側の圧力チャンバ１８は圧力供給装置２０に永続的に接続されており、圧力供給装置２０は高圧下にある流体、例えば液圧作動油を提供する。圧力供給装置２０は簡単に高圧ポンプ１９により図示されており、高圧ポンプ１９は流体タンク２１から流体を吸入し、高圧に緊張させた流体を圧力供給装置２０の出口２０１に提供する。一般に、圧力供給装置２０はさらにアキュムレータと逆止弁とを有している。上側の圧力チャンバ１７は流入口２２と環流口２３とを有しており、その際、環流口２３は環流管路２４により第１の制御弁２５に接続されており、流入口２２は流入管路２６を介して第２の制御弁２７に接続されている。第１の制御弁２５は出口側で、流体タンク２１に通じる戻り管路または放圧管路２８に接続されているのに対し、第２の制御弁２７は入口側で、圧力供給装置２０の出口２０１に接続されている。両制御弁２５，２７は有利には戻しばねを備えた２ポート２位置切換ソレノイド弁として構成されている。環流口２３は２つの、互いに接続されていてハウジング１５内において軸方向で間隔を置いて配置された流出開口２３１，２３２に分割されている。上側の流出開口２３１には絞り箇所２９が対応配置されており、下側の流出開口２３２は作動ピストン１６の摺動経路内に、流出開口２３２が作動ピストン１６によって上側の終端位置の到達前に所定の間隔を置いて閉鎖可能であるように配置されている。図１に示した実施例では、上側の流出開口２３１が同時に流入口２２として使用されるので、流入管路２６は上側の流出開口２３１に接続されている。環流管路２４は下側の流出開口２３２に接続されており、流入管路２６および環流管路２４は接続管路３０を介して互いに接続されており、接続管路３０には絞り箇所２９が配置されている。
【００１４】
図４の実施例では、流入口２２が、ハウジング１５に設けられた別個の流入開口３１により実現されている。第１の制御弁２５に接続された環流管路２４は２つの管路分岐２４１，２４２を有しており、両管路分岐２４１，２４２のうち、一方の管路分岐２４１は上側の流出開口２３１に通じ、他方の管路分岐２４２は下側の流出開口２３２に通じている。シンボリックに管路分岐２４１に記入された絞り箇所２９は有利には上側の流出開口２３１を絞り孔として形成することにより実現される。
【００１５】
作動ピストン１６は補償ピストン３２により取り囲まれており、補償ピストン３２は作動ピストン１６に対して相対的に摺動可能である。作動ピストン１６および補償ピストン３２は軸方向で摺動可能にガイドスリーブ３３内を案内されており、ガイドスリーブ３３は摺動不能にハウジング１３内で固定されている。補償ピストン３２は作動ピストン１６の作用面と相俟って軸方向で上側の圧力チャンバ１７を画定し、かつその上側の圧力チャンバ１７とは反対側の環状の端面でもって補償チャンバ３４をガイドスリーブ３３内に画定する。補償ピストン３２は上側の圧力チャンバ１７側の端部近傍にストッパ３２１を支持しており、作動ピストン１６は作用面を形成する端部に対応ストッパ１６１を支持しており、この対応ストッパ１６１は前記ストッパ３２１と、上側の終端位置へと運動する作動ピストン１６によって補償ピストン３２が連行されるように協働する。
【００１６】
補償ピストン３２およびガイドスリーブ３３に基づいて、下側の流出開口２３２は、ハウジング１５に設けられた第１の半径方向孔３５と、ガイドスリーブ３３に設けられた第２の半径方向孔３６と、補償ピストン３２に設けられた第３の半径方向孔３７とから構成されている。補償チャンバ３４は作動ピストン１６の摺動経路にわたって遮断されており、その上側の終端位置へと運動する作動ピストン１６が補償ピストン３２の連行を開始して初めて、流体流出もしくは流体流入のために解放される。このために、ガイドスリーブ３３には補償通路３９が穿設されており、補償通路３９は第２の半径方向孔３６を、該第２の半径方向孔３６から間隔を置いて作動ピストン１６に向かって開口するようにガイドスリーブ３３に設けられた半径方向孔４０に接続する。作動ピストン１６は環状溝４１を支持しており、環状溝４１は、作動ピストン１６および補償ピストン３２の所定の相対位置で半径方向孔４０の開口と補償チャンバ３４との間の接続を形成するような、軸方向の溝幅を有している。その際、環状溝４１は作動ピストン１６に、前記接続が作動ピストン１６による補償ピストン３２の連行の開始と共に、つまりストッパ３２１に対する対応ストッパ１６１の当接と共に形成されていて、かつ作動ピストン１６が幾分その上側の終端位置から脱出して初めて接続が再度解消されるように位置設定されている。作動ピストン１６の上側の終端位置で、環状溝４１を介した補償チャンバ３４と半径方向孔４０との間の接続は維持されたままであって、このことは図３に見て取ることができる。
【００１７】
上側の圧力チャンバ１７内で、ハウジング１５にはスペーサスリーブ４２が挿入されており、スペーサスリーブ４２は補償ピストン３２のためのストッパを形成する。それにより、補償ピストン３２は、補償チャンバ３４の、ガイドスリーブ３３により形成された底部とスペーサスリーブ４２との間で運動できる。スペーサスリーブ４２は上側の流出開口２３１および流入開口３１の領域に位置しているので、スペーサスリーブ４２には、図１に示されているように、半径方向孔４３が設けられており、半径方向孔４３は上側の流出開口２３１もしくは該流出開口２３１と同一の流入開口３１に対応する。図４に示したように上側の流出開口２３１と流入開口３１とを別個に形成する場合、２つの半径方向孔４３が設けられており、両半径方向孔４３のうち、一方は上側の流出開口２３１に対して、もう一方は流入開口３１に対して一直線に並んでいる。
【００１８】
液圧式の弁調節器の作動形式は以下の通りである。
【００１９】
図１には、その下側の終端位置にある作動ピストン１６を備えた弁調節器が示されており、下側の終端位置でガス交換弁１０は最大に開弁されている。ガス交換弁１０を閉弁するために、制御弁２５，２７は図１に示された位置に切換えられる。第１の制御弁２５は開弁されており、これにより、上側の圧力チャンバ１７は環流口（上側の流出開口２３１および下側の流出開口２３２）２３と、環流管路２４と、放圧管路２８とを介して流体タンク２１に接続されている。第２の制御弁２７は閉弁されている。下側の圧力チャンバ１８は常時、圧力供給装置２０により生ぜしめられた流体圧下にあるので、作動ピストン１６は図１で見て右方向に摺動させられ、ガス交換弁１０は閉弁方向に運動する。その際、流体は上側の圧力チャンバ１７から押し出され、流体は一方では下側の流出開口２３２を介して、他方では上側の流出開口２３１および絞り箇所２９を介して環流管路２４へと流出し、放圧管路２８を介して流体タンク２１に到達する。
【００２０】
ガス交換弁１０の閉弁運動がさらに進行すると、作動ピストン１６が、補償ピストン３２に設けられた半径方向孔３７を遮蔽し、それにより、下側の流出開口２３２を閉鎖する。流体は今や上側の流出開口２３１と絞り箇所２９とを介してのみ環流管路２４に流出できる。絞り箇所２９により、単位時間当たり比較的僅かな流体量が流出できるに過ぎないので、作動ピストン１６およびガス交換弁１０は制動される。作動ピストン１６はさらに、今度は減じられた速度でもって、その上側の終端位置への摺動を、ガス交換弁１０が閉弁されるまで、つまり弁部材１２が弁座１３に当接するまで実施する。
【００２１】
摺動ストロークのどの時点で作動ピストン１６の制動が開始するかは、作動ピストン１６の、補償ピストン３２に対する相対位置に依存している。補償ピストン３２は補償チャンバ３４の底部とスペーサスリーブ４２との間で運動できる。内燃機関の運転開始時、もしくは内燃機関の、比較的長い時間にわたる停止状態後の始動プロセス時、補償ピストン３２はチャンバ底部とスペーサスリーブ４２との間で任意の位置を取る。補償ピストン３２が図１で見て左側に行き過ぎて位置している場合、弁閉鎖時に作動ピストン１６はその対応ストッパ１６１でもって補償ピストン３２のストッパ３２１に衝突する。この瞬間に、作動ピストン１６に設けられた環状溝４１は、やはり流体で満たされた補償チャンバ３４と、ガイドスリーブ３３に設けられた半径方向孔４０との間の接続を形成し、この接続自体は補償通路３９を介して下側の流出開口２３２に接続されている。補償ピストン３２は今や摺動することができる。作動ピストン１６は補償ピストン３２の連行下でさらに、ガス交換弁１０の弁部材１２が弁座１３に密に当接するまで運動する。補償ピストン３２が連行されるので、補償チャンバ３４と下側の流出開口２３２との間の接続は環状溝４１を介して存在したまま維持される（図３）。
【００２２】
ガス交換弁１０を開弁するために、第１の制御弁２５は閉弁され、第２の制御弁２７は開弁される。そこで、上側の圧力チャンバ１７が、圧力供給装置２０により提供される流体圧下に置かれる。作動ピストン１６の、上側の圧力チャンバ１７を画定する作用面が、作動ピストン１６の、下側の圧力チャンバ１８を画定する作用面よりも大きいので、作動ピストン１６は図面で見て左方向に運動し、ガス交換弁１０は開弁される。補償チャンバ３４が環状溝４１を介して下側の流出開口２３２に、かつこの流出開口２３２が絞り箇所２９を介して上側の圧力チャンバ１７に接続されているので、補償チャンバ３４内には、上側の圧力チャンバ１７内と同じ圧力が支配する。補償ピストン３２の、補償チャンバ３４および上側の圧力チャンバ１７を画定する両作用面が同じであるので、補償ピストン３２は圧力補償されており、その結果、合摺動力は補償ピストン３２には生じない。しかしながら、補償チャンバ３４内における増圧は絞り箇所２９に基づき若干遅れて実施されるので、補償ピストン３２は左方向への軽微な運動を実施する。作動ピストン１６が運動して、環状溝４１が補償チャンバ３４との接続を解消するやいないや、補償チャンバ３４は遮断され、その結果、補償ピストン３２は到達した位置で留まる。これにより、補償ピストン３２は位置調整されており、補償ピストン３２に設けられた、下側の流出開口２３２に属する半径方向孔３７はガス交換弁１０の閉弁状態に関して定置の位置を有するので、作動ピストン１６は常にその終端位置の到達前に一定の間隔を置いて半径方向孔３７を閉鎖し、それにより、ガス交換弁１０において制動プロセスは常に弁部材１２の、弁座１３からの一定の間隔時に開始する。補償ピストン３２が閉弁プロセス時に図１〜図３で見て右側に行き過ぎて位置していた場合、これにより、補償ピストン３２はガス交換弁１０の開弁時に、説明したように、左方向への軽微な運動を実施し、補償ピストン３２はガス交換弁１０の後続の閉弁プロセスおよび開弁プロセス時に、説明したように位置調整する。
【００２３】
ガス交換弁１０のための、図５および図６に示した弁調節器は構造および作動形式の点で上記の弁調節器と一致しているので、その点を鑑みて、同一の構成部分には同一の符号を付与した。構造上の手段により、この弁調節器が有するさらに付加的な利点は、弁調節器がガス交換弁１０を高い作動力でもって開弁する点にあり、その結果、弁部材１２は内燃機関の燃焼シリンダ内の高い内圧に抗して迅速かつ確実に弁座１３から離間し、しかも、弁部材１２が弁座１３から離間されたことにより燃焼シリンダ内の内圧が解消された後には、僅かな作動力でもってさらに運動する。このために、補償ピストン３２によりガイドスリーブ３３内に画定された補償チャンバ３４は、図１〜図３に示されているように、作動ピストン１６に設けられた環状溝４１を介して環流口２３に接続可能であるのではなく、流体蓄え器４４に接続可能であって、この流体蓄え器４４は流体体積を補償チャンバ３４から受容したり、補償チャンバ３４内に充填したりする。このために、ハウジング１５およびガイドスリーブ３３には、２つの互いに一直線に並んだ半径方向孔４５，４６が存在しており、これらの半径方向孔４５，４６は、流体蓄え器４４に通じる接続管路４７に接続されている。流体蓄え器４４は図示の実施例では別個の構成部分として構成されているが、弁調節器のハウジング１５内に統合されていてもよい。さらに、補償チャンバ３４と流体蓄え器４４との間の接続は環状溝４１を介して、補償ピストン３２が、その上側の終端位置へと運動する作動ピストン１６により連行される瞬間に、つまり作動ピストン１６に設けられた対応ストッパ１６１が、補償ピストン３２に設けられたストッパ３２１に当接する際に実施される。
【００２４】
流体蓄え器４４は２つの、軸方向で互いに対向して位置するチャンバ開口４８１，４８２を備えた制御チャンバ４８と、両チャンバ開口４８１，４８２を交互に閉鎖するための、制御チャンバ４８内で軸方向に摺動可能な制御部材４９とを有している。一方のチャンバ開口４８１には、ハウジング１５に設けられた半径方向孔４５に通じる接続管路４７が接続されているのに対し、他方のチャンバ開口４８２は接続管路を介して放圧管路２８に接続されている。放圧管路２８への接続は、第１の制御弁２５の出口と、放圧管路２８に配置された圧力調整弁５１との間の管路区分で行われる。圧力調整弁５１は、チャンバ開口４８１に常時約０．１ＭＰａという僅かな流体圧がかかっていることを保証する。流体蓄え器４４の、図５および図６に示した実施例において、制御部材４９はボールとして形成されており、このボールは交互に、チャンバ開口４８１，４８２にその都度設けられた円錐台形状の弁座に座着でき、ひいてはチャンバ開口４８１，４８２を閉鎖できる。制御チャンバ４８には、さらに１つの半径方向孔５２が穿設されており、半径方向孔５２は絞り５３を介して接続管路４７に接続されている。半径方向孔５２は制御チャンバ４８において、チャンバ開口４８１の近傍に位置するが、チャンバ開口４８１が制御部材４９により閉鎖されているときに制御部材４９によって遮蔽されないような位置に配置されている。
【００２５】
この弁調節器の作動形式は以下の通りである。
【００２６】
ガス交換弁の閉弁時、制御弁２５，２７は図５に示した位置を取り、ガス交換弁の１０の閉弁運動は図１〜図３で説明した通りに実施され、その際、上側の圧力チャンバ１７を画定する作動ピストン１６により、流体は下側の流出開口２３２と、下流に配置された絞り箇所２９を備えた上側の流出開口２３１とを介して上側の圧力チャンバ１７から押し出される。下側の流出開口２３２が、より正確に言えば、補償ピストン３２に設けられた、下側の流出開口２３２に属する半径方向孔３７が、作動ピストン１６により遮蔽されるやいなや、弁閉鎖時の制動プロセスは、絞り箇所２９を介してのみ流出する流体の結果として開始される。下側の流出開口２３２の閉鎖と共に、作動ピストン１６に設けられた対応ストッパ１６１は補償ピストン３２に設けられたストッパ３２１に当接し、作動ピストン１６は補償ピストン３２を、その上側の終端位置へのさらなる摺動時に連行する。その後、上側の圧力チャンバ１７を画定する、拡大されたピストン面（作動ピストン１６および補償ピストン３２）に基づいて、制動作用は強化される。それというのは、今や付加的により多くの流体が絞り箇所２９を介して流動しなければならないからである。補償ピストン３２の摺動により、補償チャンバ３４は拡大され、かつ作動ピストン１６に設けられた環状溝４１が制御チャンバ４８と補償チャンバ３４との間の接続を形成するので、流体は制御チャンバ４８から補償チャンバ３４へと流動する。チャンバ開口４８２を介して、流体は放圧管路２８から制御チャンバ４８へと流動し、ボール状の制御部材４９は図面で見て左方向へ、チャンバ開口４８１に対応配置された弁座に当接してチャンバ開口４８１を閉鎖するまで運動する。補償ピストン３２が、図面で見て右方向へのさらなる運動を実施して、ガス交換弁１０が完全に閉弁されているようになるまで運動しなければならない場合、流体は半径方向孔５２と絞り５３とを介して補償チャンバ３４へと到達する。ガス交換弁１０が完全に閉弁されていると、作動ピストン１６はその上側の終端位置を取り（図６）、この位置で、補償チャンバ３４および制御チャンバ４８の、環状溝４１を介した接続は維持される。
【００２７】
ガス交換弁１０を開弁するためには、両制御弁２５，２７が切換えられるので、第１の制御弁２５は閉弁し、第２の制御弁２７は開弁する。上側の圧力チャンバ１７内には、作動ピストン１６の作用面および補償ピストン３２の端面に作用する流体圧が形成される。作動ピストン１６および補償ピストン３２の作用面の合計により、ガス交換弁１０の開弁方向での高い摺動力が生ぜしめられる。補償ピストン３２の摺動により、補償チャンバ３４は縮小される。流体は制御チャンバ４８内に押し出され、これにより、ボール状の制御部材４９は制御チャンバ４８内で右方向に運動する。制御チャンバ４８内にある流体はチャンバ開口４８２を介して放圧管路２８に押し出される。短期的に、流体は半径方向孔５２を介して補償チャンバ３２から直接放圧管路２８へと到達することもできるが、絞り５３はこれが極めて僅かな流体量であるように働く。絞り５３に対応配置される逆止弁の助けを借りて、この僅かな流体流は完全に阻止されることができる。制御部材４９が他方のチャンバ開口４８２を閉鎖するやいなや、もはや補償チャンバ３４から流体が押し出されることはできず、補償ピストン３２は摺動をもはや実施できない。それにより、制御チャンバ４８内の容積を介して、補償ピストン３２の摺動経路は調節されることができる。
【００２８】
補償ピストン３２の位置が確定されるやいなや、さらに運動する作動ピストン１６は補償ピストン３２から離脱する。作動ピストン１６に作用する摺動力は大幅に減じられている。それというのは、摺動力を生ぜしめるために、作動ピストン１６の、上側の圧力チャンバ１７を画定する作用面だけが有効であるからである。
【００２９】
補償ピストン３２は、ガス交換弁１０の閉弁時には、弁部材１２が弁座１３に当接するまで作動ピストン１６により連行され、開弁時には、制御チャンバ４８の助けを借りて所定の摺動経路だけを経ることができるので、ガス交換弁１０の閉弁時の制動開始を制御する下側の流出開口２３２は常に同じ箇所に位置する、より詳しく言えば熱膨張または製作公差とは無関係であることが保証されている。これにより、制動開始は常に同じである。
【００３０】
補償ピストン３２に設けられた、図５および図６にも見て取ることができるショルダ３２２は、接続管路５４と、ハウジング１５およびガイドスリーブ３３を貫く半径方向の貫通孔５５とを介して、流入管路２６からの流体圧でもって負荷可能であって、専ら補償ピストン３２の壁厚さを補償ピストン３２の大きな領域にわたって、より良好な製作性を達成するために高めるために役立つ。原理的には、ガス交換弁１０の開弁初期およびその後実施されるガス交換弁１０の後続の開弁時に望まれる力関係が補償ピストン３２の十分に大きな壁厚さを許容すれば、補償ピストン３２の外径はこのショルダ３２２なしに製作されてもよい。
【００３１】
図５および図６に示された弁調節器の構造上の構成は、作動ピストン１６に設けられる環状溝４１が省略され、補償チャンバ３４が永続的に制御チャンバ４８に接続されているように改変されることができる。これによる弁調節器の作動形式の変化はない。ただし、補償ピストン３２が該補償ピストン３２と作動ピストン１６との間の摩擦に基づいて過度に早期に連行される可能性が存在する。ただし、製作公差の遵守により、このことは回避される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ガス交換弁が最大で開弁された際の、ガス交換弁に結合された弁調節器の縦断面図である。
【００３３】
【図２】ガス交換弁が制動を開始した際の、図１に示したのと同様な縦断面図である。
【００３４】
【図３】ガス交換弁が完全に閉弁された際の、図１に示したのと同様な縦断面図である。
【００３５】
【図４】改変された弁調節器の、図１に示したのと同様な縦断面図である。
【００３６】
【図５】ガス交換弁が開弁時された際の、ガス交換弁に結合された弁調節器の縦断面図である。
【００３７】
【図６】ガス交換弁が完全に閉弁された際の、図５に示したのと同様な縦断面図である。
【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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【国際調査報告】
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