(57)【要約】  本発明は、機械的に制御可能な弁駆動装置（１０）であって、列状に配置された複数のガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）を備え、該ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）に、相応するシリンダが対応配置されており、この場合、ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）に、伝達装置（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）が対応しており、該伝達装置（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）は、少なくとも１つの中間アーム装置（５８）と、少なくとも１つの旋回アーム装置（５６）とを有し、中間アーム装置（５８）の中間アーム（６４）が、旋回アーム装置（５６）の旋回アーム（７２）との作用結合のための作業カムフェース（６０）を有し、中間アーム（６４）は、カムシャフト（４０）の外周輪郭と作用結合されており、中間アーム装置（５８）は作用機構（８０）を有し、該作用機構（８０）は、バルブリフト量調節装置（４１）と作用結合されており、該バルブリフト量調節装置（４１）は、制御シャフト（５０）を有し、該制御シャフト（５０）は、軸受け（８４）内に回転可能に支承された作動アーム（７４）の第１の端部（７６）に作用し、第２の端部（７８）は、中間アーム装置（５８）の作用機構（８０）と作用結合されている形式の、機械的に制御可能な弁駆動装置（１０）に関する。
2015508859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に制御可能な弁駆動装置（１０）であって、列状に配置された複数のガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）を備え、該ガス交換弁には、相応するシリンダが対応配置されており、ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）に、伝達装置（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）が対応しており、該伝達装置（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）は、少なくとも１つの中間アーム装置（５８）と、少なくとも１つの旋回アーム装置（５６）とを有し、前記中間アーム装置（５８）の中間アーム（６４）は、前記旋回アーム装置（５６）の旋回アーム（７２）との作用結合のために、作業カムフェース（６０）を有し、前記中間アーム（６４）は、カムシャフト（４０）の外周輪郭と作用結合されており、前記中間アーム装置（５８）は、作用機構（８０）を有し、該作用機構（８０）は、バルブリフト量調節装置（４１）と作用結合されている、機械的に制御可能な弁駆動装置（１０）において、
前記バルブリフト量調節装置（４１）は、制御シャフト（５０）を有し、該制御シャフト（５０）は、軸受け（８４）に回転可能に支承された作動アーム（７４）の第１の端部（７６）に作用し、第２の端部（７８）は、前記中間アーム装置（５８）の前記作用機構（８０）と作用結合されていることを特徴とする、機械的に制御可能な弁駆動装置（１０）。
【請求項２】
前記作動アーム（７４）が移動可能に配置されている、請求項１記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項３】
前記中間アーム装置（５８）の前記作用機構（８０）が、前記中間アーム（６４）に設けられた面区分によって形成されている、請求項１または２記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項４】
前記作動アーム（７４）が、回転可能に支承された第１のローラ（８２）を有し、該第１のローラ（８２）が、前記中間アーム（６４）の前記面区分（８０）と作用結合されている、請求項３記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項５】
前記作動アーム（７４）が、回転可能に支承された第２のローラを有し、該第２のローラが、前記制御シャフト（５０）と作用結合されている、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装置。
【請求項６】
前記中間アーム（６４）が、前記作業カムフェース（６０）とは反対の側に、前記カムシャフト（４０）と作用結合されている第１のローラ（６２）と、ゲートガイド（７０）内に案内されている第２のローラ（６６）とを有し、前記作用機構（８０）が、前記第１のローラ（６２）と前記作業カムフェース（６０）との間に設けられている、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装置。
【請求項７】
１つの中間アーム装置（５８）が、２つの中間アームを有し、該中間アームは、結合シャフトを介して、前記作業カムフェース（６０）とは反対側の端部において、互いに結合されており、第１のローラは、前記中間アームへの前記カムシャフト（４０）の力伝達のために設けられており、第２のローラは、前記中間アームの間に、ゲートガイド（７０）内での案内のために設けられており、前記作用機構（８０）が、前記結合シャフトによって形成されている、請求項１または２記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的に制御可能な弁駆動装置であって、列状に配置された複数のガス交換弁を備え、該ガス交換弁に、相応するシリンダが対応配置されており、ガス交換弁に、伝達装置が対応しており、該伝達装置は、少なくとも１つの中間アーム（レバー）装置と、少なくとも１つの旋回アーム装置とを有し、前記中間アーム装置の中間アームが、前記旋回アーム装置の旋回アームと作用結合するための作業カムフェースを有し、前記中間アームは、カムシャフトの外周輪郭と作用結合されており、前記中間アーム装置は、作用機構を有し、該作用機構はバルブリフト量調節装置と作用結合されている形式の、機械的に制御可能な弁駆動装置に関する。
【０００２】
このような形式の弁駆動装置は十分に知られている。すなわち、ＤＥ１０２００６０３３５５９Ａ１（独国特許出願公開第１０２００６０３３５５９号明細書）およびＤＥ１０２００７０２２２６６Ａ１（独国特許出願公開第１０２００７０２２２６６号明細書）には、弁駆動装置が記載されており、この弁駆動装置は、該当するガス交換弁の調節可能なバルブリフト量を有している。このためには、両弁駆動装置に中間アーム装置が設けられており、この中間アーム装置は、一方ではガス交換弁を周期的に動かすためにカムシャフトに作用結合されており、他方では作用機構を有し、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バルブリフト量が調節可能である。しかし、このような弁駆動装置はすべて、製造およびその後の組付けの後に、製造誤差に基づいて、正確に所望された通りのバルブリフト量が調節可能ではないか、もしくは運転状態において再形成可能ではないという不都合を有している。特に、多シリンダ式内燃機関のすべてのバルブとシリンダとにわたって同一のバルブリフト量が要求される場合、小さいバルブ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恐れがある。
【０００３】
したがって本発明の根底を成す課題は、上で説明した不都合が回避され得るように、機械的に制御可能な弁駆動装置を形成することである。
【０００４】
この課題は、バルブリフト量調節装置が制御シャフトを有し、この制御シャフトが、軸受けに回転可能に支承された作動アームの第１の端部に作用し、第２の端部は中間アーム装置の作用機構と作用結合されていることにより解決される。これらのいわゆる作動アームにより、前組付けされた状態または最終組付けされた状態でも、所属のガス交換弁のバルブリフト量を調節することが著しく容易になる。
【０００５】
特に有利な実施態様では、作動アームが移動可能に配置されている。中間アーム装置の作用機構は、有利には、中間アームに設けられた面区分によって形成されていてよく、この場合、有利には、作動アームが回転可能に支承された第１のローラを有しており、この第１のローラは中間アームの前記面区分と作用結合されていてよい。この配置により、従来慣用の配置を用いるよりも著しく小さな面圧が達成される。
【０００６】
中間アームは、有利には、回転可能に支承された第２のローラを有していてもよく、該第２のローラは、摩耗現象をさらに最小限に抑えるために、制御シャフトと作用結合されている。
【０００７】
有利には、中間アームは、作業輪郭、つまり作業カムフェースとは反対の側に、カムシャフトと作用結合されている第１のローラと、ゲートガイド内に案内されている第２のローラとを有しており、この場合、作用機構は、第１のローラと作業輪郭との間に設けられている。
【０００８】
特に有利な実施態様においては、さらに、１つの中間アーム装置が２つの中間アームを有し、両中間アームが、１つの結合シャフトを介して、作業カムフェースとは反対側の端部で互いに結合されていることも可能である。この場合、中間アームへのカムシャフトの力伝達のための第１のローラが設けられており、第２のローラが、ゲートガイド内での案内のために中間アームの間に設けられており、作用機構が結合シャフトによって形成されている。
【０００９】
以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】基本原理「ユニバルブ（Ｕｎｉｖａｌｖｅ）」により機能する、本発明による弁駆動装置の斜視図である。
【図２】ガス交換弁用の弁駆動装置の本発明の１実施形態を示す概略的な側面図である。
【００１１】
図１には、本発明による弁駆動装置１０の実施形態が示されている。この弁駆動装置１０は、列状に配置された複数のガス交換弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６を備えている。この場合、それぞれ２つの吸気用のガス交換弁が、内燃機関の１つのシリンダに対応している。機械的に制御可能な弁駆動装置１０は、この場合には、４つの伝達装置２８，２９，３０，３１，３２，３３および３４，３５を有しており、これらの伝達装置には、それぞれ２つのガス交換弁１２，１４；１６，１８；２０，２２；２４，２６が対応している。この場合、伝達装置２８，２９，３０，３１，３２，３３および３４，３５は、公知の形式で、支承手段によりシリンダヘッド内に支承されている。図１において支承手段３６，３８は、伝達装置３５の旋回アーム５６の支承のために、例示的に図示されているにすぎない。さらに、伝達装置２８，２９，３０，３１，３２，３３および３４，３５は、公知の形式で、カムシャフト４０と作用結合されている。さらに、各伝達装置２８，２９，３０，３１，３２，３３および３４，３５は、バルブリフト量調節装置４１の調節機構４２，４３，４４，４５，４６，４７および４８，４９によって制御可能であり、この場合、吸気側のガス交換弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６の、より小さなバルブリフト量または大きなバルブリフト量が調節可能である。本実施形態では、調節機構４２，４３，４４，４５，４６，４７および４８，４９は、それぞれ２つの吸気側のガス交換弁１２，１４；１６，１８；２０，２２；２４，２６に対応しており、制御機構として構成されている。この制御機構は、制御シャフト５０に設けられていて、作用機構７５に作用する。制御シャフト５０は、本実施形態では、偏心シャフトとして構成されている。もちろん、制御シャフト５０はいかなる種類の制御輪郭を有していてもよい。バルブリフト量調節装置４１は、本実施形態では、駆動機構５２によって、公知の形式で駆動可能である。もちろん、複数のガス交換弁に１つの伝達装置を対応させることも可能である。駆動機構５２としては、前後両方向に回転する回転駆動装置が使用され得る。これによってバルブリフト量調節装置４１は、目下の位置に関連して、次の運転状態に対応するバルブリフト量が、相応する制御機構の使用によって、迅速にかつ精密に選択され得るように駆動され得る。それによって、＞３６０°の回転角度も実現可能である。
【００１２】
本実施形態では、機械的に制御可能な弁駆動部５４が、伝達装置３５とガス交換弁２６とを有している。伝達装置３５はこの場合、旋回アーム装置５６と中間アーム装置５８とから成り、該中間アーム装置５８は作業カムフェース６０を介して旋回アーム５６装置に作用結合されており、また、旋回アーム装置５６の端面はガス交換弁２６に作用し、中間アーム装置５８は、バルブリフト量調節装置４１とカムシャフト４０とに作用結合されている。この場合、バルブリフト量調節装置４１の調節機構４８は、ばね５５のプリロード力に抗して、中間アーム装置５８に設けられた、図示されていない作用機構（たとえばローラ、図２参照）に作用する。中間アーム装置５８は、図１には図示されていない作業カムフェース６０によって、旋回アーム装置５６に作用する。
【００１３】
図２には、ガス交換弁２６用の弁駆動装置１０の本発明の実施形態の概略的な側面図が図示されている。図面から判るように、カムシャフト４０は第１のローラ６２に作用結合されており、この第１のローラ６２は、中間アーム装置５８の中間アーム６４の作業カムフェース６０とは反対側の端部に回転可能に支承されている。カムシャフト４０によって、図示されていないばねのプリロード力を加えられている中間アーム６４に抗して、ガス交換弁２６の往復運動が生ぜしめられる。中間アーム６４は、さらに、第２のローラ６６を介して、ゲートガイド７０内に支承されている。図１に示したように、本実施形態では、１つのゲートガイド７０が２つの伝達装置に作用結合されている。しかし、各伝達装置用に個々のゲートガイド７０を設けることも、もちろん可能である。第２のローラ６６は、図２においては破線によってしか示されていない。なぜならば、第２のローラ６６は、第１のローラ６２の陰に隠れて見えないからである。中間アーム６４の作業カムフェース６０は、公知の形式で、ガス交換弁２６用の旋回アーム７２のローラ６８に作用結合されている。調節機構が中間アームの作用機構に直接作用する従来技術に比べて、軸受け８４内に回転可能に支承された作動アーム７４が設けられており、該作動アーム７４の第１の端部７６には、制御シャフト５０が作用し、作動アーム７４の第２の端部７８は、中間アーム装置５８の作用機構８０に作用結合されている。本実施形態では、中間アーム装置５８の作用機構８０が、中間アーム６４に設けられた面区分８０によって形成されている。さらに、作動アーム７４が、回転可能に支承された第１のローラ８２を有し、この第１のローラ８２は、この面区分８０と作用結合されている。中間アーム６４から、作用機構としての制御シャフト接触ローラが撤去されている。このような形式の実施形態によって、中間アーム６４の質量、ひいては質量慣性モーメントが減少する。このことは、システムの、より高い回転数適応性を生じせしめる。さらに、従来技術による弁駆動装置においては、制御シャフトと作用機構との間に、高い面圧が発生する。図示の解決手段では、この接触は、２つの接触、すなわち、１つは制御シャフト５０と作動アーム７４の間の接触、もう１つは作動アーム７４の第１のローラ８２と、中間アーム６４の面区分８０との接触により代えられている。これによって、面圧の大幅な減少が得られる。
【００１４】
さらに、この場合には、作動アーム７４が軸受け８４にも移動可能に支承されている（二重矢印により示す）。作動アーム７４の移動可能な支承に基づいて、バルブリフト量の精密調節が容易に行われ得る。
【００１５】
もちろん、別の実施形態において、１つの中間アーム装置が２つの中間アームを有し、両中間アームが、１つの結合シャフトを介して公知の形式で、作業カムフェースとは反対側の端部で互いに結合されていることも可能である。この場合、中間アームへのカムシャフトの力伝達用の第１のローラと、両中間アームの間に配置されていて、ゲートガイド内での案内のために設けられた第２のローラとが設けられている。この場合には、作動アーム用の作用機構が、結合シャフトによって形成されるので有利である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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