(57)【要約】  本発明は、ハウジング内に回転可能に支承されたカムシャフトを有する内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為のバルブ駆動部の為の装置であって、前記カムシャフトは、少なくとも一つのコンロッド１、少なくとも一つのキャリア軸２および少なくとも二つの異なるカム６，７，８，９および少なくとも一つのスライドピン１８を有する少なくとも一つのカムユニット３の内側から外側へと連続する同軸の配置から構成されている発明に関する。その際、コンロッド１、キャリア軸２、およびカムユニット３は、軸方向で互いにスライド可能かつ回転不能に支承されており、およびカムシャフトは少なくとも部分的に、一つのハウジング内に回転不能かつ軸方向にスライド可能に支承された少なくとも一つの切替リンク１０によって取り囲まれており、その際、コンロッド１と、少なくとも一つの切替ピン１７および少なくとも一つの支持ピン１９が位置固定的に接続されており、その際、切替ピン１７および支持ピン１９が、切欠き部２０，２１，２２，２３内において少なくともキャリア軸２を貫通して延在しており、および切替ピン１７が、切替リンク１０上の少なくとも一つの切り替え輪郭１１，１２と、および支持ピン１９が切替リンク１０上の少なくとも一つの支持輪郭１３，１４と作用接続状態に至らしめることが可能である。
2015514914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に回転可能に支承されたカムシャフトを有する内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為のバルブ駆動部の為の装置であって、前記カムシャフトは、少なくとも一つのコンロッド１、少なくとも一つのキャリア軸２および少なくとも二つの異なるカム６，７，８，９および少なくとも一つのスライドピン１８を有する少なくとも一つのカムユニット３の内側から外側へと連続する同軸の配置から構成されており、
その際、コンロッド１、キャリア軸２、およびカムユニット３は、軸方向で互いにスライド可能かつ回転不能に支承されており、およびカムシャフトは少なくとも部分的に、一つのハウジング内に回転不能かつ軸方向にスライド可能に支承された少なくとも一つの切替リンク１０によって取り囲まれており、
その際、コンロッド１と、少なくとも一つの切替ピン１７および少なくとも一つの支持ピン１９が位置固定的に接続されており、
その際、切替ピン１７および支持ピン１９が、切欠き部２０，２１，２２，２３内において少なくともキャリア軸２を貫通して延在しており、および切替ピン１７が、切替リンク１０上の少なくとも一つの切り替え輪郭１１，１２と、および支持ピン１９が切替リンク１０上の少なくとも一つの支持輪郭１３，１４と作用接続状態に至らしめることが可能であることを特徴とする内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替のための装置。
【請求項２】
切替リンク１０が、第一の切り替え輪郭１１、第一の切替リンク１１に対向位置する第二の切り替え輪郭１２、第一の支持輪郭１３および第一の支持輪郭１３に対向位置する第二の支持輪郭１４を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為の装置。
【請求項３】
切り替え輪郭１１，１２が、カムシャフトに対して、周囲方向で軸方向に変化する輪郭として実施されており、およびそれに従って、カムシャフトの切替リンク１０に対する回転によって、切替ピン１７またはスライドピン１８および切替リンク１０の間の軸方向のストロークが生じせしめられ、および支持輪郭１３，１４がカムシャフトに対して周囲方向で軸方向に変化しない輪郭として実施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為の装置。
【請求項４】
切替リンク１０に鏡面対称に互いに向き合う二つの切り替え輪郭１１，１２が設けられており、その際、第一および第二の切り替え輪郭１１，１２は、切り替え輪郭１１，１２の垂直方向の互いの間隔が、カムシャフトの回転方向において減少するよう設けられており、および二つの鏡面対称に互いに向き合う支持輪郭１３，１４が切替リンク１０に設けられており、その際、第一および第二の支持輪郭１３，１４は、支持輪郭１３，１４の垂直方向のお互いの間隔が変化しないままであるよう設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為の装置。
【請求項５】
切り替え輪郭１１，１２および支持輪郭１３，１４が切替リンク１０上で相並んで存在していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為の装置。
【請求項６】
カムシャフト上の切替ピン１７が、スライドピン１８に対しておよび支持ピン１９に対して周囲方向で間隔をあけて配置されていること、および支持ピン１９に対して軸方向で間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークの切替の為の装置。
【請求項７】
切替ピン１７を有するコンロッド１から切替リンク１０までの連続する作用接触状態を有する第一の作用チェーンが作られ、および切替リンク１０がキャリア軸２に対して軸方向にスライドされ、および切替リンク１０のスライドの後、第一の作用チェーンが破棄され、および支持ピン１９を有するコンロッド１から切替リンク１０まで、切替リンク１０からスライドピン１８まで、およびこれに対応してカムユニット３までの連続する作用接触状態を有する別の作用チェーンが作られ、およびカムユニット３がキャリア軸２に対してスライドされることを特徴とする請求項１に記載の装置を使用のもと内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークを切り替えるための方法。
【請求項８】
カムシャフトの回転の間、ロックアクチュエータ２４が、コンロッド１上のロック輪郭２５から外に出され、および調整アクチュエータ２６がコンロッド１上の調整輪郭２７内へと入れられ、
コンロッド１が、これによって軸方向でスライドされ、かつスライドの終了の後、調整アクチュエータ２６が調整輪郭２７から外に出され、およびロックアクチュエータ２４がロック輪郭２５内へと入れられ、
切替ピン１７が、切替リンク１０の切替リンク１１，１２に作用し、および切替リンク１０をスライドさせ、
およびその後、スライドピン１８が、切り替え輪郭１１，１２に作用し、および支持ピン１９が支持輪郭１３，１４に作用し、およびカムユニット３をスライドさせることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関のガス交換バルブ１５，１６のストロークを切り替えるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムシャフトに対して平行に推移するコンロッドを有する内燃機関のガス交換バルブのストロークの切替えのためのバルブ駆動部のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
すでにバルブ駆動装置が公知である。これらバルブ駆動装置は、ガス交換バルブのストロークの切替のための装置を有している。本発明は、ガス交換バルブ、特に内燃機関のインレットバルブのアウトレットバルブが、カムシャフトによって直接または間接に操作される一つのバルブ駆動部から出発している。バルブストロークの切替のために、カムシャフト上には、異なるカム形状を有する隣接した複数のカムが設けられている。これらカムは、一つのカムユニットにまとめられている。カムユニットの軸方向のスライドによって、カムグループの各カムは、対応するガス交換バルブと係合させられ、そしてガス交換バルブのストロークがカム形状に対応して発生する。カムユニットのスライドの為に、カムシャフトに並行に推移するコンロッドは、カムユニットへの係合のための適当な要素を設けられている。
【０００３】
特許文献１から、周囲にわたって延在する無端の溝を有するスライド可能なカムキャリアを有する内燃機関のガス交換バルブの為のバルブ駆動部が公知である。カムキャリアは回転不能であるが、軸方向にスライド可能にカムシャフト上に支承されており、および異なるカム山を有し、かつ軸方向に間隔をあけた複数のカムを有している。これらカムは、各ガス交換バルブに対して一つのカムグループにまとめられている。無端の溝内には、係合要素が連続的に係合する。この係合要素は、無端の溝の推移に対応して一つのストロークを軸方向で実行する。係合要素は、所定の位置にロックされることが可能である。これによって、カムキャリアに軸方向の移動が強制され、これによってガス交換バルブの駆動の為のカムの間で切替が行われる。
【０００４】
記載したシステムは、しかし多数の構造空間を必要とするので、使用は、十分なシリンダー間隔を有する内燃機関においてのみ可能である。更に、異なるカムキャリアに対しては、係合要素のロックの為のアクチュエータが必要である。このアクチュエータは、正しい時点で駆動される必要がある。
【０００５】
特許文献２は、ストローク可変のガス交換バルブ操作を有する内燃機関の為のバルブ駆動部を記載する。バルブ駆動部のカムシャフトは、キャリア軸および、これに対して回転不能であるが軸方向にスライド可能であるカム片を有する。カム片は、異なる持ち上げ量を有する直接隣接するカムのカムグループを含んでいる。カム片の端部側には、操作要素の連結によってカム片をキャリア軸に対して軸方向にスライドさせるためのリンクが設けられている。キャリア軸によって取り囲まれるカム片は、カムシャフト支承部内に支承されている。
【０００６】
カム片上の調節リンクは、カムシャフト支承部の外側に配置されており、これによって各カム片に対する軸方向の更なる構造空間が生じる。各調節方向に対して、独立した操作要素が必要である。これによって、内燃機関の各シリンダーに対して二つのアクチュエータが使用される。構造空間と関連して増加したこのような制御コストおよび部材コストは、装置の基本的なデメリットを意味する。
【０００７】
特許文献３から、ストローク可変のガス交換バルブ操作を伴うバルブ駆動部が公知である。バルブ駆動部は、カムシャフトから成っている。このカムシャフトは、キャリア軸およびこれに対して回転不能であるが軸方向にスライド可能に支承されたカム片から構成されている。カム片上には、異なる持ち上げ量を有する直接隣接したカムのカムグループおよび軸方向リンクが存在している。カム片は、その上、支承ピボットを設けられており、これを介してカムシャフト支承部内に支承されている。支承ピボットおよびこれに隣接する軸方向リンクは、カムシャフト支承部と重なり合っているので、カム片のスライドの為の操作要素は、カムシャフト支承部に（接して）位置取り、および放射方向で支承箇所を通過して係合の為に軸方向リンク内へと推移している。
【０００８】
軸方向リンクおよび支承ピボットは、カムシャフト支承部と重なり合っているので、支承負荷に相応する必要な支承面を提供するために、支承箇所は、特に幅広に形成される必要がある。これは、構造空間要求の増加に通じる。システムは、十分に大きなバルブ間隔またはシリンダー間隔を有する内燃機関内でのみ使用されることが可能である。その上、このシステムにおいても、各カム片に対して其々一つの操作要素が必要である。これは、コンパクトな内燃機関の現状の開発目的に反する。
【０００９】
特許文献４には、内燃機関の切り替え可能なバルブ駆動部が記載されている。バルブ駆動部のカムシャフトは、軸方向に隣接した複数のカムのグループを有する、少なくとも一つの、この駆動軸上に回転不能であるが軸方向にスライド可能に配置されたカム片を有する一つの駆動軸を有している。これらカムは、その際異なるカム山を有している。カム片は、駆動軸と共に、およびカム片上に追加的に同軸に支承された支承ブッシュと共に、カムシャフト支承箇所において放射方向で支持されている。追加的な支承ブッシュは、カム片と共に、カムシャフト支承箇所に対しておよび駆動軸に対して軸方向にスライド可能である。その際、支承ブッシュは、カムシャフト支承箇所においてねじれから守られている。相応して、よって駆動軸上に、カム片および支承ブッシュが重なり合って同軸に配置され、およびカムシャフト支承箇所内で支承されている。支承ブッシュ内には、駆動軸の回転軸に対して平行に小棒片が位置取っている。これは、軸方向のストロークを有する、回転するカム片内に持ち込まれたガイドによって振動動作を実行する。切替過程の導入の為に、小棒片は、固定装置によって、適当な箇所に短時間軸方向固定される。これによって、カム片は、小棒片に支持される。カム片には、軸方向の移動が強制され、および切替過程が導入される。
【００１０】
ストロークの切替の為のこの装置のデメリットとして、コストのかかる制御と、およびこれと関連する部材コストが挙げられる。カム片の各切替装置に対して、独立した一つの固定装置が設けられている。この固定装置は、正しい時点に切替過程を導入する必要がある。小棒片は、その上、切り替え過程の間のガイド溝内のあまりに高い負荷へと通じる。その上、小棒片には、大きな摩耗が予測される。というのは小棒片は、各切替過程の為に、挟持される必要があるからである。
【００１１】
特許文献５は、カムシャフトの調節装置を記載しる。この調節装置によって、カムが軸方向にスライドされることが可能である。カムシャフトのスライドによって、異なるカム山を有する異なるカムが、ガス交換バルブの操作のために位置決めされる。カムシャフトのスライドの為に、軸方向リンクが設けられている。これによって、軸方向のスライドが両方の方向に可能となる。このためリンクは周囲にわたって推移する鏡面対称な二つの輪郭を有している。その際、両輪郭の其々は、調節の為に必要なストロークをカムシャフトの調節の為に生じる。両方の輪郭の間には、一つの領域が設けられている。この領域内には、永続的に係合状態にある調節ピンが、周回する両方の輪郭の一方に接触することなく位置取られることが可能である。切替過程の導入のために、調整ピンは、両方の輪郭の一方と接触し、かつカムシャフトの適当な方向への軸方向のスライドを開始させるよう、軸方向にスライドされおよび固定される。
【００１２】
複数のシリンダーを有する現代の内燃機関のカムシャフトおよびその上に位置取ったカムは、しかしながら、カムの同時の調節を可能とせず、よって全カムシャフトのスライドを可能としない。というのは、異なるシリンダー間でカムのベース円の重なりが生じないからである。その上、リンクは、カムシャフトの構造長さの延長を引き起こす。
【００１３】
特許文献６からは、ガス交換バルブの為のバルブ駆動部が公知である。ここでは、カムシャフト上に、相並んで配置される異なる複数のカムレーンが、回転不能かつ軸方向にスライド可能に支承されており、かつ、カムユニットが調節手段によって軸方向にスライド可能である。調節手段は、カムシャフト内部に可動に支承された、カムユニットへの調節動作の伝達の為の調節要素を有している。この為、調節要素はその周囲に走行レーンプロフィルを有している。その際、連結要素は、更に、カムシャフト内の切欠き部を通してカムユニットと接続されている。調節要素のカムシャフトに対する移動によって、カムユニットの軸方向のスライドがカムシャフトに作用する。形状バリエーションとして、調節要素が回転可能にカムシャフト内に支承されていること、および走行レーンプロフィルが基本的に周囲方向に調節要素に延在していることが記載される。ガス交換バルブの操作の為のカムユニット上での二つのカムレーンの間の交換は、走行レーンプロフィルの軸方向のオフセットによって達成される。このオフセットは、調節要素がカムシャフトに対して相対的に回転することによって生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００７  ０６１  ３５３  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０３０  ３７３  Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０１３  ２１６  Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０  ２００７  ０２２  １４５  Ａ１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第５，１２９，４０７  Ａ号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０３９  ７３３  Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、内燃機関のガス交換バルブのストロークの切替のためのバルブ駆動部の為の装置を提供することにある。その際、必要な構造空間、技術的コスト、および機械的負荷は、調節装置に対して減ぜられるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する装置によって、および請求項７に記載の特徴を有する方法によって解決される。
【００１７】
本発明は、一つの装置を提供する。この装置によって内燃機関のバルブ駆動部のガス交換バルブのストロークが、特に有利な方法で、内燃機関の作動中に変更されることが可能となる。
【００１８】
この為、バルブ駆動部のカムシャフトが、中空軸として形成された一つのキャリア軸およびこのキャリア軸上に支承された少なくとも一つのカムユニットから構成される。少なくとも一つのカムユニットは、キャリア軸と回転不能であるが軸方向にスライド可能に接続されている。カムユニットには、同一のベース円を有するが、ことなるカム輪郭及び／又は異なるカム山を有する、軸方向に隣接する複数のカムからなる、少なくとも一つのカムグループが存在している。少なくとも一つのカムグループには、一つのガス交換バルブが付設されている。このガス交換バルブは、インレットバルブまたはアウトレットバルブとして使用される。カムグループに付設されたガス交換バルブは、交互に、カムグループの異なるカムと作用接続を行う。ガス交換バルブに対するカムユニットの軸方向のスライドによって、付設されたカムグループの各一つのカムが、ガス交換バルブと作用接触状態となることが可能である。スライドは、付設されたガス交換バルブが、各カムとベース円の領域で作用接触状態にあるとき行われる。
【００１９】
カムユニットは、カムユニットを少なくとも部分的に取り囲む切替リンクによって、およびキャリア軸に対して同軸に配置されたコンロッドによって軸方向にスライドされる。切替リンクは、ハウジング内で第一および少なくとも一つの別の切替位置に対して軸方向にスライド可能であり、かつ、カムユニットに対して回転不能に支承されており、および少なくとも一つの切り替え輪郭と少なくとも一つの支持輪郭を有する。コンロッドは、キャリア軸内で軸方向にスライド可能に支承されており、かつ回転不能にキャリアと接続されている。これによって、コンロッド、キャリア軸、カムユニットおよび切替リンクの内側から外側に向かって連続する同軸の配置が生じる。その際、全ての隣接する要素は互いに軸方向にスライド可能に支承されている。切替リンクは、周囲方向においてカムシャフトの一つの部分領域のみを有する。コンロッドの少なくとも一方の端部には、コンロッドの軸方向のロックの為および軸方向のスライドの為の複数装置が設けられている。これら装置によって、コンロッドが第一の位置から、少なくとも一つの別の位置へとスライドされることが可能となり、そして各位置で軸方向においてロックされることができる。
【００２０】
軸方向にスライド可能な少なくとも一つのカムユニットの為に、少なくとも三つのピンが設けられている。その際、第一のピンは、切替ピンとしてコンロッドと位置固定的に接続されており、およびキャリア軸およびカムユニット内の切欠き部を通して、切替リンクの少なくとも一つの切り替え輪郭と作用接触状態とすることが可能である。支持ピンとしての第二のピンは、コンロッドと接続されており、およびキャリア軸およびカムユニット内の切欠き部を通して、切替リンクの少なくとも一つの支持輪郭と作用接触状態とすることが可能である。第三のピンは、スライドピンとしてカムユニットと位置固定的に接続されており、および、切替リンクの切り替え輪郭と作用接触状態とすることが可能である。キャリア軸およびカムユニット内の切欠き部は、その際、コンロッド、キャリア軸およびカムユニットの軸方向のお互いのスライドが可能であるよう構成されている。
【００２１】
少なくとも三つのピンは、第一の作用チェーンにおて、切替ピンを有するコンロッドから切替リンクまでの連続する作用接触状態が作られることが可能であり、および少なくとも一つの別の作用チェーンにおいて、支持ピンを有するコンロッドから切替リンクまで、切替リンクからスライドピンまで、およびこれに対応してカムユニットまでの連続する作用接触状態が作られることが可能であるよう互いに配置されている。
【００２２】
切替ピンは、コンロッド上に、コンロッドに対する切替リンクの軸方向のスライドを引き起こし、および異なるカムの間の切替過程の準備を行うように、切替ピンが、カムシャフトの回転によって、これと共に回転しない切替リンクの切り替え輪郭内へと係合することが可能であるよう配置されている。第一の作用チェーンの作用接触状態の間、つまり切替リンクの軸方向のスライドの間、スライドピンは、切り替え輪郭の外側にあり、および支持ピンは支持輪郭の外側にある。
【００２３】
スライドピンは、カムユニット上で、および支持ピンはコンロッド上で、別の作用チェーンのために好ましくは、これらが、好ましくは時間的に同時に切り替え輪郭内および支持輪郭内へと係合するよう配置されている。スライドピンおよび支持ピンは、軸方向に互いに間隔をあけて配置されている。その際、コンロッドのスライドによって、及び／又はカムユニットのスライドによって、軸方向の間隔は変更可能である。スライドピンおよび支持ピンは、切替リンク内への係合のために、カムシャフトの回転の際にスライドピンが支持ピンに追従するよう、切替ピンに対して周囲方向で間隔をあけている。スライドピンおよび支持ピンは、つまりカムシャフトの回転方向に対して反対に間隔をあけて配置されている。その結果、これらは、切替ピンが切り替え輪郭を去った時初めて、切り替え輪郭内へ係合する。
【００２４】
切替リンクの切り替え輪郭は、カムシャフトに対して、周囲方向において軸方向で変更可能な輪郭として実施されている。切替ピンまたはスライドピンが切り替え輪郭と作用接触状態とされると、切替ピンまたはスライドピンの切替リンクに対する相対的な軸方向のスライドが行われる。この為、切り替え輪郭は、カムシャフトの回転によって各ピンが、これと共に回転しない切替リンクの切り替え輪郭を通って走り、およびその際、各ピンと切替リンクの間の軸方向のストロークが発生させられるよう形成されている。切替リンクおよびカムユニットのキャリア軸に対する両方向での軸方向のスライドを可能とするために、有利には、互いに向き合った二つの鏡面対称な切り替え輪郭が、切替リンク上に設けられる。第一および第二の切り替え輪郭は、これに従い、切り替え輪郭の垂直方向のお互いの間隔が、カムシャフトの回転方向において減少するよう配置されている。最も小さい間隔は、少なくとも、切替ピンまたはスライドピンが、両方の切り替え輪郭の間を邪魔されず通過することができ、その際軸方向のスライドが引き起こされない程度の大きさである。
【００２５】
切替リンクの支持輪郭は、カムシャフトに対して、周囲方向において軸方向で一定に推移する輪郭として実施されている。支持ピンが、支持輪郭と作用接触状態とされると、支持ピンまたはコンロッドと切替リンクの相対的なスライドは行われない。切替リンクとカムユニットのキャリア軸またはコンロッドに対する両方向での軸方向のスライドを支持するために、好ましくは、互いに向き合った二つの鏡面対称な支持輪郭が、切替リンク上に設けられる。第一および第二の支持輪郭は、これに従い、支持輪郭の垂直方向における互いの間隔が一定のままであり、および少なくとも、支持ピンが両方の支持輪郭の間をじゃまされずに通過可能である程度の大きさであるよう配置される。
【００２６】
これに従い本発明は、内燃機関のガス交換バルブのストロークの切替の為のバルブ駆動部の為の装置を提供する。この装置は、ハウジング内に回転可能に支承されたカムシャフト、このカムシャフトは、内側から外側に向かって連続する、少なくとも一つのコンロッド、少なくとも一つのキャリア軸、および、少なくとも二つの異なるカムと少なくとも一つのスライドピンを設けられた少なくとも一つのカムユニットの同軸の配置から構成されており、そして、カムシャフトは、ハウジング内に回転不能かつ軸方向にスライド可能に支承された少なくとも一つの切替リンクによって少なくとも部分的に囲まれている。コンロッドと、少なくとも一つの切替ピンおよび少なくとも一つの支持ピンが位置固定的に接続されており、その際、切替ピンおよび支持ピンは、切欠き部内において少なくともキャリア軸を通過して延在しており、および切替ピンは、切替リンク上の少なくとも一つの切り替え輪郭と、および支持ピンは、切替リンク上の少なくとも一つの支持輪郭と作用接触状態とすることが可能である。切替リンクは、第一の切り替え輪郭、第一の切り替え輪郭と向き合った第二の切り替え輪郭、第一の支持輪郭および第一の支持輪郭と向き合った第二の支持輪郭を有している。切り替え輪郭は、カムシャフトに関して、周囲方向で軸方向に変化可能な一つの輪郭として実施されており、これに従いカムシャフトの切替リンクに対する回転のよって、切替ピンまたはスライドピンと切替リンクの間の軸方向のストロークを生じる。支持輪郭はカムシャフトに関して、周囲方向で軸方向に変化可能な一つの輪郭として実施されている。有利な形態においては、切り替え輪郭および支持輪郭は切替リンク上で相並んで配置されている。切替ピンは、カムシャフト上でスライドピンに対しておよび支持ピンに対して周囲方向で間隔をあけ、支持ピンに対して軸方向で間隔をあけて配置されている。
【００２７】
各シリンダーに対して複数のガス交換バルブを有する内燃機関に対しては、ガス交換バルブごとに一つのカムグループが割り当てられることが可能である。好ましくは、少なくとも一つのインレットバルブに一つのカムグループが割り当てられる。各シリンダーに対して複数のインレットバルブを有する内燃機関においては、各インレットバルブのカムグループは、一つの共通のカムユニットにまとめられることが可能である。その際、割り当てられた各ガス交換バルブの異なるカム輪郭またはカム山を有する異なるカムの間の同期したストローク切替が行われることが可能である。更に、相並んで位置するシリンダーのカムグループは、一つの共通なカムユニット上に配置されることが可能である。例えば、４つのシリンダーおよび各シリンダーに２つのインレットバルブを有する内燃機関に対しては、４つのカムグループが一つのカムユニットに存在する。全てのシリンダーに対する切替を可能とするために、全２つのカムグループが設けられることが可能である。時間的に同時にガス交換バルブと接触している、割り当てられた各カムグループのカムは、一つの対称なバルブストロークの為に、同じカム輪郭またはカム山を有しているか、または非対称のバルブストロークを生じるために、異なるカム輪郭またはカム山を有している。有利には、カムグループ内には、カム山を有さないカムもまた、バルブオフの実現のために設けられることが可能である。
【００２８】
カムシャフトの回転の間の第一の方向へのカムユニットのカムの間の切替過程の為に、第一の作用チェーンが発生させられる。切替リンクは、切替ピンとスライドピンが邪魔されずに両方の切り替え輪郭の間を通過可能である中立位置から出発して、第一の切替位置へとスライドさせられる。この為、コンロッドに設けられた複数装置によって、コンロッドの軸方向のスライドが導入され、および切替ピンは支持ピンと共に軸方向へとスライドされる。切替ピンは、カムシャフトの更なる回転の際に切替リンク内に入り、そして切替リンクの第一の切替りなくと作用接触状態となる。切り替え輪郭の推移によって、切替リンクは軸方向にスライドされる。というのは、コンロッドが、コンロッドの軸方向のロックの為の複数装置を介して、軸方向のスライドが終わった後支持されるからである。切替リンクの軸方向のスライドは、その際、切り替え輪郭の軸方向のストロークに相当する。これは、切り替え輪郭と切替ピンの間の作用接触状態によって発生させられる。
【００２９】
切替リンクが、第一の切替位置へと軸方向にスライドされるとすぐに、第一の作用チェーンが破棄され、別の作用チェーンが作られる。カムシャフトの更なる回転によって、スライドピンは切替リンク内へと入り、そしてスライドピンと第一の切り替え輪郭の間の作用接触状態が作られる。時間的に同時に、支持ピンは切替リンク内へと入り、そして支持ピンと第一の支持輪郭の間の作用接触状態が作られる。カムシャフトの更なる回転によって、および切り替え輪郭の推移によって、カムユニットはスライドピンにより軸方向にスライドされる。というのは切替リンクが支持ピンを介してコンロッドによって軸方向でロックされるからである。カムユニットの軸方向のスライドは、その際、切り替え輪郭の軸方向のストロークに相当する。これは、切り替え輪郭とスライドピンの間の作用接触状態により発生させられる。
【００３０】
本発明に係る装置の使用のもと、内燃機関のガス交換バルブのストロークの切替の為の方法が提供される。ここでは、コンロッドから切替ピンにより切替リンクまでの連続する作用接触状態を有する第一の作用チェーンが作られる。そして切替リンクは、キャリア軸に対して軸方向でスライドされ、および切替リンクのスライドの後、第一の作用チェーンは破棄され、そしてコンロッドから支持ピンによって切替リンクまで、切替リンクからスライドピンまで、およびこれに従いカムユニットまでの連続する作用接触状態を有する別の作用チェーンが作られ、そしてカムユニットはキャリア軸に対してスライドされる。
【００３１】
この為、カムシャフトの回転の間、相次いで、ロックアクチュエータがコンロッド上のロック輪郭から外へ出され、そして調整アクチュエータがコンロッド上の調整輪郭内へと入れられ、この上にコンロッドが軸方向でスライドされる。スライドの終了の後、調整アクチュエータは調整輪郭から外に出され、そしてロックアクチュエータはロック輪郭内へと入れられる。切替ピンは、切替リンクの切り替え輪郭へと作用し、および切替リンクのスライドを引き起こす。引き続いてスライドピンは、切り替え輪郭に作用し、支持ピンは支持輪郭へ作用する。そしてカムユニットのスライドが行われ、これによって二つの隣接するカムの間の切替が終了する。
【００３２】
第一の切り替え方向と反対の切り替え方向への切替過程に対して、第一の作用チェーンが発生させられる。これは、切替リンクが、切替ピンが第二の切り替え輪郭と作用接触状態となるようスライドされることによって行われる。そして、別の作用チェーンの発生は、スライドピンが第二の切替輪郭と、および支持ピンが第二に支持輪郭と作用接触状態となることで行われる。
【００３３】
コンロッドの軸方向のスライドおよび軸方向のロックの為の装置の適当な形態によって、カムユニットの少なくとも二つのカムの間で切替が行われることが可能である。発明に従い有利には、これら装置は、一つのピンを有する複数アクチュエータとして実施されている。これらアクチュエータは、コンロッド上のロック輪郭内または調整輪郭内に係合する。コンロッドの軸方向の各位置に対して、一つの独立したロック輪郭が設けられる。このロック輪郭は、軸方向のストロークを有さない周回する閉じられた溝として実施されている。コンロッドンをロックするまたは支持するために、少なくとも一つのロックアクチュエータは、コンロッドの位置に応じて割り当てられたロック輪郭内へと係合する。調整輪郭は、同様に、閉じられた周回する溝として実施されている。その際、溝は変化する軸方向のストロークを生じる。多段切替の為に、複数段に段階付けられたストローク推移が設けられる。コンロッドの軸方向のスライドを生じる為に、調整アクチュエータは調整輪郭内に係合する。ロック輪郭の数量、調整輪郭の数量、または唯一の調整輪郭の実施によって、コンロッドが少なくとも二つの位置、または複数の位置の間でスライドされることが可能である。これによって、カムユニットの少なくとも二つのカムまたは複数のカムの間で切り替えるための可能性が生じる。
【００３４】
例として、ここでは発明に係る装置の一つの実施形を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】内燃機関のガス交換バルブのストロークの切替の為のバルブ駆動部の為の発明に係る装置の簡略図。
【図２】装置の正面図としての簡略図。
【図３】装置の第一の簡略断面図
【図４】側面図としての装置の簡略図。
【図５】装置の第二の簡略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１から５に表された発明に係る装置は、カムシャフトから成る。このカムシャフトは、キャリア軸２およびカムユニット３の同軸の配置から構成されている。キャリア軸２は、中空軸として形成されているので、これは、コンロッド１を回転不能であるが軸方向にスライド可能に収容可能である。カムユニット３は、キャリア軸２上に回転不能に配置されるが、軸方向にはスライド可能に配置されており、かつ、異なる各二つのカム６，７，８，９の二つのカムグループ４，５を有している。
【００３７】
ガス交換バルブ１５，１６をカム山に相応してカム６，７，８，９上へ操作するために、切り替え輪郭１１，１２および支持輪郭１３，１４を有する切替リンク１０によって、各カムグループ４，５の第一のカム６，８または第二のカム７，８が其々、割り当てられたガス交換バルブ１５，１６の方へと向けられる。切替リンク１０は、カムシャフトを部分的にのみ取り囲み、および軸方向でスライド可能で、および回転不能であるよう図示されていないハウジング内に支承されている。各カムグループ４，５の第一のカム６，８は、一つのカム山を有するカム輪郭を有している。このカム輪郭によって、ガス交換バルブ１５，１６が操作され、そしてこれに従いガス交換バルブ１５，１６のストロークが生じる。各カムグループ４，５の第二のカム７，９は、カム山を有さないカム輪郭を有しているので、割り当てられたガス交換バルブ１５，１６はカムシャフトの回転の際に閉じられたままである。
【００３８】
切り替えリンクによるカムユニット３のスライドの為に、三つのピンが設けられている。コンロッド１と堅固に接続された切替ピン１７、カムユニット３と堅固に接続されたスライドピン１８、およびコンロッド１と堅固に接続された支持ピン１９がある。切替ピン１７および支持ピン１９は、キャリア軸２およびカムユニット３内の切欠き部２０，２１，２２，２３内に位置しているので、これらはカムシャフトの回転の際に、切替リンク１０内の輪郭１１，１２，１３，１４と作用接触状態とすることが可能である。スライドピン１８および支持ピン１９は、軸方向で互いに間隔をあけており、および周囲方向において互いに同じ位置に配置されている。カムシャフトの回転の際に、切替ピン１７またはスライドピン１８および支持ピン１９が切替リンク１０内に係合するよう、切替ピン１７は、スライドピン１８および支持ピン１９に対して周囲方向で互いに間隔をあけて配置されている。
【００３９】
コンロッド１の軸方向でのロックの為に、ロックアクチュエータ２４が設けられている。このロックアクチュエータは、コンロッド１の適当な位置で、ロック輪郭２５内へと係合する。ロック輪郭２５は、軸方向のストロークを有さない周回する閉じられた溝として実施されている。コンロッド１の軸方向のスライドの為に、調整輪郭２７が設けられている。この調整輪郭は、交互の軸方向ストロークを有する周回する閉じられた溝として実施されている。コンロッド１の軸方向のスライドを発生させるために、調整アクチュエータ６は、調整輪郭２７内へと係合する。
【００４０】
ストローク切替の為の方法の実施例
ここでは本発明に係る装置を使用する発明に係る方法の一つの実施形が表される。
【００４１】
二つのカム６，７，８，９の間の切替の導入の為に、コンロッド１の軸方向のスライドが、カムシャフトの回転の間に行われる。このためコンロッド１の軸方向のロックが破棄される。これは、ロックアクチュエータ２４がロック輪郭２５から外に移動することによって行われる。コンロッド１は、今や軸方向にスライド可能であり、および調整アクチュエータ２６が調整輪郭２７内へと適当に係合することによってスライドされる。調整アクチュエータ２６の係合は、調整輪郭２７が、実施すべき調整方向の方向へと軸方向のストロークを生じる回転フェーズ中（コンロッド１の回転フェーズ中）に行われる必要がある。
【００４２】
軸方向のスライドによって、切替ピン１７および支持ピン１９は、キャリア軸２に対して相対的にスライドされる。コンロッド１の軸方向のスライドの後、これは再びロックアクチュエータ２４および対応するロック輪郭２５によって軸方向でロックされる。切替ピン１７と切替リンク１０の位置によって、切替リンク１０は、まず切替ピン１７を通してキャリア軸２に対して相対的にスライドされる。この為、切替ピン１７は切替リンク１０内へと係合し、および切り替え輪郭１１，１２と作用接触状態となり、および切替リンク１０を切り替え輪郭１１，１２のストロークに応じてスライドさせる。切替リンク１０のスライドは、切替ピン１７を介して、およびコンロッド１を介してロックアクチュエータ２４内で支持されている。
【００４３】
これに続いて、カムシャフトの更なる回転によって、カムユニット３はスライドピン１８および支持ピン１９によってキャリア軸２に対して相対的にスライドされる。この為、スライドピン１８は、切り替え輪郭１１，１２内へと係合し、切替リンク１０と支持ピン１９は支持輪郭１３，１４内へと係合する。切替リンク１０は、支持ピン１９を介しておよびコンロッド１を介して、ロックアクチュエータ２４によって軸方向でロックされる。スライドピン１８は、切り替え輪郭１１，１２と作用接触状態となり、およびカムユニット３を切り替え輪郭１１，１２のストロークに応じてキャリア軸２に対してスライドさせる。すべてのピン１７，１８，１９は、今、切替過程の開始時のように、切替リンク１０が邪魔されず通り抜けることが可能である位置にある。
【符号の説明】
【００４４】
１    コンロッド
２    キャリア軸
３    カムユニット
４，５    カムグループ
６，８    第一のカム
７，９    第二のカム
１０    切替リンク
１１，１２    切り替え輪郭
１３，１４    支持輪郭
１５，１６    ガス交換バルブ
１７    切替ピン
１８    スライドピン
１９    支持ピン
２０，２１，２２，２３    切欠き部
２４    ロックアクチュエータ
２５    ロック輪郭
２６    調整アクチュエータ
２７    調整輪郭
【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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【国際調査報告】
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