特許 7195784 可変動バルブ・トレイン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-16

(45)【発行日】2022-12-26

(54)【発明の名称】可変動バルブ・トレイン

(51)【国際特許分類】

   F01L 13/00 20060101AFI20221219BHJP

   F01L 1/04 20060101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

F01L13/00 301U

F01L1/04 C

【請求項の数】 26

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018123821

(22)【出願日】2018-06-29

(65)【公開番号】P2019011757

(43)【公開日】2019-01-24

【審査請求日】2021-06-22

(31)【優先権主張番号】10 2017 114 575.3

(32)【優先日】2017-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】517449763

【氏名又は名称】エムアーエヌ トラック アンド バス エスエー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ Ｔｒｕｃｋ ＆ Ｂｕｓ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｄａｃｈａｕｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ６６７， ８０９９５ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｂｕｎｄｅｓｒｅｐｕｂｌｉｋ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105360

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 光治

(72)【発明者】

【氏名】シュテフェン ヒルシュマン

(72)【発明者】

【氏名】イェンス ディートリッヒ

(72)【発明者】

【氏名】トーマス マリシェフスキー

【審査官】菅野 京一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２１２９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８２６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００９７３０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１５１０６９７８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１６１１２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｌ １／００，１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃エンジン用の可変動バルブ・トレイン（１０）であって、
カムシャフト（１２）と、
ガス交換弁（１８、２０）と、
前記カムシャフト（１２）上に固定的に共に回転可能におよび軸方向に変位可能に配置され、第１のカム（２８）および第２のカム（３０）を有するカム・キャリア（２２）と、
前記カム・キャリア（２２）の軸方向の位置に応じて、前記第１のカム（２８）と前記ガス交換弁（１８、２０）の間または前記第２のカム（３０）と前記ガス交換弁（１８、２０）の間のいずれかに能動的な連結を形成する力伝達要素（４０）を有する力伝達装置（１６）と、
少なくとも部分的に前記力伝達装置（１６）に収容されていて、前記カム・キャリア（２２）を軸方向に変位させるための第１のアクチュエータ（２４）と、
前記第１のアクチュエータ（２４）に制御流体を供給するよう構成された制御流体供給装置（６８）と、
を含み、
前記制御流体供給装置（６８）はベアリング・ブロック（７０）を含み、前記ベアリング・ブロック（７０）は、前記カムシャフト（１２）を回転可能に支持し、また、第１の制御流体供給チャネル（７２）と、前記第１の制御流体供給チャネル（７２）の下流に配置された第２の制御流体供給チャネル（７４）とを有し、
前記第１の制御流体供給チャネル（７２）と前記第２の制御流体供給チャネル（７４）は、前記カムシャフト（１２）の回転角度に応じて選択的に流体的接続を生じさせることができるものである、
可変動バルブ・トレイン。

【請求項2】

前記力伝達要素（４０）がフィンガ・フォロワまたはロッカ・アームである、請求項１に記載の可変動バルブ・トレイン。

【請求項3】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、前記力伝達装置（１６）のレバー・シャフト（４２）に少なくとも部分的に収容されるものである、
請求項１または２に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項4】

前記レバー・シャフト（４２）がロッカ・アーム・シャフトまたはフィンガ・フォロワ・シャフトである、請求項３に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項5】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、前記力伝達装置（１６）のレバー・シャフト・ベアリング・ブロック（４３）に少なくとも部分的に収容されるものである、
請求項１乃至４のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項6】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、前記力伝達要素（４０）に少なくとも部分的に収容されるものである、請求項１乃至５のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項7】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、電磁気的、空気圧的および／または液圧的に作動され、
前記第１のアクチュエータ（２４）を作動させるための制御ライン（６２）が、前記力伝達装置（１６）に少なくとも部分的に収容されるものである、
請求項１乃至６のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項8】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、電磁気的、空気圧的および／または液圧的に作動され、
前記第１のアクチュエータ（２４）を作動させるための制御ライン（６２）が、前記力伝達要素（４０）および／または前記レバー・シャフト（４２）に、少なくとも部分的に収容されるものである、
請求項３または４に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項9】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、電磁気的、空気圧的および／または液圧的に作動され、
前記第１のアクチュエータ（２４）を作動させるための制御ライン（６２）が、前記力伝達要素（４０）および／または前記レバー・シャフト・ベアリング・ブロック（４３）に、少なくとも部分的に収容されるものである、
請求項５に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項10】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、
前記カムシャフト（１２）を軸方向に変位させるために、前記カムシャフト（１２）の長手方向軸の周りに伸びる第１の係合トラック（３２）と係合できる伸縮可能なピン（３６）を含むものである、
請求項１乃至９のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項11】

前記第１の係合トラック（３２）は前記カムシャフト（１２）の長手方向軸の周りに螺旋状に伸びるものである、請求項１０に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項12】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、第１のシリンダ（５０）と、前記第１のシリンダ（５０）に移動可能に配置された制御ピストン（５２）とを有するリフト装置（４６）を含んでおり、
前記制御ピストンは、前記ピン（３６）に能動的に連結され、または前記ピン（３６）と一体的に形成されたものである、
請求項１０または１１に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項13】

前記リフト装置（４６）が液圧リフト装置である、請求項１２に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項14】

前記リフト装置（４６）は、前記第１のアクチュエータ（２４）の第２のシリンダ（６４）に移動可能に配置されたものである、請求項１２または１３に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項15】

突出しランプ部（３２Ａ）が前記第１の係合トラック（３２）の一端部に配置されており、
前記突出しランプ部（３２Ａ）は、前記ピン（３６）が前記第１の係合トラック（３２）を離れるときに、前記リフト装置（４６）を前記第２のシリンダ（６４）において第１の位置から第２の位置へ、前記カム・キャリアに向かう方向とは反対の方向に移動させるものである、
請求項１４に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項16】

第１の弾性要素（４８）が、前記リフト装置（４６）を前記第１の位置に向かう方向に付勢する、請求項１５に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項17】

前記第１の弾性要素（４８）がバネである、請求項１６に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項18】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、さらに、
前記リフト装置（４６）の前記第１の位置において、前記リフト装置（４６）の制御流体チャンバ（５８）に流体的に接続される制御流体供給チャネル（６２）、および／または
前記リフト装置（４６）の前記第２の位置において、前記リフト装置（４６）の制御流体チャンバ（５８）に流体的に接続される制御流体排出チャネル（６６）
を含むものである、
請求項１５乃至１７のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項19】

前記第１のアクチュエータ（２４）は、さらに、前記制御ピストン（５２）を前記カム・キャリア（２２）に向かう方向とは反対の方向に付勢する第２の弾性要素（５４）を含むものである、請求項１２乃至１８のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項20】

前記第２の弾性要素（５４）がバネである、請求項１９に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項21】

前記可変動バルブ・トレイン（１０）は、さらに、前記カム・キャリア（２２）を軸方向に変位させるための第２のアクチュエータ（２６）を含み、
前記第２のアクチュエータ（２６）は、前記力伝達装置（１６）に少なくとも部分的に収容され、および／または
前記第２のアクチュエータ（２６）は、前記第１のアクチュエータ（２４）と同様に構成され、前記制御流体供給装置（６８）は前記第２のアクチュエータ（２６）にも制御流体を供給するよう構成されたものである、
請求項１乃至２０のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項22】

前記第２のアクチュエータ（２６）は、前記力伝達装置（１６）のレバー・シャフト（４２）、前記力伝達装置（１６）のレバー・シャフト・ベアリング・ブロック（４３）、および／または前記力伝達装置（１６）の前記力伝達要素（４０）に、少なくとも部分的に収容されるものである、請求項２１に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項23】

前記第１の制御流体供給チャネル（７２）と前記第２の制御流体供給チャネル（７４）は、別のチャネルを介して、前記カムシャフト（１２）の回転角度に応じて選択的に流体的接続を生じさせることができるものである、請求項１乃至２２のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項24】

前記別のチャネルが前記カムシャフト（１２）の横断チャネル（８２）である、請求項２３に記載の可変動バルブ・トレイン（１０）。

【請求項25】

請求項１乃至２４のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）を有する自動車。

【請求項26】

請求項１乃至２４のいずれかに記載の可変動バルブ・トレイン（１０）を有するユーティリティ・ビークル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃エンジン用の可変動バルブ・トレイン（弁機構）に関する。

【背景技術】

【0002】

バルブ制御式内燃エンジン（機関）は、１シリンダ（気筒）当り１つ以上の制御可能な吸気および排気弁を有する。可変動バルブ・トレインによって、開放時間、閉鎖時間および／またはバルブ・リフトを変化させるようにそれらの弁（バルブ）を柔軟に作動することができる。このようにして、エンジン動作は、例えば特定の負荷状況に適合化され得る。例えば、可変動バルブ・トレインは、いわゆる摺動（スライド）カム・システムによって実装されてもよい。

【0003】

独国特許第１９６１１６４１号Ｃ１には、幾つかの異なるリフト曲線でガス交換弁（バルブ）を作動できるようにするのに用いられるような摺動カム・システムの例が記載されている。この目的のために、幾つかのカム・トラック（軌道）を有する少なくとも１つのカム部分を有する摺動カムが、カムシャフト上に固定的に（一体的に）共に回転可能に（rotationally fixedly）しかし軸方向に変位可能に取り付けられており、また、前記カムは、摺動カムの軸方向の変位を生じさせるために、ピンの形態のアクチュエータが外側から半径方向に導入または挿入されるリフト輪郭（contour：外形）を有する。摺動カムの軸方向変位によって、それぞれのガス交換弁に対して異なるバルブ・リフトが設定される。摺動カムは、カムシャフトに対してその軸方向に変位した後、カムシャフトに収容されて（受け入れられて）取り付けられ相対的な軸方向の位置に応じて少なくとも１つの係合（ロック）溝に係合する少なくとも１つのバネ付勢式（バネ荷重）係合球体（spring-loaded locking ball、federbeaufschlagte Rastkugel）によって、カムシャフト上のその相対的な軸方向の位置に係合（ロック、固定）される 。

【0004】

摺動カム・システムは、かなりの設置空間を占めることがある。特に、カム・キャリア（支持体）（摺動カム）を変位させるためのアクチュエータの配置は、制限された（狭い）空間的条件の場合は、課題となり得る。典型的には、アクチュエータは、シリンダ・ヘッドまたはシリンダ・ヘッド・カバーに連結されたフレームに取り付けられる。

【0005】

独国特許出願公開第１０２０１１０５０４８４号Ａ１には、幾つかのシリンダ、シリンダ・ヘッドおよびシリンダ・ヘッド・カバーを有する内燃エンジンが開示されている。ガス交換弁を作動させるために、少なくとも１つの回転可能に取り付けられたカムシャフトには、それぞれのカムシャフト上で軸方向に変位可能な少なくとも１つの摺動カムが設けられている。各摺動カムは、少なくとも１つの溝を有する少なくとも１つの摺動ブロック案内部（sliding block guide portion、Kulissenabschnitt）を有する。それぞれの摺動カムの軸方向変位を達成するために、アクチュエータが設けられている。アクチュエータは、シリンダ・ヘッドにまたはシリンダ・ヘッド・カバーに取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】独国特許第１９６１１６４１号

【文献】独国特許出願公開第１０２０１１０５０４８４号

【発明の開示】

【0007】

本発明は、設置空間に関して最適に構造化された摺動カム・システムを有する改良されたまたは代替的な可変動バルブ・トレインを実現することを目的とする。

【0008】

発明の概要
その目的は、独立請求項に記載の可変動バルブ・トレインによって達成される。有利な改良形態が、従属請求項および詳細な説明に記載されている。

【0009】

内燃エンジン用の可変動バルブ・トレインは、カムシャフト、ガス交換弁、およびカム・キャリア（支持体）（摺動カム）を有する。カム・キャリアは、カムシャフト上に固定的に（一体的に）共に回転可能におよび軸方向に変位可能に配置され、第１のカムおよび第２のカムを有する。可変動バルブ・トレインは、カム・キャリアの軸方向の位置に応じて、第１のカムとガス交換弁の間または第２のカムとガス交換弁の間のいずれかに能動的または作動的な連結（接続）を形成する力伝達要素、特にフィンガ・フォロワ（Schlepphebel：カム・フォロワ）またはロッカ・アーム、を有する力伝達装置（Kraftuebertragungsvorrichtung）を有する。可変動バルブ・トレインは、カム・キャリアを軸方向に変位させるための第１のアクチュエータを有し、第１のアクチュエータは、少なくとも部分的に力伝達装置に収容される。

【0010】

第１のアクチュエータは、いずれの場合にも存在する力伝達装置に収容されるので、第１のアクチュエータに追加の設置空間が殆どまたは全く必要ない。さらに、第１のアクチュエータを作動させるための制御装置が力伝達装置に設けられてもよい。

【0011】

特に、第１のカムおよび第２のカムは、互いに隣接して配置されてもよく、および／または異なるカム輪郭を有してもよい。

【0012】

例えば、第１のカムおよび第２のカムの異なるカム輪郭は、燃料消費を低減するのに、熱管理に、またはエンジン・ブレーキを実現するのに、役立ち得る。

【0013】

カム・キャリアおよび第１のアクチュエータは、摺動カム・システムを形成し得ることが、好ましい。

【0014】

特に好ましい実施形態では、力伝達装置はレバー・シャフト、特にロッカ・アーム・シャフトまたはフィンガ・フォロワ・シャフトを有する。第１のアクチュエータは、少なくとも部分的にレバー・シャフトに収容される。

【0015】

特に、ロッカ・アーム・シャフトは、力伝達要素を旋回可能に（ピボット式に）支持してもよい。

【0016】

別の例示的な実施形態では、力伝達装置は、レバー・シャフト・ベアリング・ブロックを有し、第１のアクチュエータは、レバー・シャフト・ベアリング・ブロックに少なくとも部分的に収容される。

【0017】

レバー・シャフト・ベアリング・ブロックは、力伝達要素を旋回可能に取り付ける力伝達装置のレバー・シャフト（軸）を支持し得ることが、好ましい。

【0018】

別の例示的な実施形態では、第１のアクチュエータは、少なくとも部分的に力伝達要素に収容される。

【0019】

一変形例では、第１のアクチュエータは、電磁気的、空気圧的および／または液圧（油圧）的に作動される。代替的にまたは追加的に、第１のアクチュエータを作動させるための制御ラインまたは駆動ライン（例えば、電気的、空気圧的および／または油圧的な制御ライン）が、少なくとも部分的に力伝達装置（例えば、力伝達要素、レバー・シャフトおよび／またはレバー・シャフト・ベアリング・ブロック）に収容される。

【0020】

改良形態では、第１のアクチュエータは、カムシャフトを軸方向に変位させるために、カムシャフトの長手方向軸の周りに好ましくは螺旋状に伸びる第１の係合トラックと係合され得る伸縮可能（伸長可能および引っ込み可能な）なピンを含んでいる。そのピンは、係合トラックと係合したとき、カムシャフトの軸方向に対して静止しており（固定しており、不動であり）、カム・キャリアを軸方向に変位させ得る。

【0021】

そのピンは、カムシャフトの長手方向軸に対して半径方向に伸縮して（引っ込みおよび伸びる）もよいことが、好ましい。

【0022】

別の実施形態の変形例では、第１のアクチュエータは、第１のシリンダと、その第１のシリンダに移動可能に配置された制御ピストンとを有する液圧（油圧）リフト装置を含んでいることが、好ましい。その制御ピストンは、ピンに能動的または作動的に連結され、またはピンと一体的に形成される。従って、ピンは、制御ピストンを介して伸ばされてもよい。

【0023】

一実施形態では、リフト装置は、第１のアクチュエータの第２のシリンダに移動可能に配置される。従って、リフト装置は、特に、アクチュエータのピンを係合トラックから外す（離脱させる）ために、カム・キャリアへ向かう方向とは反対の方向に移動され得る。

【0024】

好ましい実施形態では、突出しランプ部（傾斜部）（push-out ramp、Ausschieberampe）が、第１の係合トラックの一端部に配置され、ピンがそのトラックを離れるとき、リフト装置を第２のシリンダにおいて第１の位置から第２の位置へ、カム・キャリアへ向かう方向とは反対の方向に移動させる。

【0025】

別の実施形態では、第１の弾性要素、特にバネは、リフト装置を第１の位置に向かう方向に付勢する（pretension：予め張力を加える）。従って、リフト装置の第１の位置から第２の位置への移動は、第１の弾性要素のその付勢力（予張力）に抗して行われる。

【0026】

別の例示的な実施形態では、第１のアクチュエータは、さらに、リフト装置の第１の位置において、リフト装置の制御流体チャンバ（空間）に流体的に接続される（連通する）制御流体供給チャネル（流路）をさらに含んでいる。代替的にまたは追加的に、第１のアクチュエータは、リフト装置の第２の位置でリフト装置の制御流体チャンバに流体的に接続される（連通する）制御流体排出チャネル（通路）を含んでいる。従って、制御流体は、リフト装置の位置（設定）に応じて、供給されまたは排出されてもよい。

【0027】

別の実施形態の変形例では、第１のアクチュエータは、カム・キャリアへ向かう方向とは反対の方向に制御ピストンを付勢する第２の弾性要素、特にバネ、を含んでいる。

【0028】

好ましい実施形態の変形例では、可変動バルブ・トレインは、さらに、カム・キャリアを軸方向に変位させるための第２のアクチュエータを含んでいる。第２のアクチュエータは、力伝達装置に、特に、力伝達装置のレバー・シャフト、力伝達装置のレバー・シャフト・ベアリング・ブロック、および／または力伝達装置の力伝達要素に、少なくとも部分的に収容される。従って、第２のアクチュエータで、第１のアクチュエータの場合と同じ設置空間の利点が達成できる。

【0029】

特に、第２のアクチュエータは、第１のアクチュエータと同様に構成されてもよい。

【0030】

第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは、互いに分離していることが、好ましい。しかし、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータが、共通のハウジングにおいて一体型アクチュエータ装置を形成することも、可能である。

【0031】

第１のアクチュエータは、カム・キャリアを第１の軸方向位置から第２の軸方向位置に移動させることができ、第２のアクチュエータは、カム・キャリアを第２の軸方向位置から第１の軸方向位置に移動させることができることが、好ましい。

【0032】

別の実施形態では、可変動バルブ・トレインは、第１のアクチュエータおよび／または第２のアクチュエータ用の制御流体供給装置を含んでいる。制御流体供給装置は、カムシャフトを回転可能に支持するベアリング・ブロックを有する。ベアリング・ブロックは、第１の制御流体供給チャネルと、その第１の制御流体供給チャネルの下流に配置された第２の制御流体供給チャネルとを有する。第１の制御流体供給チャネルと第２の制御流体供給チャネルは、特に別のチャネルを介して、好ましくはカムシャフトの横断チャネルを介して、カムシャフトの回転角度に応じて選択的に流体的接続を生じさせることができるものである。

【0033】

特に、第１の制御流体供給チャネルは、高圧チャンバ（空間）の下流に配置されてもよい。

【0034】

好ましくは、第２の制御流体供給チャネルは、制御流体チャンバの上流に配置されてもよい。

【0035】

本発明は、さらに、ここで開示されるような可変動バルブ・トレインを有する自動車、特にユーティリティ・ビークルまたは商用車（例えば、バスまたはトラック）に関する。

【0036】

本願の別の態様によれば、ここに記載される、第１のアクチュエータおよび／または第２のアクチュエータの構成は、力伝達装置におけるそれの／それらの配置構成に関係なく（とは独立して）、開示される。これは、第１のアクチュエータおよび／または第２のアクチュエータが、力伝達装置の内部に配置されなくてもよいこと、を意味する。第１のアクチュエータおよび／または第２のアクチュエータは、ここで開示されるように構成されてもよい。この態様によれば、本願は、とりわけ、摺動カム・システム用の代替的および／または改良された液圧（油圧）アクチュエータを実現する目的を達成する。

【0037】

上述の本発明の好ましい実施形態および特徴は、任意の形態で互いに組み合わせてもよい。本発明の他の詳細および利点は、図面を参照して以下で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】図１は、可変動バルブ・トレインの斜視図である。

【図2】図２は、可変動バルブ・トレインの断面図である。

【図3】図３は、カムシャフトおよびベアリング・ブロックの概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図面に示された実施形態は、少なくとも部分的に互いに対応するので、同様のまたは同一の部分には同じ参照符号が付されており、その説明において繰り返しを避けるために他の実施形態または図の説明も参照される。

【0040】

図１は可変動バルブ・トレイン（valve train、Ventiltrieb：弁機構、弁駆動装置）１０を示している。可変動バルブ・トレイン１０は、カムシャフト１２、摺動カム・システム１４、力伝達装置１６、第１のガス交換弁１８、および第２のガス交換弁２０を有する。ガス交換弁（通気弁）１８、２０は、吸気弁または排気弁であってもよい。

【0041】

可変動バルブ・トレイン１０は、第１および第２のガス交換弁１８、２０のバルブ制御曲線を適合化させるために使用されてもよい。可変動バルブ・トレイン１０は、内燃エンジン（図示せず）に関連付けて設けられまたは割り当てられる。内燃エンジンは、例えばユーティリティ・ビークル、例えばバスまたはトラック、に使用されるものであってもよい。

【0042】

カムシャフト１２は、オーバヘッド・カムシャフト（ＯＨＣ）として配置される。カムシャフト１２は、ダブル・オーバヘッド・カムシャフト（ＤＯＨＣ）の一部として、または単一オーバヘッド・カムシャフト（ＳＯＨＣ）として設けられてもよい。

【0043】

摺動カム・システム１４は、カム・キャリア２２、第１のアクチュエータ２４、および第２のアクチュエータ２６を有する。

【0044】

カム・キャリア２２は、カムシャフト１２上に互いに固定的に（一体的に）共に回転可能におよび軸方向に移動可能に配置される。カム・キャリア２２は、第１のカム２８、第２のカム３０、第１の係合トラック（摺動ブロック・ガイド）３２、および第２の係合トラック（摺動ブロック・ガイド）３４を有する。

【0045】

第１のカム２８および第２のカム３０は、異なる各バルブ制御曲線を生成するための異なる各カム輪郭を有する。その異なる各カム輪郭は、例えば、燃料消費を低減するのに、熱管理に、またはエンジン・ブレーキを実現するのに、使用することができる。

【0046】

第１のカム２８および第２のカム３０は、カムシャフト１２の長手方向軸に沿って互いにずらして配置されている。詳しくは、第１のカム２８および第２のカム３０は、カム・キャリア２２の中央部において互いに隣接して配置されている。他の実施形態では、追加のカムおよび／または代替的なカム配置構成が設けられてもよい。例えば、各ガス交換弁は、カム・キャリアの少なくとも２つのカムが割り当てられる（関連付けられる）１つのロッカ・アームを有してもよい。また、１つのカム・キャリアが、隣接する２つのシリンダのガス交換弁用の（両）カムを支持することも可能である。

【0047】

第１の係合トラック３２は、カム・キャリア２２の第１の端部領域に設けられる。第２の係合トラック３４は、カム・キャリア２２の反対側の第２の端部領域に設けられる。第１および第２の係合トラック３２、３４は、カム・キャリア２２における凹部（depressions）（溝）として、カムシャフト１２の長手方向軸の周りに螺旋状に伸びる。他の実施形態では、それらの係合トラックのうちの少なくとも１つは、カム・キャリアの軸方向端部領域に配置されなくてもよい。例えば、カム・キャリアの２つのカムの間に係合トラックが配置されてもよい。

【0048】

カム・キャリア２２を軸方向に変位させるために、アクチュエータ２４、２６の、半径方向に移動可能な可動ピン３６、３８が、係合トラック３２、３４に選択的に係合して（を選択的に捕捉して、と選択的に噛み合って）もよい。詳しくは、第１のアクチュエータ２４のピン３６は、カム・キャリア２２を第１の軸方向位置から第２の軸方向位置に移動させるために、第１の係合トラック３２に選択的に係合してもよい。ピン３６は、カムシャフト１２の長手方向軸に対して半径方向に移動させられる。図１において、カム・キャリア２２が第１の軸方向位置で示されている。一方、第２のアクチュエータ２６のピン３８は、第２の係合トラック３４に選択的に係合してもよい。次いで、カム・キャリア２２が、第２の軸方向位置から第１の軸方向位置に移動される。

【0049】

カム・キャリア２２の軸方向変位は、各アクチュエータ２４、２６の伸長ピン３６、３８がカムシャフト１２の軸方向に対して静止している（固定している、不動である）ときに、始動される。その結果、可動カム・キャリア２２は、伸長ピン３６、３８のうちの一方が各係合トラック３２、３４に係合しているときに、係合トラック３２、３４の螺旋形状のために、カムシャフト１２の長手方向に変位する。軸方向変位プロセスの終点において、それぞれのアクチュエータ２４、２６の伸長ピン３６または３８は、伸長方向に対向する突出しランプ部３２Ａ、３４Ａを介してそれぞれの係合トラック３２、３４から外側へ案内され（外れ）、従って後退する（引っ込められる、短縮される）。それぞれのアクチュエータ２４、２６のピン３６、３８は、それぞれの係合トラック３２、３４から外れる。

【0050】

アクチュエータ２４、２６は電磁気的、空気圧的および／または液圧（油圧）的に作動されてもよい。液圧（油圧）作動を伴うアクチュエータ２４、２６の特に好ましい例示的な実施形態は、図２および３を参照して後で説明される。

【0051】

摺動カム・システム１４は、さらに、ロック（固定）装置（図示せず）を有していてもよい。ロック装置は、カム・キャリア２２を第１の軸方向位置および第２の軸方向位置に軸方向に固定するように構成されてもよい。このために、ロック装置は、例えば、弾性的に付勢された（予め張力を加えられた）ブロック体（blocking body）を有していてもよい。ブロック体は、カム・キャリア２２の第１の軸方向位置において、カム・キャリアの第１の凹所に係合し、カム・キャリア２２の第２の軸方向位置において、カム・キャリア２２の第２の凹所に係合する。ロック装置は、例えば、カムシャフト１２に設けられてもよい。

【0052】

力伝達装置１６は、力伝達要素４０、レバー・シャフト４２、および、レバー・シャフト４２を取り付けるための、複数のレバー・シャフト・ベアリング・ブロック４３（図１には１つのレバー・シャフト・ベアリング・ブロックだけが模式的に示されている）を有する。力伝達要素４０はレバー・シャフト４２上に回転可能に配置されている。

【0053】

図示の実施形態では、力伝達要素４０はロッカ・アームとして構成され、従ってレバー・シャフト４２はロッカ・アーム・シャフトとして構成されている。しかし、力伝達要素４０は、例えばフィンガ・フォロワとして構成することも、可能である。

【0054】

力伝達要素４０は、例えば回転可能に取り付けられたローラの形態の、カム・フォロワ４４を有する。カム・フォロワ４４は、カム・キャリア２２の軸方向の位置に応じて、第１のカム２８のまたは第２のカム３０のカム輪郭に沿って追従する。

【0055】

カム・キャリア２２の第１の軸方向位置において、力伝達要素４０は、カム・フォロワ４４を介して第１のカム２８とガス交換弁１８、２０の間に能動的または作動的に連結（接続）される。ガス交換弁１８、２０は、第１のカム２８のカム輪郭によって作動される。この状況は、図１に示されている。カム・キャリア２２の第２の軸方向位置において、力伝達要素４０は、カム・フォロワ４４を介して第２のカム３０とガス交換弁１８、２０の間に能動的または作動的に連結される。ガス交換弁１８、２０は、第２のカム３０のカム輪郭に従って作動される。

【0056】

第１のアクチュエータ２４および第２のアクチュエータ２６は、レバー・シャフト４２に部分的に収容されている（一体化されている）。これは、特に設置空間の最適な使用に関して、特に有利である。その理由は、アクチュエータ２４および２６は、そのように別個の設置空間をほとんどまたは全く必要としないからである。同じ利点を達成するために、第１のアクチュエータ２４および第２のアクチュエータ２６をレバー・シャフト４２のレバー・シャフト・ベアリング・ブロックに一体化することも、可能である。別の例として、力伝達要素４０がそれに対応して大きな寸法を有するように調整される場合、アクチュエータ２４、２６を力伝達要素４０に直接一体化することも、可能である。

【0057】

図２は、第１のアクチュエータ２４の断面を示している。第２のアクチュエータ２６は、第１のアクチュエータ２４と同様に構成してもよい。第１のアクチュエータ２４は、ピン３６、液圧（油圧）リフト装置４６、および第１の弾性要素４８を含んでいる。

【0058】

液圧（油圧）リフト装置４６は、第１のシリンダ５０、制御ピストン５２、第２の弾性要素５４、および排気（換気）チャネル（流路）５６を含んでいる。

【0059】

制御ピストン５２は、第１のシリンダ５０の制御流体チャンバ５８に長手方向に移動可能に配置されている。制御ピストン５２は、ピン３６と一体に構成されている。しかし、例えば、ピンが、リフト装置の制御ピストンに能動的または作動的に連結されることも、可能である。

【0060】

制御流体チャンバ５８は、制御流体チャネル６０を介して制御流体で満たされてもよい。第１の軸方向位置から第２の軸方向位置へのカム・キャリア２２（図１参照）の変位が望まれる場合、制御流体チャンバ５８は、追加的な制御流体で満たされる。詳しくは、制御流体は、供給チャネル６２から制御流体チャネル６０を介して制御流体チャンバ５８へと通る（流れる）。供給チャネル６２は、第１のアクチュエータ２４を作動させるための制御ライン（管）の一部として、少なくとも部分的にレバー・シャフト４２内に収容される。制御流体チャンバ５８内の圧力は、制御流体の供給（送り込み）によって上昇する。制御ピストン５２、従ってピン３６は、図２に示すように、第１の係合トラック３２を捕捉（に係合）するために、第１のシリンダ５０においてカムシャフト２２に向かう方向に移動する。制御ピストン５２は、第２の弾性要素５４の付勢力または予張力（復元力）に抗して移動する。第２の弾性要素５４は、例えば、コイルばねであってもよい。制御流体チャンバ５８から第２の弾性要素５４のリング（環状）チャンバ内に侵入した漏出流体は、排気チャネル５６を介して排出されてもよい。

【0061】

カム・キャリア２２（図１参照）の軸方向の変位の終点において、ピン３６は、突出しランプ部３２Ａに達する。突出しランプ部３２Ａは、ピン３６を制御流体チャンバ５８に向かう方向に押圧する。制御流体チャンバ５８内の高圧によって、ピン３６は、制御ピストン５２と共に制御流体チャンバ５８内に入ることが、防止される。ピン３６および制御ピストン５２は第１のシリンダ５０内に進入しない。その代わりに、リフト装置４６は、全体として、アクチュエータ２４の第２のシリンダ６４内の第１の弾性要素４８の付勢力または予張力（復帰力）に抗して移動（引っ込め、後退）される。

【0062】

第１の弾性要素４８は、例えばコイル・バネであってもよい。第１の弾性要素４８を収容するチャンバは、制御流体を実質的に含まなくてもよい。リフト装置４６が引っ込められると、制御流体チャネル６０と排出チャネル６６の間に流体的接続が形成される。制御流体チャンバ５８内で依然として支配的な増大した圧力は減少する。制御ピストン５２は、第２の弾性要素５４の力によって第１のシリンダ５０内に引き込まれる。ピン３６は、もはや第１の係合トラック３２と接触しない。第１の弾性要素４８の付勢力または予張力は、リフト装置４６を開始位置に押し戻す。

【0063】

図３は、アクチュエータ２４、２６への制御流体の供給が、カムシャフト１２の回転角度に応じてどのように構成され得るかを、模式的に示している。その制御流体の供給によって、例えば、カム２８、３０の基礎的円形領域内のみで、カム２８、３０の間の切り替えが行われる（カム・キャリア２２の軸方向変位が行われる）ことが、保証され得る。

【0064】

制御流体供給装置６８は、ベアリング・ブロック７０およびカムシャフト１２に一体化されている。ベアリング・ブロック７０は、第１の供給チャネル７２および第２の供給チャネル７４を有する。カムシャフト１２は、ベアリング・ブロック７０内に、一片または複数片のベアリング・シェル（胴片、外殻片）７６を介して取り付けられている。ベアリング・シェル７６は、カムシャフト１２とベアリング・ブロック７０の間にリング・セグメント・チャネル７８、８０が形成されるように、各通路を含んでいる。また、カムシャフト１２は横断チャネル８２を有する。横断チャネル８２は、カムシャフト１２の長手方向の軸に垂直に伸び、例えば、通路チャネルとして形成されてもよい。

【0065】

第１の供給チャネル７２は、第２の供給チャネル７４の上流に配置される。第１の供給チャネル７２は、高圧チャンバの下流に配置される。第２の供給チャネル７４は、供給チャネル６２の上流に配置される。カムシャフト１２の回転位置に応じて、各リング・セグメント・チャネル７８、横断チャネル８２およびリング・セグメント・チャネル８０を介して、第１の流体接続部７２と第２の供給チャネル７４の間に流体的接続が形成される。換言すれば、横断チャネル８２は、カムシャフト１２の回転角度に応じて選択的に供給チャネル７２と７４を共に接続する。示された例では、カムシャフト１２が、例えば反時計回りに９０°（１２時から９時に）にわたって回転する場合、供給チャネル７２と７４の間の流体的接続はこの回転期間中において維持される。しかし、カムシャフトの反時計回りの次の９０°の回転（９時から６時）の期間において、供給チャネル７２と７４の間に流体的接続は存在しない。供給チャネル７２および７４は、リング・セグメント・チャネル７８、８０および横断チャネル８２を介して接続されることはない。

【0066】

図３に示されている制御流体供給装置６８の構成は、カムシャフト角度に応じて制御流体の供給がどのように実現できるかを、純粋に模式的に例示することが意図されている。実際の実装は、示されているリング・セグメント・チャネル７８、８０の角度範囲に特に関連して、明らかに、異なっていてもよい。

【0067】

本発明は、上述の好ましい例示的な実施形態に限定されない。むしろ、本発明的な概念を利用し従ってその保護の範囲に入る複数の変形例および派生物が可能である。特に、本発明は、引用される請求項に関係なく、従属請求項の構成および特徴の保護を求めるものでもある。

【符号の説明】

【0068】

１０ 可変動バルブ・トレイン
１２ カムシャフト
１４ 摺動カム・システム
１６ 力伝達装置
１８ 第１のガス交換弁
２０ 第２のガス交換弁
２２ カム・キャリア
２４ 第１のアクチュエータ
２６ 第２のアクチュエータ
２８ 第１のカム
３０ 第２のカム
３２ 第１の係合トラック
３２Ａ 突出しランプ部
３４ 第２の係合トラック
３４Ａ 突出しランプ部
３６ ピン
３８ ピン
４０ 力伝達要素（ロッカ・アーム）
４２ レバー・シャフト
４３ レバー・シャフト・ベアリング・ブロック
４４ カム・フォロワ
４６ リフト装置
４８ 第１の弾性要素
５０ 第１のシリンダ
５２ 制御ピストン
５４ 第２の弾性要素
５６ 排気（換気）チャネル
５８ 制御流体チャンバ
６０ 制御流体チャネル
６２ 供給チャネル
６４ 第２のシリンダ
６６ 排出チャネル
６８ 制御流体供給装置
７０ ベアリング・ブロック
７２ 第１の供給チャネル
７４ 第２の供給チャネル
７６ ベアリング・シェル
７８ 第１のリング・セグメント・チャネル
８０ 第２のリング・セグメント・チャネル
８２ 横断チャネル

【図1】

【図2】

【図3】