JP4199832B2 - 特に多気筒の内燃機関のための吸気管装置で使用される切替ローラ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、特に多気筒の内燃機関のための吸気管装置で使用される切替ローラに関する。
このような切替ローラは例えば米国特許第４９３２３６９号明細書により公知である。この切替ローラは吸気管装置内に配置されている。この場合、吸気管分配装置が設けられていて、この吸気管分配装置からは互いに隣接して位置する複数の個別吸気管が、１つのフランジに通じている。このフランジを介してこの吸気管装置は多気筒内燃機関のシリンダヘッドに固定されている。これらの個別吸気管は１つの縦孔によって交差されている。この縦孔内には切替ローラが設けられており、この切替ローラは、切替により吸気管の長さが変更されるように形成されている。
さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第４３４４５０４号明細書により多気筒内燃機関のための吸気管装置が公知である。この吸気管装置は同様に、縦孔内に配置されている切替ローラを有している。この切替ローラによって付加的な出力通路を接続もしくは遮断することができる。
吸気装置がプラスチックから成っている限りは、製造誤差を適当な部材、例えばプレス嵌めされた金属スリーブによって補償する必要がある。従ってこの製造は極めて手間がかかる。さらにプラスチック構成部分及び組み込まれた金属スリーブの再利用が不可能であるか、相応の手間をかけて組み付けた場合にしか可能ではないという問題が生じる。
本発明の課題は、上記欠点を回避して、高いシール性を有していて、製造誤差を効果的に補償できるような切替ローラを提供することにある。
この課題は、請求項１記載の特徴により解決された。
本発明の主な利点は、切替ローラが、個別吸気管に対応する特別のシールエレメントを有していることにある。この場合、このシールエレメントによっては切替ローラを運動させるトルクは殆ど変えられない。
本発明の特に有利な構成では、シールエレメントが２つのシール条片から形成されており、これらのシール条片は平行に延びていて、これらのシール条片の端部は、半径方向弾性的なリングエレメントに結合されている。これにより、リングエレメントの弾性に基づき切替ローラと縦孔の内壁との間にばね弾性的に当接し、ひいては個別の通路もしくは個別吸気管の各流れ横断面を確実にシールするシール窓が形成される。この場合、シールエレメントは吸気管の流入開口又は流出開口に配置されていてよい。シールエレメントを、最良の効果が得られるところに設けるのが有利である。
本発明の有利な別の構成ではさらに、リングエレメントが、切替ローラの溝内で位置固定されている。リングエレメントはこの場合、クランプのように切替ローラ上にはめ込まれ、ピストンリングシール部材の形式で切り換えローラをシールする。
切替ローラの別の構成では、切替ローラが個別のセグメントから成形されている。この場合これらのセグメントは、一方では高いねじれ剛性が得られ、他方では、製造誤差を補償するために半径方向での僅かな可動性が維持されるように接合されている。
さらに有利には、切替ローラの少なくとも１つの端部に滑り軸受が設けられており、滑り軸受ブシュは弾性的なエレメントを介して、吸気管装置の収容部に固定されている。弾性的なエレメントによって振動が減衰され、これにより製造誤差も補償される。
切替ローラの回転は有利には作動部材によって行われる。作動部材は、電動モータ、負圧容器または任意の液圧的または機械的に駆動可能なエレメントであってよい。作動運動は有利には半径方向可動なかみ合いクラッチによって伝達される。
付加的には作動部材と切替ローラとの緊締もしくは結合はジャーナルとブシュとにより行われる。この場合、ジャーナルとブシュとは、例えばＯリングのような緩衝部材を介在して結合される。切替ローラは、通路又は容積体を接続もしくは遮断しなければならないところではどこでも使用することができる。たとえば対応する分路共鳴器での使用も考えられる。
切替ローラ上でシールエレメントを使用することにより、縦孔を円錐状に構成することができる。このような円錐状の構成により、吸気管装置のより簡単な型抜き性が得られる。
本発明の別の有利な構成の特徴は請求項２以下、並びに実施例の説明及び図面からも明らかである。個々の特徴は、それぞれ単独でも、又は複数の特徴を組み合わせた形でも、本発明の実施例及びその他の分野において実現され、且つ、本発明において保護されるべき有利な構成を表している。
次に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
第１図は、吸気管装置内における切替ローラを示す縦断面図であって、
第２図は、切替ローラの詳細を示す図であって、
第３図は、シールケージを示す斜視図であって、
第４図は、シールケージを示す断面図であって、
第５図は、閉鎖位置にある回転弁を有した吸気管装置を示す部分図であって、
第６図は、開放位置にある回転弁を有した吸気管装置を示す部分図である。
吸気管装置内における切替ローラを示した第１図の平面図は、４気筒内燃機関のための吸気分配装置１１を示している。この吸気分配装置１１からは個別吸気管１２，１３，１４，１５が１つの接続フランジ（図示せず）へと延びている。切替ローラ１０はいわゆる出力通路を開閉する。出力通路はより短い個別吸気管１６，１７，１８，１９から成っていてよく、これらの個別吸気管も前記接続フランジに開口している。切替ローラ１０は開口２０，２１，２２，２３を有している。これらの開口２０，２１，２２，２３の間には支持ウエブ２４，２５，２６，２７が位置している。切替ローラは滑り軸受２８と弾性的な部材とを介して吸気分配装置ケーシング２９に支承されている。反対側では切替ローラがレバーアーム３０を有している。このレバーアーム３０を介して作動部材（図示せず）によって、切替ローラを複数の位置に回転させることができる。
滑り軸受２８はＯリング６０を介して弾性的に吸気分配装置１１の収容部６１に支承されている。これにより長さの製造誤差が補償される。さらにこの弾性的な支承により振動が減衰される。レバーアーム３０にはウエブ６２，６３が設けられている。これらのウエブ６２，６３は溝６４，６５に係合し、これによりかみ合いクラッチを形成する。付加的にレバーアーム３０と切替ローラ１０との間の弾性的な連結がＯリング６６を介して行われている。ばね６７により長さの製造誤差が補償される。
第２図には切替ローラ１０が詳細図で示されている。切替ローラ１０は、吸入空気を貫流させるための開口３１，３２，３３，３４を有している。これらの開口の側方には溝３５〜４２が設けられている。これらの溝にはシールケージ４３，４４，４５，４６が挿入されている。
第３図にはシールケージが斜視図で示されている。シールケージは２つのシール条片５１，５２から成っている。これらのシール条片５１，５２は平行に延びていて、その端部はそれぞれリングエレメント５３，５４に結合されている。
第４図の詳細を示す図からは、シール条片がそれぞれ１つの一体成形された突起を有していることがわかる。これらの突起により、シールケージが切替ローラのアンダカット部に係合してかみ合い、同時にシール作用が補償される。リングエレメント５４はシール条片５１，５２の固定領域の反対側で開かれていて、これにより組み付けの際に切り換えローラ上に拡開させることができ、対応する溝に係合することができる。組み付け状態では、リングエレメント５４の端部部材５５，５６は、それぞれ斜めに面取されていることに基づき互いに内外に係合し、これによりピストンパッキンの形式で閉鎖されたシールリングを形成する。
第５図では、吸気分配装置１１の個別吸気管１２内における切替ローラ１０が閉鎖された状態で示されている。シールケージ４３は流入領域で両シール部材５１，５２を介して流入開口をシールしている。さらにリングエレメント５３が側方のシールを行い、これにより同時に縦孔内における横方向流を防止する。個別吸気管１２を開放するためには切替ローラ１０が約９０°旋回される。シールケージのリングエレメントのばね特性に基づき、リングエレメントと両シール条片とは、切替ローラの全ての位置で縦孔の壁に接触し、ひいてはシール性を保証する。
第６図では、開放位置にある回転弁を有した吸気装置の実施例が示されている。即ちこの場合、付加的に吸入空気が矢印６８で示したように出力通路を介して主吸気通路６９内に流入することができる。回転弁もしくは切替ローラ１０には横方向孔７０，７１，７２，７３が設けられている。これらの横方向孔７０，７１，７２，７３により開放位置にある個々の吸気通路が接続され、これにより内燃機関の個々のシリンダへの空気の供給が改善される。

Claims (5)

1. 多気筒の内燃機関のための吸気管装置の切替ローラであって、前記吸気管装置が吸気分配装置と、互いに隣接するように配置されて１つのフランジで終わっている複数の個別吸気管とを有しており、これらの個別吸気管を開閉するために個別吸気管の縦孔内に前記切替ローラが配置されていて、これらの切替ローラは吸気管長を変更するために複数の個別吸気管を選択的に切り替えており、各個別吸気管（１６，１７，１８，１９）に対応するようにシールエレメント（４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０）が切替ローラ（１０）に配置されている形式のものにおいて、
   前記シールエレメントが少なくとも２つのシール条片（５１，５２）から成っていて、これらのシール条片（５１，５２）が前記切替ローラ（１０）の軸方向で平行に延びていて、これらのシール条片（５１，５２）の端部は、半径方向弾性的なリングエレメント（５３，５４）に結合されており、シール条片（５１，５２）が、個別吸気管（１６，１７，１８，１９）の、切替ローラ（１０）を収容する縦孔への流入開口または流出開口にばね弾性的に当接し、切替ローラが個別のセグメントから成っていて、これらのセグメントはねじれ剛性的で、半径方向で可動に互いに連結されていることを特徴とする切替ローラ。
2. リングエレメント（５３，５４）が、切替ローラ（１０）の溝（３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２）内で位置固定されている、請求項１記載の切替ローラ。
3. 少なくとも１つの端部に滑り軸受（２８）が設けられており、滑り軸受ブシュは弾性的なエレメントを介して、吸気管装置の収容部に固定されている、請求項１又は２記載の切替ローラ。
4. 切替ローラ（１０）を回転させるための作動部材が設けられており、作動運動がかみ合いクラッチを介して切替ローラ（１０）に伝えられる、請求項１から３までのいずれか１項記載の切替ローラ。
5. ジャーナル軸受が設けられており、このジャーナル軸受は、ジャーナルとブシュとの間に弾性的なエレメントを有している、請求項４記載の切替ローラ。

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