CN102061953B - 凸轮轴部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一个用于凸轮轴（5）的凸轮轴部件（9），该凸轮轴可以是一个组装的凸轮轴。凸轮轴部件（9）在这里承担着一个可逆式电动机调节器（1）。在凸轮轴部件（9）内部设置了一个借助于弹力能够承受荷载的压力存储器（20），该压力存储器也可以选择安置在凸轮轴中。

Description

凸轮轴部件
技术领域
本发明涉及一个凸轮轴部件，该部件与可逆式电动机调节器的转子抗扭牢固地连接在一起。
背景技术
从德国专利DE10 05 0225 A1中已经熟悉一种用于凸轮轴的可逆式电动机调节器的电气液压阀门。该阀门被装入阀门外壳中，其中设置了带有工作接头A、B的通道，这些通道导向可逆式电动机调节器的压力室。该电气液压阀门的一个推杆位于一根活塞棒上，该活塞棒与作为单一部件与一个活塞连接在一起。该活塞在这里针对在阀门外壳内部的弹力是可以移动的。
DE10 2004 038 252 A1表明一个带有所谓中央阀门的可逆式电动机调节器。对于一个中央阀门该阀门用于操作可逆式电动机调节器，它被径向安装在转子内部的转子套筒上。
发明内容
本发明的目的在于设计一种凸轮轴部件，创造一个可逆式电动机调节器，在该调节器里设置一个可以节省空间的压力存储器。
凸轮轴部件（9），应用于凸轮轴（5），它与可逆式电动机调节器（1）的转子（6）抗扭牢固地连接在一起，在凸轮轴部件（9）内部借助于弹力安置了一个能够承受荷载的压力存储器（20）。
特别具有优势的方式是根据上述把压力存储器统一到凸轮轴部件中，它承载着转子。该压力存储器也可以有选择的安置到凸轮轴中。
在这个过程中凸轮轴部件和一个螺纹轴颈在本发明优选的结构中用来将转子固定于凸轮轴上。因此凸轮轴部件壁厚可以制作的非常大，由此纵向钻孔可以安置到其中。该纵向钻孔可以把特别是来自压力存储器的的液压液体——特别是机油——导入中央阀门。上述中央阀门可以这样制作，使得液压液体从纵向钻孔通过一个小的横向钻孔被导入阀门活塞中的一个环形槽中，该环形槽通过环形隔片受到限制。这些环形隔片上设置有滑出边棱。如果这些环形隔片具有同样的外径，那么中央阀门的压力就得到平衡。
作为优选的方式在拧紧的力线中不需要横向钻孔，使得可以传递较高的轴向力。
根据以下描述的结构可使带有横向钻孔的凸轮轴部件区域保持没有拉力的存在，其中横向钻孔是针对工作接头A和B的。这里凸轮轴部件区域在拧紧螺母的时候仅仅承受扭曲力的负荷。
作为优选的方式可以设置一个止回阀，这样使得液体——特别是机油——的回转接头上的泄漏损失降低。
附图说明
图1是本发明凸轮轴的传动装置第一实施例的结构示意图。
图2在是本发明凸轮轴的传动装置第二实施例的原理示意图。
图中标记如下：
1.       可逆式电动机凸轮轴调节器
2.       液压部件
3.       阀门
4.       定子
5.       凸轮轴
6.       转子
7.       吻合
8.       内部轴颈
9.       凸轮轴部件
10.  转子支座
11.  螺纹轴颈
12.  螺母
13.  凸缘
14.  转子套筒
15.  突缘
16.  轴承孔
17.  气缸盖部件
18.  环形槽
19.  横向钻孔
20.  压力存储器
21.  纵向钻孔
22.  球体
23.  中央轴
24.  压力室
25.  盲孔
26.  液压活塞
27.  活塞推杆
28.  环
29.  螺旋压力弹簧
30.  隔离板
31.  螺旋压力弹簧
32.  基板
33.  阀门活塞
34.  导向间隙
35.  盲孔
36.  环形槽
37.  环形隔片
38.  环形隔片
39.  滑出棱边
40.  滑出棱边
41.  滑出棱边
42.  滑出棱边
43.  横向钻孔
44.  墙或隔板
45.  空间
46.  横向钻孔
47.  推杆
48.  啮合
49.  机翼
50.  止回阀
51.  可逆式电动机凸轮轴调节器
52.  气缸盖部件
53.  环形槽
54.  电磁控制元件
55.  阀门活塞
56.  螺旋压力弹簧
57.  凸轮轴部件
58.  压力存储器
59.  轴颈
60.  油泵
61.  管道或渠道
62.  钻孔
63.  止回阀。
具体实施方式
下面借助于两种结构形式对该项发明进行更详细的解释。
这里图1在第一实施例中从结构上表示一个凸轮轴的传动装置，图2在第二实施例中从原理图上表示一个凸轮轴的传动装置。
图1表示带有一个可逆式电动机调节器1的一个凸轮轴的传动装置，如同在 DE 100 50 225 A1中已经描绘的这样一个调节器。与DE 100 50 225 A1相反的是，阀门3的液压部件2是作为一个中央阀门来制作的。可逆式电动机调节器1包括一个通过曲轴或者其它凸轮轴的啮合装置48驱动的定子4。对此有一根链条、一根齿轮皮带或者另外一个齿轮咬合抓住该啮合装置48。另外可逆式电动机调节器1包括一个转子6，该转子6相对于定子4设置为可以偏转的。对此转子6的机翼49把定子4的尚未详细描绘的空间划分为对流的压力室。
凸轮轴的传动装置包括一个凸轮轴5，它两侧存放于没有详细描绘的凸轮轴轴承中。该凸轮轴5具有没有详细描绘的凸轮，利用这些凸轮可以操作内燃机的换气阀。该凸轮轴5设计成装配式凸轮轴。凸轮轴5的底座是一根中空管，凸轮通过热压配合或者压紧进入其中。在可逆式电动机侧面末端的吻合装置7被旋转装入空心轴的内腔。空心轴的内腔容纳了凸轮轴部件9的内部轴颈8。
在凸轮轴5的外部凸轮轴部件9是作为转子支座10成型的，它比内部轴颈8具有一个更大的直径。凸轮轴部件9在后端具有一个螺纹轴颈11，该螺纹轴颈的螺纹直径比转子支座10的直径小。在该螺纹轴颈11上旋上了一个螺母12，该螺母使得转子6相对于转子支座10的凸缘13呈抗扭夹紧。为此一个径向地从转子套筒14向内部突出的环形突缘15在螺母12和凸轮轴部件9的凸缘13之间得到夹紧。该凸缘13在转子支座10与螺纹轴颈11之间划分界限。转子套筒14安置于转子支座10的后部区域内。
相比之下，转子支座10的前面区域通过一个汽缸盖部件17的轴承孔16延伸，转子支座10就存放于其中。这里环形槽18被添加到汽缸盖部件17中，机油被一个没有详细描绘的油泵输送到环形槽中，这样使得该环形槽18形成一个压力接头P。在该环形槽18中放入一个带状的止回阀50，它阻止了由于凸轮轴转换力矩机油回流到油泵中去。从该压力接头P处，处于压力下的机油被输送到转子支座10的横向钻孔19中。从穿过的横向钻孔19机油流量在转子支座10中分配到压力存储器20和一个流向阀门3的纵向钻孔21中。该纵向钻孔21被封锁于其指向发动机内部空间的末端，该末端带有一个被压入的球体22。
压力存储器20在凸轮轴部件9的前面区域里与其中央轴23进行了共轴校对对准。压力存储器20的一个压力室24由一个盲孔25构成，它从前部深入到凸轮轴部件9中。在该盲孔25里导入一个液压活塞26可以进行轴向推移。该液压活塞26与一个活塞杆27沿着离开压力室24的方向牢固地连接在一起。该活塞杆27延伸通过环28，该环28在盲孔25的入口区域里被压入到内部轴颈8里。一个螺旋压力弹簧29的末端支撑于环28上，其另外的一端支撑于活塞26上。在活塞杆27和环28之间的径向间隙使得空气或机油可以穿过，因此液压活塞26是可以自由移动的，同时从弹簧空间被排挤出来的流量没有导致较高的流动阻力。由此形成了借助于弹力能够承担荷载的压力存储器20。
在凸轮轴部件9中还设置了一个与压力存储器20呈一条直线的液压部件2。在压力存储器20与液压部件2之间存在一个隔离板30。另外一个螺旋压力弹簧31的一端支撑于该隔离板30上，其另外一端支撑于阀门活塞33的基板32。为此该末端突出进入阀门活塞33的一个导向间隙34直到间隙底部，阀门活塞的基板32位于该底部之中。
阀门活塞33沿轴向被导入一个中央盲孔25中。该盲孔35在螺纹轴颈11的范围内被打开。 在此过程中该盲孔35的入口处构成了第一个油槽排放口T1。
阀门活塞33具有一个较宽的环形槽36，使得环形隔片37、38保持在环形槽36的两侧，它们分别在两侧构成了滑出棱边39、40、41、42。在这里朝向相对的滑出棱边40、41服务于连接管A或B的入流口。相互背离的滑出棱边39、42构成了油槽外流T1或者T2的排放口。
机油可以通过一个横向钻孔43被输送到环形槽36中。该横向钻孔43被安置在转子支座10的侧壁44中，并构成了存储连接管S。横向钻孔43与纵向钻孔21相交。因此存储连接管S通过最前面的横向钻孔19既和压力室24又和压力连接管P连接在一起。
在阀门活塞33和隔离板30之间沿轴向空间45被包围。该空间通过一个横向钻孔46通往第二个油槽外流处T2。该油槽外流处T2沿轴向位于气缸盖部件17和可逆式电动机调节器1之间。另外，第二个油槽外流处T2沿轴向位于存储连接管S和两个工作连接管A或B以及压力连接管P之间。
用虚线表示的电磁线性控制元件的推杆47位于阀门活塞33的外部， 对该控制元件无需多作赘述。
如果推杆47以最大幅度被拉出，那么机油将从环形槽36通过工作连接管A被输送到可逆式电动机调节器1的朝向旋转方向的压力室。 与其相反，来自与旋转方向相反的压力室的机油通过工作连接管B被导向第一个油槽排放口T1。这里转子6与凸轮轴5一起相对于定子4发生沿着一个方向的旋转。
如果推杆47以最大幅度被插入，那么机油将从环形槽36通过工作连接管B被输送到可逆式电动机调节器1的朝向其他旋转方向的压力室。同时，来自与该旋转方向相反的压力室的机油通过工作连接管A被导向第二个油槽排放口T2。这里转子6与凸轮轴5一起相对于定子4发生沿着另外一个方向的旋转。
在此过程中阀门活塞33和盲孔35之间的间隙相对于工作连接管A、B以及滑出棱边39、42之间的轴向间距是这样确定尺寸的：使得在阀门活塞33的中心位置上对朝向两个旋转方向的压力室施加压力，在中心位置上具有轻微重叠的液压压力因此得到控制。
需要说明，在压力存储器20中的液压活塞26并非必须具有一个活塞推杆27。如果液压活塞26的导轨长度足够长，那么环28中的总直径也可以用于一个较大的体积流量。
由于凸轮轴具有一个相当低的转数，不平衡性起到一个次要的作用。不过为了减少不平衡性纵向钻孔和横向钻孔在凸轮轴部件里可以根据规模范围布置，使得不平衡性保持较低。
如果在阀门活塞33的基板32里设置一个开口，那么盲孔35也可以关闭起来，使得在两个旋转方向上针对油箱的卸载只有通过油槽外流T2来实现，这构成了一个唯一的油箱外流通道。在这种情况下推杆突出进入凸轮轴部件9中的一个密封的开口。
液压活塞26也可以直接在凸轮轴5中运动，如果该凸轮轴5是设计成中空管作为底座的图纸形式。
环28也可以直接在凸轮轴5中得到轴向支撑。
带状的止回阀50可以安装到凸轮轴部件9中的一个环形槽里，这样可以阻止在轴承孔16到凸轮轴部件9的交接处出现泄漏。
带状止回阀的一种可选用的结构形式记载在US 7,600,531 B2中。
图2是在一个可以选择的实施例中带有集成止回阀63的凸轮轴部件57的液压原理图。
这里可逆式电动机凸轮轴调节器51是类似于第一实施例而制作的。不过从汽缸盖部件52向环形槽53进行的机油交接处是沿轴向安置在一个电磁控制元件54和可逆式电动机凸轮轴调节器51之间的。凸轮轴部件57因此作为轴颈59超出可逆式电动机凸轮轴调节器51。这里轴颈59被接收到汽缸盖部件52中。来自油泵60的管道61导入钻孔62，该钻孔把机油输送到凸轮轴部件57的环形槽53中。从环形槽53中机油将通过止回阀63一方面被输送到压力存储器58中，另一方面被输送到阀门活塞55中。
类似于第一实施例该阀门活塞55借助于一个螺旋压力弹簧56沿轴向支撑于凸轮轴部件57上。阀门活塞55同样与压力存储器58沿直线校准，如图所示它可以直接安装在凸轮轴部件57中。压力存储器58也可以选择性地安装在凸轮轴中。
在上面描述的结构形式中涉及到本发明典型的结构形式，对于不同实施例所描述的结构特征进行组合同样也是可行的。本发明所属的装置部件其他的、特别是还没有描述的特征可以从图中描绘的装置部件的图形中获取。

Claims (6)

1.凸轮轴部件（9），应用于凸轮轴（5），其特征是，它与可逆式电动机调节器（1）的转子（6）抗扭牢固地连接在一起，在凸轮轴部件（9）内部借助于弹力安装了一个能够承受荷载的压力存储器（20），
其中，阀门（3，55）的液压部件（2）沿轴向安装在转子（6）的内部；
液压部件（2）与压力存储器（20，58）成直线校准安装；
压力存储器（20）具有一个压力室（24），压力存储器（20）受到一个轴向可以移动的液压活塞（26）的限制，液压活塞（26）在其离开压力室（24）的一侧借助于一个螺旋压力弹簧（29）在一个沿轴向的凸轮轴固定部件环（28）上得到支撑；
机油被输送到环形槽（18）中，环形槽设置在汽缸盖部件（17）中，从压力接头（P）处，处于压力下的机油被输送到转子支座的横向钻孔（19）中，从横向钻孔（19）穿过的机油流量在转子支座（10）中分配到压力存储器（20）和一个流向阀门（3）的纵向钻孔（21）中；
横向钻孔（19）穿过压力室（24），油槽外流处（T2）沿轴向位于横向钻孔（19）和工作连接管（A，B）之间。
2.凸轮轴部件（57），应用于凸轮轴（5），其特征是，它与可逆式电动机调节器（51）的转子（6）抗扭牢固地连接在一起，在凸轮轴（5）内部借助于弹力安装了一个能够承受荷载的压力存储器（58），
其中，阀门（3，55）的液压部件（2）沿轴向安装在转子（6）的内部；
液压部件（2）与压力存储器（20，58）成直线校准安装；
压力存储器（20）具有一个压力室（24），压力存储器（20）受到一个轴向可以移动的液压活塞（26）的限制，液压活塞（26）在其离开压力室（24）的一侧借助于一个螺旋压力弹簧（29）在一个沿轴向的凸轮轴固定部件环（28）上得到支撑；
机油被输送到环形槽（18）中，环形槽设置在汽缸盖部件（17）中，从压力接头（P）处，处于压力下的机油被输送到转子支座的横向钻孔（19）中，从横向钻孔（19）穿过的机油流量在转子支座（10）中分配到压力存储器（20）和一个流向阀门（3）的纵向钻孔（21）中；
横向钻孔（19）穿过压力室（24），油槽外流处（T2）沿轴向位于横向钻孔（19）和工作连接管（A，B）之间。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴部件，其特征是，压力存储器（20）通过一个隔板（30）与液压部件（2）分隔开来，螺旋压力弹簧（31）的一端至少是间接支撑于该隔板上，它的另一端支撑于一个阀门活塞（33）上。
4.根据权利要求3所述的凸轮轴部件，其特征是，电磁控制元件支撑于阀门活塞（33）的一侧，而螺旋压力弹簧（31）的另一端支撑于阀门活塞（33）的另外一侧，其中，通过一个来自压力存储器（20）的存储器连接管（S）将液体输送到阀门活塞（33），通过阀门活塞（33）上的两个滑出棱边（40、41）利用电磁控制元件交替地把液体分成工作连接管（A，B）两路，该工作连接管至少从转子（6）的一个机翼（49）的两侧导入相对的压力腔室中。
5.根据权利要求1或2所述的凸轮轴部件，其特征是，凸轮轴部件（9）具有一个内部轴颈（8），该轴颈被压入空心的凸轮轴（5），凸轮轴（5）是装配式的；
凸轮轴部件（9）具有一个螺纹轴颈（11），在该轴颈上拧上一个螺母，该螺母把转子（6）相对于凸轮轴部件（9）的一个凸缘（13）夹紧；
转子（6）通过螺纹轴颈（11）固定于凸轮轴部件（9），从而固定于凸轮轴（5）上。
6.根据权利要求1或2所述的凸轮轴部件，其特征是，液压流中的止回阀（63）设置在油泵（60）和压力存储器（20）之间。
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