CN103930655B - 凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

提出了一种凸轮轴调节器(1)，其具有多个布置在同中心于凸轮轴调节器(1)的转动轴线(7)的不同节圆上的锁止机构(5)。

Description

凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴调节器。
背景技术
凸轮轴调节器在内燃机中用于改变燃烧室阀门的控制时间，以便能够在最大的提早位置与最大的延迟位置之间限定的角范围中可变地设计曲轴与凸轮轴之间的相位关系。控制时间对实际负荷和转速的匹配降低了消耗和排放。为了该目的，凸轮轴调节器集成到传动系中，转矩经由该传动系从曲轴传递到凸轮轴。该传动系例如可以构造成皮带传动装置、链条传动装置或齿轮传动装置。
在液压凸轮轴调节器的情形中，从动元件和驱动元件构造一对或多对相互作用的、能以液压介质来加载的压力腔。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过各个压力腔的填充和排空来产生驱动元件与从动元件之间的相对运动。旋转地作用到驱动元件与从动元件之间的弹簧将驱动元件在有利的方向上向着从动元件挤压。该有利的方向可以相对于扭转方向同向或反向。
液压凸轮轴调节器的结构类型是叶片调节器。叶片调节器具有定子、转子和带有外齿部的驱动轮。转子大多能与凸轮轴抗相对转动地连接地构造成从动元件。驱动元件包含定子和驱动轮。定子和驱动轮抗相对转动地彼此连接或对此备选地彼此一件式地构造。转子同轴于定子且布置在定子内。转子和定子连同它们的径向延伸的叶片形成了相反作用的油腔，所述油腔能通过油压来加载并使定子与转子之间的相对转动成为可能。叶片要么与转子或定子一件式地构造要么作为“插塞的叶片”布置到转子的或定子的为此而设置的凹槽中。此外，叶片调节器具有多种密封盖。定子和密封盖经由多个螺栓连接件彼此固定。
液压凸轮轴调节器的另一结构类型是轴向活塞调节器。在此，滑移元件经由油压轴向滑移，该滑移元件经由斜齿部产生驱动元件与从动元件之间的相对转动。
DE 102 53 496 A1指出了一种带有两个锁止机构的凸轮轴调节器。该凸轮轴调节器嵌接到其相应的凹槽中并共同限定凸轮轴调节器的调节范围内的中部位置。
发明内容
本发明的目的是，说明一种具有节省空间的锁止装置的布置方案的凸轮轴调节器。
根据本发明，该目的通过这样的凸轮轴调节器来实现，该凸轮轴调节器带有：
-驱动元件和从动元件，
-其中，所述驱动元件和所述从动元件具有多个叶片，
-其中，驱动元件的和从动元件的叶片隔开相反作用的工作腔，
-其中，所述工作腔能以液压介质来压力加载，以便实现所述驱动元件与所述从动元件之间的相对扭转，
-其中，设置有多个锁止机构，它们能够阻止或许可驱动元件与从动元件之间的相对扭转，
-其中，每个锁止机构具有锁止轴线，在该锁止轴线的方向上锁止或解锁该锁止机构，
其特征在于，
所述锁止机构的锁止轴线相对于所述凸轮轴调节器的转动轴线具有彼此不同的间距，
其中，所述锁止机构各具有锁止销和锁止弹簧，在锁止状态中，所述锁止销被容纳在与每个锁止销相对置的锁止滑槽中。
由此避免如下，即，锁止机构的锁止滑槽的供给通道在驱动元件相对于从动元件相对转动的情形中与另一锁止机构的另外的锁止滑槽的另外的供给通道重叠。由此实现如下，即，能够为不同的锁止机构配属不同的压力水平并且在凸轮轴调节器的运行中还实现了可靠的一对一的配属。这对于统一锁止机构或者其组件尤其是锁止弹簧和锁止销而言是有利的。通过以相应的锁止轴线到凸轮轴调节器的转动轴线的彼此不同的间距来布置锁止机构而使这些锁止机构能够径向相叠地布置。
锁止机构布置在驱动元件的和从动元件的容纳部中或者布置在与其中一个所述构件抗相对转动地固定的构件上，尤其是布置在侧盖上。容纳部构造成通孔尤其是钻孔或者构造成盲孔尤其是盲钻孔。
根据本发明如此地来理解不同间距，即，在相应的锁止轴线到凸轮轴调节器的转动轴线之间的直接间距和另一锁止轴线到凸轮轴调节器的转动轴线的直接间距是不同长短的。如果直接间距不可确定，例如当锁止轴线与转动轴线相交时，那么该间距投影到锁止机构的截平面中。为此，截平面尽可能垂直于凸轮轴调节器的转动轴线地构成，其中，为了确定到转动轴线的间距而观察那些限定锁止机构从解锁状态过渡到锁止状态的点。
在本发明的设计方案中，锁止轴线平行于凸轮轴调节器的转动轴线地布置。有利地，用于制造用于锁止机构的锁止销、锁止弹簧等的容纳部的耗费在此较少。锁止轴线的平行定向在功能方面是优选的，因为在锁止状态中避免了在锁止轴线方向上的会引起解锁失控的力。
锁止轴线可以备选地相对凸轮轴调节器的转动轴线弯曲地布置。该较复杂的布置方案可以有利地更好地利用现有的结构空间。
在本发明的构造方案中，锁止机构旋转对称地构造。这种带有其构件尤其是锁止销和锁止弹簧的锁止机构能够成本低廉地制造并能够在锁止机构的容纳部中绕其自身的轴线(锁止轴线)转动，以便将在锁止中产生的磨损分布到锁止销的圆周上。因此提高了锁止机构的寿命和可靠性。
在有利的设计方案中，锁止机构相应地具有锁止销和锁止弹簧。所减少的零件多样性和提高的件数降低了各个构件的成本。备选地，可以设置一个锁止弹簧来用于多个锁止销。锁止弹簧可以是片簧、螺旋弹簧、压簧、碟形弹簧或其它弹性元件。能够在锁止状态中容纳锁止销的锁止滑槽与每个锁止销相对置。在不存在液压介质压力的情形中，锁止弹簧将锁止销挤压到该锁止滑槽中。为此，锁止弹簧能够以其与锁止销相对置的端部支撑在用于锁止机构自身的容纳部处或支撑在单独的构件处尤其是支撑在锁止卡头处。如果液压介质压力作用于锁止销，则锁止弹簧张紧，锁止销离开锁止滑槽并过渡到解锁状态。
在优选的设计方案中，锁止机构在其锁止状态中限定了驱动元件相对于从动元件的相对角位置，其中，那些隔开相反作用的工作腔对的叶片彼此间隔。有利地，另一锁止机构可以限定另一与该相对角位置不同的相对角位置，例如最大的“提早”或最大的“延迟”。在这些极限位置中，两个叶片彼此几乎接触。在工作腔中不存在液压介质压力的情形中，尤其是在马达启动的情形中，在极限位置的锁止将驱动元件相对于从动元件固定。理想地，在其中隔开相反作用的工作腔对的那些叶片彼此间隔的相对角位置近似是凸轮轴调节器的调节范围的中部。
在另一优选的设计方案中，多个锁止机构在其锁止状态中限定了驱动元件相对于从动元件的相对角位置，其中，那些隔开相反作用的工作腔对的叶片彼此间隔。优选地，这些相对角位置近似是凸轮轴调节器的调节范围的中部。多个锁止机构提高了在该角位置的锁止的可靠性。如果一个锁止机构不能锁入其相应的锁止滑槽中，那么这可以通过另外的锁止机构到其相应的锁止滑槽中来进行。各锁止滑槽可构造成钻孔或构造成凹槽。经由锁止滑槽将在压力作用下的液压介质添加给锁止机构，从而可以进行解锁。
在本发明的构造方案中，属于锁止机构的锁止滑槽在凸轮轴调节器的单独的构件处构造。各锁止滑槽构造成材料留空部、钻孔或凹槽，优选构造成在其深度上呈阶梯状的凹槽。液压介质通道延伸至锁止滑槽，借助该液压介质通道能够将液压介质供应给锁止滑槽。在不同构件处的构造是有利的，以便将液压介质供应更有针对性地保持彼此分开并提高在液压介质通道之间的密封长度。单独的构件可以理想地彼此相似，例如凸轮轴调节器的两个侧盖。
在本发明的另一构造方案中，属于锁止机构的锁止滑槽在凸轮轴调节器的同一构件处构造。各锁止滑槽构造成材料留空部、钻孔或凹槽，优选构造成在其深度上呈阶梯状的凹槽。液压介质通道延伸至锁止滑槽，借助该液压介质通道能够将液压介质供应给锁止滑槽。在同一构件处的构造降低了制造耗费且更高效地利用了现有的结构空间。因此，优选将多个功能集成到一个构件中。
在本发明的另一优选的构造方案中，构件是凸轮轴调节器的驱动元件或侧盖，在所述驱动元件或侧盖处构造有属于锁止机构的锁止滑槽。为此，锁止机构布置在从动元件处。
在有利的设计方案中，锁止机构布置在叶片之内而另一锁止机构布置在叶片之外，优选布置在从动元件的轮毂的区域中。用于放置其它锁止机构的其它可行方案例如是驱动元件、侧盖、凸轮轴等。这样的布置不仅使彼此不同地构造锁止机构的节圆成为可能，而且优选地使彼此的角位置在凸轮轴调节器的调节方向上彼此不同地布置成为可能。该布置提高了锁止机构之间的密封长度且有效地利用了现有的结构空间。如下是进一步有利的，即，仅一个叶片须具有用于锁止机构的结构空间，剩余的叶片可以非常薄地设计，这提高了凸轮轴调节器的调节范围。
通过多个锁止机构的根据本发明的布置而实现了在用于触发锁止机构的供给通道的布置方面的提高的结构空间效率。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例。其中：
图1以纵截面示出了一种根据本发明的凸轮轴调节器，
图2示出了根据图1的凸轮轴调节器的侧盖，且
图3示出了根据图1的凸轮轴调节器的从动元件。
具体实施方式
图1以纵截面示出了一种根据本发明的凸轮轴调节器1。凸轮轴调节器1包含驱动元件2、从动元件3、侧盖11和驱动轮12，它们均具有凸轮轴调节器1的同一转动轴线7。驱动元件2与驱动轮12和侧盖11抗相对转动地连接。驱动轮在其外直径处具有能够与牵引设施进行嵌接的齿部。从动元件3相对于驱动元件2能在某一角度范围内扭转地布置。由现有技术公知：从动元件3和驱动元件2具有多个分布在圆周处的隔开相反作用的工作腔A和B的叶片4，工作腔A和B又能以液压介质来填充且能被排空，从而可以进行从动元件3相对于驱动元件2的相对转动。
从动元件3具有轮毂16，叶片4从轮毂16沿径向方向延伸。在该轮毂16内布置有锁止容纳部15，该锁止容纳部具有锁止机构5。锁止机构5包括锁止销8、锁止弹簧9和锁止卡头14。锁止容纳部15构造成通孔。锁止弹簧9承受预紧力且将锁止销8和锁止卡头14沿着锁止轴线6彼此压开。锁止销8嵌接到为此设置的锁止滑槽10中。锁止卡头14支撑在驱动轮12的端侧。锁止机构5旋转对称地构造，由此锁止轴线6与锁止机构的对称轴线相同。在非旋转对称的锁止机构5中，锁止轴线6为如下轴线，即，为了使锁止销8嵌接到其锁止滑槽10中而沿着该轴线的方向挤压或移动。
在从动元件3的叶片4内设置有另一锁止容纳部15，其中容纳有另一锁止机构5。所述另一锁止机构5与前面提及的轮毂16中的锁止机构5结构相同。布置在叶片4中的锁止机构5的锁止滑槽10具有用于以液压介质填充该锁止滑槽10的液压介质通道13，由此其锁止销8从锁止滑槽10中沿着其锁止轴线6在其锁止卡头14的方向上且逆着锁止弹簧9的弹簧力向外移动。由此，解锁该锁止机构5。以相同的方式如之后在图3中示出的那样来解锁布置在轮毂16中的锁止机构5。
根据本发明，两个锁止机构5以彼此不同的间距X、Y与凸轮轴调节器的转动轴线7间隔。通过锁止机构5和其锁止轴线6相对于转动轴线7的平行布置以及锁止机构5的旋转对称，在锁止轴线6上的每个点均构成相对于转动轴线的近似恒定的间距X、Y。在通常的情况中，观察那些表征锁止机构5从解锁状态过渡到锁止状态的点。在图1中，这特别地是相应的锁止轴线6与其锁止滑槽10在侧盖11的面对从动元件3的端侧处的横截面的交点。
图2示出了根据图1的凸轮轴调节器1的所属的侧盖11。侧盖11构造成带有中心开口的圆形的盘片。开口以及从动元件3的轮毂16可以由中心阀或中心螺栓穿过。此外，侧盖11具有多种与驱动元件2固定的可行方案，此处以用于固定螺栓的钻孔17的形式。可良好地辨认出两个锁止滑槽10，它们的中心布置在带有间距X、Y的不同的节圆上。其中一个锁止滑槽10具有已在图1中描述的液压介质通道13，该液压介质通道延伸直至相邻的工作腔A或B中。利用来自该工作腔A或B的液压介质压力，液压介质经由液压介质通道13传输给锁止滑槽10且可以解锁布置在叶片4中的锁止机构5。
图3示出了根据图1的凸轮轴调节器1的所属的从动元件3。从动元件3具有四个叶片4。轮毂16具有开口。锁止机构5以较小的间距Y布置在轮毂16的区域中。锁止机构5以较大的间距X布置在其中一个叶片4中。叶片4隔开相反作用的工作腔A、B，所述工作腔在空间上的界定通过驱动元件2、侧盖11和驱动轮12来完成。靠近轮毂的锁止机构5具有延伸至工作腔B的液压介质通道13。如果该工作腔B以液压介质填充，则液压介质通道13将液压介质传输给靠近轮毂的锁止机构5的锁止滑槽10，由此解锁该锁止机构。
附图标记
1)凸轮轴调节器
2)驱动元件
3)从动元件
4)叶片
5)锁止机构
6)锁止轴线
7)转动轴线
8)锁止销
9)锁止弹簧
10)锁止滑槽
11)侧盖
12)驱动轮
13)液压介质通道
14)锁止卡头
15)锁止容纳部
16)轮毂
17)钻孔
A)工作腔
B)工作腔
X)间距
Y)间距

Claims (9)

1.一种凸轮轴调节器(1)，所述凸轮轴调节器(1)带有：
-驱动元件(2)和从动元件(3)，
-其中，所述驱动元件(2)和所述从动元件(3)具有多个叶片(4)，
-其中，驱动元件(2)的和从动元件(3)的叶片(4)隔开相反作用的工作腔(A、B)，
-其中，所述工作腔(A、B)能以液压介质来压力加载，以便实现所述驱动元件(2)与所述从动元件(3)之间的相对扭转，
-其中，设置有多个锁止机构(5)，它们能够阻止或许可驱动元件(2)与从动元件(3)之间的相对扭转，
-其中，每个锁止机构(5)具有锁止轴线(6)，在该锁止轴线的方向上锁止或解锁该锁止机构，
其特征在于，
所述锁止机构(5)的锁止轴线(6)相对于所述凸轮轴调节器(1)的转动轴线(7)具有彼此不同的间距(x、y)，
其中，所述锁止机构(5)各具有锁止销(8)和锁止弹簧(9)，在锁止状态中，所述锁止销被容纳在与每个锁止销相对置的锁止滑槽中。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述锁止轴线(6)平行于所述凸轮轴调节器(1)的转动轴线(7)布置。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述锁止机构(5)是旋转对称的。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，锁止机构(5)在其锁止状态中限定了所述驱动元件(2)相对于所述从动元件(3)的相对角位置，其中，那些隔开其中一个所述工作腔(A、B)的叶片(4)彼此间隔。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，多个锁止机构(5)在其锁止状态中共同地限定了所述驱动元件(2)相对于所述从动元件(3)的相对角位置，其中，那些隔开其中一个所述工作腔(A、B)的叶片(4)彼此间隔。
6.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，属于所述锁止机构(5)的锁止滑槽(10)在所述凸轮轴调节器(1)的不同构件处构造。
7.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，属于所述锁止机构(5)的锁止滑槽(10)在所述凸轮轴调节器(1)的同一构件处构造。
8.根据权利要求7所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述构件是所述凸轮轴调节器(1)的驱动元件(2)或侧盖(11)。
9.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，锁止机构(5)布置在叶片(4)之内且另一锁止机构(5)布置在叶片(4)之外。
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