CN104350243A - 凸轮轴调节装置 - Google Patents

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CN104350243A CN201380031142.8A CN201380031142A CN104350243A CN 104350243 A CN104350243 A CN 104350243A CN 201380031142 A CN201380031142 A CN 201380031142A CN 104350243 A CN104350243 A CN 104350243A
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Abstract

本发明涉及一种凸轮轴调节装置(2)，其包括抗相对转动地与凸轮轴(4)连接的从动元件(8)和布置在该从动元件(8)的中央容纳部(10)中的控制阀(15)，该控制阀轴向地延伸到凸轮轴(4)的中央钻孔(14)中，其中，在控制阀(15)上至少构造有第一工作接口和与该第一工作接口轴向间隔的第二工作接口(24)。在此，控制阀(15)如下地轴向布置，即，第一工作接口(22)轴向地定位在凸轮轴(4)中。

Description

凸轮轴调节装置
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴调节装置，其包括抗相对转动地与凸轮轴连接的从动元件和布置在该从动元件的中央容纳部中的控制阀，该控制阀轴向地延伸到凸轮轴的中央钻孔中，其中，在控制阀上至少构造有第一工作接口和与该第一工作接口轴向间隔的第二工作接口。
背景技术
在机动车的内燃机中，为了操纵换气阀通常使用凸轮轴，凸轮轴与曲轴处于驱动连接。在此证实有利的是，在内燃机运行期间可以对换气阀的打开时间和关闭时间施加影响。通过例如根据当前的转速来调整打开时间点和关闭时间点，可以尤其降低燃油消耗量，正面地影响排放特性以及提高发动机效率。
换气阀控制时间的变化性通常通过凸轮轴相对曲轴的相位的相对改变而实现。为此，通常将所谓的凸轮轴调节器集成到传动系中，扭矩通过传动系从曲轴传递到凸轮轴上。现代的凸轮轴调节器的支座例如处在凸轮轴驱动侧的端部或凸轮轴的延长部分、中间轴、不旋转的构件或曲轴上。凸轮调节器通常具有：被曲轴驱动的、相对该曲轴保持固定相位关系的驱动轮；与凸轮轴处于驱动连接的从动元件；和将扭矩从驱动轮传递到从动元件上的尤其是液压式的调整设备。
在此，凸轮轴调节器如下地构造，即，在运行期间可以可靠地保持曲轴与凸轮轴之间的相位以及在需要时可以使凸轮轴在一定角范围内相对曲轴扭转。为此，能液压调节的凸轮轴调节器基本上构造成具有至少两个互相作用的压力腔。通过有针对性地将压力腔与压力介质泵或与压力介质箱连接起来，可以调整或保持凸轮轴相对曲轴的相位。
在此，向压力腔输送压力介质以及从压力腔中导出压力介质，通常借助大多形式为多路滑阀(Mehr-Wege-Schieberventil)的控制阀来控制。该控制阀通常包括控制套筒和能轴向移动地容纳在控制套筒中的控制活塞作为主要的部件，控制活塞被执行器(典型的是电磁铁)操纵。此外，控制阀尤其具有压力介质接口、流出接口以及工作接口，通过它们可以将压力介质引导到压力腔中或者从压力腔中导出。
根据控制活塞的位置例如将其中一个压力腔通过其中一个工作接口与输送接口连接起来并用压力介质填充。同时，对向的压力腔通过配属于它们的工作接口与在控制阀上的流出接口连通并在此被清空。
在通常的构造方式中，这种控制阀例如设计成所谓的中央阀，其插入到凸轮轴调节器的设计成中央钻孔的中央容纳部中并且与凸轮轴拧紧。
本文开头所述类型的凸轮轴调节装置例如在DE 10 2005 052 481A1中公开。在此，构造成凸轮轴调节器的调整设备主要包括驱动轮、定子和与之同中心地布置的从动元件。从动元件由轮毂构成，在轮毂的外周上构造有五个叶片，这些叶片径向向外地延伸并且和定子一起形成压力腔。从动元件尤其借助中央螺栓抗相对转动地与凸轮轴连接。
控制阀定位在中央螺栓的内部，该控制阀和中央螺栓一起布置在从动元件的用作中央容纳部的钻孔中。在此，中央螺栓和控制阀轴向地延伸到凸轮轴的构造成容纳部的中央钻孔中，其中，中央螺栓的配设有外螺纹的部分与中央钻孔中的内螺纹拧紧。控制阀配设有两个工作接口，它们构造成中央螺栓的圆柱形周面中的径向孔并且轴向地布置在从动元件中。因为中央螺栓连同控制阀轴向地延伸超出从动元件，所以凸轮轴调节装置要求一定的轴向结构空间。工作接口与环形通道连通，所述环形通道构造在从动元件的中央容纳部上并且又通过压力介质管路与压力腔连通。
发明内容
本发明的任务在于，说明一种凸轮轴调节装置，其在所需的轴向结构空间方面得到改善。
按照本发明，该任务通过一种凸轮轴调节装置解决，其包括抗相对转动地与凸轮轴连接的从动元件以及布置在该从动元件的中央容纳部中的控制阀，该控制阀轴向地延伸到凸轮轴的中央钻孔中，其中，在控制阀上至少构造有第一工作接口和与该第一工作接口轴向间隔的第二工作接口。在此，控制阀如下地轴向布置，即，第一工作接口轴向地定位在凸轮轴中。
在此，本发明基于如下认识，由于成本和空间原因也以如下方式设计和布置尤其是在机动车领域中的构件和组件，即，使这些构件和组件需要尽可能小的结构空间。在此，用于实现较小尺寸所需的改变尤其是应该能在批量制造的情况下尽可能简单且低成本地实现。本发明在另一方面以如下的考虑为出发点，即，在此，控制阀的结构和设计出于成本原因应该基本上尽可能地不被改变。
因此本发明规定，为了凸轮轴调节装置的轴向结构空间的减小而将控制阀尤其是轴向地以如下方式进一步向内地朝着凸轮轴的方向推移，使得第一工作接口轴向地定位在凸轮轴中。由此可以以简单的方式减小凸轮轴调节装置的轴向结构空间。
凸轮轴并且尤其是从动元件具有共同的旋转轴线。从动元件例如是转子或凸轮轴调节器的轮毂。
两个工作接口尤其是控制阀中彼此轴向间隔的径向钻孔。在此，第一工作接口相对第二工作接口在轴向上进一步向内地布置。
工作接口分别通入到环形通道中，环形通道构造在从动元件的中央容纳部上或者说构造在凸轮轴的中央钻孔上。在此，第一工作接口与第一环形槽一起形成第一流体通道，并且第二工作接口与第二环形槽一起形成第二流体通道。
按本发明的设计方案具有的优点是，凸轮轴调节装置因此在所需的轴向结构空间方面得到改善。由于控制阀轴向地布置而使第一工作接口轴向地定位在凸轮轴中，所以减小了凸轮轴调节装置的轴向尺寸。
在有利的实施方式中，凸轮轴在第一工作接口的区域中具有第一环形槽。因此第一工作接口直接通入到第一环形槽中。第一环形槽尤其是在朝向从动元件的端侧上被引入到凸轮轴的中央钻孔中。在此，尤其是涉及一种在端侧的、圆环形的凹部，从而凸轮轴的中央钻孔的直径在第一凹部的区域中变大。第一环形槽至少以如下方式轴向地延伸，即，第一工作接口至少部分地通过第一环形槽敞开。
控制阀以第一工作接口轴向地布置在凸轮轴中的方式的轴向布置在本发明的范围内原则上可以如下地实现，即，控制阀在轴向上被进一步推移到从动元件的中央容纳部中并且因此也被进一步推移到凸轮轴的相应的中央钻孔中，由此尤其是可以减小从动元件的轴向延伸。
在有利的实施方式中，控制阀布置在中央螺栓内部，其中，在中央螺栓的径向靠外的周面上成形有径向向外延伸的凸缘，并且其中，该凸缘布置在从动元件的端侧的凹部内部且轴向地贴靠从动元件。中央螺栓在控制阀的工作接口的区域中具有径向钻孔，所述径向钻孔和环形通道一起相应地形成流体通道。第一凹部是居中地布置在从动元件的背离凸轮轴的端侧上的尤其是圆环形的凹部。通过从动元件的能简单地制造的凹部，中央螺栓以及因此控制阀也可以以简单的方式如下地在轴向上进一步向内地定位，即，控制阀的第一工作接口布置在凸轮轴内部。
有利的是，从动元件具有多个从径向外部朝着径向内部倾斜于凸轮轴延伸的第一钻孔，用以将第一工作接口与压力腔连接起来。这些倾斜地延伸的第一钻孔以简单的方式建立位于凸轮轴内部的第一工作接口到相应压力腔的连结，而无须为此设置额外的专门的高耗费地制造的构件或改变控制阀的设计方案。
有利的是，第一钻孔在朝向凸轮轴的端侧上分别通入到轴向联接孔中，该轴向联接孔在流动技术上与第一环形槽连接。通过轴向联接孔尤其是以如下方式去除在从动元件的轴向端面和内部周面之间的限界棱边，即，在第一钻孔的区域中构造有倒棱。这个轴向联接孔尤其有利于压力介质流通。
适宜的是，控制阀具有用于驱控闭锁设备的控制接口，其中，从动元件具有多个从径向内部朝着径向外部倾斜于凸轮轴延伸的第二钻孔，用以将控制接口与闭锁设备连接起来。闭锁设备尤其可以用于在特定的运行阶段期间将从动元件与驱动元件抗相对转动地联结，以便防止例如导致噪音排放和磨损加大的不受控制的振动。这种联结可以通过对闭锁设备进行的压力介质加载而被取消。
针对控制阀在此被布置在中央螺栓内部的情况，从动元件优选具有倒棱，该倒棱布置在从动元件的径向靠内的周面和从动元件的通过凹部产生的径向延伸的端面之间。通过该倒棱，在中央螺栓的径向靠外的周面和其径向的凸缘以及从动元件之间形成通道，该通道与第二钻孔和控制接口连通。此外优选的是，沿着在中央螺栓的径向凸缘的朝向凸轮轴的面和中央螺栓的径向外周面之间的分界线环绕地构造有凹入的材料凹部。该材料凹部与控制接口、倒棱以及每一个第二钻孔一起形成用于压力介质的通道。
附图说明
下面借助附图详细阐释本发明的实施例。其中：
图1以横截面示出了凸轮轴调节装置；
图2示出按图1的凸轮轴调节装置的从动元件；
图3以横截面示出了在备选的实施方式中的凸轮轴调节装置；以及
图4示出按图3的凸轮轴调节装置的从动元件。
具体实施方式
在图1中以横截面图示出凸轮轴调节装置2。凸轮轴调节装置2包括未进一步示出的内燃机的端侧地安装在凸轮轴4的自由端部上的液压凸轮轴调节器6。能转动地受支承的凸轮轴4配设有用于操纵内燃机的换气阀的凸轮(未示出)。在此，凸轮轴调节器6用于调节未示出的曲轴和凸轮轴4之间的相对的转动角位置。
凸轮轴调节器6包括构造为转子的从动元件8。在从动元件8的中央容纳部10中布置有中央螺栓12。在此，从动元件8通过拧入到凸轮轴4的中央钻孔14中的中央螺栓12抗相对转动地紧固在凸轮轴4的端侧上。
在中央螺栓12的内部布置有用于控制凸轮轴调节器6的压力介质流动的控制阀15，其中，可以用液压系统的压力介质输入管路P中的压力介质(例如油)来加载控制阀14。控制阀15主要包括由合成材料制成的包覆16，在包覆内部布置有空心圆柱形的控制套筒18。在控制套筒中以能轴向移动的方式插入有构造为空心圆柱体的控制活塞20。此外，控制阀15还具有第一工作接口22和第二工作接口24，它们与凸轮轴调节器6的对向的压力腔连通式地连接。
控制阀15以如下方式轴向地布置，即，第一工作接口22轴向定位在凸轮轴4中。为此，从动元件8具有在端侧的凹部26，其中，成形在中央螺栓12的径向靠外的周面上的、径向向外延伸的凸缘28轴向地贴靠从动元件8。通过从动元件8的能简单地制造的凹部26，中央螺栓12进而控制阀15可以以简单的方式如下地在轴向上进一步向内地定位，即，控制阀15的第一工作接口22轴向地布置在凸轮轴4中。由此，以简单的方式减小凸轮轴调节装置2的轴向尺寸进而减小轴向结构空间。
在凸轮轴4的径向靠内的周面上引入第一环形槽30并且在从动元件8的径向靠内的周面上引入第二环形槽32。第一环形槽30是在端侧的圆环形的凹部，从而凸轮轴4的中央钻孔14的直径在这个凹部的区域中变大并且第一环形槽30轴向地朝着从动元件8的方向敞开。两个环形槽30、32分别轴向地如下布置，即，工作接口22、24分别通过中央螺栓12中的径向钻孔通入到这些环形槽30、32中。
从动元件8具有多个从径向外部朝着径向内部倾斜于凸轮轴4延伸的第一钻孔38作为用于进一步将第一工作接口22与相应的压力腔33连接起来的压力介质管路，用以将第一工作接口22与压力腔33连接起来。这些倾斜地延伸的第一钻孔38以简单的方式建立了位于凸轮轴4内部的第一工作接口22到相应的工作腔33的连结，而无须为此设置额外的专门的高耗费地制造的构件或改变控制阀15的设计方案。
第一钻孔38在朝向凸轮轴4的端侧上分别通入到轴向的联接孔40中，这个轴向的联接孔在流动技术上与第一环形槽30连接。通过轴向的联接孔40以如下方式去除了从动元件8的轴向端面和内部周面之间的限界棱边，即，在第一钻孔38的区域中构造有倒棱。这个轴向的联接孔40尤其有利于压力介质流通。
在图2中示出按图1的凸轮轴调节装置2的从动元件8。在此可以看到中央的容纳部10，其尤其用于容纳控制阀15。此外，还示出四个沿周向彼此间隔的、倾斜地延伸的第一钻孔38，它们作为压力介质管路分别用于将第一工作接口22与相应的压力腔33连接起来。此外还可以看到各个轴向的联接孔40，第一钻孔38分别通入到这些联接孔中。
图3以横截面图示出在备选的实施方式中的凸轮轴调节装置2。在此，凸轮轴调节装置2基本上相应于在图1中示出的凸轮轴调节装置。
与之相对，插入到中央螺栓12中的控制阀15尤其是附加地具有用于驱控闭锁设备的控制接口42，该控制接口通入到中央螺栓内的斜钻孔44中。未示出的闭锁设备尤其用于在特定的运行阶段期间将从动元件8与驱动元件抗相对转动地联结起来，以便防止例如导致噪音排放和磨损加大的不受控制的振动。这种联结可以通过对闭锁设备进行的压力介质加载而被取消。控制阀15如下地轴向布置，即，未示出的第一工作接口定位在凸轮轴4内部，由此减小了凸轮轴调节装置2的轴向结构空间。
从动元件8具有多个从径向内部朝着径向外部倾斜于凸轮轴4延伸的第二钻孔46用于将控制接口42与闭锁设备连接起来。此外，在从动元件8的径向靠内的周面和从动元件8的通过凹部26产生的径向延伸的端面之间构造有环绕的倒棱48。通过该倒棱48，在中央螺栓12的径向靠外的周面和其径向的凸缘28以及从动元件8之间形成通道，该通道与第二钻孔46和控制接口42连通。此外，沿着在中央螺栓12的径向凸缘28的朝向凸轮轴4的面与中央螺栓12的径向外周面之间的分界线环绕地构造有凹入的材料凹部50。该材料凹部50与控制接口42、倒棱48以及每一个第二钻孔46一起形成用于驱控闭锁设备的压力介质的通道。
在图4中示出按图3的凸轮轴调节装置2的从动元件8。在此可以看到中央容纳部10，其尤其用于容纳控制阀15。此外还示出两个沿周向彼此间隔的、倾斜地延伸的第二钻孔46，它们作为压力介质管路分别用于将控制接口42与闭锁设备连接起来。此外还示出倒棱48，其用于生成在中央螺栓12的径向靠外的周面和其径向凸缘28以及从动元件8之间的通道，并且该通道与第二钻孔46以及控制接口42连通。
附图标记列表
2       凸轮轴调节装置
4       凸轮轴
6       凸轮轴调节器
8       从动元件
10      容纳部
12      中央螺栓
14      中央钻孔
15      控制阀
16      包覆
18      控制套筒
20      控制活塞
22      第一工作接口
24      第二工作接口
26      凹部
28      凸缘
30      第一环形槽
32      第二环形槽
33      压力腔
34      径向钻孔
36      旋转轴线
38      第一钻孔
40      轴向联接孔
42      控制接口
44      斜钻孔
46      第二钻孔
48      倒棱
50      材料凹部
P       压力介质输入管路

Claims (6)

1.凸轮轴调节装置(2)，其包括抗相对转动地与凸轮轴(4)连接的从动元件(8)和布置在所述从动元件(8)的中央容纳部(10)中的控制阀(15)，该控制阀轴向地延伸到所述凸轮轴(4)的中央钻孔(14)中，其中，在所述控制阀(15)上至少构造有第一工作接口和与该第一工作接口轴向间隔的第二工作接口(24)，其特征在于，所述控制阀(15)如下地轴向布置，即，所述第一工作接口(22)轴向地定位在所述凸轮轴(4)中。
2.按权利要求1所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，所述凸轮轴(4)在所述第一工作接口(22)的区域中具有第一环形槽(30)。
3.按权利要求1或2所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，所述控制阀(15)布置在中央螺栓(12)内部，其中，在该中央螺栓(12)的径向靠外的周面上成形有在径向方向上延伸的凸缘(28)，并且其中，所述凸缘(28)布置在所述从动元件(8)的端侧的凹部(26)内部且轴向地贴靠所述从动元件(8)。
4.按前述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，所述从动元件(8)具有多个从径向外部朝着径向内部倾斜于所述凸轮轴(4)地延伸的第一钻孔(38)，用以将所述第一工作接口(22)与压力腔(33)连接起来。
5.按权利要求4所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，所述第一钻孔(38)在朝向所述凸轮轴(4)的端侧上分别通入到轴向联接孔(40)中，该轴向联接孔在流动技术上与所述第一环形槽(30)连接。
6.按前述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，所述控制阀(15)具有用于驱控闭锁设备的控制接口(42)，其中，所述从动元件(8)具有多个从径向内部朝着径向外部倾斜于所述凸轮轴(4)地延伸的第二钻孔(46)，用以将所述控制接口(42)与所述闭锁设备连接起来。
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