CN106471221A - 具有可调节凸轮轴的阀控制系统 - Google Patents

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CN106471221A CN201580029173.9A CN201580029173A CN106471221A CN 106471221 A CN106471221 A CN 106471221A CN 201580029173 A CN201580029173 A CN 201580029173A CN 106471221 A CN106471221 A CN 106471221A
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Abstract

本发明涉及一种阀控制系统(1)，其具有至少一个可调节凸轮轴(10)和至少一个移相器(13)，所述可调节凸轮轴(10)具有外轴(11)和延伸穿过所述外轴(11)的内轴(12)，所述移相器(13)包括第一致动器(14)和能够相对于所述第一致动器(14)转动的第二致动器(15)，其中，所述外轴(11)和所述内轴(12)的每一者连接有一个致动器(14，15)。根据本发明，至少一个止挡部(16)以抗转动的方式连接到所述外轴(11)。设置至少一个相对止挡部(17)，所述相对止挡部(17)以抗转动的方式连接到所述内轴(12)，其中，通过所述止挡部(16)抵靠所述相对止挡部(17)来确定所述内轴(12)在所述外轴(11)中的最大转动角度。

Description

具有可调节凸轮轴的阀控制系统
技术领域
本发明涉及具有至少一个可调节凸轮轴和至少一个移相器的阀控制系统，该凸轮轴具有外轴和延伸穿过外轴的内轴，该移相器包括第一控制元件和能够相对于第一控制元件转动的第二控制元件，其中，外轴和内轴每一者连接控制元件。
背景技术
从DE 10 2008 005 292 A1中获知现有类型的阀控制系统。该阀控制系统具有可调节凸轮轴，该可调节凸轮轴由外轴和内轴构成，凸轮元件可转动地容纳在外轴上，凸轮元件通过螺栓连接内轴。当内轴在外轴中转动时，在外轴上的凸轮元件与内轴一起转动。而且，被牢固布置的凸轮元件位于外轴上，并且当内轴在阀控制系统操作期间在外轴内转动时，可以通过移相器这种方式例如分别确定进口阀和出口阀的控制时间。
移相器用于使内轴在外轴中转动。移相器包括由定子形成的第一控制元件和由转子形成的第二控制元件，转子容纳在定子中进行转动。多个叶片元件布置在转子上，并且该叶片元件可以在叶片单元中被液压地冲击，使得第二控制元件(换言之，转子)可以在第一控制元件中(换言之，定子)转动。
通过将第一控制元件耦合到例如外轴以及将第二控制元件耦合到例如内轴，第二控制元件在第一控制元件中的转动被传递到可调节凸轮轴。
在具有可调节凸轮轴和移相器的阀控制系统操作期间，内轴在外轴中在非常短的时间内频繁地发生转动，这可以通过在液压叶片单元中叶片元件上的相应强的液压作用来实现。在这方面而言不利的是，叶片单元与所谓的前后止挡部发生有害的接触，并且止挡部由定子中腔室的壁形成。具体地，如果需要大的调节角度，具有相对薄结构的叶片元件就不得不附接到转子。如果需要强流体作用以用于内轴在外轴中转动位置的非常短期的调节，具有极其薄结构的叶片元件就可能经受损害。
而且，可调节凸轮轴具有用于将可转动凸轮元件连接到内轴的螺栓，并且该螺栓穿过外轴中的通道。这些通道在外轴圆周方向上具有有限的细长延展，以及螺栓可能在通道中转动超过期望的转动角度。就此而言，螺栓会与通道的端部区域接触，这还可能引起对可调节凸轮轴的损害，因此，应当避免螺栓与通道的接触。
发明内容
本发明的目的是进一步改善有可调节凸轮轴和移相器的阀控制系统，其中，应该可以在不损害内轴在外轴中的大调节角度的情况下操作阀控制系统。具体地，应该避免由内轴在外轴中的转动角度的限制引起的损害。
该目的通过根据具有权利要求1前序部分和特征部分的特征的阀控制系统来实现。本发明的另外有益改进在从属权利要求中示出。
本发明包括以下技术教导：设置至少一个止挡部和至少一个相对止挡部，止挡部以抗转动的方式连接到外轴，相对止挡部以抗转动的方式连接到内轴，其中，通过止挡部抵靠相对止挡部来确定内轴在外轴中的最大转动角度。
就此而言，本发明从利用止挡部和相对止挡部的有益可能性出发，独立于移相器的第二控制元件在第一控制元件中的有限转动角度并且独立于螺栓在外轴通道中的有限转动角度，通过该止挡部，可调节凸轮轴的内轴在外轴中的转动角度以及由此移相器中第二控制元件在第一控制元件中的转动角度被限制。就此而言，根据本发明设置止挡部，该止挡部可以与相对止挡部相互作用，其中，在外轴上的止挡部和在内轴上的相对止挡部以抗转动的方式连接。与此类似，止挡部还可以被设置在内轴上，该止挡部可以与在外轴上的相对止挡部相互作用。就此而言，由于止挡部具有与相对止挡部上的相对表面接触的表面，因此，止挡部与相对止挡部机械地相互作用。独立于移相器中相对薄的叶片元件并且独立于穿过可调节凸轮轴外轴的通道中的螺栓，转动角度的分开限制允许坚固的设计。由于根据本发明之前已经通过止挡部和相对止挡部相互作用来实现转动角度的限制，因此，具体地，移相器中的叶片元件以及螺栓和外轴的通道均不需要满足特殊的强度要求。
根据本发明的阀控制系统可以包括一个或者多个凸轮轴。例如，阀控制系统可以具有彼此平行布置的两个凸轮轴，具体地，这两个凸轮轴彼此连接。就此而言，例如可以通过所谓的双相移相器产生上述连接，使得移相器布置在两个凸轮轴中的一个上或者两个凸轮轴两者上，并且移相器可以彼此主动连接。就此而言，根据本发明的止挡部和相对止挡部可以布置在两个凸轮轴中的一个上或者两个凸轮轴两者上。
例如，止挡部由至少一个爪形成，以及，相对止挡部具有突起，至少一个凹部在突起之间形成。至少一个爪可以突出进入凹部中。例如，相对止挡部可以构造为具有若干突起，通过该若干突起产生相同数量的凹部，并且，止挡部根据该凹陷的数量而具有相同数量的爪，例如，使得爪突出进入每个凹陷中。如果止挡部构造为冠状的方式并且相对止挡部构造为星状将是有益的，使得爪的数量分别对应于突起的数量或者凹陷的数量。
阀控制系统可以包括驱动轮，该驱动轮布置在外轴上并且用于驱动可调节凸轮轴转动。就此而言，止挡盘可以被提供并且被设置在驱动轮上，止挡盘具有用于形成止挡部的至少一个爪，优选地具有多个爪。就此而言，相对止挡部可以布置在内轴上，具体地，该相对止挡部可以形成在内轴上，特别地该相对止挡部与内轴形成为一体，呈至少一个突起的形式，优选地呈多个突起的形式，并且，一个或多个突起可以与止挡盘相互作用。具体地，突起可以延伸进入爪之间的间隙中，爪形成在止挡盘上。根据用于形成止挡部和相对止挡部的替换变形，止挡部可以构造为爪延伸部并且布置在或者形成在外轴的端部处。就此而言，间隙可以形成在爪延伸部的爪之间。根据该变形，相对止挡部可以由卡止元件形成，卡止元件布置在内轴上与爪延伸部相对应，其中，卡止元件的卡止部可以径向地向外突出进入爪延伸部的间隙中。用于形成止挡部和相对止挡部的变形分别由爪延伸部和由卡止元件形成，之后还可以位于阀控制系统上，甚至不需要修改现有凸轮轴设计，并且，爪延伸部可以与外轴一体地构造，以及卡止元件可以利用例如螺钉元件附接到内轴的端部。
根据有益的示例性实施例，止挡部可以具有四个爪或者四个爪延伸部，以及相对止挡部具有四个凹部或者四个间隙。因此，移相器的可调节凸轮轴具有止挡部，该止挡部能够承受大应力并且可以被设计为是耐磨的，并且甚至在移相器的叶片元件的大液压应力下，内轴在外轴中的转动角度的限制仍然可以无磨损的方式设计。
为了驱动阀控制系统，该系统可以具有驱动轮，例如，链轮或者齿形带轮。驱动轮用于驱动可调节凸轮轴转动并且由牵引装置(换言之，例如通过链轮或者齿形带)通过内燃机的曲轴驱动。就此而言，例如，止挡部可以与驱动轮一体地形成。为此，例如，相对止挡部可以构造在驱动轮的轮毂区域中并且在内轴上，其中，驱动轮连接到外轴，例如，驱动轮可以焊接到管状外轴上。相对止挡部的突起可以面向径向向外并且可以与在止挡盘上的爪接触，例如，该爪轴向地向外突出。就此而言，例如，爪还可以与驱动轮一体地构造并且可以形成在驱动轮上。
根据另外的有益变形，止挡部和相对止挡部可以与移相器整体地形成。例如，止挡盘还可以布置在移相器上，例如布置在第一控制元件上。就此而言，例如，相对止挡部可以布置在第二控制元件上，并且可以与在止挡盘上的爪相互作用。
根据本发明的阀控制系统的结构可以以下方式设计为具有止挡部和相对止挡部：内轴在外轴中的分别由止挡部和相对止挡部限制的转动角度比第二控制元件相对于第一控制元件的最大转动角度小。具体地，可调节凸轮元件可以被设置在外轴上以转动，该凸轮元件通过螺栓连接到内轴，其中，螺栓穿过外轴中的通道，以及其中，内轴在外轴中的由止挡部和相对止挡部限制的转动角度比螺栓在通道中的最大转动角度小。以该方式，避免第一控制元件形成相对于第二控制元件的止挡部。而且，避免螺栓在外轴的通道中形成止挡部，以限制内轴在外轴中的转动角度。
本发明还涉及阀控制系统的可调节凸轮轴，可调节凸轮轴具有外轴和延伸穿过外轴的内轴，其中，设置止挡部和相对止挡部，止挡部以抗转动的方式连接到外轴，相对止挡部以抗转动的方式连接到内轴，其中，通过止挡部抵靠相对止挡部来确定内轴在外轴中的最大转动角度。
就此而言，止挡部构造为爪延伸部并且布置在或者形成在外轴的端部上，其中，间隙形成在爪延伸部的爪之间。
具体地，相对止挡部由卡止元件形成，卡止元件布置在内轴的端部上与爪延伸部相对应，其中，卡止元件的卡止部径向地向外突出进入爪延伸部的间隙中。
可调节凸轮轴可以构造为用于连接移相器，其中，止挡部和/或相对止挡部可以与移相器相互作用。而且，可调节凸轮轴(具体为外轴)可以与驱动轮连接或者与驱动轮一体地构造，并且止挡部和/或相对止挡部可以与驱动轮直接或者使用相应的装置(例如使用止挡盘)相互作用。
附图说明
以下将使用附图结合对本发明优选示例性实施例的描述更详细地显示改善本发明的另外方式。其中：
图1是具有可调节凸轮轴和移相器的阀控制系统的剖视图，
图2是根据图1的细节Z以放大表示的视图，
图3是根据图1横截面H-H的视图，
图4是具有止挡盘的内轴的立体图，
图5是没有止挡盘的内轴的立体图，
图6是止挡盘的立体图，
图7是根据另外变形形式的具有止挡部和相对止挡部的可调节凸轮轴的剖视立体图，和
图8是根据图7的止挡部和相对止挡部的变形形式的非剖视立体图。
具体实施方式
图1在剖视图中示出具有可调节凸轮轴10和移相器13的阀控制系统1。可调节凸轮轴10具有外轴11和内轴12，并且内轴12延伸穿过管状的外轴11。凸轮元件25设置在外轴11的外侧上以转动，并且该凸轮元件25使用螺栓26以抗转动的方式连接到内轴12，当内轴12在外轴11中转动时，凸轮元件25在外轴11的外侧上与内轴12一起转动。
仅示意性示出的移相器13用于产生内轴12在外轴11中的转动。为了产生内轴12在外轴11中的转动，移相器13具有第一控制元件14和第二控制元件15，并且控制元件14和15可以构造为定子和转子以及可以被液压作用，如从DE 10 2008 005 292 A1中获知的。
与移相器13相邻的驱动轮20连接到外轴11，凸轮轴10可以通过该驱动轮而进行转动。在凸轮10操作期间调节内轴12在外轴11中的转动角度，以及根据示出的示例性实施例，止挡盘21用于限制内轴12在外轴11中的转动角度，其中止挡部16构造为在止挡盘21上，止挡部16可以与在外轴12上的相对止挡部17主动配合。首先，细节Z将在随后附图2中更详细地描述。
图2示出可调节凸轮轴10的细节Z，该凸轮轴具有外轴11和延伸穿过外轴11的内轴12，并且示出连接到外轴11的驱动轮20。与图1不同，图2中未示出移相器。
止挡盘21通过螺钉元件30布置在驱动轮20的平坦侧上，止挡盘21具有突出到止挡盘21平面外的止挡部16，该止挡部16以爪18的形式轴向地突出到驱动轮20的轮毂中。就此而言，爪18位于内轴12的外侧上方并且可以与相对止挡部相互作用，这将结合随后的附图3更详细地阐释，其中，附图3示出沿着根据图1的剖面线H-H的横截面。
图3示出沿着穿过根据图1驱动轮20的剖面线H-H的横截面，其中，剖面线构造成爪18也能够处于横截面以形成止挡盘21的止挡部16。剖视图清楚显示，呈突起27的形式的相对止挡部构造在内轴12上，该突起从内轴12径向地远离而向外突并且形成相对止挡部17。就此而言，突起27延伸进入凹部19，该凹部被构造在止挡盘21的爪18之间。如果内轴12正在在外轴11中转动，突起27就在圆周方向上接触爪18，使得内轴12在外轴11中的转动被限制。
根据图1到图3的示例性实施例示出止挡盘21具有四个爪18，因此四个凹部19形成在爪18之间。突起27延伸进入凹部19的每一者中，因此四个突起27被构造在内轴12上。
图4在立体图中示出在内轴12上方的止挡盘21，但是未示出用于容纳止挡盘21的驱动轮20和外轴11。从该简化视图中清楚看到突起27延伸进入在爪18之间的凹部19中，由此类似地，止挡盘21的爪18延伸进入突起27之间的间隙中。由于爪18和突起27可以相互作用，因此内轴12相对于止挡盘21的转动角度被限制。
图5示出具有突起27的内轴12而没有显示根据图4的止挡盘21，凹部19位于突起27之间，突起27形成相对止挡部17。视图示出与内轴12构造为一体的四个突起27，以及例如，可以通过利用车床加工来制造内轴12，之后通过间歇磨削加工生产凹部19。
最后，图6示出具有爪18的止挡盘21的立体图，其中，爪18轴向地向外地突出，并且止挡部16由爪18形成，该止挡部可以由此与根据图5的相对止挡部17相互作用。
图7在剖视立体图以及图8在非剖视立体图中示出用于形成止挡部16和相对止挡部17的另外实施例变形，其中，止挡部和相对止挡部布置在具有外轴11和内轴12的可调节凸轮轴10的端部。止挡部16以爪延伸部22的形式构造在外轴11的端部上，并且间隙28由爪延伸部22形成。因此，外轴11的端部近似构造为冠状，并且例如构造两个间隙28。相对止挡部17由卡止元件23形成，该卡止元件布置在内轴12的端部上与爪延伸部22相对应。卡止元件23具有径向地布置为彼此相差180°的两个卡止部24，该卡止部径向地向外突出进入爪延伸部22的间隙28中。当内轴12在外轴11中转动时，卡止部24与间隙28的边缘接触，从而以相应期望量限制转动角度。卡止元件23通过螺钉元件29附接到内轴12的端部，因此卡止元件作为单独部分构造。
本发明实施例不限于以上示出的优选示例性实施例。相反，可以利用甚至根本不同类型的实施例中提出的方案想到若干变形。包括设计细节和空间布置在内的所有特征和/或优点的本身和最不同的组合这两者对于本发明是必要的，其中，这些特征和优点在权利要求、说明书或者附图中是清楚的。
附图标记列表
1 阀控制系统
10 可调节凸轮轴
11 外轴
12 内轴
13 移相器
14 第一控制元件
15 第二控制元件
16 止挡部
17 相对止挡部
18 爪
19 凹部
20 驱动轮
21 止挡盘
22 爪延伸部
23 卡止元件
24 卡止部
25 凸轮元件
26 螺栓
27 突起
28 间隙
29 螺钉元件
30 螺钉元件

Claims (15)

1.一种阀控制系统(1)，其具有至少一个可调节凸轮轴(10)和至少一个移相器(13)，所述可调节凸轮轴(10)具有外轴(11)和延伸穿过所述外轴(11)的内轴(12)，所述移相器(13)包括第一控制元件(14)和能够相对于所述第一控制元件(14)转动的第二控制元件(15)，其中，所述外轴(11)和所述内轴(12)各自连接到相应的控制元件(14，15)，
其特征在于，设置至少一个止挡部(16)和至少一个相对止挡部(17)，所述止挡部(16)以抗转动的方式连接到所述外轴(11)，所述相对止挡部(17)以抗转动的方式连接到所述内轴(12)，其中，通过所述止挡部(16)抵靠所述相对止挡部(17)来确定所述内轴(12)在所述外轴(11)中的最大转动角度。
2.根据权利要求1所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述止挡部(16)由至少一个爪(18)形成，以及，所述相对止挡部(17)具有突起(27)，至少一个凹部(19)在所述突起(27)之间形成，所述爪(18)突出进入所述凹部(19)中。
3.根据权利要求1或2所述的阀控制系统(1)，其特征在于，用于驱动所述可调节凸轮轴(10)转动的驱动轮(20)布置在所述外轴(11)上，以及其中，所述止挡盘(21)被提供并且被设置在所述驱动轮(20)上，所述止挡盘(21)具有用于形成所述止挡部(16)的所述至少一个爪(18)。
4.根据权利要求3所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述相对止挡部(17)布置在所述内轴(12)上，具体地所述相对止挡部(17)形成在所述内轴(12)上，特别地所述相对止挡部(17)与所述内轴(12)形成为一体，呈至少一个突起(27)的形式，并且所述相对止挡部(17)与所述止挡盘(21)相互作用。
5.根据权利要求1所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述止挡部(16)构造为爪延伸部(22)并且布置在或者形成在所述外轴(11)的端部上，其中，间隙(28)形成在所述爪延伸部(22)的爪之间。
6.根据权利要求5所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述相对止挡部(17)由卡止元件(23)形成，所述卡止元件(23)布置在所述内轴(12)的端部上与所述爪延伸部(22)相对应，其中，所述卡止元件(23)的卡止部(24)径向地向外突出进入所述爪延伸部(22)的所述间隙(28)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述止挡部(16)具有四个爪(18)或者四个爪延伸部(22)，以及所述相对止挡部(17)具有四个凹部(19)或者四个间隙(28)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述止挡部(16)与所述驱动轮(20)一体地形成。
9.根据权利要求8所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述相对止挡部(17)构造在所述驱动轮(20)的轮毂区域中并且在所述内轴(12)上。
10.根据权利要求1到7中任一项所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述止挡部(16)和所述相对止挡部(17)集成在所述移相器(13)中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制系统(1)，其特征在于，所述内轴(12)在所述外轴(11)中的由所述止挡部(16)和所述相对止挡部(17)限制的转动角度比所述第二控制元件(15)相对于所述第一控制元件(14)的最大转动角度小。
12.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制系统(1)，其特征在于，可调节凸轮元件(25)被设置在所述外轴(11)上以转动，所述可调节凸轮元件(25)通过螺栓(26)连接到所述内轴(12,)，其中，所述螺栓(26)穿过所述外轴(11)中的通道，以及其中，所述内轴(12)在所述外轴(11)中的由所述止挡部(16)和所述相对止挡部(17)限制的转动角度比所述螺栓(26)在所述通道中的最大转动角度小。
13.一种阀控制系统(1)的可调节凸轮轴(10)，所述可调节凸轮轴(10)具有外轴(11)和延伸穿过所述外轴(11)的内轴(12)，
其特征在于，设置止挡部(16)和相对止挡部(17)，所述止挡部(16)以抗转动的方式连接到所述外轴(11)，所述相对止挡部(17)以抗转动的方式连接到所述内轴(12)，其中，通过所述止挡部(16)抵靠所述相对止挡部(17)来确定所述内轴(12)在所述外轴(11)中的最大转动角度。
14.根据权利要求13所述的可调节凸轮轴(10)，其特征在于，所述止挡部(16)构造为爪延伸部(22)并且布置在或者形成在所述外轴(11)的端部上，其中，间隙(28)形成在所述爪延伸部(22)的爪之间。
15.根据权利要求13或14所述的可调节凸轮轴(10)，其特征在于，所述相对止挡部(17)由卡止元件(23)形成，所述卡止元件(23)布置在所述内轴(12)的端部上与所述爪延伸部(22)相对应，其中，所述卡止元件(23)的卡止部(24)径向地向外突出进入所述爪延伸部(22)的所述间隙(28)中。
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