专利名称：以液压方式调整轴相对于传动轮转角的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以液压方式调整轴相对于传动轮转角的装置，尤其涉及按照主权利要求所述类型的内燃机凸轮轴。
这种形式的装置例如由US-A4,858,572为公众所知。对于这类装置内装件抗扭转地与凸轮轴端部连接，内装件在其外表面上具有多个平分圆周的径向开缝，在开缝中翼片部件实现径向移动。这个内装件被蜂窝轮所包围，蜂窝轮具有多个可液压加载的小室，小室通过翼片被分成两个相互作用的压力室。通过这些压力室的增压，蜂窝轮可以根据压力差相对于内装件转动并且因此相对于凸轮轴转动。此外在蜂窝轮的两个径向孔的确定角度位置上分别导入可液压加载的活塞，活塞在装置的最终位置可以被推进内装件的径向凹穴。这些活塞通过压力弹簧元件在内装件方向上加载并可以在相反的方向上通过被包容环上孔的液压加载而移动。通过这些弹簧加载活塞装置应该在其两个最终位置联锁，只要给压力室加载的压力不达到给定的水平就一直联锁。只有达到给定的压力水平活塞才相对于压力弹簧回移并实现内装件相对于蜂窝轮的转动。通过这种形式的装置可以避免内燃机起动时其中的哒哒噪声，这种噪声是在内燃机起动和行驶过程中由于交变的瞬时负载而产生的。此外由DE3922962A1公开了一种用于液压式调整凸轮轴对其传动轮转角的装置，在这种装置中内装件具有固定的、径向延伸的短臂。在内装件的短臂与蜂窝轮对面的短臂或隔板之间固定压力弹簧，在压力负载减小时弹簧应该在两个最终位置上相对于蜂窝轮移动内装件。
这种公知的用于液压式调整轴对其传动轮转角的装置存在缺陷，在运行中这种形式的装置可能在到达两个最终位置时由于内装件的短臂撞击邻接蜂窝轮的隔板或短臂而产生强烈的应力并增加噪声。这种增加的噪声干扰这种形式装置的运行。此外短臂所产生的撞击应力在到达最终位置时可能导致压力效应而且还可能导致由传动作用于蜂窝轮上的转矩负载明显增加，这种负载可能对这种形式装置的寿命产生消极影响。
因此本发明的任务在于，有针对性地改善这种用于液压式调整轴对其传动轮转角的装置，防止在到达两个最终位置时撞击负荷的增加并减少由此产生的噪声和结构应力。
按照本发明这个任务通过主权利要求的特征而解决。在到达两个最终位置中的一个最终位置之前转动位置变化通过组合的阻尼机构被液压阻尼，机械的撞击应力明显减小。通过这种到达任一最终位置之前的液压阻尼能够可靠保证，特别明显地降低两个结构部件相互间的相对速度。因此相对于无阻尼接近最终位置的情况由撞击转换而来的能量通过液压阻尼明显降低。此外特别的优点在于，液压阻尼设计成最终位置阻尼，只有在接近最终位置时阻尼才起作用而不影响其它调整过程。
组合的液压阻尼可以以特别具有优点的形式由有效的液压阻尼节流阀构成。
如果在内装件的短臂与蜂窝轮的短臂之间构成一个节流室，在到达最终位置之前压力介质被封闭在里面，当接近任一最终位置时而变得有效的组合阻尼可以以特别具有优点的形式实现。通过这种构成于两个相对运动的结构部件之间的节流室可以通过适宜的尺寸设计实现角度精确的阻尼开始或在到达确定位置时产生阻尼。由此可以以特别具有优点的形式保证，调整过程通过尽可能大的角度范围无阻尼地实现。
如果节流室可以通过给定的节流缝隙卸载，可以得到考虑到结构部件机械应力的特别具有优点的最终阻尼。通过这个节流缝隙封闭在压力室里的压力介质在接近最终位置时相对来说强烈节流地排出，以避免太强烈的阻尼。此外通过相应的紧密缝隙结构进一步保证，机械限定的最终位置在各种情况下都可以到达。因此能够有效地防止不利的弹簧效应。
如果在各相邻的短臂上形成一个凹穴而在另一短臂上形成相应的凸肩，这种形式的节流室可以特别有利。当两个相邻的短臂接近时凸起嵌入凹穴，使相对的隔板处通过短臂的遮盖来封闭节流室或者形成节流缝隙。
本发明的其它优点和具有优点的其它结构将在从属权利要求和描述中得出。
在下面的描述和图例中详细解释本发明的实施例。图示为，
图1从凸轮轴端面看过去的调整装置的侧视图，图2沿着图1中截面线Ⅱ-Ⅱ的简化截面图，图3a第一个转动位置的图1局部放大视图，图3b接近最终位置时的图1局部放大视图和图3c到达最终位置时的图1局部放大视图。
在图中用1来表示内燃机的凸轮轴，在其自由端抗扭转地设置调整装置3的内装件2。这个内装件2在本实施例中带有四个径向设置的短臂4a至4d。内装件被蜂窝轮5所包围，蜂窝轮以没有详细画出的方式与内燃机的曲轴连接并由此起到传动轮的作用。蜂窝轮5带有四个伸向中心的径向短臂6a至6d，在短臂之间构成四个小室，小室通过内装件的短臂被分别分成两个压力室7a至7d以及8a至8d。这些压力室这样来构成，使液压有效面积的总和在两个调整方向上是相等的。压力室7a至7d分别通过内装件上的径向孔9a至9d与凸轮轴1上的环槽10连接。压力室8a至8d以近似的方式通过内装件上的径向孔11a至11d与凸轮轴上的第二个环槽12连接。径向孔9a至9d和11a至11d分别这样来设置，使它们各自在短臂4a至4d的根部注入相应的压力室。两个环槽10和12分别与沿着凸轮轴延伸的压力通道13以及14连接。这些压力通道13和14以公知的方式通过凸轮轴轴承15分别与控制管道16和17连接。两个控制管道16和17与例如由4/3换向阀构成的控制阀18连接。此外这个控制阀18与压力介质泵19和油箱20连接。
在图1所示的控制阀18的开关位置Ⅱ(中性位置)连接到两个控制管道16和17、压力介质泵19和油箱20的接头是单向关闭的。在这个开关位置调整装置被液压式固定并分别保持在内轮和蜂窝轮的相对位置上。在控制阀18的开关位置Ⅰ，压力室7a至7d通过孔9a至9d、环槽10、压力通道14和压力管道17与压力介质泵19连接并相应地以压力加载。同时压力室8a至8d通过孔11a至11d、环槽12、压力通道13和压力管道16与油箱20连接并由此卸载。内装件2通过压力室7a至7d的压力加载以图1中所选择的视向沿对于蜂窝轮5的逆时针方向转动。同时通过这种转动使位于压力室8a至8d的压力介质附加地顶回油箱20。与此相反在控制阀18的开关位置Ⅲ，压力室8a至8d与压力介质泵而压力室7a至7d与油箱通过上述管路连接。通过这种压力加载内装件2相对于蜂窝轮在顺时针方向上转动。
蜂窝轮5和内装件2分别是对称构成的。为了简化，在图3a至3c中详细画出的内装件和蜂窝轮的短臂结构仅以示例方式画出短臂以及通过这些短臂所界定的压力室，但是对于其它的短臂以及压力室具有相同的意义。此外在图3a至3c和下面的描述中仅画出和描述接近最终位置类似开关位置Ⅰ的情况。接近相反的最终位置(开关位置Ⅲ)的情况是类似的。在蜂窝轮的短臂6a至6d上在其朝着内装件的端部的两个侧面上构成凹穴21以及22。这些凹穴21，22在各自短臂的整个宽度(轴向)上延伸。凹穴21,22在径向上延伸大约各自短臂的三分之一并直至端面23或者说直至内装件2的邻接圆周表面24。
在内装件2的短臂4a至4d相对的侧面各构成凸起25以及26。这些凸起25以及26在其位置上这样确定，使它们与各相邻的凹穴21以及22相对应。在此凸起25分别与凹穴22而凸起26与各邻接短臂的凹穴21共同起作用。凸起25,26同样沿短臂的整个宽度(轴向)延伸。但是在这个实施例中与凹穴相反，凸起没有延伸至内装件的圆周表面，使得其底面27与内装件的圆周表面保持距离。凸起25,26的顶面28对于凹穴21以及22的凸肩29具有微小的半径距离，使得凸起在接近最终位置时能够在形成节流缝隙32的条件下嵌入凹穴，如图3b所示。
当接近最终位置时(图3b)，凸起25嵌入凹穴22。在此压力室8a至8d分别被分成两个分压力室30以及31。位于内装件2的短臂4a至4d根部的分压力室30此时继续与各注入压力室的孔11a至11d保持连接。在径向上靠外的、起到节流室作用的分压力室31通过顶面28和凸肩29的遮盖与分压力室30尽可能地分开，还通过调整用节流缝隙32与压力室30保持连接。位于分压力室31的压力介质可以在继续转动至最终位置(短臂直接相互抵靠，图3c)过程中更加强烈节流地通过这个节流缝隙32进入分压力室31并从那里顶入孔11a。在此可调整的节流作用除了粘度作用以外主要取决于节流缝隙的高度和长度。节流缝隙的长度随着遮盖的增加而加大。节流缝隙的高度取决于顶面28与凸肩29的距离。通过调整节流缝隙高度节流作用可以与各自的使用条件相匹配。在本实施例中顶面与凸肩尽可能平行地延伸。当短臂接近抵靠时节流作用至少近似地与遮盖的加大或者与节流缝隙的加长成比例地增加，即与接近抵靠最终位置成比例地增加。但是也存在其它的可能来改变节流缝隙的高度，使节流缝隙长度的变化增强或减小。这一点例如可以通过顶面相对于凸肩楔形设置而实现。
权利要求
1．用于内燃机凸轮轴对于传动轮相对转角变化的装置，具有一个与凸轮轴(1)抗扭转连接的内装件(2)，该部件至少具有近似径向延伸的短臂或翼片(4a至4d)，该装置还具有一个被驱动的蜂窝轮(5)，该蜂窝轮具有多个分布在圆周上、通过短臂(6a至6d)来界定的小室，小室被位于其中的角度移动的内装件的短臂或翼片分成两个压缩室(7a至7d,8a至8d)，当其增压或卸压时，通过短臂或翼片凸轮轴可以在两个最终位置之间相对于蜂窝轮转动，其特征为，在到达任一个最终位置之前转动位置变化通过组合的阻尼机构(21,22；25,26；32)被液压阻尼。
2．如权利要求1的装置，其特征为，阻尼机构由阻尼节流阀构成。
3．如权利要求1或2的装置，其特征为，在到达最终位置之前在内装件的短臂(4a至4d)与蜂窝轮的短臂(6a至6d)之间构成一个节流室(31)，压力介质封闭在该节流室里。
4．如权利要求3的装置，其特征为，节流室(31)通过节流缝隙(32)液压式卸载。
5．如上述权利要求之一的这种装置，其特征为，节流室通过内装件短臂或蜂窝轮短臂之一上的一个凹穴(21,22)和分别位于蜂窝轮或内装件各相邻短臂上的一个邻接凸起(25,26)而构成。
6．如上述权利要求之一的装置，其特征为，在接近各自的最终位置时压力室(7a至7d,8a至8d)被分成两个分压力室(30,31)，在两室之间构成紧密缝隙(32)。
7．如上述权利要求之一的装置，其特征为，紧密缝隙(32)通过凹穴的圆周表面(29)和凸起的圆周表面(28)构成。
8．如上述权利要求之一的装置，其特征为，阻尼过程在压力室液压源的排出侧实现。
9．如上述权利要求之一的装置，其特征为，蜂窝轮由烧结件构成，凸起或凹穴在烧结过程中实现。
10．如上述权利要求之一的装置，其特征为，内装件由烧结件构成，凸起或凹穴在烧结过程中实现。
全文摘要
用于内燃机凸轮轴对于传动轮相对转角变化的装置主要由一个带有短臂或翼片的内装件构成,该部件可转动地设置在蜂窝轮上,这个被传动的蜂窝轮具有多个分布在圆周上的短臂,短臂通过内装件的短臂或翼片分别被分成两个压力室并且压力室的增压或卸压引起转动角度变化。当接近最终位置时调整动作通过组合的阻尼措施被液压阻尼。这些阻尼措施通过内装件和蜂窝轮的相互靠近的短臂的共同作用而构成。
文档编号F01L1/34GK1299437SQ99805774
公开日2001年6月13日 申请日期1999年4月14日 优先权日1998年5月5日
发明者B·尼塔默, A·克尼希特 申请人:F·波尔希名誉工学博士公司, 液压环股份有限公司