用于内燃机的电液换气阀传动机构的执行器的制造方法
【专利摘要】本发明提出一种用于内燃机的电液换气阀传动机构的执行器。所述执行器包括：能安装在内燃机上的执行器壳体(17)所述执行器壳体具有孔(18)；用于操纵换气阀(2)的液压活塞(6)，所述液压活塞在所述孔中能往复运动地支承；和轴向止挡(19)，在所述执行器壳体未安装在内燃机上的状态下，所述轴向止挡将离开所述孔的活塞行程限制成安装行程(T)。所述安装行程应小于最大工作行程(L)，所述液压活塞以最大工作行程操纵所述换气阀，其中将所述活塞行程通过轴向止挡限制成所述安装行程仅是暂时的并且在所述执行器(16)起动之后取消。
【专利说明】
用于内燃机的电液换气阀传动机构的执行器
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的电液换气阀传动机构的执行器。所述执行器包括能安装在内燃机上的具有孔的执行器壳体、在所述孔中能往复运动地支承的用于操纵换气阀的液压活塞和轴向止挡，在所述执行器壳体未安装在内燃机上的状态下，所述轴向止挡将离开所述孔的活塞行程限制成安装行程。【背景技术】
[0002]在电液阀传动机构中，在换气阀上的最大行程和控制时间的可变性已知通过如下方式产生，即在凸轮轴的凸轮和换气阀之间设有所谓的液压杆，该液压杆具有压力室，其体积经由电磁的液压阀无级地调节到卸压室中。因此根据液压介质的调节的体积，凸轮轴所预设的凸轮行程完全地、部分地或者甚至没有转换成换气阀的行程。
[0003]本发明涉及阀传动机构执行器的换气阀侧的部分，其运动相应于换气阀的行程并且例如类型相关的DE 10 2010 048 135 A1中已知。在执行器壳体未安装的状态下，液压活塞不安置在换气阀上并且在重力的影响下从执行器壳体的孔中移出。该移出行程被轴向止挡限制成安装行程，以便在将执行器安装在内燃机上之前和安装在内燃机上期间防止液压活塞从孔中脱落。
[0004]安装行程的大小确定为，不仅使得在安装执行器壳体时和安装执行器壳体之前液压活塞不从孔中脱落，而且使得移出的液压活塞的端侧始终以足够的重叠程度安置在换气阀杆的端侧上，以便防止液压活塞在侧面安放在阀杆的环周上或者在阀杆的环周上滑下。 当换气阀如通常一样相对于执行器壳体的安装方向倾斜时，也就是随着安装行程增大并且随着倾斜角度增大，这种使构件变形的错误安装的危险增大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，在结构上改进开头所述类型的执行器，从而针对前面所阐述的执行器壳体在内燃机上的错误安装提高安全性。
[0006]该目的由权利要求1的特征实现。因此，安装行程应小于最大工作行程，液压活塞以所述最大工作行程来操纵换气阀，其中活塞行程通过轴向止挡限制成安装行程仅是暂时的，并且在所述执行器起动之后被取消。行程限制成相对小的安装行程或者在执行器安装过程中就已经通过移除或者移动轴向止挡取消，或者最迟在执行器起动时通过如下方式取消:被工作压力加载的液压活塞以超过安装行程的工作行程移出，并且在此移动轴向止挡的位置。能相对于孔或者相对于液压活塞实现该移动。
[0007]轴向止挡的自动工作移动考虑:在将执行器装在换气阀上之后，在液压活塞的区域中的执行器通常不再能够被接近。对于仍然提供可接近性的情况，通过能移除的安全机构取消将活塞行程暂时限制成安装行程。这例如能是保持液压活塞的开口销，所述开口销在执行器安装期间被移除。
[0008]轴向止挡尤其通过能弹性变形的元件构成，所述能弹性变形的元件通过弹力在安装行程中克服液压活塞的重力保持液压活塞。
[0009]在重新拆卸执行器以维护或者修理内燃机方面，符合目的的是，执行器包括另一轴向止挡，在执行器壳体安装在内燃机上的状态下，所述另一轴向止挡将离开孔的液压活塞的行程限制成所谓的拆卸行程，以便即使在拆卸执行器时并且因此用于安装的轴向止挡不再有效时，防止液压活塞和必要时安装-轴向止挡的非受控的停留。拆卸行程与换气阀的最大工作行程同样大，但出于声学原因优选大于换气阀的最大工作行程。【附图说明】
[0010]本发明其他的特征由下面描述和附图得出，其中本发明原则上并且对于理解示出执行器的六个实施例的细节或者重要的部分。只要没有提及其他，在此相同的或功能相同的特征或构件设有相同的附图标记。三位数附图标记的第一位数字相应于相应的实施例的编号。
[0011]附图示出:
[0012]图1示出根据现有技术的液压可变阀传动机构的示意图；
[0013]图2示出根据本发明的执行器在被安装到内燃机气缸盖中时的示意图；
[0014]图3示出在安装状态下在内燃机起动前根据图2的执行器；
[0015]图4示出在内燃机起动后根据图3的执行器；
[0016]图5示出第一实施例的纵剖图，其中液压活塞的移出行程借助于孔侧的内套筒和活塞侧的套筒限制成安装行程；
[0017]图6示出根据图5的执行器壳体的非剖开的立体图；
[0018]图7示出根据图5的第一实施例的一部分，其中液压活塞以拆卸行程移出；
[0019]图8示出第二实施例的纵剖图，其中所述液压活塞的移出行程借助于活塞侧的多边形环和孔侧的内套筒限制成安装行程；
[0020]图9示出根据图8的第二实施例的一部分，其中液压活塞以拆卸行程移出；
[0021]图10示出第三实施例的纵剖图，其中所述液压活塞的移出行程借助于孔侧的外套筒和活塞侧的套筒限制成安装行程；
[0022]图11示出孔侧的外套筒的立体细节图；[〇〇23]图12示出根据图10的第三实施例的一部分，其中液压活塞以拆卸行程移出；
[0024]图13示出第四实施例的纵剖图，其中所述液压活塞的移出行程借助于孔侧的弹簧环和活塞侧的套筒限制成安装行程；
[0025]图14示出根据图13的第四实施例的一部分，其中液压活塞以拆卸行程移出；
[0026]图15示出第五实施例的纵剖图，其中所述液压活塞的移出行程借助于孔侧的弹簧环和活塞侧的套筒限制成安装行程；
[0027]图16示出根据图15的第五实施例的一部分，其中液压活塞以拆卸行程移出；
[0028]图17示出第六实施例的纵剖图，其中所述液压活塞的移出行程借助于孔侧的弹簧环和活塞侧的套筒限制成安装行程；
[0029]图18示出根据图17的第六实施例的一部分，其中液压活塞以拆卸行程移出。【具体实施方式】
[0030]图1示出已知的电液的换气阀传动机构的原理结构，该换气阀传动机构用于行程可变地操纵内燃机的气缸盖3中的换气阀2,所述换气阀被阀弹簧1沿闭合方向加载力。图示出下述部件:[0031 ]-被凸轮轴的凸轮4驱动的主动活塞5，[〇〇32]-操纵换气阀的从动活塞6，[〇〇33]-电磁的两路两通液压阀7，
[0034]-被主动活塞和从动活塞限界的高压室8,在液压阀打开时液压介质能从所述高压室流出到中压室9中，[〇〇35]_连接到中压室上的活塞压力储存器10，
[0036]-朝中压室打开的止回阀11，所述中压室经由所述止回阀连接到内燃机的润滑剂回路中，
[0037]-和用作为液压介质储存器的低压室12,所述低压室经由节流阀13与中压室连接， 并且其内含物在内燃机启动过程中能立刻使用。
[0038]阀行程的可变性通过下述方式实现:在主动活塞5和从动活塞6之间的高压室8作用为所谓的液压杆，其中在忽略泄漏的情况下，与凸轮4的行程成比例地被主动活塞挤压的液压体积依据液压阀7的打开持续时间和打开时间点被分成第一子流和第二子流，所述第一子流加载从动活塞，所述第二子流流出到包括活塞压力储存器10的中压室9中和流出到低压室12中。通过换气阀2的运动与凸轮运动的这种脱耦，主动活塞的行程传递到从动活塞上，进而不仅换气阀的行程高度而且控制时间在凸轮升高期间能完全可变地进行调节。凸轮的由于脱耦取消的闭合斜面通过液压的阀制动器14替代，所述阀制动器在到达阀座15前不久将换气阀制动到声学和机械方面允许的闭合速度。
[0039]在本发明的下面阐述的实施例中，在操纵意义上在执行器壳体中设置在凸轮4和换气阀2之间的部件组合成结构单元，所述结构单元作为执行器能安装到内燃机的气缸盖中。如从图2至4中见到的，在此在将执行器16装在气缸盖3上时，换气阀应相对于安装方向成角度a倾斜，所述安装方向根据图2中的箭头方向。
[0040]执行器16包括执行器壳体17,所述执行器壳体具有在此通常称为并且下文中称为液压活塞的从动活塞6,所述从动活塞在执行器壳体的孔18中可往复运动地支承。在安装过程之前和安装过程期间。液压活塞6的取决于重力的离开孔的移出行程借助于轴向止挡19 限制成称作为安装行程的量T。量T的基准是换气阀2关闭时液压活塞在所述孔中移入的位置，见图3。安装行程的大小确定为，使得移出到那的液压活塞的端侧20强烈偏心地、但由于足够的重叠而无错误安装地装在换气阀杆的端侧21上(并且没有装在其环周上)。在执行器进一步下降到气缸盖3的法兰面22上时，液压活塞必须使换气阀移位，其中液压活塞移入到孔中并且同时相对于换气阀同心地定向。图3示出在内燃机起动之前执行器完全安装的状〇
[0041]借助于图2能容易想到，随着倾斜角a增大，液压活塞6和阀杆2的端侧的重叠变小， 并且因此，对于无错误安装执行器而言所允许的安装行程的量T变得更小。图4示出如下情况:用L表示的换气阀的最大工作行程大于安装行程T。为了用于操纵换气阀的液压活塞能无碰撞地移出和移入，取决于安装地限制成安装行程仅是暂时的并且必须在内燃机运行时取消。根据本发明通过如下方式实现:轴向止挡19至少以在L和T之间的差值移动。从图3和4中在内燃机起动之前或之后轴向止挡的位置的相比较的组合视图中来看，移动是明显的， 并且通过液压活塞自身实现移动，所述液压活塞在被加载工作压力时使在此轴向止挡的固定在孔18中的部分相对于孔向外移动。以没有示出的运动学可逆的方式，类似可行的是，将轴向止挡的能移动的部分固定在液压活塞上并且将液压活塞相对于活塞侧的止挡向外移动。
[0042]图5至7示出本发明的第一结构实施方式。执行器116在通常的结构方式中包括空心圆柱形的执行器壳体117,所述执行器壳体借助于螺接部23固定在执行器的容纳部中，并且所述执行器壳体在此在端侧保持装在容纳部底部上的阀制动器14。在阀制动器下方在执行器壳体的孔118中能往复运动地支承的液压活塞6由实心的压力活塞24和液压的阀间隙补偿元件25串联地组成，所述阀间隙补偿元件具有空心圆柱形的活塞杆26和补偿壳体27。 其操纵换气阀2并且包围活塞杆的阀侧的端部部段，以使得高度变化的压力室28构成为阀间隙补偿装置。
[0043]通常对于将活塞行程限制成(相对小的)安装行程的轴向止挡19的所有下面阐述的实施例适用的是:轴向止挡包括活塞侧的部件29,该部分通过突出部形成，所述突出部从补偿壳体27的外环周径向向外延伸。如在图2至4中原则上示出地那样，轴向止挡19的孔侧的部件30能相对于孔18移动，以便取消将活塞行程限制成安装行程T，并且通过径向向内延伸到孔的内环周中的突出部构成或者通过从孔的内环周径向向内延伸的突出部构成，其中两个突出部29和30径向重叠。此外，总是设置为:取消将行程限制成安装行程是可逆的。这意味着:在拆卸执行器16之后，为了维护或修理内燃机，通过将移动的止挡部分一一在这些实施例中是孔侧的止挡部件30—一向回移动，能再次实现原始的止挡定位。
[0044]在根据图5至7的第一实施例中，现在活塞侧的突出部129通过套筒131的径向向外延伸的凸缘形成，所述套筒固定在补偿壳体27上。套筒借助于压制在补偿壳体的外环周槽 32中而固定。孔侧的突出部130通常在环33处并且在此通过内套筒133的径向向内延伸的凸缘形成。所述孔118在阀间隙补偿元件的区域中在直径上成阶梯状，内套筒借助于夹紧保持在孔118的内环周上，更确切地说首先根据图5保持在直径阶梯的附近，以便将液压活塞的移出行程限制成安装行程。能通过在其环周上提高弹性的狭缝34改进内套筒的夹紧特性。
[0045]在安装之后在被加载工作压力时移出的液压活塞6的活塞侧的突出部129带动与其径向重叠的孔侧的突出部130,从而取消将活塞行程限制成安装行程。在孔118中移动的内套筒133的轴向夹紧位置依据最大的换气阀行程移动，然而最大仅远至内套筒碰到另一轴向止挡。在执行器16安装在内燃机上的状态下，通常用35表示的另一轴向止挡将离开孔 18的活塞行程限制成开始所述的拆卸行程，以便即使在从内燃机的气缸盖3拆卸执行器时也防止轴向止挡19和液压活塞6从执行器壳体17脱落。拆卸行程R在图8中示例性地示出，并且至少与换气阀2的最大行程一样大，但是为了避免轴向止挡中的工作接触噪音而大于换气阀2的最大行程。
[0046]另一轴向止挡135通过盖136形成，所述盖围绕孔118固定在执行器壳体117的外环周上。盖具有呈凸缘137形式的突出部，所述突出部根据图7径向向内延伸到孔的内环周中， 并且径向覆盖内套筒133的孔侧的突出部130。由此防止两个套筒131、133,液压的阀间隙补偿元件25和压力活塞24由于拆卸而从孔脱落。[〇〇47]将执行器壳体17拧入到其容纳部中所需的工具接合部构成为执行器壳体上的外六角部38,并且在图6中在示图中已安装的盖136的下方可见。
[0048]在图8和9中示出的第二实施例中，活塞侧的突出部229通过弹性的、多边形的线环 231形成，所述线环保持在补偿壳体27的外环周槽32中，并且所述线环由于多边形而局部相对于外环周槽径向突出。如第一实施例中一样，孔侧的突出部230通过在孔218的内环周上夹紧的、呈内套筒形式的环233形成，所述内套筒在下方接合线环。在工作压力加载液压活塞6时，内套筒233通过线环移动，使得内套筒完全离开孔并且贴靠在形成另一轴向止挡235 的盖236上。
[0049]根据图10至12的第三实施例的轴向止挡319如第一实施例一样包括固定在补偿壳体27上的套筒331，该套筒具有凸缘作为活塞侧的突出部329。相反，孔侧的突出部330通过环333的呈外套筒形式的凸缘形成，所述外套筒借助于夹紧而保持在执行器壳体317的外环周上。凸缘330从外部径向向内延伸到孔318的内环周中。
[0050]在图11中详细示出的外套筒33在两个轴向位置中卡锁在执行器壳体317上，并且为了该目的相应地在内环周上设有上部的隆起39和下部的隆起40,上部的隆起和下部的隆起分别根据液压活塞6的行程位置支撑在执行器壳体的外环周的隆起41上。在此，当根据图 10下部的内隆起40支撑在外隆起41上时，离开孔318的活塞行程被限制成安装行程。当在根据图12的另一轴向止挡位置中上部的内隆起39支撑在外隆起上时，活塞行程被限制成拆卸行程。上部的内隆起和外隆起分别通过弹簧环形成，其中弹簧环39保持在外套筒的狭缝42 中，并且弹簧环41保持在执行器壳体的外环周槽43中。下部的内隆起通过外套筒中的环绕的造型部形成。[〇〇511 本发明的第四实施例在图13和14中示出。如在第一和第三实施例中一样，第四实施例包括固定在补偿壳体27上的套筒431，该套筒具有凸缘作为活塞侧的突出部429。孔侧的突出部430通过呈敞开的线环形式的环433形成，所述线环通过自身的弹力夹紧保持在孔 418的内环周上并且在下方接合套筒的凸缘429。与第一和第二实施例类似，当液压活塞6由于被加载工作压力而移出时，线环433通过套筒移动。线环能完全地离开孔，并且在拆卸行程的位置中贴靠在盖436的止挡凸缘437上，该凸缘作为另一轴向止挡435。[〇〇52]在图15和16中示出的第五实施例与第四实施例的不同之处在于:弹性的线环533 保持在孔518的内环周槽44中，并且作为孔侧的突出部530多边形地构成。因此，线环在工作压力加载液压活塞6时径向移位并且在取消相对于套筒531的凸缘529的径向重叠的情况下移动到内环周槽中，以便取消将活塞行程限制成安装行程。[〇〇53]与第五实施例不同地，在根据图17和18的第六实施例中，轴向止挡619不仅在轴向方向而且在径向方向移动。孔618设有两个轴向间隔开的内环周槽45和46,呈线环633形式的孔侧的突出部630扩张到所述内环周槽中。上部的内环周槽45的直径大小确定为，使得在液压活塞6的安装行程中扩张到其中的线环和套筒631的凸缘629作为止挡部件而径向重叠。在工作压力加载轴向移动的液压活塞时，线环首先必须从上部的内环周槽松开并且跟随凸缘直至下部的内环周槽46,所述线环随后扩张到内环周槽中。下部的内环周槽具有比上部的内环周槽更大的直径，并且下部的内环周槽大小确定为，使得在伸展到其中的线环和凸缘之间的径向重叠被取消。[〇〇54]附图标记列表
[0055]1阀弹簧
[0056]2换气阀
[0057]3气缸盖
[0058]4 凸轮
[0059]5主动活塞[〇〇6〇] 6从动活塞/液压活塞 [0061 ]7液压阀
[0062]8高压室
[0063]9中压室[〇〇64]10活塞压力储存器
[0065]11止回阀
[0066]12低压室
[0067]13节流阀
[0068]14阀制动器
[0069]15 阀座[〇〇7〇] 16执行器 [〇〇71]17执行器壳体
[0072]18 孔
[0073]19轴向止挡[〇〇74]20液压活塞的端侧
[0075]21换气阀杆的端侧
[0076]22气缸盖的法兰面
[0077]23螺接部
[0078]24压力活塞[〇〇79]25阀间隙补偿元件
[0080]26活塞杆[0081 ]27补偿壳体
[0082]28压力室
[0083]29活塞侧的止挡/突出部(凸缘)
[0084]30孔侧的止挡/突出部(凸缘)
[0085]31套筒/线环[〇〇86]32补偿壳体的外环周槽[〇〇87]33环(内套筒、线环、外套筒)
[0088]34 狭缝
[0089]35其他的轴向止挡
[0090]36 盖
[0091]37 凸缘[〇〇92]38外六角部
[0093]39上部的隆起/弹簧环
[0094]40下部的隆起
[0095]41外环周的隆起/弹簧环
[0096]42 狭缝
[0097]43外环周槽
[0098]44内环周槽
[0099]45上部的内环周槽 [〇1〇〇] 46下部的内环周槽
【主权项】
1.一种用于内燃机的电液换气阀传动机构的执行器，所述执行器包括:能安装在内燃机上的执行器壳体(17)，所述执行器壳体具有孔(18);用于操纵换气阀 (2)的液压活塞(6)，所述液压活塞在所述孔(18)中能往复运动地支承;和轴向止挡(19)，在 所述执行器壳体(17)未安装在内燃机上的状态下，所述轴向止挡将离开所述孔(18)的活塞 行程限制成安装行程(T)，其特征在于，所述安装行程(T)小于最大工作行程(L)，所述液压活塞(6)以所述最大工 作行程操纵所述换气阀(2)，其中将所述活塞行程通过轴向止挡(19)限制成所述安装行程 (T)仅是暂时的并且在所述执行器(16)起动之后取消。2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述液压活塞(6)在被加载工作压力的 情况下相对于所述孔(18)或者相对于所述液压活塞(6)移动所述轴向止挡(19)的位置，使 得取消将所述活塞行程限制成所述安装行程(T)。3.根据权利要求2所述的执行器，其特征在于，所述液压活塞(6)包括液压的阀间隙补 偿元件(25)，所述阀间隙补偿元件具有活塞杆(26)和补偿壳体(27)，所述补偿壳体包围所 述活塞杆(26)的换气阀侧的端部部段，所述补偿壳体操纵所述换气阀(2)，其中能移动的轴 向止挡(19)的活塞侧的部件(29)通过从所述补偿壳体(27)的外环周径向向外延伸的突出 部形成，并且能移动的轴向止挡(19)的孔侧的部件(30)通过从所述孔(18)的内环周径向向 内延伸的突出部形成或者通过径向向内延伸到所述孔(18)的内环周中的突出部形成，并且 其中这两个突出部(29,30)沿径向重叠。4.根据权利要求3所述的执行器，其特征在于，活塞侧的突出部(229)通过线环(231)形 成，所述线环保持在所述补偿壳体(27)的外环周槽(32)中。5.根据权利要求3或4所述的执行器，其特征在于，通过相对于所述孔(18)移动孔侧的 突出部(30)来取消将所述活塞行程限制成所述安装行程(T)。6.根据权利要求5所述的执行器，其特征在于，所述孔侧的突出部(430，630)通过环 (433,633)形成，所述环借助于夹紧件保持在所述孔(418,618)的内环周上，所述环以跟随 被工作压力加载的液压活塞(6)的活塞侧的突出部(429,629)的方式轴向移动。7.根据权利要求6所述的执行器，其特征在于，所述环构成为线环(633)，所述线环首先 以跟随被工作压力加载的液压活塞(6)的活塞侧的突出部(629)的方式轴向移动，并且随后 在取消与活塞侧的突出部(629)径向重叠的情况下在所述孔(618)的内环周槽(46)中伸展。8.根据权利要求5所述的执行器，其特征在于，所述孔侧的突出部(330)通过环(333)形 成，所述环借助于夹紧件保持在所述执行器壳体(317)的外环周上，所述环以跟随被工作压 力加载的液压活塞(6)的活塞侧的突出部(329)的方式轴向移动。9.根据上述权利要求中任一项所述的执行器，其特征在于，所述执行器(16)包括另一 轴向止挡(35)，所述另一轴向止挡在所述执行器壳体(17)安装在内燃机上的状态下将离开 所述孔(18)的活塞行程限制成拆卸行程(R)，所述拆卸行程大于或等于所述最大工作行程 (L)。10.根据回引权利要求8的权利要求9所述的执行器，其特征在于，所述环(333)在两个 轴向位置中卡锁到所述执行器壳体(317)的外环周上，其中所述环(333)将离开所述孔 (318)的活塞行程在第一轴向位置中限制成所述安装行程(T)并且在第二轴向位置中限制 成所述拆卸行程(R)。
【文档编号】F01L1/25GK105980669SQ201580007056
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】卡林·彼得鲁·伊托阿弗, 桑德拉·舍费尔, 托马斯·克雷默
【申请人】舍弗勒技术股份两合公司