专利名称：具有锁紧装置的凸轮轴调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的凸轮轴调节器，其具有一个特别是按权
利要求1和3前序部分所述的锁紧装置。
背景技术：
在公知的液压作用的凸轮轴调节器上，所分配的内燃机的控制时 间通过影响相反作用的控制室内的液压比进行调整，这些控制室在"提 前控制时间"和"滞后控制时间"上调整的方向上作用。如果内燃机 提供足够的液压压力，从而这些室注入足够的液压介质的话，这种凸 轮轴调节器的工作不成问题。但情况表明，内燃机启动时不能提供液 压介质的足够压力。这种情况的后果是，控制时间与规定值不符或者 出现凸轮轴调节器的不稳定位置，由此形成"不稳定的"控制时间。 此外会出现不希望的振动，其除了增加磨损外，还导致不希望的噪声 形成。
为避免这类问题，公知机械的锁紧装置。DE 196 23 818 Al公开 了一种锁紧装置，具有一个作为锁紧尖头定位销构成的锁紧件，其前 端区正弦形构成并在"锁紧位置"上，无间隙的容纳处处于凸轮轴调 节器盖的纵截面上锥形或者横截面上椭圆形的孔内。锁紧尖头定位销 弹簧加载并具有两个液压控制面，其中端面的第一控制面与凸轮轴调 节器的一个室液压连接和由锁紧尖头定位销的凸缘形成的第二控制面 与凸轮轴调节器另一个相反作用的室液压连接。
DE 101 27 168 Al公开了一种锁紧装置，其中锁紧尖头定位销与 一个阶梯状的锁紧槽共同作用，其中，阶梯状锁紧槽的不同台阶与不 同的锁紧位置，例如最远的提前角、中间位置和最远的滞后角相对应。
DE 102 53 496公开了一种锁紧装置，其中第一锁紧尖头定位销在 终端位置"提前"与中间位置之间占据"锁紧位置"，而第二锁紧尖 头定位销则可以占据终端位置"滞后"与中间位置之间的"锁紧位置"。 随着油压降到零，可以将第一锁紧尖头定位销送入"锁紧位置"内， 而第二锁紧尖头定位销则还保留在"松开位置"上。内燃机启动时， 内部转子通过凸轮轴的牵引矩持续向"滞后"调整，直至第一锁紧尖 头定位销达到中间位置。在该时间点上，第二锁紧尖头定位销也进入 "锁紧位置"内。在完成发动机启动后，调节器提升第一油压管、第 一工作室和第一锁紧尖头定位销区域内的油压。由此松开第一锁紧尖 头定位销，而第二锁紧尖头定位销则与第二中间止挡保持压力接触。 为过渡到所调节的运行，调节器提高第二工作室内的压力，由此第二 锁紧尖头定位销也被松开，从而内部转子可以自由运动。US6，450，137 B2也公开了相应的锁紧装置。
DE 199 18 910 Al公开了一种锁紧装置，其具有两个可在径向调 节方向上操作的锁紧尖头定位销。
在申请人内部巻号E 2004 255、标题为"内燃机凸轮轴调节器的 锁紧装置"的本申请人的未公开专利申请中，锁紧在凸轮轴调节器的 终端位置上利用两个锁紧尖头定位销进行，它们具有不同的圆周间隙 并由凸轮轴调节器的不同室加载。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种锁紧装置，该装置保证
- 内燃机停机时可靠锁紧，
- 根据需要可靠松开，
- 可靠避免意外的过早松开，以及/或者
- 对于内燃机重新启动的有利锁紧位置。 该目的依据本发明通过独立权利要求1和3的特征得以实现。本
发明的进一步构成依据从属权利要求2以及4和5与相应优选的构成产生。
依据本发明，凸轮轴调节器的锁紧通过在终端位置"提前"和终 端位置"滞后"的范围内进行选择性的锁紧。这种终端位置锁紧与中 间锁紧相比的优点是，通过终端位置凸轮轴调节器本来就固定在一个 方向上，从而在终端位置上作用的锁紧件仅需将调整向调整方向上闭 锁或者锁紧。另一方面情况表明，在所选择的运行情景下，内燃机从 一个终端位置的重新启动在任何情况下均比从"中间位置"的重新启 动更加有利，例如对于在混合驱动上使用的内燃机。
调整角与使用锁紧位置相关的影响可以安装不同(可选择或者补
充)的方式进行
a) 在内燃机停机前，通过凸轮轴调节器的室的适当加载可以有
针对性的调整凸轮轴调节器，用于准备锁紧。例如，内燃机能够有针 对性地在终端位置"提前"或者终端位置"滞后"停机。
在这种情况下，在选择受到控制的终端位置时，可以考虑未来所 期望的运行并因此预测内燃机然后是否需要以提前或者滞后的打开和 闭合时间运行。在这种相互关系上也可以使用"预测法"，借助其预 测在未来的运行状态下哪些锁紧是具有优点的。例如，也可以对于混 合驱动区分或者估计内燃机是仅短时间(例如启停运行)停机还是期
望内燃机较长时间停机。这种预测法例如可以仅在于监测与出现惯性 运行共同的车轮转速，从中可以对汽车接近十字路口和停车过程进行区分。
b) 此外可以具有单独的调整装置，其在内燃机停机的同时或者 之后将凸轮轴调节器送入终端位置范围内的有针对性的位置内。
c) 凸轮轴调节器位置的改变可以通过振动或者脉动产生，为此
转子可以相对于定子在两个调整方向上运动。例如，可以是室加载的 脉动，由于凸轮轴的运行而振动等。
d) 同样可以利用内燃机重新启动的第一相位使调整进入锁紧位 置的方向上，为此至少一个室加载远低于工作压力的较小工作压力， 这样可以在逐渐接近锁紧位置上相互制约。
e) 随着内燃机的启动，摩擦力矩作用于凸轮轴。在凸轮轴调节
器传动时，由于上述的摩擦力矩凸轮轴滞后，从而可以在"滞后"的 方向上自动调整凸轮轴调节器。
依据本发明在终端位置上作用的锁紧件可以是普通作用锁紧件或 者是双重冗余的锁紧件，该锁紧件如开头所述申请人未预公开的专利 申请中公开的那样，其中，锁紧件的几何形状和锁紧件的容纳处可以 从这种未预公开的现有技术中移植到本发明上。
内燃机在终端位置"提前"或者"滞后"上锁紧后的重新启动可 以使内燃机产生无嘬车或者稳定的性能，因为通过控制时间进行内燃 机的减压。在终端位置上锁紧在这种情况下仅对有针对性的停车适用。 如果居间位置上的锁紧不起作用的话，在终端位置"滞后"上的附加 锁紧也可以作为"最后的办法"使用。
依据本发明的另一种构成，具有至少一个第三锁紧件，其可在第 三位置上，即设置在终端位置"提前"与终端位置"滞后"之间的"中 间位置"上锁紧。通过这种第三锁紧位置，内燃机断开后所期望的运 行条件可以得到详细考虑。另一方面，在最不利的情况下，随着发动 机的停用，凸轮轴调节器处于一个终端位置与"中间位置"之间的居 间位置上，从而依据本发明凸轮轴调节器必须最大回撤终端位置与"中 间位置"之间距离的一半。因此凸轮轴调节器的小幅度运动就已经达 到可以锁紧的终端位置，从而例如可以在小幅度脉动的情况下保证锁 紧并且凸轮轴调节器还可以以减小的动能达到锁紧位置。
在依据本发明的凸轮轴调节器的进一步构成中，影响凸轮轴调节
器的位置随着断开内燃机在断开内燃机或者重新启动内燃机时通过一 个补偿件，特别是弹簧，如扭簧或者圆周方向上作用的压簧进行。这 种补偿件这样影响凸轮轴调节器上的力比，在凸轮轴调节器停机时， 使终端位置"提前"和"中间位置"之间在终端位置"提前"的方向 上对其进行调整。在该终端位置上，然后锁紧凸轮轴调节器。
本发明具有优点的进一步构成来自从属权利要求和说明书。其他 特征参阅附图，特别是所示多个部件彼此的几何形状和相对尺寸及其 相对设置和作用连接。本发明不同实施方式的特征或者不同权利要求 的特征不同于所选择的反向关系的组合同样可能并因此建议。这一点 也涉及单独附图中所示或者其说明中所称的特征。这些特征也可与不 同的权利要求进行组合。
本发明的其他特征来自后面的说明和附图，该附图以横截面示意 示出本发明凸轮轴调节器的实施例。
具体实施例方式
图1示出用于内燃机的凸轮轴调节器10，其中在凸轮轴调节器10 的调整运动过程中，传动件11可以相对于从动件12环绕一个与图平 面垂直定向的旋转轴14确定地扭转，其中该传动件例如与链轮抗扭连
接并由控制链条传动，该从动件例如与凸轮轴13抗扭连接。传动件11 上形成工作室15 (这里为五个)，它们径向向外以及在两个圆周方向 上通过传动件11限制以及径向向内通过从动件12的外壳面限制。传 动11的叶片16再将工作室15分为室17以及室18，借助前者使凸 轮轴调节器10在终端位置"滞后"19的方向上进行调整，在后者液压 加载时在终端位置"提前"20的方向上进行调整运动。在图1所示的 调整位置上，凸轮轴调节器IO处于一个"中间位置"上，为此叶片16 几乎处于终端位置"提前"20与终端位置"滞后"19之间的中心。
凸轮轴调节器10采用两个锁紧件21、 22中间锁紧。锁紧件21、 22在各自一个终端位置与中间位置之间各自在不同的区域内锁紧，从 而两个锁紧件21、 22在达到中间位置时锁紧。这种采用两个锁紧件中 间锁紧的工作原理的详细说明例如可以参阅文献DE 102 53 496和US 6,450，137B2。锁紧件21、 22在与本发明的相互联系上也称为第三锁紧 件。
凸轮轴调节器10此外具有第一锁紧件23，其可以在终端位置"提 前"20的区域内从"松开位置"转移到"锁紧位置"内。第二锁紧件 24可以在终端位置"滞后"19上从"松开位置"转移到"锁紧位置" 内。
锁紧件21、 22、 23、 24特别是可轴向移动的锁紧尖头定位销，其 在"松开位置"上在传动件11与从动件12之间产生造型合理的连接， 而在"锁紧位置"上则松开这种造型合理的连接。锁紧尖头定位销为 此在"锁紧位置"的方向上特别是弹簧加载并可以通过在锁紧尖头定 位销的端面或者所分配的作用面区域内加压，与弹簧加载相反进入"松 开位置"内。依据图l所示的实施例，第一锁紧件23通过液压连接25 由室17内的压力加载，而第二锁紧件24则通过液压连接27加载室18 内的压力。
在图1所示的实施例中，凸轮轴调节器10装有一个补偿件27， 其在向终端位置"提前"的方向调整的方向上影响凸轮轴调节器10的 力比。如果这种影响大于内燃机启动时所要调整部件可能的摩擦力矩 并例如使凸轮轴调节器IO停在终端位置"提前"20与"中间位置"之 间，那么补偿件27可以使凸轮轴调节器10向终端位置"提前"20的 方向上调整。
即使在不使用补偿弹簧的情况下，例如在终端位置"提前"上也 可以作用，例如在V形内燃机上。在这种情况下，如果V形内燃机机
座的控制阀通过金属屑卡住并向终端位置"提前"的方向上调整，那 么其他机座的凸轮轴调节器也可以有针对性地按照"提前"进行调整 并锁紧。相同内容相应适用于在"滞后"方向上的调整。
对于补偿弹簧的设计来说存在不同的可能性-
- 补偿弹簧可以设计得足够强，从而压力下降或者不足时始终 在终端位置的方向上进行调整。
- 另一方面，内燃机上的牵引力矩的大小可以是这样，g口，使 终端位置上的可靠调整不仅仅或者不始终通过补偿弹簧得到保证。于 是，补偿弹簧在正常的发动机运行条件下非常良好地工作，而在极端 条件(例如发动机停机、冷启动)下，补偿弹簧仅起到支持作用。
附图标记
10凸轮轴调节器 11传动件 12从动件 13凸轮轴 14旋转轴
15工作室
16叶片
17室"滞后"
18室"提前"
19终端位置"滞后
20终端位置"提前
21锁紧件
22锁紧件
23第一锁紧件
24第二锁紧件
25连接
26连接
27补偿件
权利要求
1.用于内燃机的凸轮轴调节器(10)，具有a)传动件(11)和从动件(12)，它们能够随同凸轮轴调节器(10)的调节运动而彼此相对运动，b)锁紧装置，其具有第一锁紧件和第二锁紧件，锁紧件各自能够从“松开位置”运动到“锁紧位置”内，在该位置上锁紧件至少限制传动件(11)与从动件(12)之间的可相对运动性，其特征在于，c)所述第一锁紧件(23)在终端位置“提前”(20)的区域内能够从所述“松开位置”运动到所述“锁紧位置”内，以及所述第二锁紧件(24)在终端位置“滞后”(19)的区域内能够从所述“松开位置”运动到所述“锁紧位置”内。
2. 按权利要求l所述的凸轮轴调节器(10)，其特征在于，具有 至少一个第三锁紧件(21、 22)，其在设置在终端位置"提前"(20) 与终端位置"滞后"(19)之间的"中间位置"上能够从"松开位置" 运动到"锁紧位置"内。
3. 用于内燃机的凸轮轴调节器(10)，具有a) 传动件(11)和从动件(12),它们能够随同凸轮轴调节器 (10)的调节运动而彼此相对运动，b) 锁紧装置，其具有第一锁紧件和第二锁紧件，锁紧件各自能 够从"松开位置"运动到"锁紧位置"内，在该位置上锁紧件至少限 制传动件(11)与从动件(12)之间的可相对运动性，其特征在于，c) 至少一个锁紧件(23、 24)在终端位置"提前"或者"滞后"上能够转移到所述"锁紧位置"内，以及d) 具有至少一个第三锁紧件(21、 22)，该第三锁紧件在"中 间位置"能够从所述"松开位置"运动到所述"锁紧位置"内，该"中 间位置"设置在所述终端位置"提前"(20)与所述终端位置"滞后"(19)之间。
4. 按前述权利要求之一所述的凸轮轴调节器(10)，其特征在于， 传动件(11)与从动件(12)中间连接一个补偿件(27)，其为凸轮 轴调节器(10)处于终端位置"提前"(20)与"中间位置"之间的 工作状态而在终端位置"提前"(20)的方向上调整，然后第一锁紧 件(23)在该终端位置上可以从"松开位置"运动到"锁紧位置"内。
5. 按前述权利要求之一所述的凸轮轴调节器(10)，其特征在于， 对于终端位置"提前"(20)的第一锁紧件(23)被在一个室(17) 内加载工作压力，该室分配给在终端位置"滞后"(19)的方向上调 整凸轮轴调节器(10)，而对于终端位置"滞后"(19)额第二锁紧 件(24)被在一个室(18)内加载工作压力，该室分配给在终端位置"提前"(20)的方向调整凸轮轴调节器。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃机的凸轮轴调节器(10)，其具有锁紧装置。依据本发明具有至少一个锁紧件(21、22)以及至少另一个锁紧件(23、24)，前者可在“中间位置”(20)的区域内锁紧，后者可在终端位置“滞后”(19)或者终端位置“提前”(20)的区域内锁紧。由此内燃机的启动可以有针对性地从终端位置(19、20)或者也可以从“中间位置”进行。
文档编号F01L1/344GK101341314SQ200680048288
公开日2009年1月7日 申请日期2006年11月29日 优先权日2005年12月20日
发明者安德烈亚斯·施特劳斯 申请人:谢夫勒两合公司