具有锁紧装置的凸轮轴调节器的制作方法

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：
本发明归于内燃机的技术领域，并且涉及一种用于内燃机的凸轮轴调节器，其 配备有锁紧装置，用于将传动部件和从动部件锁紧在锁紧转动位置。
现有技术在内燃机中，换气阀的机械操作借助被由曲轴置于转动的凸轮轴来进行，其 中，可以通过凸轮的布置和形状有针对性地调整换气阀的打开时间点和关闭时间点。如果依据内燃机的瞬时运行状态以合适的方式控制换气阀的打开时间点和关闭 时间点的话，可以达到一系列具有优点的效果，诸如有害物质排放的减少、燃料消耗 的减低、以及内燃机的效率、最大扭矩和最大功率的提高。换气阀的打开时间点和关闭 时间点可以通过改变凸轮轴与曲轴之间的相对转动位置(相位)来调节，为了这个目的， 在现代的机动车中使用特殊的装置一所谓的凸轮轴调节器。凸轮轴调节器包括与曲轴保持传动连接的传动部件、利用凸轮轴固定的从动 部件以及接在传动部件与从动部件之间的调整机构(Stelltrieb)，该调整机构将传动部件 的扭矩传递到从动部件上，并且实现了对传动部件与从动部件之间转动位置的固定和调 节。在旋转活塞调节器中，利用凸轮轴固定的同心的内转子(“转子”)以可转动调 节的方式支承在由曲轴驱动的外转子(“定子”)的中心中空腔内。在作为叶片式调节 器(FKigelzellenversteller)的构造方案中，在定子中形成在周向上分布的工作腔，其中， 与转子连接的径向叶片分别延伸进入该工作腔内，由此，每个工作腔被分成两个基本上 压力密封的压力室。与凸轮轴的工作方向相关地，每个叶片将工作腔分成在先的压力室 和在后的压力室。通过有针对性地对压力室进行压力加载，叶片可以在工作腔内发生枢 转，这就导致通过与凸轮轴抗扭地(drehfest)连接的转子引起凸轮轴与曲轴之间的相对 转动位置(相位)的改变。转子与定子之间调节角度的边界通过叶片抵着工作腔径向壁 的止挡或者通过特殊的用于界定调节角度的装置来进行。对叶片式调节器的控制通过电子控制装置来进行，该控制装置基于内燃机的电 子检测得到的特征数据(例如转速和负载、压力介质向各压力室的进流及从各压力室的 出流)通过例如构成为比例阀的控制阀加以调控。在内燃机运行期间，在凸轮轴上出现变换力矩。对此的原因在于，凸轮在其 起动斜面区域中必须将由阀弹簧保持在关闭位置的换气阀以对抗弹簧力的方式打开，由 此，变换力矩变大，并且在其停动斜面区域受到弹簧力加载，由此，变换力矩变小。所 产生的变换力矩传递到与凸轮轴抗扭地连接的转子上。当压力介质供应不足时，如例如在内燃机的启动阶段期间或者空转时是这种情 况，由凸轮轴传递到转子上的变换力矩导致转子以不受控制的方式运动，这样的后果 是，叶片在工作腔以内来回碰撞，这就增加了磨损并且造成不希望的噪音产生。此外， 曲轴与凸轮轴之间的相位剧烈波动，从而内燃机无法启动或者不平稳地运转。
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为了避免这些问题，液压凸轮轴调节器配备了用于抗扭地锁紧定子和转子的锁 紧装置。这样的锁紧装置例如包括容纳在转子中的轴向锁闩，锁闩通过弹簧在轴向上 被从其容纳处中挤出，并且能形状配合地嵌入锁紧槽中，锁紧槽成型于定子的轴向侧板 上。为了解锁，锁闩在端侧被加载压力介质，并且被挤压回到转子中其容纳处中。定子和转子的锁紧在凸轮轴的称为基本位置的、对于内燃机的启动在热力学上 有利的相位中进行。依赖于内燃机的设计方案，选择早-位置、迟-位置或中间位置作 为基本位置。关于定子或者凸轮轴的传动方向，迟-位置相应于在在后方向上转子的终 转动位置(在该终转动位置中，在先的压力室的容积最大)，早-位置相应于在在先方向 上转子的终转动位置(在该终转动位置中，在后压力室的容积最大)，以及中间位置相应 于处于早-位置与迟-位置之间的相位。中间位置被称为中心位置，其至少几乎处于早-位置与迟-位置之间的中心。在 与定子或凸轮轴的传动方向相同的转动方向上调节转子的相位被称为早-调节。在与之 相反的转动方向上调节转子的相位被称为迟-调节。这种带有用于将定子和转子抗扭地锁紧在基本位置中的锁紧装置的叶片式调节 器已充分公开，并且例如在申请人的文献DE 20 2005 008264 Ul、EP 1 596 040A2、DE 10 2005 013 141 A1 和 DE 199 08 934 A1 中深入介绍。如果在内燃机停止工作时没有达到基本位置(例如在发动机“熄火”时)，转子 基于摩擦力矩自主调节到迟-位置中。如果转子应在早-位置或者中间位置中锁紧，则 因此采取特殊的预防措施，由此，转子相对于定子调节。为了这个目的，例如在常规的 凸轮轴调节器中设置有扭簧，扭簧将转子朝向所希望的基本位置的方向预紧。在美国专利6,439,181B1中介绍的更加完善的机械机构中，除了用于在早-位置 中使转子转动的扭簧外，还在定子中设置有径向锁闩板，锁闩板在早-调节转子时可以 嵌入成型于转子中的槽，以防止转子在达到基本位置前，又转回到迟-位置中。为了这 个目的，容纳在定子中的锁闩板分别被弹簧朝向转子的方向或者朝向所属的槽中推压， 并且可以通过液压加载而被挤回到定子中。在由美国专利6,439,181B1公知的凸轮轴调节器中的不利之处尤其在于以下事 实，即，容纳在定子中的锁闩小板的在径向上指向，从而锁闩小板在定子转动时经受离 心力。一方面，这相应需要弹簧的强弹力，通过该强弹力，锁闩小板被朝向转子方向推 压，以防止锁紧被无意松开。另一方面，为了用液压解锁锁闩小板而施加的压力依赖于 起作用的离心力，这使液压调控变得困难。此外，不利之处在于，通过所使用的锁闩小板，减少了可以用于工作腔或者压 力室的空位。为了可以实现足够数目的工作腔，因此使用的锁闩小板的数量保持得相对 少，在所示示例中，这是三个锁闩小板。在那里所示的凸轮轴调节器的另一缺陷由如下所述得出，S卩，通过在周向上未 均勻分布的锁闩板在转动的定子中产生不平衡，由此，可能妨碍到定子和转子的支承， 并且可能使转子的相位发生波动。发明任务与此相对地，本发明的任务在于，提供一种用于内燃机的凸轮轴调节器，通过 该凸轮轴调节器可以避免上面的和其他的缺陷。
任务的解决方案该任务和其他任务按照本发明的提案通过具有独立权利要求特征的依据类属的 凸轮轴调节器得以解决。本发明的具有优点的构造方案通过从属权利要求的特征给出。依据本发明，示出了用于内燃机的凸轮轴调节器。该凸轮轴调节器包括与曲轴 保持传动连接的、能与曲轴同步转动的传动部件和利用凸轮轴固定的从动部件，该从动 部件相对于传动部件同心地并且可转动调节地支承。例如液压调整机构接在传动部件与 从动部件之间，该调整机构将扭矩从传动部件传递到从动部件上，并且实现了对传动部 件与从动部件之间的相对转动位置的固定和调节。从动部件的相位可以在最大转角区域内调节。与传动部件的转动方向或者说传 动方向(下面称为“传动方向”)相关地，从动部件可以在传动方向上在先达到的终转 动位置(早-位置)与相应的随后实现的终转动位置(迟-位置)之间的转角区域中被调 节。依据本发明的凸轮轴调节器包括锁紧装置，通过该锁紧装置可以将传动部件和 从动部件抗扭地锁紧在与迟_位置不同的、可选择的锁紧转动位置(基本位置)上。传 动部件和从动部件例如可以在早_位置或者中心位置中抗扭地锁紧。依据本发明的凸轮轴调节器基本上以如下所述著称，即，锁紧装置具有多个 (例如至少四个)嵌接对，所述嵌接对分别具有容纳于传动部件或从动部件中的锁闩(例 如活塞式的锁紧销)和配属于该锁闩的、在相应另外那个部件中形成的、在周向上延伸 的锁紧槽。所述锁闩可以分别通过运动机械机构与所属锁紧槽发生嵌接，例如方式为 锁闩可以通过弹簧元件在轴向上被从其容纳处中挤出，并且可以通过端侧加载压力介质 而被挤回到其容纳处。在依据本发明的凸轮轴调节器中，嵌接对以如下方式构造并且布置，即，嵌接 对的锁闩在处于传动方向上在后的终转动位置(迟-位置)与锁紧转动位置(基本位置) 之间的相对转动位置中可以与各自所属的锁紧槽发生嵌接。所述嵌接对尤其这样构成， 即，嵌接对的锁闩在传动部件的传动方向上的调节下可以顺次与锁紧槽发生嵌接，其 中，所述锁紧槽在锁闩嵌接时分别制止从动部件与传动方向相反的调节(迟-调节)，并 且允许在传动方向上调节(早-调节)，直至达到锁紧转动位置。通过所述嵌接对能以 这种方式实现了与传动方向相反地对从动部件进行分级式的卡位，直至达到锁紧转动位 置。通过每个嵌接对的锁闩的轴向取向，能够以具有优点的方式避免锁紧位置由 于产生的离心力在传动部件和从动部件与曲轴同步地共同转动时发生改变。此外，用于 工作腔或者压力室的结构空间不被减小，从而可以布置有较高数目的嵌接对并且进而还 有大量卡位级，所述嵌接对和卡位级具有相对小的角间距。以特别具有优点的方式，所述嵌接对这样构成，即，在每次朝传动方向调节从 动部件时，锁闩能够以分别小于第二转角的第一转角顺次嵌入锁紧槽中，从动部件平均 (im Mittel)以该第二转角基于凸轮轴的变换力矩来调节。由此，可以具有优点的方式实 现的是从动部件仅基于由凸轮轴传递到从动部件上的变换力矩通过多个卡位级被送入 锁紧转动位置中，并且在那里可以与从动部件抗扭地锁紧。传动部件在传动方向上每次 调节的第一转角可以是相同的，也可以是不同的。
如果将嵌接对在周向上均勻分布的话，能以具有优点的方式避免以下情况 在与曲轴同步转动的凸轮轴调节器中产生不平衡。在依据本发明的凸轮轴调节器中，传 动部件和从动部件在锁紧转动位置中抗扭的锁紧可以通过各个嵌接对来进行，该嵌接对 包括容纳于传动部件或是从动部件中的锁闩和成型于相应另外那个部件中的锁紧槽，其 中，嵌接对这样构成，即，锁闩能与所配属的锁紧槽被送入形状配合的嵌接。在根据本发明的凸轮轴调节器中，传动部件和从动部件在锁紧转动位置抗扭的 锁紧通过两个嵌接对来进行，这两个嵌接对分别包括容纳于传动部件或是从动部件中的 锁闩和成型于相应另外那个部件中的锁紧槽，其中，在一个嵌接对中，锁闩能与相应的 锁紧槽发生嵌接，即，从动部件与传动方向相反的调节被制止；并且其中，在另外的嵌 接对中，锁闩也能与其所配属的锁紧槽发生嵌接，即，从动部件在传动方向上的调节被 制止。根据本发明的凸轮轴调节器优选呈叶片式调节器的形式构造，其中，在每个嵌 接对中，锁闩被容纳在转子中，并且锁紧槽成型在定子中，例如成型在轴向的侧板和盖 板中。此外，本发明延伸至内燃机，该内燃机被装备有至少一个如上所述的凸轮轴调 节器。此外，本发明延伸至具有内燃机的机动车，该内燃机装备有至少一个如上所述 的凸轮轴调节器。附图简述这里结合实施例对本发明详细阐述，其中，对附图加以参照。相同的或者起相 同作用的元件在附图中被标以同样的附图标记。其中

图1以垂直于转动轴线的剖面示出依据本发明的叶片式调节器，其中，转子锁 紧在早_位置中；图2以另一剖面示出图1的叶片式调节器，其中，转子锁紧在迟_位置中；图3以另一剖面示出图1的叶片式调节器，其中，所述转子关于图2中所示的相 位已朝向早-位置的方向调节；图4以另一剖面示出图1的叶片式调节器，其中，所述转子关于图3中所示的相 位继续朝向早-位置的方向调节；图5以另一剖面示出图1的叶片式调节器，其中，所述转子关于图4中所示的相 位继续朝向早-位置的方向调节；图6示出不同的示意图示，用于图示表明锁闩在转子的图1至图5中示出的相位 中的位置；图7示出不同的示意图示，用于图示表明锁闩在带有锁紧在中心位置中的转子 的叶片式调节器中的位置；附图的详细描述参照图1至图6，依据本发明的第一实施例，结合相应的剖面图阐述基于旋转活 塞原理的液压叶片式调节器1。据此，所述叶片式调节器1包括与(未示出的)曲轴通过链轮4传动相连的外转 子或者说定子2来作为传动部件，并且包括同心地布置在定子2的中空腔中的内转子或者说转子3来作为从动部件，转子3例如借助螺栓连接与(未示出的)凸轮轴抗扭地安设在 凸轮轴的端侧上。所述定子2与曲轴同步地逆时针转动，如在图1中用箭头标示的那样， 由此，确定了凸轮轴的工作方向或者说传动方向。对定子2的中空腔进行界定的内壳面5被设有多个径向的凹部6，凹部6分别由 第一径向侧壁7和第二径向侧壁8来界定。定子2的内壳面5还包括在周向上延伸的内 周壁9和在周向上延伸的外周壁10，内周壁9和外周壁10通过径向侧壁7、8相互连接。定子2通过其紧贴转子3外壳面11的内周壁9而能转动地支承在转子3上。定 子2的径向凹部6连同转子3的外壳面11和在下面进一步阐述的两个轴向密封面一起形 成了在周向上均勻分布地布置的液压工作腔12(在此例如是四个工作腔12)。仅出于完整 性考虑而提及更大或者更小数目的工作腔是可行的。在每个工作腔12中，从转子3出发，叶片13在径向上朝外伸出，由此，所述工 作腔12分别划分为一对彼此相互作用的压力室14、15。关于定子2的传动方向，是指在 先的第一压力室14( “压力室A”)和在后的第二压力室15( “压力室B”)。叶片13容纳在形成于转子3外壳面11内的轴向槽中。在轴向槽的槽底上可以 布置有径向上朝外加载负荷的弹簧元件，由此，使得叶片13密封地紧贴定子3的外周 壁10。相同地，同样可行的是，叶片13与转子3单件式地构造。定子2形成了带有两个轴向侧板或者密封板的压力密封式封装转子3的壳体， 即，形成了带有朝向凸轮轴的密封面34的距凸轮轴较远的密封板33，以及带有背向凸轮 轴的密封面的距凸轮轴较近的密封板。通过这两个密封面，所述工作腔12或者压力室 14、15在轴向上被压力密封式地封闭。未示出的压力介质管路分别通入每个工作腔12的两个压力室14、15中，通过该 压力介质管路，压力介质(例如液压油)可以输送给压力室或者从压力室中导出。通过 有针对性地加载压力介质，可以在每个工作腔12的压力室对14、15之间产生压力降，由 此，引起了叶片13的枢转并且进而引起了转子3的相对定子2的相对转动位置(相位) 的变化。每个工作腔12的第一径向侧壁7和第二径向侧壁8分别形成对于伸入工作腔12 中的叶片13的终止挡。当叶片13分别紧贴第一径向侧壁7时，转子3关于凸轮轴的工 作方向处于迟-位置中。另一方面，当叶片13分别紧贴第二径向侧壁8时，转子3处于 早_位置中。通过这两个终止挡预先给出转子3相对于定子2的最大可能的调节角度。 尽管这未示出，但同样可以通过特别的转角界定装置预先给出转子3的最大可能的调节 角度，例如以便在定子2由金属片制成时，避免叶片碰撞在径向侧壁7、8上。如果在内燃机的运行期间在凸轮轴上出现变换力矩，则该变换力矩在压力介质 供应不足时传递到转子3上。为了避免工作腔12中的叶片13以不受控制的方式来回 碰撞，转子3可以通过锁紧装置连同定子2抗扭地锁紧在早-位置中。为了这个目的，所述锁紧装置包括四个在周向上均勻分布地布置的轴向锁闩 16-19，锁闩16-19分别容纳于转子3内的凹部中。锁闩16-19分别通过弹簧元件朝向凸 轮轴的密封面34的方向被挤压，这在图中未详细示出。所述锁闩16-19可以根据转子3的相位嵌入所述锁紧槽20-23中，锁紧槽20-23 通过距凸轮轴更远的第一密封板33来形成。所述锁紧槽20-23在图1至6中分别以虚线
8示出。所述锁闩16-19可以在端侧被液压地加载，由此，锁闩16-19与各弹簧元件的 弹簧力相反地，可以被挤压回到转子3的其容纳处中。为了这个目的，用于向锁紧槽供 应压力介质的压力介质管路24分别通入锁紧槽20-23中。这些锁紧槽可以通过压力室
“A”或者可供选择地通过压力室“B”馈给压力介质。相同地，单独的压力介质供应 是可行的。通过压力介质通道35，锁紧槽能以流体技术的方式相互连接。图1中示出了如下状况，其中，转子3处于基本位置(早-位置)，在早-位置 中，所有四个锁闩16-19容纳在其各自的锁紧槽20-23中，其中，第一锁闩16嵌入第一 锁紧槽20，第二锁闩17嵌入第二锁紧槽21，第三锁闩18嵌入第三锁紧槽22，并且第四 锁闩19嵌入第四锁紧槽23。仅仅通过嵌入第一锁紧槽20中的第一锁闩16来产生定子2与转子3之间的形状 配合的连接，由此，定子和转子抗扭地锁紧。通过第二至第四锁闩17-19仅制止对转子 3的迟-调节。如果锁闩16-17被加载压力介质，尤其是第一锁闩16被加载压力介质， 则可以松开定子与转子之间抗扭的锁紧。如果转子3的基本位置(早-位置)在内燃机停止工作时未被以调控技术的方式 (也就是，基于压力介质调控)占据，则与传递到凸轮轴上的变换力矩共同起作用的锁紧 装置1使得转子3占据早-位置，并且转子3和定子2在早-位置中被抗扭地锁紧，如 还要详细阐述的那样。图2示出如下状况，其中，转子3处于迟-位置，即转子3在压力介质供应不足 时自主占据的位置。在迟-位置中，叶片13紧贴着第一径向侧壁7。在该相位中，这四 个锁闩16-19没有一个会嵌入其锁紧槽。当压力介质供应不足时，变换力矩由凸轮轴传递到转子3上，这如在图3中所示 的那样导致转子3以平均的转角β朝向早-位置的方向转动。如另外从图3中可以看出 的是，第四锁闩19和第四锁紧槽23这样构成并且布置，S卩，第四锁闩19在转子转过较 小的转角α时，就可以嵌入第四锁紧槽23。第四锁紧槽23这样在周向上延伸，S卩，第 四锁紧槽23制止了转子3通过第四锁闩19止挡在槽壁上而进行迟-调节，但是允许转子 3进一步进行早-调节，直至早-位置。如果第四锁闩19嵌入第四锁紧槽23的话，则由 此通过迟-调节，转子3被卡位在“中间位置”，该“中间位置”此外为了易于参引而 被称为“第一中间位置”，从该“第一中间位置”出来仅能进行早-调节。因为转角α 比由变换力矩引起的转子3的振动的平均转角β更小，其中，在达到转角α时，第四锁 闩19可以嵌入第四锁紧槽23，所以可以确保如下所述，即，处于迟_位置中的转子3在 压力介质供应不足时通过变换力矩持续转动至如此程度，即，第四锁闩19可以嵌入第四 锁紧槽23中。如图4中所示地，变换力矩进一步传递到转子3上造成这时从第一中间位置出 发的、以平均的转角β朝向早-调节的方向转动，从而第三锁闩18可以嵌入第三锁紧槽 22，并且通过迟-调节来使转子3卡位。第三锁闩18和第三锁紧槽22这样布置，S卩，第 三锁闩18在转子3转过同样的更小的转角α时已经可以嵌入第三锁紧槽23中。第三锁 紧槽22通过第三锁闩18止挡在槽壁上来制止转子3的迟-调节，而第三锁紧槽22以如 下方式在周向上延伸，即，第三锁紧槽22允许转子3进一步进行早-调节，直至早-位置。图4中所示的转子中间位置被称为“第二中间位置”。如图5中所示地，变换力矩进一步传递到转子3上导致这时从第二中间位置出 发的转子又以平均的转角β朝向早-调节方向转动，从而第二锁闩17可以嵌入第二锁紧 槽21中，并且通过迟-调节卡住转子3。第二锁闩17和第二锁紧槽21这样布置，艮口， 第二锁闩17在转子3转过同样较小的转角α时已经可以嵌入第二锁紧槽21中。第二锁 紧槽21通过第二锁闩17止挡在槽壁上来制止转子3进行迟-调节，而第二锁紧槽21这 样在周向上延伸，即，第二锁紧槽21允许转子3进一步进行早-调节，直至早-位置。 图5中所示的转子中间位置被称为“第三中间位置”。变换力矩进一步传递到转子3上导致这时从第三中间位置出发的转子转动到 早-位置中，从而第一锁闩16也可以嵌入第一锁紧槽20中，由此，产生了转子3与定子 2之间的形状配合的连接，通过该形状配合的连接，转子和定子被抗扭地锁紧。第一锁闩 16和第一锁紧槽20这样构成并且布置，S卩，第一锁闩16在同样的较小的转角α的情况 下，可以嵌入第一锁紧槽20中。在图6中借助示意图示I至V图示表明了在图1至5中所示的转子的不同相位中 的四个锁闩16-19的各自位置，这些示意图示以“开卷”的轴向截图示出转子和定子。 此外，图示表明了叶片13在工作腔12中的位置，其中，仅为了更简单的示出工作腔12， 所述工作腔12以处于定子中的方式示出。图示I相应于图2的相位，也就是说，转子3处于迟-位置中，在该迟-位置 中，没有锁闩可以嵌入其锁紧槽中。图示II相应于图3的相位，其中，转子3处于第一 中间位置中，在该第一中间位置中，仅第四锁闩19嵌入第四锁紧槽23，该第四锁闩19制 止转子进行迟-调节，但允许转子进行早-调节。图示III相应于图4的相位，也就是说， 转子3处于第二中间位置中，在该第二中间位置中，第四锁闩19嵌入第四锁紧槽23中， 并且第三锁闩18嵌入第三锁紧槽22中，其中，仅第三锁闩18制止转子进行迟-调节， 但是允许转子进行早-调节。图示IV相应于图5的相位，也就是说，转子3处于第三中 间位置中，在该第三中间位置中，第四锁闩19嵌入第四锁紧槽23中，第三锁闩18嵌入 第三锁紧槽22，并且第二锁闩17嵌入第二锁紧槽21，其中，仅第二锁闩17制止转子进 行迟-调节，但是允许转子进行早_调节。图示V相应于图1的相位，也就是说，转子 3处于早-位置中，在该早-位置中，所有四个锁闩16-19嵌入其各自锁紧槽20-23，其 中，通过第一锁闩16与第二锁紧槽20之间形状配合的连接，达到了转子3和定子2抗扭 的锁紧。如尤其从图6可见地，第二锁紧槽、第三锁紧槽和第四锁紧槽分别这样在周向 上延伸，即，这些锁紧槽能够使转子3进行早-调节，直至早-位置。与锁闩在继续对 转子3进行早-调节时在所属的锁紧槽内回置的路径相应地，第四锁紧槽23在周向上的 尺寸比第三锁紧槽22在周向上的尺寸更大。相同地，各第三锁紧槽22在周向上的尺寸 比第二锁紧槽21在周向上的尺寸更大，并且第二锁紧槽21在周向上的尺寸比第一锁紧槽 20在周向上的尺寸更大，其中，第一锁紧槽20形状配合地围住第一锁闩16。转角α是 各自相同的，转子3必须分别在锁闩卡入后朝向早-位置的方向继续转过该转角α，以便 卡入下一个锁闩中。如对于图示V给出地，在周向上均勻分布地布置的锁紧槽20-23分 别以相同的转角ν彼此相距。
在图7中图示表明了本发明的另一实施例，情况是叶片式调节器具有锁紧在 中心位置中的转子。图7的叶片式调节器与结合图1至6共同介绍的叶片式调节器的区别仅仅在于锁 闩的布置方案，以及锁紧装置的锁紧槽的构造和布置方案，该锁紧装置使得转子锁紧在 中间位置中。为了避免不必要的重复，仅描述相对于图1至6的实施方式的区别，并且 在其他方面参照与之相关的实施方案。图7的锁紧装置包括四个在周向上均勻分布地布置的锁闩25-28，锁闩25_28可 以根据转子3的相位嵌入所属的锁紧槽29-32中。这是具有所属的第五锁紧槽29的第五 锁闩25、具有所属第六锁紧槽30的第六锁闩26、具有所属第七锁紧槽31的第七锁闩27 以及具有所属第八锁紧槽32的第八锁闩28。在图7中借助示意图示I至IV图示表明了在转子的不同相位中的四个锁闩25-28 的各自的位置，这些图示如图6那样以“开卷”的轴向剖面图示出转子和定子。此外， 图示表明了叶片13在工作腔12中的位置，其中，仅仅为了更简单图示的目的，工作腔12 以处于定子中的方式示出。在这种情况下，图示I相应于如下状况，其中，转子3处于迟-位置中。相应 地，叶片13紧贴着第一径向侧壁7。在该相位中，仅仅第五锁闩25能嵌入所属的第五锁 紧槽29。第五锁紧槽29这样在周向上延伸，S卩，第五锁紧槽29允许转子3进行早-调 节，直至早_位置。当压力介质供应不足时，变换力矩被凸轮轴传递到转子3上，这就导致转子 3以平均的转角β朝向早-位置的方向转动。如果在这种情况下转子3转过较小的转角 α，则第八锁闩28可以嵌入第八锁紧槽32中，由此，通过第八锁闩28止挡在槽壁上来 制止转子3进行迟-调节，但是转子3继续进行早-调节直至中心位置中是通过第八锁紧 槽32在周向上相应的延伸来实现的。转子3处于“第一中间位置”上的状况在图示II 中示出。如图示III中所示地，变换力矩继续传递到转子3上导致这时从第一中间位置 出发的转子以平均的转角β朝向早_调节方向继续转动，从而第七锁闩27可以嵌入第七 锁紧槽31中，由此，通过第七锁闩27止挡在槽壁上来制止转子3进行迟-调节，但是使 转子3继续进行早-调节直至中心位置中成为可能。图示III中所示的转子中间位置被描 述为“第二中间位置”。如图示IV中所示，变换力矩继续传递到转子3上导致这时从第二中间位置出 发的转子3朝中心位置继续转动，从而第六锁闩26可以嵌入第六锁紧槽30中，由此，通 过第六锁闩26止挡在槽壁上来制止转子3进行迟-调节。因为在中心位置中，第五锁闩 29同时制止转子3的相位朝向中心位置方向继续变化，转子3在其中心位置中通过第五 锁闩和第八锁闩形状配合地固定，由此，实现了在中心位置中定子与转子之间抗扭的锁 紧。如从图7可见，第六锁紧槽、第七锁紧槽和第八锁紧槽分别这样在周向上延 伸，这些锁紧槽使转子3进行早-调节直至中心位置成为可能。与锁闩在转子3继续进行 早_调节时在所属锁紧槽内回置的路径相应地，第八锁槽32在周向上的尺寸比第七锁槽 31在周向上的尺寸更大。同样地，第七锁槽31在周向上的尺寸比第六锁槽30在周向上的尺寸更大。第五锁紧槽29在周向上这样设定，S卩，第五锁紧槽29使转子3进行早-调 节直至中心位置中成为可能，并且在中心位置中通过第五锁闩25朝向槽壁止挡来制止转 子3继续进行早-调节。如对于图示IV给出地，在周向上均勻分布地布置的第六、第七 和第八锁紧槽30-32分别以相同的转角δ彼此相距。
0077]附图标记列表0078]1叶片式调节器0079]2定子0080]3转子0081]4链轮0082]5内壳面0083]6径向凹部0084]7第一径向侧壁0085]8第二径向侧壁0086]9内周壁0087]10外周壁0088]11外壳面0089]12工作腔0090]13叶片0091]14第一压力室0092]15第二压力室0093]16第一锁闩0094]17第二锁闩0095]18第三锁闩0096]19第四锁闩0097]20第一锁紧槽0098]21第二锁紧槽0099]22第三锁紧槽0100]23第四锁紧槽0101]24压力介质管路0102]25第五锁闩0103]26第六锁闩0104]27第七锁闩0105]28第八锁闩0106]29第五锁紧槽0107]30第六锁紧槽0108]31第七锁紧槽0109]32第八锁紧槽0110]33密封板0111]34密封面
35压力介质通道
权利要求
1.用于内燃机的凸轮轴调节器(1)，所述凸轮轴调节器(1)包括-与曲轴处于传动连接中的传动部件(2)，-与所述传动部件(2)同心的、与凸轮轴抗扭地连接的从动部件(3)，所述从动部件 (3)相对于所述传动部件能转动调节地布置，并且所述从动部件(3)相对于所述传动部件 (2)的相对转动位置能借助调整机构在两个终转动位置之间调节；以及-锁紧装置，通过所述锁紧装置，传动部件和从动部件能抗扭地锁紧在锁紧转动位置中，其特征在于，所述锁紧装置具有多个嵌接对，所述嵌接对分别包括容纳于所述传 动部件或者从动部件中的轴向的锁闩(16-19; 25-28)和成型于相应另外那个部件中的锁 紧槽(20-23; 29-32)，其中，所述嵌接对这样构成，即，所述锁闩当处在在传动方向上 在后的终转动位置与所述锁紧转动位置之间的相对转动位置上时，在对所述从动部件在 传动方向上的调节下，能够与所述锁紧槽顺次嵌接，其中，所述锁紧槽制止所述从动部 件与所述传动方向相反的调节，并且允许在传动方向上的调节，直至达到所述锁紧转动 位置。
2.按照权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述嵌接对以如下方式构成， 艮口，所述轴向的锁闩(16-19; 25-28)在对所述从动部件在传动方向上的调节下，能够转 过彼此相同的或者彼此不同的转角(α)而顺次嵌入各配属的所述锁紧槽(20-23 ； 29-32) 中，所述转角(α)各自小于平均转角(β)，所述从动部件(3)以所述平均转角(β)基于 所述凸轮轴的变换力矩被调节。
3.按照权利要求1至2之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述嵌接对在周向方 向上均勻分布地布置。
4.按照权利要求1至3之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁紧转动位置是 所述传动部件的在传动方向上在先的终转动位置。
5.按照权利要求1至3之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁紧转动位置是 至少几乎处于两个所述终转动位置之间的中心的中心位置。
6.按照权利要求1至5之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁紧装置包括具 有容纳于所述传动部件或者所述从动部件中的锁闩(16)和成型于相应另外那个部件中的 锁紧槽(20)的嵌接对(16、20)，其中，该嵌接对这样构成，即，锁闩为了将传动部件和 从动部件抗扭地锁紧在锁紧位置中而能与配属的锁紧槽形状配合地嵌接。
7.按照权利要求1至5之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，传动部件和从动部件 的抗扭的锁紧通过两个嵌接对(25、29； 26、30)来进行，其中，在一个嵌接对(25、29) 中，锁闩在锁紧转动位置中能这样与配属的锁紧槽嵌接，使得所述从动部件与所述传动 方向相反的调节被制止，并且其中，在另一嵌接对(26、30)中，锁闩在锁紧转动位置中 能这样与配属的锁紧槽嵌接，使得所述从动部件在传动方向上的调节被制止。
8.按照权利要求1至7之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述凸轮轴调节器呈 叶片式调节器的形式构造。
9.按照权利要求8所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁闩容纳在转子中，并且 所述锁紧槽成型于定子中，例如成型于轴向的盖板中。
10.按照权利要求1至9之一所述的凸轮轴调节器，其特征在于，布置有至少四个嵌接对。
11.内燃机，具有按照权利要求1至10之一所述的凸轮轴调节器。
12.机动车，具有按照权利要求11所述的内燃机。
全文摘要
本发明涉及凸轮轴调节器(1)和锁紧装置，通过该锁紧装置可以将传动部件和从动部件在锁紧转动位置中抗扭地锁紧，其中，锁紧装置具有多个嵌接对，多个嵌接对分别包括容纳于传动部件或者从动部件中的轴向锁闩(16-19；25-28)和成型于相应另外那个部件中的锁紧槽(20-23；29-32)，其中，所述嵌接对这样构成，即，锁闩在传动方向上在后的终转动位置与锁紧转动位置之间的相对转动位置中，当在传动方向上调节从动部件时，可以与锁紧槽顺次嵌接，其中，所述锁紧槽制止从动部件与传动方向相反的调节，并且允许在传动方向上的调节，直至达到锁紧转动位置。
文档编号F01L1/344GK102016243SQ200980114883
公开日2011年4月13日 申请日期2009年2月24日 优先权日2008年2月29日
发明者安德烈亚斯·施特劳斯 申请人:谢夫勒科技有限两合公司