专利名称：凸轮轴调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸轮轴调节器。
背景技术：
凸轮轴调节器在内燃机中用于改变燃烧室阀门的配气正时，以便能够使得曲轴与凸轮轴之间的相位关系在限定的角度范围中在最大提前位置与最大滞后位置之间可变。配气正时与当前负载和转速的配合降低了消耗和排放。为了该目的，凸轮轴调节器集成在传动系中，经由所述凸轮轴调节器将转矩从曲轴传递到凸轮轴上。该传动系例如可以构成为皮带传动装置、链条传动装置或者齿轮传动装置。在液压凸轮轴调节器中，从动元件和驱动元件构成一对或多对相互作用的压力腔，所述压力腔可以被施加以液压介质。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过填充和排空各个压力腔，产生驱动元件与从动元件之间的相对运动。旋转地作用于驱动元件与从动元件之间的弹簧将驱动元件相对于从动元件在有利方向(Vorteilsrichtung)上挤压。所述有利方向可以与扭转方向同向或反向。一种结构类型的液压凸轮轴调节器是叶片调节器。所述叶片调节器具有定子、转子和带有外齿部的驱动齿轮。转子作为从动元件在大多数情况下以能与凸轮轴抗扭地连接的方式构成。驱动元件包含定子和驱动齿轮。定子和驱动齿轮彼此抗扭地连接，或者可替选于此地彼此单件式地构成。转子与定子同轴地布置并且布置在定子内。转子和定子以其径向延伸的叶片形成起反作用的油腔，能够向所述油腔施加油压并且可以实现定子与转子之间的相对转动。叶片要么与转子或定子单件式地构成，要么作为“插入的叶片”布置在转子或定子的为此而设置·的槽中。此外，叶片调节器还具有不同密封盖。定子和密封盖通过多个螺栓连接装置彼此固定。另一种结构类型的液压凸轮轴调节器是轴向活塞调节器。在这种情况下，通过油压使移动元件轴向移动，所述移动元件通过斜齿部产生驱动元件与从动元件之间的相对转动。W02010/015541A1示出一种带有中央阀的凸轮轴调节器。所述中央阀具有两个流入接头，其中，一个流入接头与中央阀同轴地布置而另一个流入接头相对于中央阀径向地布置。所述流入接头构成为孔。此外，中央阀在外周上还具有两个工作接头，所述工作接头使液压介质通道对置于压力腔。在背离凸轮轴的侧上布置有油箱接头，以便将要挤压的液压介质引回到内燃机的存储容器中。DE198 17 319A1示出凸轮轴调节器的中央阀。流入接头布置在中央阀的外周上。流入接头在轴向方向上置于两个工作接头两侧。油箱接头处于中央阀的面向凸轮轴的端部上并且并入凸轮轴的径向孔中。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种凸轮轴调节器的中央阀，其允许以改善的方式操控液压凸轮轴调节器。根据本发明，该目的通过权利要求1所述的特征得以实现。凸轮轴调节器的根据本发明的中央阀具有外壳和相对于所述外壳布置在内部的控制活塞，其中，所述中央阀具有流入接头、多个工作接头和油箱接头，其中，所述控制活塞控制至所述工作接头的液压介质流，其中，所述中央阀具有根据本发明的用于单独的液压介质流的自给通路(autarke Passage),所述自给通路与上面所提及的接口之一均不连通。中央阀尤其适用于控制液压凸轮轴调节器并且与凸轮轴调节器或者凸轮轴的对称轴或者转动轴同轴地布置。附加地，中央阀放置在凸轮轴调节器内，也就是说，中央阀与凸轮轴调节器在径向上相继排列地安放。可选地，在凸轮轴调节器与中央阀之间可以布置凸轮轴。控制活塞处于中央阀的外壳内。控制活塞在轴向上是可运动的并且由外壳引导。因此，控制活塞可以相对于外壳定位在任意轴向位置中。所述定位通过中央磁体来实现，所述中央磁体以其操作销接触控制活塞的端部并且可以使控制活塞移动。通过控制活塞的轴向定位，使中央阀的不同接头彼此液压连接或者彼此分开，并这样可以彼此连通或者不连通。为了在接头之间引导液压介质，控制活塞和外壳都设有开口，例如槽和/或孔。控制活塞具有控制棱边，控制棱边与外壳开口的棱边共同控制通流。控制棱边本身是控制活塞的相应开口的棱边。为了控制通流，外壳开口的棱边和控制棱边彼此定位为使得外壳开口与控制活塞开口尽量对置并且形成在控制活塞的轴向可定位性上可变的用于液压介质的通流面。根据本发明，中央阀具有用于单独的液压介质流的自给通路，所述自给通路不与上述接头中的至少一个接头连通。因此，也可以设置的是，上述接头中的多个接头均不与根据本发明的自给通路连通。在特定情况下，自给通路与上述接头都不连通。上述接头包括至少一个流入接头、至少两个工作接头和至少一个油箱接头。由此实现了，所述自给通`路可以与其他接头分开地并且独立地得以使用和运行。因此，所述自给通路可以用作附加的液压介质通道，尤其用于操作锁定机构，尤其是针对“滞后”与“提前”之间的中间位置中的锁定，优选针对中心位置中的锁定。锁定机构包括锁定活塞和锁定弹簧。锁定机构设置用于使凸轮轴调节器的驱动元件与从动元件之间的相对转动闭锁。所述闭锁通过逆着锁定弹簧的力以压力的方式施加液压介质来取消。在带有多于一个的锁定机构的凸轮轴调节器中，可以不依赖于其他锁定机构地操控一个锁定机构。其他锁定机构可以通过工作接头来操作或者通过中央阀的其他自给通路来操作。在本发明的一种构造方式中，所述通路以不依赖于所述控制活塞的位置的方式引导液压介质。尤其以不依赖于控制活塞的轴向位置的方式，自给通路将液压介质提供用于期望的功能，优选是使驱动元件与从动元件之间的相对转动锁定或者闭锁。因此，所述通路可以由控制活塞本身构成，例如通过同轴的孔构成，所述孔不与控制活塞的控制棱边形成液压连接。在一种有利的构造方式中，所述通路由所述外壳构成。所述外壳可以是凸轮轴，中央阀的套筒状构件或者控制活塞在所述凸轮轴中运动，所述套筒状构件至少部分地环绕突出于控制活塞。在外壳中，所述通路可以借助于切削加工，通过确定的或者不确定的刀具、成型方法和/或变形方法引入到相应的材料中。有利地，所述通路的构成方式的形状和结构由于在唯一的构件上的所述构成而在使用寿命上保持可靠。所述通路可以构成为槽、孔或者展平部(Abflachung)。通路的通流截面能够具有匹配液压介质的期望的通流特性的任意形状。所述通流横截面可以沿着所述通路的延伸方向可变地或者恒定地构成。在一种特别优选的构造方式中，外壳在其外周面上具有展平部，所述展平部构成为通路。外周面上的展平部可以非常经济的方式制造。在此，外周面可以在展平部的区域中具有相同直径地构成，或者在直径上可以变化，例如以梯级形状变化。所述通流横截面通过可变的直径可以有利地沿着所述通路改变，以便例如构成用于引导液压介质穿过该通路的节流阀、喷嘴形状或者扩散器形状。在本发明的一种构造方式中，所述中央阀还具有内壳，所述内壳布置在所述控制活塞与所述外壳之间，并且所述内壳具有所述通路。内壳可以有利地将至不同接头的管道嵌套为使得所述接头能够以任意布局或者顺序沿着轴向和/或周边侧定向放置。为此，内壳具有多个孔、槽和/或穿通部，它们构成为用于引导液压介质。在一种优选的构成方式中，内壳的通路构成为在轴向方向上延伸的槽，所述槽可以与外壳的内罩面或者与控制活塞的外罩面一起构成至液压介质的管路的通道。所述槽能够以切削或者非切削的方式制造。有利地，可以考虑非切削的方式，尤其是成型方法例如浇铸。为此，内壳优选由塑料构成。在本发明的另一构造方式中，所述外壳的外周面具有开口，所述开口将液压介质引导至所述内壳的所述通路。该 开口设置用于将液压介质引导至外壳上的相应接头。开口可以是具有任意横截面的孔或者穿通部。这样，在外壳上提供所述自给通路的接头，其例如将液压介质引导至自给自足地由其余接头驱动的锁定机构。在本发明的一种构成方式中，所述中央阀的所述外壳构成为中央螺栓，所述中央螺栓能够使所述凸轮轴调节器与凸轮轴连接。利用构成为外壳的中央螺栓，可以将中央阀作为单元来提供并且用于使凸轮轴调节器与凸轮轴固定在一起。可替选于此地，为此考虑将凸轮轴本身作为外壳，其中，凸轮轴调节器可以通过螺母与凸轮轴相连。在一种有利的构成方式中，所述中央阀具有止回阀，所述止回阀允许液压介质在液压介质流的方向上流入而在相反的方向上阻止液压介质流入。有利地，止回阀布置在自给通路中并因此在某一方向上阻止液压介质的回流。通过自给通路在中央阀中的根据本发明的布置，实现了一种附加的独立自主的接头，其不依赖于流入接头、油箱接头和工作接头，例如可以用于锁定机构。由此提供了一种与凸轮轴调节器的其余运行脱离的并且可靠的接口，用于引导液压介质。
在附图中示出本发明的实施例。其中:图1示出带有根据本发明的中央阀和凸轮轴的凸轮轴调节器；图2示出带有另一根据本发明的中央阀和凸轮轴的凸轮轴调节器；图3示出又一根据本发明的中央阀；以及
图4示出根据本发明的中央阀的自给通路的另一实施方式。
具体实施例方式图1示出带有根据本发明的中央阀I和凸轮轴11的凸轮轴调节器2。凸轮轴调节器2构成为叶片调节器。结构和作用方式在现有技术中是已知的。在图1中示出的凸轮轴调节器2具有中央开口 15。所述中央开口 15在其罩面上具有三个接口 A’、B’和C’。所述接口 A’和B’是凸轮轴调节器2的工作接头并且与凸轮轴调节器2的工作腔连通。所述接口 C’优选设置用于未进一步示出的锁定机构，尤其设置用于锁定在中间位置优选中心位置中。所述接口 A’、B’和C’构成为在轴向方向上相互错开的环绕槽。下面对中央阀I连带其自给通道C的构成方式进行详述。中央阀I包含外壳3、内壳7、引导套筒17、控制活塞4、压力弹簧18、弹簧支撑件
19、止回阀20、阀座22和保险环21。所有上面提及的构件都彼此同轴地布置并且相对于凸轮轴调节器2的转轴23同轴地布置。外壳3构成为中央螺栓10并且具有螺栓头24、螺栓杆25和外螺纹26。借助于螺栓头24的凸缘面，使凸轮轴调节器2与凸轮轴23沿着轴向方向8夹紧并且使所有这三个构件抗扭地彼此连接。凸轮轴23至少 在其凸轮轴调节器侧的端部上具有空腔27。所述空腔27旋转对称并且梯级式地构成。此外，凸轮轴14具有螺纹区段，该螺纹区段设置用于与中央螺栓10的外螺纹26啮合。中央螺栓10具有空腔28，该空腔连续地从中央螺栓10的一个端部延伸直至其另一端部。螺栓杆25将凸轮轴23的空腔27分成两个彼此液压分开的区域。第一区域设置为用于中央阀I的流入接头P的接口 P’。第二区域特地设置为用于给自给通路C供应液压介质。在本实施例中，第二区域与径向孔29形成流体引导连接并这样可以供应液压介质，或者可以经由所述径向孔29将液压介质导出。中央螺栓10的螺栓杆25的外罩面梯级式地构成。中央阀I的自给通路C构成为螺栓杆25的外罩面的梯级34的阶梯直径(abgesetzter Durchmesser)。在螺栓杆25的外罩面的梯级34与螺栓头24之间设置有尽量保持不变的外直径33，其与中央开口 15的内直径近似相同。利用空腔27的内罩面和中央开口 15的内罩面将自给通路C补充完整。保留环形的通流横截面，其与空腔27的第二区域邻接并且可以被液压介质通流。所述接口C’作为环绕槽以其敞开侧环绕突出于所述自给通路C，从而液压介质可以从其轴向流动方向(即在所述通路中)借助于阶梯直径的梯级转向成径向流动方向(即进入所述接口 C’中)。因此，中央阀I可以在径向孔29与接口 C’之间运输液压介质，而不会发生其他接头之间的液压介质运输影响穿过所述通路C的所述液压介质流。有利地，根据所示出的实施例的这种构成方式适合于在轴向方向8上接口布置的如下顺序，以中央开口 15的面向凸轮轴的端部为起点:-用于自给通路C的接口C’，其用于独立地操控例如锁定机构；-用于至少一个工作腔的接口B’，其在“提前”方向上调整配气正时；-用于至少一个工作腔的接口A’，其在“滞后”方向上调整配气正时。可替选地，在这种情况下，可以调换所述接口 B’和A’。在中央螺栓10的空腔28中，在螺栓头侧的端部上布置有内壳7、引导套筒17、控制活塞4、压力弹簧18、弹簧座19、止回阀20和阀座22。在中央螺栓10的螺纹侧端部上，中央孔并入凸轮轴23的接口 P’中并因此形成流入接头P。从流入接头P出来，所述液压介质经过止回阀20，在所述止回阀中，出现的压力将止回阀20从阀座22中抬起并因此使得止回阀20打开用以通流。接着，将液压介质引导到内壳7中并且(未进一步示出)经由控制活塞4分配到工作接头A和B上。通过压力弹簧18将控制活塞4压向保险环21。在中央螺栓10的螺栓头侧的端部上，通过控制活塞4的多个开口 30构成中央阀I的油箱接头T0在该侧上，控制活塞4的端侧面与未进一步示出的中央磁体的未进一步示出的操作销接触。通过中央磁体或者通过操作销，使控制活塞4逆着压力弹簧18的弹簧力在弹簧支撑件19的方向上相对于内壳7移动到任意位置中，从而通过控制活塞4的控制棱边可以使液压介质和液压介质压力分配到工作接头A和B上。图2示出带有另一根据本发明的中央阀I和凸轮轴11的凸轮轴调节器2。图2原则上示出与图1类似的结构。下面详述不同之处。中央阀I的中央螺栓10的螺栓杆25在中央开口 15的区域中具有保持不变的外直径33，其中，所述保持不变的外直径33 (不同于根据图1的构造方式)进一步延伸进入凸轮轴14的空腔27中。中央开口 15的内直径和空腔27的内直径调校到螺栓杆25的外直径上使得凸轮轴调节器2相对于凸轮轴14同轴地取向。为此，在理想情况下，中央开口 15的内直径和空腔27的该内直径近似相同大小。通过螺栓杆25的外直径33使空腔27相对于凸轮轴调节器2密封。中央螺栓10具有至少一个为孔形式的开口 31，所述开口布置在空腔27的区域中。界定空腔27的螺栓杆25的外罩面又构成为梯级34，并且在轴向方向8上邻接到螺栓杆25的上面提到的保持不变的外直径33上。接着，中央螺栓10的外螺纹26位于轴向方向8上，所述外螺纹(如图1中所示)使空腔27相对于接口 P’分开。开口 31多重地以分布在中央阀I的周边上的方式布置。这样有利地实现高通流。开口 31并入内壳7的轴向槽9中。液压介质从槽9经由外壳3的另一开口 32被引导至接口 C’，例如供锁定机构使用。开口 32构成为径向孔并且在理想情况下能够多重地以分布在所述周边上的方式布置。有利地，根据所示出的实施例的这种构成方式适合于在轴向方向8上接口布置的如下顺序，以中央开口 15的面向凸轮轴的端部为起点:
-用于至少一个工作腔的接口B’，其在“提前”方向上调整配气正时；-用于自给通路C的接口C’，其用于独立地操控例如锁定机构；-用于至少一个工作腔的接口A’，其在“滞后”方向上调整配气正时；可替选地，在这种情况下，可以调换所述接口 B’和A’。在另一种布局中，内壳7上的槽9的构成方式适合于在轴向方向8上接口布置的另一种可替选的如下顺序，以中央开口 15的面向凸轮轴的端部为起点:-用于至少一个工作腔的接口A’，其在“滞后”方向上调整配气正时；-用于至少一个工作腔的接口B’，其在“提前”方向上调整配气正时；-用于自给通路C的接口C’，其用于独立地操控例如锁定机构。可替选地，在这种情况下，可以调换所述接口 B’和A’。图3示出另一根据本发明的中央阀I。自给通路C构成为外壳3的外罩面上的展平部5，所述外壳3构成为中央螺栓10。所述展平部5与保持不变的外直径33和梯级34的区域相交，所述外直径与凸轮轴调节器2的中央开口 15的内直径相关，所述梯级界定凸轮轴14的空腔27。在这种情况下未示出凸轮轴调节器2和凸轮轴14。清楚可见的是工作接头A和B，它们作为径向孔放置在保持不变的外直径33的区域中。所述展平部5的径向位置可以选择为使得在使凸轮轴14与中央阀I旋紧时保证相对于接口 C’的可靠定位。为了提高所述可靠的定位，所述接口 C’(在这里未示出)构成为环绕槽，从而通路C可以在任何角度位置都与环绕槽连通。所述展平部5明显地在轴向方向8上延伸，但相对于工作接头A或B有足够间距，由此确保了所述接头之间的密封性。图4示出根据本发明的中央阀I的自给通路C的另一实施方式。构成为槽16的通路C的轴向长度可以延伸至靠近螺栓头24。在这种情况下，必须在中央阀I与凸轮轴调节器2之间设置角度定位。槽16的通流横截面可以在轴向方向8上是恒定的或者可改变的。通流横截面的形状可以是圆角的(例如圆形的或者椭圆形的)或者多边形的。附图标记列表I) 中央阀2)凸轮轴调节器3)外壳
4)控制活塞5)展平部6)外周面7)内壳8)轴向方向9)槽10)中央螺栓11)凸轮轴12)止回阀13)开口14)凸轮轴15)中央开口16)槽17)引导套筒18)压力弹簧19)弹簧支撑件20)止回阀21)保险环22)阀座23)转轴24)螺栓头25)螺栓杆26)外螺纹27)空腔28)空腔29)径向孔
30)开口31)开口32)开口33)保持不变的外直径34)梯级A)工作接头B)工作接头C)通路P)流入接头T)油箱接头A，)接口B，)接口C，) 接口P，)接口
权利要求
1.凸轮轴调节器(2)的中央阀(1)，具有: -外壳(3)和相对于所述外壳(3)布置在内部的控制活塞(4), -其中，所述中央阀(I)具有一个流入接头(P)和多个工作接头(A、B)以及一个油箱接头(T)， -其中，所述控制活塞(4)控制从所述流入接头(P)至所述工作接头(A、B)的液压介质流， 其特征在于，所述中央阀(I)具有用于单独的液压介质流的自给的通路(C)，所述通路不与上面所提及的接头(P、A、B、T)之一连通。
2.根据权利要求1所述的中央阀(1)，其特征在于，所述通路(C)以不依赖于所述控制活塞(4)的位置的方式引导液压介质。
3.根据权利要求1所述的中央阀(1)，其特征在于，所述通路(C)由所述外壳(3)构成。
4.根据权利要求3所述的中央阀(1)，其特征在于，所述外壳(3)的外周面(6)的展平部(5)构成为所述通路(C)。
5.根据权利要求1所述的中央阀(1)，其特征在于，所述中央阀(I)还具有内壳(7)，所述内壳布置在所述控制活塞(4)与所述外壳(3)之间，并且所述内壳(7)具有所述通路(C)。
6.根据权利要求5所述的中央阀(1)，其特征在于，所述内壳(7)具有在轴向方向(8)上延伸的槽(9 )，所述槽构成为所述通路(C)。
7.根据权利要求5或6 所述的中央阀(1)，其特征在于，所述外壳(3)的外周面(6)具有开口(13)，所述开口将液压介质引导至所述内壳(7)的所述通路(C)。
8.根据权利要求1所述的中央阀(1)，其特征在于，所述中央阀(I)的所述外壳(3)构成为中央螺栓(10)，所述中央螺栓能够将所述凸轮轴调节器(2)与凸轮轴(11)连接。
9.根据权利要求1所述的中央阀(1)，其特征在于，所述中央阀(I)具有止回阀(12)，所述止回阀允许液压介质在液压介质流的方向上流入而在相反的方向上阻止液压介质流入。
10.凸轮轴调节器(2)，具有根据前述权利要求之一所述的中央阀(I)和凸轮轴(14)。
全文摘要
本发明提出了凸轮轴调节器(2)的中央阀(1)，所述中央阀具有附加的液压介质通道，所述液压介质通道不依赖于至其他接头的其余液压介质引导装置并且不与所述其他接头连通。
文档编号F01L1/344GK103244220SQ20131004142
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月1日 优先权日2012年2月2日
发明者延斯·霍佩, 大卫·克勒 申请人:谢夫勒科技股份两合公司