液压凸轮轴调节器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于内燃机的液压凸轮轴调节器，其具有外转子和内转子，外转子和内转子能转动调节并且同心地绕共同的转动轴线（4）布置。在外转子与内转子之间形成有至少一个液压室，至少一个连接的叶片（5）分别从外转子和内转子延伸到液压室内，由此液压室被分成至少一个由两个压力室构成的压力室对。内转子（3）具有同心地布置在转动轴线（4）上的圆形开口（8），圆形开口（8）的内面在内转子（3）的两个轴向侧之间构造出密封部段（10），其中，在密封部段（10）的两侧圆形开口（8）具有比圆形开口（8）在密封部段（10）内大的内直径。内转子（3）是烧结成的构件，并且内转子（3）的密封部段（10）是经精整的。
【专利说明】液压凸轮轴调节器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的液压凸轮轴调节器，其具有外转子和内转子，其中，外转子和内转子可转动调节(drehverstelIbar)并且同心地绕共同的转动轴线布置。在外转子与内转子之间形成有至少一个液压室，至少一个连接的叶片分别从外转子和内转子延伸到液压室内，由此液压室被分成至少一个由两个压力室构成的压力室对。内转子具有同心地布置在转动轴线上的开口，其中，在圆形开口的内面上在内转子的两个轴向侧之间构造有密封部段，其中，开口在密封部段的两侧具有比在密封部段内大的横截面。
【背景技术】
[0002]在具有机械的阀控制装置的内燃机中，换气阀通过由曲轴驱动的凸轮轴的凸轮来操作，其中，通过凸轮的布置方式和形状可确定阀的控制时间。通过改变在曲轴与凸轮轴之间的相位，可以依赖于内燃机的瞬时工作状态有针对性地对阀的控制时间产生影响，由此实现有利的效果，例如减少燃料消耗和有害物质产生。
[0003]用于调节在曲轴与凸轮轴之间的相位的设备通常公知为凸轮轴调节器。
[0004]凸轮轴调节器通常包括通过驱动轮与曲轴保持驱动连接的驱动部件和相对凸轮轴固定(nockenwelIenfest)的从动部件以及在驱动部件接在从动部件之间的调整机构,该调整机构将转矩从驱动部件传递到从动部件并使两者之间相位的调节和固定成为可能。
[0005]在作为液压凸轮轴调节器的通用的结构形式中，驱动部件构造为外转子，而从动部件构造在内转子中，其中，外转子和内转子能转动调节并且同心地绕共同的转动轴线布置。在外转子与内转子之间的径向间隙中，由两个转子中的一个成形出至少一个液压室，与各自另一转子连接的叶片延伸到该液压室内，由此液压室被分成一对相互作用的压力室。通过有针对性地压力加载对压力室，可以彼此相对调节外转子和内转子，以便由此实现在曲轴与凸轮轴之间的相位改变。
[0006]为了对相互作用的压力室压力加载，内转子典型地设有孔，这些孔可以通过内转子内的中央开口被供给压力加载的液压介质。在该情况下，通过相应的密封措施将两个液压回路液压地分隔开。这种液压凸轮轴调节器例如从DE102009014338、尤其是这里为图4A和图4B公知。
【发明内容】
[0007]本发明的任务是说明一种可低成本制造的凸轮轴调节器。
[0008]该任务根据权利要求1的前序部分并结合其表示特征的特征部分来解决。接下来的从属权利要求分别再次给出本发明有利的改进方案。提出了一种用于内燃机的液压凸轮轴调节器，其具有外转子和内转子，其中，外转子和内转子可转动调节并且同心地绕共同的转动轴线布置。在外转子与内转子之间形成有至少一个液压室，至少一个连接的叶片相应地从外转子和内转子延伸到液压室内，由此液压室被分成至少一个由两个压力室构成的压力室对。内转子具有同心地布置在转动轴线上的圆形开口，其中，在圆形开口的内面上在内转子的两个轴向侧之间构造有密封部段，其中，开口在密封部段的两侧具有比在密封部段内大的横截面。根据本发明，内转子是烧结成的构件，并且内转子的密封部段是经精整(kalibriert)的。
[0009]凸轮轴调节器的内转子以如下方式来成形，S卩，内转子可以通过烧结过程以不用工具的方式来制造，这对制造成本产生有利影响。内转子可以以这种方式在无需切削加工步骤的情况下至少在圆形开口的区域内装入凸轮轴调节器内，由此可以降低制造费用和相应的成本。此外，可以以这种方式过程可靠地制造内转子，这可以减少下脚料并以这种方式同样可以带来制造成本的降低。
[0010]“经精整”在上下文中指在制造烧结构件时的过程步骤，该过程步骤在构件最后完成之前典型地可以跟随在构件烧结之后。与内转子的其它面不同，对密封部段的内径向面在尺寸稳定性和表面品质方面有较高要求。此外，在密封部段的区域内对表面附近的材料强度提出了更高的要求。内转子的密封部段的精整使用专用工具进行，该专用工具在密封部段的区域内对内转子进行再挤压，由此可以实现针对密封部段的更好的表面品质、强度和尺寸精度。
[0011]在优选实施方式中，在圆形开口的密封部段内布置有芯结构组件。借助优选可相对内转子转动的芯结构组件，存在基本上压力密封的连接，由此液压回路密封部段外部的两侧的区域可被分隔开的液压回路加载并进而可以被不同的压力加载。此外，芯结构组件还可以用于内转子的定中心和定向。
[0012]芯结构组件优选是中央阀。将中央阀布置在内转子的圆形开口内可以使凸轮轴调节器的简化且尤其是紧凑的结构形式成为可能。此外，由此产生从控制凸轮轴调节器的中央阀到压力室的较短的液压线路路径，从而使对凸轮轴调节器快速且精确的调节或控制成为可能。
[0013]在优选实施方式中，在芯结构组件与密封部段之间存在有间隙配合。由此产生芯结构组件尤其是中央阀相对于内转子很好的转动性，其中，同时使用于压力室对的两个液压回路的液压分隔成为可能。由此可以放弃用于将芯结构组件可转动地支承在内转子内的其它器件例如滚珠轴承。用于适宜的间隙配合的相应的表面品质和尺寸稳定性可以在无需密封部段的切削加工的情况下通过用于制造内转子的烧结过程，尤其是借助密封部段的精整低成本地实现。
[0014]优选地，内转子和与内转子连接的叶片形成一体式构件。由此可以使更轻且成本更低的凸轮轴调节器成为可能。叶片的一体化尤其是在烧结构件的情况下可以是有利的。
[0015]在优选实施方式中，密封部段具有恒定的内直径。这尤其是在内转子与芯构件之间可能的旋转运动的情况下使芯构件与密封部段之间的很好且无磨损的密封成为可能。
[0016]优选地，密封部段对称地布置在内转子的轴向侧之间。这使在内转子内均匀的力引导成为可能，由此可以对内转子的使用寿命和耐磨性产生积极影响。此外可以由此简化烧结过程和前置的挤压过程。
[0017]优选地，圆形开口在密封部段的两侧具有相同的直径。在密封部段两侧的相同直径可以使在该区域内的可比较的压力比成为可能，由此，压力室对的压力室可以被可比较地液压控制。此外，可以有利于不依赖方向的轴向可安装性。
[0018]从以下的说明、附图和权利要求中可以获知本发明的其它优点和有利设计方案。【专利附图】
【附图说明】
[0019]从以下对附图的说明中获得本发明的其它特征，在附图中示出本发明的优选实施例。
[0020]在附图中:
[0021]图1A、图1B示出用于图解说明传统的旋转活塞调节器的轴向截面图和径向截面图；
[0022]图2A、图2B以单个图示示出根据本发明的凸轮轴调节器的内转子；以及
[0023]图3示出凸轮轴调节器的剖视图。
【具体实施方式】
[0024]图1A示出在图1B中在径向截面图中示出的液压凸轮轴调节器I沿着剖切线A-A的轴向截面图。据此，安置在凸轮轴104的端侧上的凸轮轴调节器I包括与曲轴(未示出)保持驱动连接的外转子2和与凸轮轴104抗相对转动地连接的内转子3，外转子2和内转子3可相互转动调节并且同心地绕共同的转动轴线4布置。与曲轴通过驱动轮105保持驱动连接的外转子2具有外环106，在其内圆周上布置有径向分隔壁107，这些分隔壁107与内转子3的转子轮毂110以及第一和第二侧板108、109 —起限定沿周向分布地布置的液压室的边界。两个侧板108、109和外环106通过轴向螺栓112相互拉紧，其中，内转子3的转子轮毂110通过旋入凸轮轴104的螺纹孔内的拉紧螺栓113与套筒114和油转动通过装置115 一起与凸轮轴104拉紧。在转子轮毂110上布置有多个叶片5，这些叶片将每个液压室划分成一对相互作用的压力室6、7地布置。从内燃机的润滑油回路向压力室6、7供给压力介质(通常为压力油)通过未示出的控制阀进行，其中，压力介质通过凸轮轴支承117和油转动通过装置115以及其第一径向通道118和其第二径向通道119到达内环形通道120和外环形通道121内。两个环形通道120、121由装在油转动通过装置115的空腔内的油分隔套管122成形，其中，在油分隔套管122与油转动通过装置115之间成形有第一外环形通道121。压力介质从内环形通道120通过第一径向孔123到达第二外环形通道124内并且从那里通过第二径向孔225到达压力室6内。压力介质从第一外环形通道121通过第三径向孔126到达压力室7内。此外，凸轮轴调节器还具有轴向锁止销127。
[0025]在图2中示出根据本发明的液压凸轮轴调节器I的内转子3的实施例，其中，图2A示出内转子3的侧视图，而图2B示出内转子3的剖面图。烧结成的内转子3在该实施例中具有三个叶片5，这些叶片在该有利的实施例中一体地制成，从而在液压凸轮轴调节器I中可以形成三个压力室对，这三个压力室对分别具有第一压力室6和第二压力室7。同心地在转动轴线4上可以看出圆形开口 8，该圆形开口位于内转子3的两个轴向侧9之间。图2B示出内转子3的圆形开口 8的剖面图，其中，在轴向侧9之间居中地布置有密封部段10，其具有相对于圆形开口 8的其它部段缩小的直径。密封部段10因此形成圆形开口 8的最小内直径。内直径轴向沿着转动轴线4在密封部段10外部在两侧加宽，从而使得圆形开口 8，如在该实施例中那样，可以在三个不同部段中有利地利用烧结过程没有沉割(Hinterschneidung)地来制造。
[0026]在典型的实施例中(也可以参见图3)，圆形开口 8的内面的仅密封部段10具有与芯结构组件11的可能接触，由此，对于烧结成的内转子3的密封部段10来说，对表面和公差提出了更好要求。因此，密封部段10是经精整的，由此，已在前置的烧结过程中产生的密封部段10就其表面、尺寸精度和强度而言可以得到改进。精整可以通过使用工具的挤压在密封部段10的区域内进行。
[0027]在图3中示出内转子3在可行的装配状态下的截面剖视图，其中，在圆形开口 8内布置有芯结构组件11 (在该实施例中为中央阀)。在密封部段10的两侧产生两个外环通道121、124，压力介质可以经由这两个外环通道121、124借助径向孔125、126到达压力室6、7。密封部段10在这里将用于与芯结构组件11或者中央阀连接的压力室6、7的两个被压力加载的液压回路分隔开。在控制凸轮轴调节器I时，中央阀将压力分别导入外环形通道121、124内。外环形通道121、124轴向由第一和第二侧板108、109限定边界,该第一和第二侧板108、109侧向地贴靠在内转子3的轴向侧9上。侧板108、109在该实施例中由芯结构组件11和凸轮轴104形成。与图1的公知的凸轮轴调节器I不同，两个外环形通道121、124在该实施例中侧向地在平面内用轴向侧9被限定边界，从而轴向进行压力介质在两个外环形通道内的输送。尤其地，外环形通道121、124不是内转子3内的具有两个径向外侧面的槽，从而使得在内转子3上的环形通道121、124能以简单的方式在烧结过程中没有沉割地制成。
[0028]附图标记列表
[0029]I 凸轮轴调节器
[0030]2 外转子
[0031]3 内转子
[0032]4 转动轴线
[0033]5 叶片
[0034]6 压力室
[0035]7 压力室
[0036]8 圆形开口
[0037]9 轴向侧
[0038]10密封部段
[0039]11芯结构组件
[0040]104凸轮轴
[0041]105驱动轮
[0042]106 外环
[0043]107径向分隔壁
[0044]108 侧板
[0045]109 侧板
[0046]110转子轮毂
[0047]112轴向螺栓
[0048]113拉紧螺栓
[0049]114 套筒
[0050]115油转动通过装置[0051]117凸轮轴轴承
[0052]118径向通道
[0053]119径向通道
[0054]120内环形通道
[0055]121外环形通道
[0056]122油分隔套管
[0057]123径向孔
[0058]124外环形通道
[0059]125径向孔
[0060]126径向孔
[0061]127锁止销
【权利要求】
1.一种用于内燃机的液压凸轮轴调节器(1)，其具有外转子(2)和内转子(3)，其中， -所述外转子(2)和所述内转子(3)能转动调节并且同心地绕共同的转动轴线(4)布置，其中， -在所述外转子(2)与所述内转子(3)之间形成有至少一个液压室，至少一个连接的叶片(5 )相应地从所述外转子(2 )和所述内转子(3 )延伸到所述液压室内，由此所述液压室被分成至少一个由两个压力室(6、7)构成的压力室对，其中， -所述内转子(3)具有同心地布置在所述转动轴线(4)上的开口(8)，其中，在所述开口(8)的内面上在所述内转子(3)的两个轴向侧(9)之间构造有密封部段(10)，其中，所述开口( 8 )在所述密封部段(10 )的两侧具有比在所述密封部段(10 )内大的横截面r，其特征在于， -所述内转子(3)是烧结成的构件，并且所述内转子(3)的密封部段(10)是经精整的。
2.根据权利要求1所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，在所述开口(8)的密封部段(10)内布置有芯结构组件(11)。
3.根据权利要求2所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述芯结构组件(11)是中央阀。
4.根据权利要求2或3所述的液压凸轮轴调节器(I)，其特征在于，在所述芯结构组件(11)与所述密封部段(10 )之间存在有间隙配合。
5.根据上述权利要求中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述内转子(3)和与所述内转子(3)连接的叶片(5)形成一体式构件。
6.根据上述权利要求中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述密封部段(10)具有恒定的内直径。
7.根据上述权利要求中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述密封部段(10 )对称地布置在所述内转子(3 )的轴向侧之间。
8.根据上述权利要求中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述开口(8)在所述密封部段(10)的两侧具有相同的直径。
【文档编号】F01L1/344GK103573320SQ201310319457
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】奥拉夫·伯泽, 克里斯托夫·贝茨 申请人:谢夫勒科技股份两合公司