用于凸轮轴的凸轮轴相位调节器的液压阀的制作方法

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、用于凸轮轴相位调节器的液压阀。

背景技术：

由文献DE 10 2009 022 869已经已知一种用于凸轮轴的凸轮轴相位调节器的液压阀。所述液压阀具有可纵向移动地沿着内作用面引导的活塞，所述活塞用于将来自供应接头P的液压流体分配到两个相邻的工作接头A、B上。所述活塞能借助于可电磁操纵的调节元件纵向移动。油箱接头T是轴向的。

文献DE 10 2004 036 096 A1示出一种液压阀，在所述液压阀中径向地设置接头P-T-B-A。

由文献DE 10 2006 042 214 A1得知一种液压阀，所述液压阀的阀轴套具有用于容纳密封元件的环形的凹部。在此，所述阀轴套与磁轭构造为一件式的。

文献WO 2011/015418 A1示出一种液压阀，所述液压阀的阀轴套在凹槽中容纳具有加宽区段的磁轭，其中，为了在磁轭和阀轴套之间的密封设置密封元件。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种用于凸轮轴相位调节器的耐用的液压阀。

按照本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的、用于凸轮轴相位调节器的液压阀来解决。

本发明的有利的构造方案与符合目的并且有意义的改进方案在相应的从属权利要求中给出。

在按照本发明的液压阀中，极性元件构造用于在对容纳在液压阀的调节元件中的线圈施加电压时产生磁场，所述极性元件以简单的方式实现在磁极铁心锥体和调节元件的磁轭之间的磁性分隔。为此，在线圈的区域中，极性元件具有外直径渐缩部，从而磁轭和磁极铁心锥体一件式地构造为极性元件、但是在磁轭和磁极铁心锥体之间的功能所需的分隔基于外直径渐缩部存在。通过保留的薄的连接隔片几乎无法为了维持所述功能而引导磁场。在其他方面，在文献US 2853659、US 6498416 B1和JP 57164371 U中公开了渐缩部。

借助于密封元件实现调节元件、特别是线圈相对于液压阀的液压流体或者在极性元件的电枢引导的区域中的液压流体的密封。

为此，密封元件设置在磁极铁心锥体的朝向液压轴套构造的端部的区域中并且容纳在磁极铁心锥体的朝向阀壳体的环形槽中，其中，磁轭、磁极铁心锥体和与磁极铁心锥体固定连接的液压轴套以共同的外直径容纳在孔中并且磁极铁心锥体容纳液压轴套的凸肩。

优选密封元件构造为常见的O型环形式。因此，特别是线圈相对于液压流体的可能的渗透的密封在极性元件的简单构造的同时实现。进一步的密封不是必需的。

此外，如果调节元件的具有极性元件的部分处于内燃机的机油附近的区域中，则得到机油与液压流体的可靠的分隔。

液压轴套的凸肩容纳在磁极铁心锥体中具有如下优点，即，可以构造有基本上封闭的液压阀，从而内燃机的油循环或者润滑剂循环与设置在电磁的调节元件内部或者部分地设置在液压部件内部的油分隔。

为此，磁极铁心锥体背离其锥体尖端地构造为空心圆柱状的，从而液压轴套能移入到磁极铁心锥体中，其中，为了特别密封的并且稳定的连接而在磁极铁心锥体和液压轴套之间实现过盈配合。

优选磁轭和磁极铁心锥体构造为一件式的。

液压轴套由铝原料构成。优点在于液压轴套的简单的加工并且液压轴套具有与阀壳体相同的热膨胀系数，液压轴套插入到该阀壳体中。磁极铁心锥体由含铁的原料制成，因为磁极铁心锥体由于其功能而引导磁通量并且必须是可磁化的。

为了在磁轭和磁极铁心锥体之间建立具有特别小的公差的同轴度，磁轭和磁极铁心锥体可以在特别有利的构造方案中一件式地制造并且具有共同的直径。

然而，例如也可行的是，利用其它手段实现内作用面的一致地连续的内直径。

磁轭和磁极铁心锥体例如可以包括两个部件，这两个部件利用不可磁化的焊缝焊接在一起并且接着以共同的内直径钻孔。

在另一种构造方案中，液压阀这样构造，使得内燃机的油循环或者润滑剂循环与调节元件的或者液压轴套的液压流体分隔。因此，液压阀的内部区域保持不受污物颗粒和润滑剂循环的磨损部分影响。减少如下危险，即，电磁调节元件的可移动地容纳在极性元件中的电枢由于固体颗粒相对于在磁轭中的内作用面卡住。因此，在电枢和磁轭的内作用面之间受限的公差是可行的。在此，这样受限的公差改善了同轴度偏差并且进而减少横向力。亦即，所述横向力随着同轴度偏差增加。但是受限的公差仅在固体颗粒无法粘附在电枢和内作用面之间时可行。虽然，如果固体颗粒在那里卡住，电枢可以通过高的磁力释放。但是为此，线圈或者电磁体必须过度地确定尺寸，这在效率方面是不利的并且此外再次提高有害的横向力。

电枢和/或磁轭可以为了在表面上分隔而设有不可磁化的层。备选地，也可以使用不可磁化的罐状的套筒。这样的罐状的套筒例如在文献DE 10 2009 043 320 B4的和DE 10 2010 061 219.7中公开。罐状的构件的另一种备选方案是罐状的磁轭，如已经在文献US 6202699 B1中公开的磁轭那样的。

为了实现在机油循环和电磁的调节元件之间的液压的分隔，接头沿轴向方向的顺序T1-A-P-B-T2是有利的。在此，特别有利的是，油箱接头T1和T2具有比供应接头P和工作接头A、B更低的压力，从而近似无压力的油箱接头T1和T2处于高压区域和液压阀的实际上无压力的内部区域之间，所述油箱接头将被污染的机油向外导向至油箱并且通过油滤器导向。

按照本发明的优点，凸轮轴相位调节器的液压阀构造成外部的或者非中心的液压阀。亦即，在常见的非中心的液压阀中根据按照本发明的接头顺序T1-A-P-B-T2，不设置油的轴向入口/出口。除了非中心的液压阀之外还存在中央阀。中央阀径向设置在凸轮轴相位调节器的转子轮毂内部。本发明原则上可以(带有缺点地)应用中央阀。

因此在按照本发明的液压阀中内部区域不受供应接头P的油压影响，所以没有液压的轴向力作用到活塞上。

本发明的其它优点由其它权利要求、说明书和附图得出。

附图说明

以下借助于两个实施例更详细地阐述本发明。

在此，其中：

图1以剖视图示出凸轮轴相位调节器；

图2以半剖面示出用于调节按照图1的凸轮轴相位调节器的液压阀，以及

图3示出图2的在液压阀的调节元件的区域中的细节。

具体实施方式

利用按照图1的凸轮轴相位调节器14在内燃机运行期间无级地改变未详细示出的内燃机的凸轮轴18相对于驱动轮2的角度位置。通过凸轮轴18的扭转这样推迟内燃机的换气阀的打开时间点和关闭时间点，使得内燃机在相应的转速时可以具有其最优的功率。

凸轮轴相位调节器14具有圆柱形的定子1，该定子抗扭地与驱动轮2连接。在实施例中，驱动轮2是链轮，通过该链轮引导未详细示出的链条。但是，驱动轮2也可以是齿形带轮，通过该齿形带轮引导作为驱动元件的驱动带。通过驱动元件和驱动轮2将定子1与曲轴驱动连接。

定子1包括圆柱形的定子基体3，在该定子基体的内侧上，隔片4径向向内伸出等距间隔。在相邻的隔片4之间形成间隔5，压力介质通过在图2中详细示出的液压阀12控制地引入到所述间隔中。在此，液压阀12构造成非中心的液压阀12。在相邻的隔片4之间伸出叶片6，所述叶片径向向外地由转子8的圆柱形的转子轮毂7伸出。叶片6将在隔片4之间的间隔5相应地划分成两个压力室，即第一压力室9和第二压力室10。

隔片4利用其端侧密封地贴靠在转子轮毂7的外周面上。叶片6本身利用其端侧密封地贴靠在定子基体3的圆柱形的内壁上。

转子8抗扭地与凸轮轴18连接。为了改变凸轮轴18和驱动轮2之间的角度位置，转子8相对于定子1转动。为此，根据期望的转动方向，使第一压力室9或者第二压力室10中的压力介质处于压力下，而相应的另一个压力室、即第二压力室10或第一压力室9卸载至油箱。为了使转子8相对于定子1逆时针偏转到示出的位置中，使转子轮毂7中的环形的第一转子管道23被液压阀12置于压力下。接着，将另外的第二管道11由所述第一转子管道23引导到第二压力室10中。

第一转子管道23配设给液压阀12的第一工作接头A。反之，为了使转子8顺时针偏转，使转子轮毂7中的环形的第二转子管道24被液压阀12置于压力下。第二转子管道24配设给液压阀12的第二工作接头B。两个转子管道23、24关于凸轮轴相位调节器14的中轴线22轴向相互间隔地设置。接着，将另外的第一管道11'由所述第二转子管道24引导到第一压力室9中。

凸轮轴相位调节器14安放到构造成空心管16的凸轮轴18上。为此，转子8插接到凸轮轴18上。凸轮轴相位调节器14能借助于在图2中可看出的电磁操纵的液压阀12旋转。

具有阀壳体65的电磁操纵的液压阀12具有电磁的调节元件17和液压轴套15。液压轴套15构造在阀壳体65的孔21中。在液压轴套15的内部使空心的活塞19沿着第一内作用面13、对着螺旋压力弹簧44的力可移动地引导。为此，螺旋压力弹簧44一方面支撑在活塞9上并且另一方面固定在壳体上地支撑在液压轴套15上。为了支承螺旋压力弹簧44，在活塞19内部设置凸肩48，径向的弹簧引导部朝向活塞19的端部邻接于该凸肩。

在液压轴套15的凸轮轴外侧的(亦即后方的)端部上，电磁的调节元件17的电枢20贴靠在活塞19上。

液压轴套15具有轴向相互间隔的五个凹部，即第一凹部31、第二凹部38、第三凹部39、第四凹部40以及第五凹部41。其中，四个轴向靠外设置的凹部，即第五凹部41、第二凹部38、第三凹部39和第四凹部40形成工作接头A、B和两个油箱接头T1、T2。轴向居中的凹部，即第一凹部31形成供应接头P。供应接头P在第一凹部31的内侧具有内环槽，带状的止回阀79插入到该内环槽中。总共五个凹部41、38、31、39、40与三个控制槽、即第一控制槽28、第二控制槽29和第三控制槽30相对应，它们环绕在活塞19的外侧上。

因此，在控制槽28、29、30和邻接的轴向靠外的凹槽41、38、39、40之间形成所谓的控制边缘。在控制边缘上确定输送的液压流体的量，其中，在所述控制边缘上在覆盖相当大时可以几乎完全阻断液压流体的流动。因此，在控制边缘阻断时在活塞19和液压轴套15之间形成密封缝隙。

在此，第五凹部41、第二凹部38、第一凹部31、第三凹部39和第四凹部40以顺序T1-A-P-B-T2相互跟随。换言之，从第一内作用面13开始轴向间隔前后相继地有：

-用于从第一工作接头A导出液压流体的第一油箱接头T1，

-用于将液压流体引导到凸轮轴相位调节器14的第一压力室9中的第一工作接头A，

-供应接头P，

-用于将液压流体引导到凸轮轴相位调节器14的、与第一压力室9相反指向的第二压力室10中的第二工作接头B，以及

-用于从第二工作接头B导出液压流体的第二油箱接头T2。

两个最靠外的凹部、即第五凹部41和第四凹部40配设给两个油箱接头T1、T2。第二凹部38配属于第一工作接头A并且设置用于将液压流体引导到凸轮轴相位调节器14的配设给一个旋转方向的第二压力室10中。此外，通过所述第一工作接头A也可以将液压流体输送至第一油箱排出口T1。

在配设给第二油箱接头T2的第四凹部40和配设给供应接头P的第一凹部31之间就位的第三凹部39配属于第二工作接头B并且设置用于将液压流体引导到第一压力室9中。此外，通过所述工作接头B也可以将液压流体由第一压力室9输送至第二油箱排出口T2。

为了分隔所述三个控制槽28、29、30，在活塞19的外侧上构造有四个隔片，即第一隔片61、第二隔片62、第三隔片63和第四隔片64。在图中示出的活塞19的居中的阻断位置中，两个工作接头A、B以高于能导出液压流体的程度加载以压力。因此，凸轮轴相位调节器14在该角度位置中固定。在居中的阻断位置中，两个工作接头A、B的两个凹部被第二隔片62和第三隔片63覆盖。

第二隔片62的第三控制边缘68和第三隔片63的第四控制边缘69具有比相互远离地指向的控制边缘、即第二隔片62的第二控制边缘67和第三隔片63的第五控制边缘70更小的覆盖部。

因此，第一控制槽28和第三控制槽30朝向工作接头A、B由第一控制边缘66或者第六控制边缘71限制，所述控制边缘在第一隔片61或第四隔片64上朝向彼此。第一控制槽28和第三控制槽30由邻接于第一控制边缘66或第六控制边缘71的隔片、亦即第一控制隔片61和第四隔片64轴向向外限制。

在第一内作用面13与第一隔片61或第四隔片64之间构造有在第一缝隙长度73或第二缝隙长度74上的径向缝隙。因此，在所述缝隙长度73、74上构造有相对于在空心的活塞19内部的内部空间75的受限的密封性。

在活塞19内部的内部空间75连接两个轴向设置在活塞19旁边的空间、即第三空间77和第四空间78。构造为背离调节元件17的第四空间78借助于封闭件76液压地封闭。封闭件76类似于罐底板地密封液压轴套15。第三空间77借助于邻接于第一内作用面13的罐状的构件封闭，所述构件构造成极罐37。

因此，在空心的活塞19和极罐37之内的整个内部空间75与本来仅处于很小的压力下的靠外的控制槽、即第一控制槽28和第三控制槽30或者连接在所述控制槽上的油箱接头T1、T2液压地分隔。反之，在供应接头P上的相对高的压力借助于两个轴向靠内的隔片、即第二隔片62和第三隔片63保持远离靠外的控制槽、即第一控制槽28和第三控制槽30的。由于上面提到的分隔和在轴向上靠外的控制槽28、30中的低压，在第一空间26和第二空间27之间几乎不存在液压流体的交换，所述第一空间轴向地形成在调节元件17的、能在极罐37内部轴向运动的电枢20上游，所述第二空间轴向地形成在电枢20下游。因此，在电枢20和极罐37的第二内作用面43之间的相当狭窄地规定公差的缝隙尽可能保持不受来自机油润滑剂循环的污物颗粒的影响，在所述缝隙上连接凸轮轴相位调节器14。

液压轴套15轴向固定地与极罐37的磁极铁心锥体32连接。如由图1得出的那样，液压轴套15为此具有直径缩小的凸肩，利用所述凸肩将液压轴套15压入到磁极铁心锥体32中。磁轭33、磁极铁心锥体32和与磁极铁心锥体32固定地连接的液压轴套15具有相同的外直径并且以共同的外直径容纳在孔21中。

可磁化的磁极铁心锥体32可以与极罐37的磁轭33一体成型。为了此后在磁极铁心锥体32和磁轭33之间提供功能所需的分隔，磁极铁心锥体32在锥体尖端34旁延展至外直径狭窄部35。外直径狭窄部35连接磁轭33。磁轭33构造成利用底板36封闭。因此，极罐37包括磁极铁心锥体32、磁极铁心磁轭33以及底板36，所述极罐的内侧42形成用于电枢20的第二内作用面43。所述极罐构造成具有连续的内直径82。

径向包括极罐37地设置电线圈45。线圈45包括由塑料制成的线圈架46，金属丝绕线圈安装到所述线圈架上。

极罐37在其朝向液压轴套15的端部上具有外部环绕的环形槽47。呈O型环的形式的密封元件49插入到环形槽47中。O型环49相对于孔21密封极罐37。因此，孔21之内的液压流体无法在孔21的构造为朝向调节元件17的出口区域上逸出。备选地，O型环49也可以就位在孔21中在环形槽中并且径向地在极罐37上密封。

电枢20具有穿通孔25，其确保液压流体或者由液压流体和空气组成的混合物可以在第一空间26和第二空间27之间交换。电枢20的第一端侧51朝向液压轴套15的第二端侧52。在所述端侧51、52之间将磁极铁心环50压入极罐37内部。磁极铁心环50与磁极铁心锥体32一样是可磁化的并且因此处于磁场中，该磁场在对线圈45施加电压时产生。

因为活塞19在其两个端部上具有配设给油箱接头T1、T2的控制槽、即第一控制槽28和第三控制槽30，所以第一油箱接头T1和第二油箱接头T2由第一隔片61或第四隔片64轴向向外限制。因此，与第一隔片61和第四隔片64轴向连接的空间、即第三空间77和第四空间78在每个活塞位置中液压地与

-第一油箱接头T1，

-第一工作接头A，

-供应接头P，

-第二工作接头B，以及

-第二油箱接头T2

分隔。

活塞19构造成转动件，该转动件通过在电枢20上的支撑件80支撑。支撑件80可以备选地构造成压入到活塞19或者电枢20中的推杆，所述推杆具有液压流体在内部空间75和第三空间77之间穿越的凹部。

因为在液压阀12内部的内部空间不受供应接头P的油压影响，所以液压的轴向力不作用到活塞19上。

图3示出图2中在调节元件17的区域中的细节。在此，可看出，电枢20在长度81上沿着第二内作用面43引导。在所述长度上，极罐37以一致地连续的内直径82一件式地制造。所述长度81轴向地延伸覆盖下位置：

-磁轭33，

-在磁轭33上的节流位置，以及

-至少一部分磁极铁心锥体32。

所述节流位置相当于外直径狭窄部35。

电枢20具有在其电枢长度83上保持相同的电枢直径84。电枢20能在两个轴向的止挡部之间移动，其中，其中一个止挡部由极罐37的底板36形成，并且另一个轴向的止挡部由防粘片85形成，该防粘片贴靠在磁极铁心环50上。

电枢20在其外周面上具有分隔层。所述层将电枢20与极罐37分隔。这样的涂层例如可以是磷化镍或者化学上的镍。此外，可以是特氟龙、润滑涂层或者硝化等离子体。不同的涂层也可以备选地涂覆在第二内作用面43上，以便将电枢20与极罐37磁性地分隔。虽然，在两侧的涂层是可行的，但是轴心差或者同轴公差进而横向力随着涂层的厚度增加。高的横向力除了变差的效率之外在电枢20和极罐37之间引起大的损耗或者磨损。这样的支承部也被称为凸出支承部，其中所述涂层形成分隔层并且同时在电枢的外周面上形成支承层。

在一种备选的实施方式中，在液压阀12中设置其它止回阀，利用这些止回阀能将凸轮轴回转力矩用于快速的调整或者用于以很小的油压调整。例如当从液压循环分出很多消耗器时或者当油泵为了减少燃料消耗而具有相当小的尺寸时，油压是相当小的。这样的低压可以低于1巴(bar)。

止回阀不是必须构造成插入到液压阀12的环形槽中的、带状的止回阀。例如也可行的是，止回阀构造成在漏斗状的阀座中的球形止回阀，这样的球形止回阀已经由文献DE 10 2007 012 967B4已知。

在一种备选的实施方式中，磁极铁心环50具有小于其外直径的内直径。然而尽管如此，在此通过至少一个通道86确保，液压流体可以在空间77、27之间交流。

所描述的实施方式仅涉及示例性的设计方案。针对不同实施方式的、所描述的特征的组合同样可行。属于本发明的装置部件的其它的、特别是未描述的特征由装置部件的在图中示出的几何结构得出。

附图标记列表：

1 定子

2 驱动轮

3 定子基体

4 隔片

5 间隔

6 叶片

7 转子轮毂

8 转子

9 第一压力室

10 第二压力室

11 管道

11' 管道

12 液压阀

13 第一内作用面

14 凸轮轴相位调节器

15 液压轴套

16 空心管

17 调节元件

18 凸轮轴

19 活塞

20 电枢

21 孔

22 中轴线

23 第一转子管道

24 第二转子管道

25 穿通孔

26 第一空间

27 第二空间

28 第一控制槽

29 第二控制槽

30 第三控制槽

31 第一凹部

32 磁极铁心锥体

33 磁轭

34 锥体尖端

35 外直径狭窄部

36 底板

37 极罐

38 第二凹部

39 第三凹部

40 第四凹部

41 第五凹部

42 内侧

43 第二内作用面

44 螺旋压力弹簧

45 线圈

46 线圈架

47 环形槽

48 凸肩

49 密封元件

50 磁极铁心环

51 第一端侧

52 第二端侧

53 第一控制边缘

54 第二控制边缘

55 第三控制边缘

56 第四控制边缘

57 第五控制边缘

58 第六控制边缘

59 第七控制边缘

60 第八控制边缘

61 第一隔片

62 第二隔片

63 第三隔片

64 第四隔片

65 阀壳体

66 第一控制边缘

67 第二控制边缘

68 第三控制边缘

69 第四控制边缘

70 第五控制边缘

71 第六控制边缘

72 -

73 第一缝隙长度

74 第二缝隙长度

75 内部空间

76 封闭件

77 第三空间

78 第四空间

79 止回阀

80 支撑件

81 长度

82 内直径

83 电枢长度

84 电枢直径

85 防粘片

86 通道

A 第一工作接头

B 第二工作接头

P 供应接头

T1 第一油箱排出口

T2 第二油箱排出口