具有压力腔的改善的实施方式的内燃机用的凸轮轴调节器.pdf

为了实现一种凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器具有压力腔的和邻接的压力腔面的改善的构造方式，提出用于内燃机的凸轮轴调节器(1)，该凸轮轴调节器(1)在端侧同轴地环绕凸轮轴轴线(3)安设在凸轮轴(2)上，并且作为连至驱动轮(4)的传递件起到用来旋转式地驱动凸轮轴(2)的作用，该凸轮轴调节器(1)具有相对于凸轮轴(2)抗扭转地布置的内轮(5)以及具有可相对于该内轮(5)扭转的并且同轴地布置的外轮(6)，其中，在内轮(5)上布置至少一个内轮叶片(7)，并且在外轮(6)上布置至少一个外轮叶片(8)，在该内轮叶片(7)与外轮叶片(8)之间形成压力腔(9、9a)，并且内轮叶片(7)以侧向的压力腔面(10)来界定压力腔(9、9a)，其中，在内轮叶片(7)中加工的径向孔(11)用来向压力腔(9、9a)进行压力介质输送而被加工，其中，此外，内轮叶片(7)在压力腔面(10)内具有至少一个沟槽(12)，相应的径向孔(11)通入到该沟槽(12)中。

1.  用于内燃机的凸轮轴调节器(1)，所述凸轮轴调节器(1)同轴地环绕凸轮轴轴线(3)安设在凸轮轴(2)上，并且作为连到驱动轮(4)的传递件起用来旋转式地驱动所述凸轮轴(2)的作用，所述凸轮轴调节器(1)具有相对于所述凸轮轴(2)抗扭转地布置的内轮(5)以及具有能相对于所述内轮(5)扭转的并且同轴地布置的外轮(6)，其中，在所述内轮(5)上布置有至少一个内轮叶片(7)，并且在所述外轮(6)上布置有至少一个外轮叶片(8)，在所述内轮叶片(7)与所述外轮叶片(8)之间形成压力腔(9、9a)，并且所述内轮叶片(7)以周向侧的压力腔面(10)来界定所述压力腔(9、9a)，其中，在所述内轮(5)中加工有用来向所述压力腔(9、9a)进行压力介质输送的径向孔(11)，其特征在于，至少一个内轮叶片(7)在所述压力腔面(10)内具有沟槽(12)，相应所述径向孔(11)通入到所述沟槽(12)中。

2.  根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述内轮(5)具有中心开口(13a)，所述开口(13a)以所述凸轮轴轴线(3)为中心地构造在所述内轮(5)中，其中，所述径向孔(11)在所述开口(13a)与所述沟槽(12)之间延伸。

3.  根据上述权利要求之一所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述内轮(5)由基体(15)形成，所述内轮叶片(7)从所述基体(15)径向向外延伸。

4.  根据权利要求3所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述沟槽(12)从所述基体(15)的区域中开始在所述压力腔面(10)内径向向外分布。

5.  根据权利要求4所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述沟槽(12)在径向方向上沿着所述内轮叶片(7)的整个长度延伸。

6.  根据上述权利要求之一所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，在所述内轮(5)相对于所述外轮(6)的周向侧的末端位置中，压力腔面(10)贴靠在相应所述外轮叶片(8)的侧面(10a)上，并且相应的所述沟槽(12)在所述压力腔面(10)中形成剩余压力腔。

7.  根据权利要求6所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述外轮叶片(8)的所述侧面(10a)的如下的面包括所述侧面(10a)的面积的至少20％，优选为至少30％，在所述内轮(5)相对于所述外轮(6)的周向侧的末端位置中，在所述面上贴靠有所述压力腔面(10)。

8.  根据上述权利要求之一所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述沟槽(12)布置在所述压力腔面(10)相对于所述内腔叶片(7)的侧面的棱边上。

9.  根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，每个内腔叶片(7)构造有至少一个沟槽。

10.  根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述内腔叶片(7)的两个压力腔面(10)具有沟槽。

具有压力腔的改善的实施方式的内燃机用的凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器同轴地环绕凸轮轴轴线安设在凸轮轴上，并且作为连至驱动轮的传递件起用来旋转式地驱动凸轮轴的作用，该凸轮轴调节器具有相对于凸轮轴抗扭转地布置的内轮以及可相对于该内轮扭转的并且同轴地布置的外轮(6)，其中，在内轮上布置至少一个内轮叶片，并且在外轮上布置至少一个外轮叶片，在内轮叶片与外轮叶片之间形成压力腔，并且内轮叶片以周向侧的压力腔面界定压力腔，其中，在内轮中加工有用来向压力腔进行压力介质输送的径向孔。
背景技术
由DE 19817319C2已公知一种依据类属的凸轮轴调节器。这种类型的凸轮轴调节器包括多个布置在周向上的压力腔，该压力腔在压力施加时实现了内轮相对于外轮的扭转。因此，借助于压力施加可以相对于驱动轮的相位改变凸轮轴的相位。驱动轮借助于牵引机构通过内燃机的曲轴被驱动。通过调节凸轮轴的相位，可以改变进入阀和输出阀的配气相位，用于依赖于内燃机的运行点来对阀控制进行优化。此类凸轮轴调节器的内轮具有多个内轮叶片，所述内轮叶片在径向上向外延伸。从外轮径向朝内指向的外轮叶片延伸进入内轮叶片的间隙中，从而在叶片之间形成压力腔。向压力介质腔的压力介质输入和压力介质输出借助于径向孔实现，该径向孔在内轮的基体内分布。为了控制压力介质而设置有控制阀，该控制阀包括阀闸门，该阀闸门以凸轮轴调节器内的凸轮轴轴线为中心地装入。阀闸门借助于在外侧布置的中心磁体在轴向上推移，用来控制压力腔中的压力施加以及压力卸载。径向孔从居于中心地布置在内轮内的控制阀在径向上分布至压力腔中，其中，径向孔与内轮叶片相邻地从内轮的基体通出来。
对于中心阀的应用方案可选的是，可以在凸轮轴调节器内，以凸轮轴轴线为中心地布置有压力介质分配器。该压力介质分配器用于：将通过外部的控制阀来控制的压力介质流引导到凸轮轴调节器中，所述控制阀例如安置在缸盖孔中。在凸轮轴调节器的内轮与外轮之间的压力腔的这种类型的构造中出现如下问题：当内轮叶片的侧向的压力腔面贴靠在外轮叶片的邻接的面上时，压力腔的压力介质填充不能实现或者只能很困难地实现。这在如下状态中出现，即，其中，凸轮轴调节器位于最大的“早位置”或者最大的“晚位置”上。在该种情况下，一组压力室完全由压力介质填充，而其它组的压力室完全排空。如果通过控制阀来对经由径向孔排空的压力腔的压力施加进行调整，当邻接的、侧向的压力腔面互相粘附时，那么不发生用于使内轮相对于外轮扭转的压力腔的打开。压力介质仅能很困难地到达彼此相叠的面之间，从而内轮相对于外轮的扭转延迟地进行或者甚至不进行。
发明内容
因此，本发明的任务是：完成一种凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器具有压力腔的和邻接的压力腔面的改善的构造方案。
下面，该任务由根据权利要求1的前序部分的用于内燃机的凸轮轴调节器，结合权利要求1所标明的特征得以解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。
本发明包含如下技术规范，即，至少一个内轮叶片在压力腔面内具有沟槽，相应的径向孔通入该沟槽中。
在此，本发明从如下设想出发：在内轮叶片内以如下方式设置有沟槽，即，在侧向的压力腔面彼此相叠而置时，在内轮叶片与外轮叶片之间留有剩余压力腔，用来在叶片之间获得足够大的可施加压力的面。借助于对面的压力施加(该面与剩余压力腔邻接)，可以开始内轮相对于外轮的扭转运动。只要侧向的压力腔面彼此抬离，压力介质就可以到达所述面之间，用来建立压力腔的所需的运行压力，并且用来保证内轮相对于外轮的可靠扭转。
在本发明的改进方案中，内轮具有中心开口，该开口以凸轮轴轴线为中心地构造在内轮内，其中，径向孔在开口与沟槽之间延伸。内轮有利地具有用来容纳阀闸门的阀闸门腔，该阀闸门腔同心地环绕凸轮轴轴线居中地构成在内轮内。在阀闸门腔与内轮内的沟槽之间，径向孔以如下方式延伸，即，该径向孔从内轮的基体，在下述区域内通入压力腔中，在该压力腔内，沟槽始于内轮叶片。由此，压力介质直接通过径向孔流入沟槽中去。
根据内轮的有利的实施方式，该内轮由基体形成，内轮叶片从该基体径向上向外延伸。外轮叶片径向上向内延伸到间隙中，并且以相应侧向的边界来形成中间的压力腔。沟槽在压力腔面中从基体区域内开始并且径向上向外分布，并且甚至可以前伸进到基体中去，从而该沟槽构造为伸入到基体中去的孔，该孔过渡到径向孔中。有利地，沟槽在径向上沿着内轮叶片的整个长度延伸。以该方式提高作用于内轮的扭矩，这是因为力臂随着距转动轴线的距离增加而升高。
在本发明的改进方案中设置为：在内轮的相对于外轮的周向侧的末端位置上，压力腔面贴靠在相应的外轮叶片的侧面上，并且相应的沟槽在压力腔面中形成剩余压力腔。在此，可设置为：外轮叶片的侧面的如下的面包括该侧面的面积的至少20％，优选至少30％，在内轮的相对于外轮的周向侧的末端位置中，在所述面上贴靠有压力腔面。通过内轮的压力腔面在外轮侧面上的贴靠面积的下限，而在碰击或者贴靠期间，可靠避免在这些构件上的磨损，而实现从该位置出来的快速的反应性能。
优点是：在对压力腔进行压力卸载时，压力腔面邻接到外部叶片的相应的侧面上，并且相应的沟槽在压力腔面内形成剩余压力腔。在此，优选地，沟槽在径向延伸的方向上，在内轮叶片中具有圆形的横截面，并且，沟槽布置在压力腔面相对于内轮叶片的侧面的相应棱边上。
在优选的实施方式中，沟槽布置在压力腔面相对于内腔叶片的侧面的棱边上。通过沟槽在内腔叶片的棱边上的布置，例如通过烧结技术所进行的生产显著地被简化。
至少一个内腔叶片应该具有沟槽。对此另选地，也可以设置为：将每个内腔叶片(7)构造有至少一个沟槽。在此，可以是内腔叶片的仅一个压力腔面具有沟槽或者两个压力腔面都具有沟槽。
通过沟槽在内轮叶片的压力腔面上的构造而保证：当压力腔面贴靠在外轮的对置面上时，于是剩余压力腔就自己具备了。通过沟槽在径向方向上的构造，基于力臂的增加来提高压力至扭矩的转化，其中，同时可以实现足够的碰击面，用来将压力腔面上和对置面上的磨损最小化。
根据依据本发明的凸轮轴调节器的另外的有利的实施方式，凸轮轴包括径向布置的压力介质输送孔，该压力介质输送孔通入到径向的埋头孔中，该埋头孔被加工到凸轮轴中。为了完成更进一步改善的压力介质输送，在凸轮轴的周向上相同分布地布置有多个(优选四个)压力介质输送孔，该压力介质输送孔分别通入到中心埋头孔中。与压力介质输送孔相比，埋头孔具有更大的直径，其中，埋头孔有利地以如下方式构造，即，该埋头孔可以用来装入定心顶尖，该定心顶尖在凸轮轴的切削制造时是必需的。
直至压力腔中的压力介质输送路径首先通过压力介质输送孔实现，并且过渡至埋头孔，该埋头孔过渡至邻接的阀闸门腔上，阀闸门容纳在该阀闸门腔中。因此，压力介质首先到达阀闸门腔中，其中，压力介质输送路径依赖于阀闸门的轴向的位置，经由阀闸门腔并经由径向孔，直至压力腔中去地分布。阀闸门在轴向上可运动地容纳在阀闸门腔内，从而依赖于阀闸门的开关位置地，径向孔要么可与压力介质输送机构流体地连接，要么经由用来对压力腔进行压力卸载的卸载腔被连接上。
根据本发明的凸轮轴调节器的改进方案包括两个垫片(Anlaufscheibe)，在垫片之间布置有内轮叶片以及外轮叶片。凸轮轴具有端侧的法兰区段，凸轮轴调节器通过该法兰区段被固定在凸轮轴上。为了引导压力介质穿过垫片(该垫片邻接于凸轮轴的法兰区段地布置)，该垫片具有多个通孔，该通孔相同分布地布置在垫片的周向上。通孔在径向方向上与压力介质管道对准，压力介质通过该压力介质管道到达控制阀的控制腔。从控制腔出发，压力介质可以依赖于阀闸门的开关位置到达径向孔中。
附图说明
下面结合借助附图对本发明的优选的实施例的描述来更详细地示出改善本发明的其它措施。其中：
图1示出根据本发明的凸轮轴调节器的纵剖面图，其中，已标明直至压力室内中去的压力介质输送路径；
图2示出从凸轮轴轴线的视线方向看根据本发明的凸轮轴调节器的视图，在该视图中示出内轮叶片内的沟槽；以及
图3示出内轮的透视视图。
具体实施方式
在图1中示出凸轮轴调节器1，该凸轮轴调节器1在端侧布置在凸轮轴2上。凸轮轴调节器1以凸轮轴轴线3为中心地延伸，并且作为在驱动轮4与凸轮轴2之间的传递件起作用，其中，驱动轮4通过牵引机构(如链条、齿形皮带等)由内燃机的曲轴来驱动。
凸轮轴调节器1包括内轮5，该内轮5抗扭转地与凸轮轴2相连。内轮5具有多个在周向上相同分布的内轮叶片，将沟槽12加工到该内轮叶片中。压力腔在内轮叶片以及在该内轮叶片之间布置的外轮叶片之间延伸，该压力腔可以被施加以压力介质。为此，在内轮5内的中心开口13a中设置有控制阀或者压力介质分配器。对于控制阀的情况，将中心开口构成为阀闸门腔13，阀闸门14被容纳在该阀闸门腔13中。相应的径向孔(在截面上不可见)在阀闸门腔13与沟槽12之间延伸，阀闸门14能在轴向上运动地容纳在该阀闸门腔13中，压力介质通过该径向孔到达压力腔内。
压力介质输送的路径由压力介质输送路径18标示，该压力介质输送路径18示出从凸轮轴调节器1的外侧直至压力腔中去的整个输送路径。压力介质首先通过多个压力介质输送孔16到达埋头孔17中，该压力介质输送孔16在径向上被加工在凸轮轴2内，该埋头孔17以凸轮轴轴线3为中心地从凸轮轴2的端侧的方向加工到该凸轮轴2内。在此，埋头孔17以定心孔的结构来构造，并且具有指向凸轮轴2的端侧的扩宽部。
凸轮轴调节器1借助于螺纹连接固定在凸轮轴法兰上，该凸轮轴法兰作为法兰区段21在端侧成型在凸轮轴2上。邻接于凸轮轴法兰21地布置有垫片20，该垫片20形成内轮5的或者外轮的侧向的边界，并且因此形成压力腔。垫片20具有多个通孔19，该通孔19流体地与埋头孔17保持接触。内轮5内的压力介质管道22与通孔19对准地延伸，从而压力介质从埋头孔17经由垫片20内的通孔19到达压力介质管道22中，以便到达控制阀的控制腔中，该控制腔可以通过阀闸门14相对于径向孔要么被打开要么被关闭。依赖于阀闸门14的轴向的开关位置地，控制腔在阀闸门腔13内与径向孔流体地相连，从而压力介质可以流到内轮叶片内的相应的沟槽12中。由此，完成压力介质输送的简单构造方案，该压力介质输送的构造方案不需要附加的构件，并且压力介质可以通过控制阀的简单的布置方案到达压力腔内，并且压力腔可以同样通过控制阀以同样的方式卸载压力。
图2示出从凸轮轴轴线3的视线方向看凸轮轴调节器1的俯视图。外侧的驱动轮4被示出，内轮5和外轮6位于该驱动轮4内。内轮5被装入外轮6内，其中，四个内轮叶片7从内轮5在径向方向上向外延伸。四个外轮叶片8在径向方向上从外轮6向内延伸，从而所述外轮叶片8伸入内轮叶片7之间的间隙中去。四个第一压力腔9和四个第二压力腔9a在内轮叶片7与外轮叶片8之间延伸，该第二压力腔9a与第一压力腔9相反地起作用。压力腔9、9a在周向上由压力腔面10和侧面10a界定，该压力腔面10构造在内轮叶片上，该侧面10a在周向上界定外轮叶片8。通过对一组压力腔9、9a的压力施加和对另一组压力腔9、9a同时的压力卸载可以实现内轮5相对于外轮6的扭转。因为内轮5抗扭转地与凸轮轴相连，所以可以实现凸轮轴相对于驱动轮4的扭转。阀闸门腔13居于中心地环绕凸轮轴轴线3延伸，将阀闸门装入该阀闸门腔13中。
根据本发明，每个内轮叶片7具有沟槽12，该沟槽12被加工到两个压力腔面内，并且在径向方向上开始于内轮5的基体15直至内轮叶片7的外侧地分布。在所示出的布置方案中，第一压力腔9被施加压力，从而该压力腔9被打开。沟槽12位于压力腔9、9a的侧上，从而当内轮7的压力腔面和外轮8的压力腔面彼此相叠而置时，于是形成剩余压力腔。可以清楚看见的是：沟槽12前伸到内轮5的基体中，并且借助于切削的或者浸蚀的方法加工到内轮叶片的在投影平面内前部的棱边上。
在图3中示出内轮5的透视视图。根据图示，将该内轮5划分出基体15，内轮叶片7从该基体15径向上向外延伸。在压力腔面10与侧面之间的相应的内轮叶片7的棱边上，形成沟槽12，该沟槽12以如下方式向内前伸到基体15中去，即，沟槽12过渡到径向孔11内，用来完成压力腔与阀闸门腔流体性的连接。在透视视图中变得清楚的是：将沟槽构造到内轮5的压力腔面10与侧面之间的棱边中，例如以铣削的方式来构造。沟槽具有部分地构造的圆形横截面，该圆形横截面过渡到径向孔内。
在本发明的实施方式中，本发明不局限于前面所述的优选的实施例。而是可以考虑一些改动方案，所描述的解决方案的所述这些改动方案同样在基本上不同类的实施方案中应用。
附图标记列表：
1凸轮轴调节器
2凸轮轴
3凸轮轴轴线
4驱动轮
5内轮
6外轮
7内轮叶片
8外轮叶片
9压力腔
9a压力腔
10压力腔面
10a侧面
11径向孔
12沟槽
13阀闸门腔
13a开口
14阀闸门
15基体
16压力介质输送孔
17埋头孔
18压力介质输送路径
19通孔
20垫片
21法兰区段
22压力介质管道