带有中心锁止机构和能调整的锁止间隙的液压凸轮轴调节器.pdf

本发明涉及一种用于机动车例如私家车或货车的内燃机的液压凸轮轴调节器(1)，该凸轮轴调节器带有定子(2)和转子(3)，其中，定子能够例如通过牵引传动装置被内燃机驱动；转子能够与凸轮轴连接，其中，转子(3)通过至少一个销状的第一锁止钉(12)在中心位置中抗相对转动地逆着第一转动方向能松开地固定在定子(2)上，其中，锁止钉(12)设计用于沿着由定子(2)和/或转子(3)的旋转轴线(13)限定的第一轴向方向移入和/或移出第一滑槽(11)，其中，第二锁止钉(16)能朝着与第一轴向方向平行的、但方向不同的第二轴向方向移入第二滑槽(28)中以使得转子(3)相对定子(2)逆着与第一转动方向不同的第二转动方向固定在中心位置中，并且第二锁止钉能够从第二滑槽(28)中移出。本发明也涉及一种带有凸轮轴和这种凸轮轴调节器的内燃机。

1.  一种液压凸轮轴调节器(1)，其带有定子(2)和转子(3)，所述转子能够与凸轮轴连接，其中，所述转子(3)通过至少一个销状的第一锁止钉(12)在中心位置中抗相对转动地逆着第一转动方向能松开地固定在定子(2)上，其中，所述锁止钉(12)设计用于沿着由定子(2)和/或转子(3)的旋转轴线(13)限定的第一轴向方向移入和/或移出第一滑槽(11)，其特征在于，第二锁止钉(16)能够朝着与第一轴向方向平行的、但方向不同的第二轴向方向移入第二滑槽(28)中以使得所述转子(3)相对所述定子(2)逆着与第一转动方向方向不同的第二转动方向固定在中心位置中，并且所述第二锁止钉能够从所述第二滑槽(28)中移出。

2.  按权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，当所述第一锁止钉(12)不与所述第一滑槽(11)处于形状锁合时，所述转子(3)以能相对所述定子(2)沿至少第一转动方向转动的方式支承，并且/或者当所述第二锁止钉(16)不与所述第二滑槽(28)处于形状锁合时，所述转子(3)以能相对所述定子(2)沿至少第二转动方向转动的方式支承。

3.  按权利要求1或2所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述第一锁止钉(12)和所述第二锁止钉(16)以能从所述转子(3)移出的方式支承在转子内。

4.  按权利要求1至3任一项所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述第一锁止钉(12)能从所述转子(3)的第一端面(19)移出并且所述第二锁止钉(16)能从所述转子(3)的处在所述转子(3)的另一侧上的第二端面(20)移出。

5.  按权利要求1至4任一项所述的凸轮轴调节器(1)，其特征 在于，所述第一滑槽(11)构造在能在所述定子(2)上防转动的第一盖(9)内并且/或者所述第二滑槽(28)构造在能在所述定子(2)上防转动的第二盖(26)内。

6.  按权利要求5所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述定子(2)在轴向上处在所述第一盖(9)与所述第二盖(26)之间。

7.  按权利要求1至6任一项所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，第一或第二锁止钉(12、16)通过弹簧(14、17)与套筒(15、18)分开并且优选所述套筒(15、18)、所述弹簧(14、17)和所述锁止钉(12、16)至少部分地处在沿轴向方向取向的孔例如按钻孔类型的盲孔或通孔(21)中。

8.  按权利要求5至7任一项所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述第一盖(9)和/或所述第二盖(26)能够通过至少一个螺钉(8)固定在定子(2)上，其中，优选两个盖(9、26)中的其中一个具有用于固定所述螺钉(8)的螺纹区段(33)，其中，进一步优选的是，所述螺纹区段(33)成形为能抗相对转动地安装在第一或第二盖(9、26)上的例如按照环的类型的螺纹盖(34)或者是第一或第二盖(9、26)的整合的组成部分。

9.  按权利要求8所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述螺钉(8)穿过肾形的或扇形的凹槽例如第一或第二盖(9、26)内的长孔(27)地伸出。

带有中心锁止机构和能调整的锁止间隙的液压凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车例如私家车或货车的内燃机的液压凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器带有定子和转子，其中，定子能够例如通过牵引传动装置被内燃机驱动；转子可以与凸轮轴连接，其中，转子通过至少一个销状的锁止钉在中心位置中抗相对转动地(drehfest)逆着第一转动方向能松开地固定在定子上，其中，锁止钉设计用于沿着由定子和/或转子的旋转轴线限定的第一轴向方向移入或移出第一滑槽。
背景技术
原则上存在各种系统来调整内燃机的凸轮轴的角度。一种被证明的系统基于叶片腔室原理，其中，带有在径向上延伸的叶片的转子布置在定子中并且在定子中存在的腔利用叶片被划分成各两个对置的工作腔。工作腔能够通过液压系统加载以压力介质，其中，在工作腔被加载压力时，压力介质从对置的工作腔挤出。转子然后依赖于工作腔的压力加载地相对定子沿转动方向调整。因为转子与凸轮轴以及定子与曲轴是连接的，所以在此也改变了凸轮轴相对曲轴的转动角度。为了调整凸轮轴的转动角度，可以要么利用作用到凸轮轴上的交变力矩，其中，来自于一个工作腔的压力介质通过作用到凸轮轴上的交变力矩被挤入相应的另一工作腔，这个过程也被称为CTA(Camshaft Torque Actuated凸轮轴扭矩致动)，要么工作腔可以通过外部的压力介质输送加载以压力并且压力介质从对置的工作腔导出到压力介质贮存器中，这个过程也被称为OPA(Oil Pressure Actuated油压致动)。CTA的优点在于，为了调整凸轮轴仅需一股极小的从外部输送的压力介质流，而OPA则要求一股较大的通过压力介质泵从外部输送的压力介质流。在按CTA原理调整时，从外部输送的小很多的压力介质流仅需用 于补偿调节器的泄漏损失，这是因为为了扩大或减小工作腔的容积，压力介质从一个工作腔挤入到相应的另一工作腔中。此外，可以借助按照CTA原理的调整，在作用到凸轮轴上的很大的交变力矩的情况下达到比用按OPA原理调整的调整速度高很多的调整速度。通常都是致力于小的压力介质流，这是因为液压系统因此可以总体上实施得较小。
由DE 10 2006 045 005 A1已知这种凸轮轴调节装置，借助其可以调整凸轮轴相对曲轴的角位置。在本文献中描述的凸轮轴调节装置具有液压系统，该液压系统带有用于压力加载多个工作腔的多通阀，在该液压系统中，根据阀体在多通阀中的位置，工作腔被不同地加载以压力并且因此朝不同的转动方向相对曲轴地调整凸轮轴。此外，在多通阀的阀体中设置有双侧作用的止回阀，其带有两个弹簧负载的封闭体，通过该止回阀在阀体的特定的位置中提供工作腔之间的流动连通。基于所设置的止回阀再结合多通阀，在阀体的特定位置中既能实现工作腔的外部的压力加载也能实现工作腔之间的压力平衡。但这种解决方案的缺陷在于，止回阀本身要求耗费的安装过程且本身由弹簧负载的阀体形成，阀体在不利的情况下可能引发振动。
由DE 10 2010 022 896 A1已知一种用于内燃机的能通过压力介质操纵的凸轮轴调节装置，其带有压力介质泵的至少两个相反作用的工作腔、压力介质贮存器和包括多通阀的壳体，该壳体带有多个工作腔、配属于压力介质泵和压力介质贮存器的开口，通过这些开口能够实现压力介质的流入和/或流出，其中，使用如下阀体，该阀体根据位置利用贴靠在壳体上的控制棱边实现或阻断压力介质穿流经过壳体中的开口，并且该阀体还设置有止回阀装置，其能够实现压力介质从一个工作腔进入相应的另一工作腔以及反过来的配属于阀体的流动。在此，该文献提到的是，阀体具有至少两条压力介质管路，它们在流动技术上分别能够与工作腔中的其中一个连接，并且止回阀装置由封闭压力介质管路的弹簧板形成。
在DE 10 2010 024 026 A1中也已知另一种用于供应压力的能切换的设备。在该文献中公开了一种用于对内燃机的至少一个消耗件供应压力尤其是用于对凸轮轴调节器供应压力的能切换的设备。该设备包括布置在空腔中的尤其是活塞的移动元件以及与移动元件配合作用的尤其是弹簧元件的蓄力器，其中，移动元件通过给储存室以压力介质来进行压力加载而能够克服蓄力器的力从第一端部位置移动到第二端部位置。即使在小的油压或小的发动机转速的情况下，用于供应压力的能切换的设备的无故障的运行也得到确保，其方法是，将蓄力器布置在内室中，在该内室中，至少在移动元件从第一端部位置移动到第二端部位置时借助真空泵来调整负压。
但已知的是，在内燃机启动时可能出现这样的问题，即，在发动机的油回路中没有足够的油压来将凸轮轴调节器保持在特定的位置中。结果就是，凸轮轴调节器开始不受控制地振动。此外，由于叶片止挡在也可以被称为外转子的定子上而引起了噪音。
已知的是，以如下方式解决所提到的问题，即，进行在凸轮轴调节器内的内转子与侧向布置的锁止盖之间的轴向锁止。在此，至少在其中一个端部止挡位置“滞后”或“提前”中进行锁止。在此，可以相对无问题地通过内转子相对外转子的相应的定位而在凸轮轴调节器安装之前调整锁止间隙。这个间隙一方面不应过大，因为否则的话就会出现不期望的噪音，另一方面也不应过小，因为否则的话会使也可以被称为锁止钉或锁止活塞的锁止销不再能够可靠地锁入或解锁。
但锁止到端部位置“提前”或“滞后”中也有缺陷，从而期望能够在“提前”和“滞后”之间的中心位置中进行锁止。能够实现这一点的中心锁止与端部止挡锁止的区别在于，凸轮轴调节器在两个端部位置“提前”与“滞后”之间的限定的角位置中被锁止，这尤其在发动机启动时是有利的。这种中心锁止例如由EP 2 132 417 B1公知。
通常利用一种V形的锁止滑槽，以便能够通过径向移动盖来调整锁止间隙。不过在这种解决方案中，锁止间隙虽然能够被调整，但中心锁止位置的位置本身同样通过这种调整被随之确定。盖的这种径向的移动引起凸轮轴调节器上的附加的不平衡，但这种不平衡是应被避免的。虽然应当刚好能够调整锁止间隙，但也应当避免负面的影响。相比当前而言，锁止间隙也应当能够被更为简单地调整。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是提供针对液压凸轮轴调节器的改良方案，但也改良这样的内燃机。
该技术问题在类属的液压凸轮轴调节器中根据本发明以如下方式解决，即，第二锁止钉能朝着与第一轴向方向平行的、但方向不同的第二轴向方向移入第二滑槽中以使得转子相对定子逆着与第一转动方向方向不同的第二转动方向固定在中心位置中，并且第二锁止钉能从第二滑槽中移出。
有利的实施形式也在从属权利要求中给出并接下来进行详细阐释。
因此有利的是，当第一锁止钉不与滑槽处于形状锁合时，转子以能相对定子转动的方式支承。同样有利的是，当第二锁止钉不与第二滑槽处于形状锁合时，转子能相对定子沿与之相反的方向转动。
此外有利的是，第一锁止钉和第二锁止钉以能从转子移出的方式支承在转子内。以这种方式可以简单地建立第一锁止钉与第一滑槽之间或第二锁止钉与第二滑槽之间的形状锁合。于是可以有效地确保阻止转子相对定子沿第一转动方向或沿第二转动方向的转动运动。
有利的实施例的特征也在于，第一锁止钉能从转子的第一端面移 出并且第二锁止钉能从转子的位于转子另一侧上的第二端面移出。当然，原则上锁止钉也能从定子移入到转子的滑槽中，但从转子移出更为有利。
当第一滑槽构造于在定子上能防转动的第一盖内和/或第二滑槽构造于在定子上能防转动的第二盖内时，确定中间锁止位置和调整锁止间隙的功能的分离可以彼此分开。当锁止钉以能移入和移出的方式支承在盖内或定子内时，原则上也可行的是，滑槽处在转子中。当锁止钉以能移入和移出的方式支承在转子内或盖内时，滑槽也可以处在定子中。
当定子在轴向上处在第一盖与第二盖之间时，安装变得容易。
当第一或第二锁止钉通过弹簧沿轴向方向与套筒分开并且优选套筒、弹簧和锁止钉至少部分地处在沿轴向方向取向的孔例如按钻孔类型的盲孔或通孔内时，运行中的安全性可以在液压凸轮轴调节器中也根据需求地由此得到优化。
为了能够简单地安装盖而有利的是，第一盖和/或第二盖能够通过至少一个螺钉固定在定子上，优选两个盖中的一个具有用于固定螺钉的螺纹区段，其中，进一步优选的是螺纹区段例如按照环的类型成形为能抗相对转动地安装在第一或第二盖上的螺纹盖或者是第一或第二盖的整合的组成部分。也特别有利的是，使用多个彼此相同地分布的螺钉，尤其是那些在一端上带有螺钉头且在另一端的至少一个区域内带有螺纹区段的螺钉。当然也可以使用没有螺钉头的螺杆、铆钉和/或栓。
当螺钉穿过第一或第二盖内的肾形的或扇形的凹部例如长孔地伸出时，在螺钉插入的情况下可以确保盖彼此间的可移动性。
本发明也涉及一种带有凸轮轴和操控该凸轮轴的凸轮轴调节器的内燃机，凸轮轴调节器根据本发明地设计。
以这种方式能够实现一种针对中心锁止位置的替选的解决方案，该中心锁止位置与锁止间隙无关并且不表示附加的不平衡。锁止滑槽在此安置在两个盖中，其中，这些盖在安装时能相对彼此转动且彼此独立地确保对中心锁止位置的调整和对锁止间隙的调整。
因此，在液压凸轮轴调节器中通过在盖中的两个锁止滑槽实现中心锁止，其中，第一锁止滑槽包含在前盖中，而第二锁止滑槽包含在后盖中，其中，在转子中安置有两个锁止单元，所述两个锁止单元包括锁止钉、锁止弹簧和套筒。锁止单元在转子中相反取向地装入。第一锁止钉嵌入无压力的第一锁止滑槽中并通过来自第一油钻孔或第一油槽的油压又压回到转子内。第二锁止钉嵌入无压力的第二锁止滑槽中并通过来自第二油钻孔或第二油槽的油压又压回到转子中。对两个锁止滑槽的油供应通过单独的、与用于油腔的油供应是分开的油管实现。
凸轮轴调节器因此可以完整地预安装，其中，盖螺钉是尚未拧紧的，并且前盖以能转动的方式支承在定子内的长孔中并能转动进入到期望的位置中，直至调整好锁止间隙，此时，这个位置才被从外部机械地固定。第一锁止滑槽中的止挡部确定中心锁止位置，这是因为凸轮轴的摩擦力矩始终朝着滞后方向也就是说在当前情况下逆时针地按压转子或第一锁止钉。后盖能够在构造在后盖中的长孔内部转动。后盖在此首先转动，从而使得在第二锁止滑槽内的止挡部与锁止钉接触。锁止间隙可以为0°。但间隙值优选调整为0.6°至1.2°，最佳为0.8°。
后盖随后朝着另一方向转动，直至调整到期望的总锁止间隙。后盖在此同样机械地固定。最后才将盖螺钉拧紧。螺纹盖装配在调节器上并将两个盖与定子夹紧。
附图说明
接下来借助附图详细阐释本发明。附图中详细示出了第一实施例。其中：
图1示出根据本发明的液压凸轮轴调节器的装配的立体图；
图2从前方示出图1的凸轮轴调节器，但其带有透视示出的第一前盖；
图3从后方示出图1和2的凸轮轴调节器，其带有透视示出的第二后盖；
图4单独示出转子，其带有两个处在其内的能沿不同的方向移出的锁止装置；以及
图5从后方示出图1至图3的这种凸轮轴调节器，亦即如图3那样示出，但不同于图3的是，现在其带有已安装好的螺纹盖。
附图仅是示意性的并仅用于理解本发明。相同的元件用相同的附图标记标注。
具体实施方式
在图1中示出了液压凸轮轴调节器1的第一实施形式。这种凸轮轴调节器1利用通过流体提供的压力。这种流体可以是油并且被导入到定子2与转子3之间的不同的压力腔中。
在图2中压力腔用附图标记4标注。压力腔4通过固定地处在转子3内的叶片5划分成第一压力室和第二压力室7。在两幅图1和2中看到的是，转子3在径向上处在定子2内部。第一前盖9通过优选五个也可以被称为盖螺钉的螺钉8在转子3的端侧固定在定子2上。
转子3能与凸轮轴连接或与凸轮轴连接。定子2在其外侧上具有齿10，这些齿通过牵引传动装置确保与内燃机的曲轴的连接。
在图2中看到的是，在第一盖9中存在第一滑槽11。该第一滑槽 11也可以被称为锁止滑槽并用于转子3相对定子2的位置确定，这是因为第一盖9通过螺钉8抗相对转动地与定子2连接。
也可以被称为锁止销或锁止活塞的销状的第一锁止钉12以能沿第一轴向方向移出的方式支承在转子3中，从而第一锁止钉在移出时与第一滑槽11在一侧贴靠地形状锁合。第一轴向方向平行于旋转轴线13地取向。
第一锁止钉12是第一锁止装置的部件，第一锁止装置还附加地具有第一锁止弹簧14以及第一套筒15，其中，锁止弹簧14构造成螺旋弹簧并且在第一锁止钉12与第一套筒15之间与两者接触地布置。这例如在图4中示出。
因此也看到的是，存在第二锁止钉16，其和第二锁止弹簧17以及第二套筒18一起都是第二锁止装置的部件。两个锁止装置连续地结构相同地构造，但方向不同地安装在转子3内，从而第一锁止钉14可以从转子3的第一端侧19移出并且第二锁止钉16可以从转子3的第二端侧20移出。第一端侧19也可以被称为第一端面，就像第二端侧20也可以被称为第二端面那样。第一套筒15和第二套筒18处在转子3内部，就像第一锁止弹簧14和第二锁止弹簧17那样。
两个锁止装置原则上处在两个不同的通孔21内。不过，两个锁止装置也可以处在唯一的通孔21中。在此只设有两个锁止装置，但不反对存在多个锁止装置，例如四个或六个锁止装置。不过有利的是，限制为两个锁止装置。
在图2中还要说明的是，液压流体例如油可以从最里面的径向区域通过第一油钻孔22以及第一油槽23导入到也可以被称为锁止滑槽的第一滑槽11中，以便将第一锁止钉12压回到转子3内。
为了确保排气功能，通孔21设有径向向内延伸的排气槽24。
也有利的是，螺钉8穿过定子2内的构造成长孔25的通孔地伸出。在第二盖26中同样设置有长孔，但这些长孔用附图标记27标注。螺钉8同样穿过这些长孔27地伸出。也可以要么使用长孔25，要么使用另外的长孔27。
第二滑槽28处在第二盖26中，第二锁止钉16嵌入该第二滑槽中。与在第一锁止钉12的情况中类似的是，也可以通过第二油钻孔29和第二油槽30将油输送给第二锁止钉16。
当第一锁止钉12与第一滑槽11在到达中心锁止位置的情况下形状锁合时，第二锁止钉16同时与第二滑槽28形状锁合，其中，达到形状锁合的面或止挡部彼此对置。在第一锁止钉12与第一滑槽11之间的形状锁合防止转子相对定子沿一个转动方向的转动，而在第二锁止钉16与第二滑槽28之间的形状锁合则防止沿另一个转动方向的转动。两个转动方向是相反的，亦即一个沿“滞后”的方向以及一个沿“提前”的方向。
当螺钉如例如在图1中看到的那样在一侧上具有螺钉头31时，那么它们在另一侧上就仅具有螺纹区域32，该螺纹区域与第二盖26的螺纹区段33处于栓锁合(Zapfschluss)。
在图5的实施例中，螺纹区段33构造成与第二盖26分开的构件，亦即构造成独立的螺纹盖34。螺纹盖34具有环的形状。
螺纹盖34与第二盖26不可转动地连接。
附图标记列表
1 凸轮轴调节器
2 定子
3 转子
4 压力腔
5 叶片
6 第一压力室
7 第二压力室
8 螺钉
9 第一盖
10 齿
11 第一滑槽
12 第一锁止钉
13 旋转轴线
14 第一锁止弹簧
15 第一套筒
16 第二锁止钉
17 第二锁止弹簧
18 第二套筒
19 第一端侧
20 第二端侧
21 通孔
22 第一油钻孔
23 第一油槽
24 排气槽
25 长孔
26 第二盖
27 长孔
28 第二滑槽
29 第二油钻孔
30 第二油槽
31 螺钉头
32 螺纹区域
33 螺纹区段
34 螺纹盖