CN101600856A - 凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置，用于锁定和调节固定在曲轴上的驱动件和与该驱动件可旋转调节地固定在凸轮轴上的从动件的最大可旋转调节度，其具有：容纳在驱动件或从动件中的、能够通过移动机构移动的锁止件；成形在相应另外的部件中的锁止滑槽，通过该锁止滑槽能够沿圆周方向形状配合地容纳锁止件；以及成形在相应另外的部件上的旋转角限制滑槽，通过该旋转角限制滑槽能够沿圆周方向间隔开地容纳锁止件，其中沿圆周方向间隔开的限制壁段作为锁止件的止挡用于调节驱动件和从动件的最大可旋转调节度，其中如此设置锁止滑槽、旋转角限制滑槽以及锁止件，使得锁止件通过移动机构能够移动到啮合到锁止滑槽中的锁止位置以及从锁止滑槽中释放并且啮合到旋转角限制滑槽中的释放位置中。

Description

凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的技术领域并且涉及一种用于内燃机的凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置。
背景技术
在内燃机中，通过由曲轴置于旋转中的凸轮轴的凸轮来操纵换气阀。为此目的，凸轮通常在凸轮组件，例如牵引杆、摇杆或杯形挺杆上滚动，凸轮组件反作用于将换气阀保持在关闭位置中的阀门弹簧的弹簧力。通过凸轮的布置和形状，能够有针对性地确定换气阀的控制时间。
在热力学方法的背景下证明有利的是，在内燃机的运行期间，根据当前的操作状态，如转速或载荷来影响换气阀的控制时间。为此，尤其能够正面地影响废气特性并且降低燃料消耗。此外，能够提高内燃机的效率、最大转矩和最大功率。换气阀在内燃机的工作循环中的打开时间点和关闭时间点通过凸轮轴和曲轴之间的相对的旋转位置(相位)预先给定。相应地，通过相对改变凸轮轴和曲轴之间的旋转位置能够调节换气阀在工作循环中的控制时间。
充分公开了用于改变以及固定凸轮轴和曲轴之间相对旋转位置的装置的应用，该装置在下面称为“凸轮轴调节器”。通过凸轮轴调节器能够将转矩从曲轴上传递到凸轮轴上。此外，通过凸轮轴调节器能够在内燃机运行期间保持凸轮轴和曲轴之间的相对旋转位置并且在确定的角度范围内进行调节，从而改变换气阀的控制时间。
凸轮轴调节器通常包括通过驱动轮与曲轴抗扭地连接的驱动件和固定在凸轮轴上的从动件以及连接在驱动件和从动件之间的调节驱动装置，该调节驱动装置将转矩从驱动件传递到从动件上并且固定以及调整驱动件和从动件之间的相对旋转位置。该调节驱动装置能够电操作、液压操作或者气动地进行操作。
液压操作的凸轮轴调节器以典型的方式构造成轴向活塞调节器或旋转活塞调节器，其在下面进行详细解释。
在轴向活塞调节器中，驱动件通过斜齿部与活塞啮合，该活塞本身又通过一斜齿部与从动件咬合。在驱动件和从动件之间构造压力室，该压力室通过活塞分成两个压力腔。如果用压力介质加载两个压力腔中的一个，而另一个与压力介质出口连接，则活塞沿轴向移动，从而通过斜齿部改变驱动件和从动件之间的相对旋转位置。
在旋转活塞调节器中，构造成例如外转子形式的驱动件和构造成例如内转子形式的从动件可相互旋转调节地同中心地进行设置。外转子可以由多个抗扭地相互连接的结构部件，例如具有驱动轮和可旋转地支承在内转子(下面称为转子)上的定子的壳体组成。
在旋转活塞调节器中，在定子和转子之间的径向的中间空间中形成压力室，方法例如是，在定子中构造多个沿圆周方向隔开的空腔，这些空腔从转子径向向外延伸并且在轴向上由侧壁压力密封地进行限定。在每个压力室中，与转子连接的、下面称为叶片的密封件径向向外延伸，由此将每个压力室分成两个基本上压力密封的压力腔。通过所述叶片至少在很大程度上防止压力介质从一个压力腔流入另一个压力腔。
压力介质管路相应地通入压力腔中，用于将压力介质输入压力腔和/或从压力腔中输出。通过有针对性地对压力腔进行压力加载，也就是说通过在相应的压力室的压力腔对上产生压力差，能够将叶片偏转到压力室内部，从而通过抗扭地与凸轮轴连接的转子来旋转凸轮轴，并且因此改变凸轮轴和曲轴之间的相对旋转位置。另一方面，通过对各个压力室的两个压力腔相应地进行相同的压力加载，能够保持该旋转位置。
通过控制单元控制液压凸轮轴调节器，该控制单元基于内燃机的所检测到的特征数据，例如转速和载荷来控制压力介质流入各个压力腔以及从各个压力腔中流出。压力介质流例如通过控制阀进行控制。
为了防止在凸轮轴上出现的交变力矩或牵引力矩在压力介质供给不足时传递到定子上，设置有锁止装置，用于将定子和转子抗扭地地锁止在所谓的基本位置上，在该基本位置中定子和转子占据了所希望的旋转位置，尤其是对内燃机的启动或空转来说最佳的旋转位置。
用于将转子和定子锁止在基本位置上的常规的锁止装置例如包括容纳在转子的凹槽中的活塞，该活塞通过弹簧沿轴向从内转子中挤出并且为了锁止在基本位置中能够卡到由定子形成的滑槽中，由此在转子和定子之间形成形状配合的机械连接。根据凸轮轴调节器在进气凸轮轴或排气凸轮轴上的应用，所述基本位置通常是从转子到定子的最大相对旋转位置(终端旋转位置)之一，其称为转子的“提前位置”或“滞后位置”。在此，滞后位置相应于转子在反向于(在驱动装置上由曲轴为基础)转子旋转方向上的扭转位置的终端旋转位置，而提前位置相应于所述转子在与转子旋转方向同向的扭转方向上的终端旋转位置。
最大可能的旋转角范围由叶片在压力室中的提前止挡或滞后止挡预先给出，或者通过单独的旋转角限制装置预先给出，如其在由板件制成的凸轮轴调节器中一样。
当由凸轮轴的传递到转子上的固有的牵引力矩引起压力介质供给不足时独立地占据转子的滞后位置时，为了将转子调节到提前位置中或者例如调节到提前位置和滞后位置之间的中间位置中而做了专门的准备，例如设置作用在转子上的弹簧件。
常规的凸轮轴调节器的缺点是，其装配相对耗费时间及成本，因为为了调节锁止装置要注意转子的相应于所希望的基本位置的旋转位置，该旋转位置在其自身方面已经例如通过旋转角限制装置造成公差方面的缺陷，使得锁止装置在工业上的批量生产中仅仅能够以较大的锁止间隙进行调节。结果导致难以确定转子在基本位置中的旋转位置，并且导致难以调节换气阀的控制时间。
为了实现较小的锁止间隙，需要其它结构部件进行匹配。非常小的锁止间隙还要通过相应的凸轮轴调节器的分类来实现。
发明内容
相应地，本发明的目的是提供一种用于内燃机的凸轮轴调节器的锁止装置，通过该装置能够避免较大的锁止间隙的上面所述的缺点。此外，该锁止装置应该能够以简单并且廉价的方式进行制造。
该目的以及其它目的根据本发明的建议通过具有独立权利要求所述特征的用于内燃机的凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置得以实现。本发明的有利的设计方案由从属权利要求的特征给出。
根据本发明示出了一种用于内燃机的凸轮轴调节器的、用于抗扭地锁止和限制固定在曲轴上的或者说与曲轴驱动连接的驱动件和与该驱动件可旋转调节的固定在凸轮轴上的或者说与凸轮轴输出连接的从动件的组合式锁止及旋转角限制装置。通常凸轮轴调节器用作用于传递驱动件和从动件之间的扭矩以及用于调节和固定曲轴和凸轮轴之间的相对旋转位置(相位)的装置。驱动件和从动件例如能够构造成具有模制在其上的、与曲轴驱动连接的驱动轮的外转子以及与外转子同中心设置的内转子的形式。
根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置包括容纳在驱动件或从动件中的锁止部件，下面称为“锁止件”，该锁止件能够通过移动机构移动。为了锁止该锁止件，在相应另外的部件中形成锁止滑槽，通过该锁止滑槽能够在圆周方向上形状配合地容纳锁止件，如此使得驱动件和从动件抗扭地相互连接。
此外，根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置包括成形在相应的其它部件中的旋转角限制滑槽，通过该旋转角限制滑槽能够在圆周方向上与限制壁间隔开地容纳相同的锁止件。在此，旋转角限制滑槽的限制壁的、沿圆周方向相互间隔开的、基本上径向的限制壁段在沿着两个旋转方向相对旋转调节驱动件和从动件时，为了调节驱动件和从动件的最大可旋转调节度而作为容纳在旋转角限制滑槽中的锁止件的止挡来使用。
在根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置中，如此设置锁止滑槽、旋转角限制滑槽以及锁止件，使得锁止件通过移动机构能够移动到锁止位置以及释放位置中，在锁止位置中，该锁止件啮合到锁止滑槽中并且由锁止滑槽进行导向，在释放位置中，该锁止件从锁止滑槽中释放，只是啮合到旋转角限制滑槽中并且由旋转角限制滑槽进行导向。
由此，通过根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置，能够以比常规锁止装置小很多的锁止间隙来锁止驱动件和从动件，因为只需要在锁止滑槽和旋转角限制滑槽内部调节相同的锁止件。与常规的具有单独的旋转角限制装置的凸轮轴调节器不同的是，以有利的方式不必考虑涉及单独的旋转角限制装置的公差。
在根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置的有利的设计方案中，锁止滑槽在旋转角限制滑槽的(限制壁的)锁止件的移动方向上设置在(假想的)延长部分内。在此，特别有利的是，锁止滑槽和旋转角限制滑槽轴向相互错开地进行设置，从而锁止滑槽处于旋转角限制滑槽的轴向延长部分内。
在根据本发明的锁止装置和旋转角限制装置的前面所述的设计方案中，有利的是锁止滑槽的、在由曲轴驱动的从动件的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段在圆周方向上与旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段的尤其轴向的延长部分的距离比与旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于前面的、径向的限制壁段的轴向延长部分的距离更短。特别有利的是，锁止滑槽的、在从动件的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段尤其与所述旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段轴向平齐地进行设置。这相应于锁止在从动件的提前位置中。
在根据本发明的锁止装置和旋转角限制装置的前面所述的设计方案中，也有利的是锁止滑槽的、在从动件的旋转方向处于前面的、基本上径向的限制壁段在圆周方向上与旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段的尤其轴向的延长部分的距离比与旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于后面的、径向的限制壁段的轴向延长部分的距离更短。特别有利的是，锁止滑槽的、在从动件的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段尤其与旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段轴向平齐地进行设置。这相应于锁止在所述从动件的滞后位置中。
在根据本发明的锁止装置和旋转角限制装置的前面所述的设计方案中，也有利的是锁止滑槽基本上中心地设置在旋转角限制滑槽的、在从动件的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段的尤其轴向的延长部分和在从动件的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段的轴向延长部分之间。这相应于锁止在从动件的中间位置中。
在根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置的另一特别有利的设计方案中，锁止滑槽和旋转角限制滑槽构造成尤其轴向分级的滑槽的形式，下面称为“分级滑槽”。
尤其在前面所述的情况下，在可获得的(微小的)锁止间隙方面特别有利的是，锁止滑槽和旋转限制滑槽构造成一体的。
在根据本发明的组合式锁止及旋转角限制装置的尤其不能仅仅以与分级滑槽的结合实现的另一特别有利的设计方案中，锁止件在中间连接滑块的情况下由旋转角限制滑槽进行导向，从而滑块替代锁止件用于抵靠旋转角限制滑槽的限制壁的沿圆周方向相互间隔开的基本上径向的限制壁段。为此目的，锁止件能移动地容纳在滑块中，使得该锁止件能够移动到其锁止位置和其释放位置中。滑块啮合到旋转角限制滑槽中，并且容纳在旋转角限制滑槽中或者说容纳在成形在旋转角限制滑槽上的容纳口中，使得该滑块能够由止动件一起带动地抵靠旋转角限制滑槽的限制壁的用作止挡的基本上径向的限制壁段。在中间连接碰到旋转角限制滑槽的基本上径向的限制壁上的滑块时，在沿两个旋转方向旋转调节驱动件和从动件时能够调节驱动件和从动件的最大的可旋转调节度(相对的终端旋转位置)。
设置滑块特别有利的是，能够避免锁止件由于通过锁止件和旋转角限制滑槽的基本上径向的限制壁段之间的摩擦连接出现的摩擦力矩而卡在提前位置或滞后位置中，并且由此锁止件能够简单并且可靠地通过在靠在旋转角限制滑槽的基本上径向的限制壁段上的滑块内部的移动置于其锁止位置中。
特别有利的是，锁止滑槽和旋转角限制滑槽构造在驱动件中，其中锁止滑槽和旋转角限制滑槽尤其能够构造在设置在壳体部件和从动件之间的密封件中，如密封盘中。在这种情况下，锁止滑槽和旋转角限制滑槽例如能够构造成密封件的中心孔的径向凹槽的形式，该凹槽用于装配中心螺栓，该中心螺栓用于固定从动件和凸轮轴。
此外，本发明还涉及一种凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器设有如上所述的组合式锁止及旋转角限制装置。
此外，本发明还涉及一种装备有这种凸轮轴调节器的内燃机以及具有这种凸轮轴调节器的汽车。
附图说明
现在根据实施例参考附图对本发明进行详细解释。相同的或者相同作用的部件在附图中用相同的附图标记表示。附图示出：
图1是具有根据本发明的组合式锁止装置/旋转角限制装置的凸轮轴调节器的部分剖面透视图；
图2是沿图1中的线条I-I的轴向剖面图；
图3是沿图2中的线条II-II垂直于轴向的剖面图；
图4是具有用于锁止在提前位置中的分级滑槽的密封盘的透视图；
图5是具有用于锁止在中间位置中的分级滑槽的密封盘的透视图。
具体实施方式
在附图中示出了内燃机的叶片式凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置，该叶片式凸轮轴调节器用于可变地调节换气阀的控制时间。
叶片式凸轮轴调节器包括通过驱动轮24与曲轴进行驱动连接的外转子1作为驱动件，并且包括在外转子1内部同中心设置的内转子2作为从动件，该内转子在下面称为转子，其抗扭地与凸轮轴19连接。
外转子1本身由多个抗扭地相互连接的结构部件构成。如此，该外转子1包括例如构造成板件的定子3，该定子的内罩面4设有多个径向的凹槽5，这些凹槽分别由径向的侧壁6，7限制。定子3的内罩面4能够相应地分成沿圆周方向延伸的内圆周壁27和沿圆周方向延伸的外圆周壁28以及分别将内圆周壁和外圆周壁相互连接的径向的侧壁6，7。定子3通过其内圆周壁27可旋转地支承在转子2上，内圆周壁紧靠在转子2的外罩面8上。定子3例如能够由钢板借助于无切削的变形工艺如深冲方法进行制造。
凹槽5连同转子2的外罩面8以及两个轴向的密封面一起形成了在圆周方向上分布的压力室10，密封面在下面进一步详细解释。
叶片11从转子2径向向外突出到每个压力室10中，由此压力室10分别分成两个相互作用的压力腔12，13，其中一个压力腔在转子2的旋转方向上处于前面，并且另一个压力腔相应地处于后面。在叶片凸轮轴调节器的示出的例子中，叶片11分别容纳在构造在转子2的外罩面8中的轴向槽29中。在每个轴向槽29的槽底上设置了对叶片11径向向外进行加载的弹簧件，由此使得叶片11密封地紧靠在定子3的外圆周壁28上。以同样的方式，能够将叶片11以突出的形式与转子2构造成一体。
此外，外转子1包括将定子3和转子2进行压力密封封装的壳体，该壳体由盆状的第一壳体部分15和与第一壳体部分连接的盘状的第二壳体部分16组成。这两个壳体部分15，16例如能够由钢板借助于无切削的变形工艺如冲压方法进行制造。
第一壳体部分15在面对凸轮轴19的一侧上设有底面17，在该底面中构造有穿透的凸缘18用于容纳凸轮轴19。定子3中心地容纳在第一壳体部分15内部。该第一壳体部分15的内罩面30设有径向的突起20，该突起卡到定子3的内罩面4的侧壁6，7之间的相应的凹处中，由此在定子3和第一壳体部分15之间形成沿圆周方向形状配合的连接。在第一壳体部分15的远离凸轮轴19的一侧上形成了具有轴向孔22的径向的第一法兰21。
与第一壳体部分15同轴设置的第二壳体部分16形成了第二法兰31，该第二法兰与第一壳体部分15的第一法兰21互补地进行构造。此外，第二法兰31设有轴向孔，该孔与第一法兰21的轴向孔22轴向平齐地进行设置。两个壳体部分15，16通过连接件、这里是螺栓23相互连接，该螺栓穿过平齐的轴向孔。
驱动轮24通过额外穿过构造在驱动轮24的径向向内延伸的钢带48上的孔14的螺栓23与两个壳体部分15，16抗扭地连接。
此外，在两个壳体部分16中构造中心的孔26，该孔能够将转子2借助于中心螺栓固定在凸轮轴19上。孔26借助于盖子25向外关闭。
上面提到的用于形成在圆周方向上分布的压力室10的轴向的密封面通过设置在凸轮轴19的远离的一例上的密封盘9以及在凸轮轴19的面对的一侧上通过第一壳体部分15的底面17形成，密封盘和底面沿轴向压力密封地关闭压力室或者说压力腔。
密封盘9抗扭地与第一壳体部分15连接。为了与定子3抗扭地进行连接，密封盘9的径向外罩面38设有凹入部分39，由第一壳体部分15的内罩面30形成的突起20啮合到该凹入部分中。此外，密封盘9用于补偿两个壳体部分15，16之间可能的公差。作为替代方案，通过第二壳体部分16能够向外密封压力室或者说压力腔。
压力介质管路通入压力腔12，13中，压力介质能够通过压力介质管路输入压力腔或者从压力腔中导出。通过有针对性地加载压力介质，能够在各个压力室的压力腔对之间形成压力差，该压力差使叶片11偏转并且由此改变转子2与定子3的相对旋转位置。在压力室的每个压力腔对之间的液压力相同时，保持住转子2和定子3之间的相对旋转位置。
为了避免在压力介质供给不足时将凸轮轴19的交变力矩和牵引力矩传递到定子3上，设置了锁止装置用于将转子2和定子3锁止在所希望的旋转位置上。该锁止装置包括容纳在转子2的凹槽32中的活塞33，该活塞通过弹簧件34沿密封盘9的方向进行挤压。在转子2相对于定子3的可选的相对旋转位置中，活塞33能够嵌入由密封盘9形成的凹处或者说滑槽中，由此在转子2和与定子3抗扭地连接的密封盘9之间形成形状配合的连接。
此外，为了防止在压力介质供给不足时叶片11碰撞到压力室10的侧壁6，7上，设置了旋转角限制装置用于调节转子2相对于定子3沿两个旋转方向的相对的终端旋转位置。
为了用相同的活塞33实现对转子2和定子3的锁止以及对转子2相对于定子3的相对的终端旋转位置的调节，密封盘9设有沿轴向分级的用于活塞33的滑槽37。密封盘9的中心的孔36的径向的界限壁53的径向凹槽形成了分级的滑槽37。中心的孔36实现了借助于中心螺栓将转子2固定在凸轮轴19上。
由两个沿轴向相互错开的滑槽组成了分级滑槽37：一个是与凸轮轴19轴向间距较大的第一滑槽35(“锁止滑槽”)，其用于形状配合地容纳活塞33，并且另一个是与凸轮轴19轴向间距较小的第二滑槽40(“旋转角限制滑槽”)，其用于调节转子2相对于定子3沿转子2的两个旋转方向的最大的相对的终端旋转位置。
锁止滑槽35和旋转角限制滑槽40沿轴向通过阶梯41相互分开。锁止滑槽35以密封盘9的穿孔形式构成，而旋转角限制滑槽40仅仅构造成密封盘9的面对凸轮轴19的密封面42的轴向的凹处。
锁止滑槽35的径向限制壁段43，44处于旋转角限制滑槽40的径向限制壁段45，46的(假想的)轴向延长部分内部。
锁止滑槽35在圆周方向上延伸，使得其径向的限制壁段43，44在圆周方向上紧靠在啮合到锁止滑槽35中的活塞33的外表面上，从而通过同时容纳在转子2的凹槽32中的、并且啮合到锁止滑槽35中的活塞33形成转子2和定子3之间在圆周方向上形状配合的连接。
锁止滑槽35的两个径向的限制壁段43，44通过圆弧状的基本上在圆周方向上延伸的限制壁段49相互连接。
圆柱形的活塞33可移动地容纳在活塞套51的空腔54中。啮合到旋转角限制滑槽40中的活塞套51本身在圆周方向上可移动地容纳在密封盘9和转子2之间的没有详细示出的凹处中。活塞33在锁止位置中穿过活塞套51。在释放位置中，活塞33啮合到活塞套51中。活塞套51在转子2相对于定子3的相对旋转位置改变时与在释放位置中啮合到活塞套的活塞33在圆周方向上一起运动。
与锁止滑槽35不同的是，旋转角限制滑槽40在圆周方向上如此延伸，使得其径向的限制壁段45，46在圆周方向上不靠在同时容纳在转子2的凹槽32中的、并且(只)啮合到旋转角限制滑槽中的活塞33的外表面上，更确切地说是形成用于活塞33或者说中间连接的活塞套51的止挡件，用来确定转子2相对于定子3的相应最大的终端旋转位置。在两个相对的终端旋转位置中，活塞套51的外罩面52抵靠在旋转角限制滑槽40的径向的限制壁段45，46上。就此而言，通过旋转角限制滑槽40的径向的限制壁段45，46的相当大的间距，能够调节用于旋转调节转子2相对于定子3的最大的旋转角。旋转角限制滑槽40的径向的限制壁段45，46通过基本上在圆周方向上延伸的限制壁段50相互连接。
设置活塞套51的优点是，在锁止在终端旋转位置中时不会在活塞33的外罩面和旋转角限制滑槽40的径向的限制壁段45，46之间出现摩擦力矩，使得活塞33能够在没有夹住/楔住危险的情况下安全地移动到锁止滑槽35中。
活塞33能够通过移动机构在其啮合到锁止滑槽35中的锁止位置和其在中间连接活塞套51的情况下(只)啮合到旋转角限制滑槽40中的释放位置之间移动。
在所示出的例子中，活塞33通过弹簧件34挤压到锁止滑槽35中。只有在转子2相对于定子3的可选择的相对的旋转位置(基本位置)中，活塞33才能够啮合到锁止滑槽35中。
在基本位置中，锁止滑槽35与至少一个用于将压力介质输入锁止滑槽35或者说从锁止滑槽35中输出的压力介质管路相通，从而对活塞33的轴向端面进行液压加载，并且能够克服弹簧件34的弹力将活塞33从锁止滑槽35中压出。
在此，如此构造移动机构，使得活塞33根据液压的载荷只能以一定的程度沿着其凹槽32的方向挤压在转子2中，使得活塞在释放位置中还始终啮合到旋转角限制滑槽40中或者说啮合到旋转角限制滑槽40的锁止套51中，用于和与之一起导向的活塞套51一起作用来实现转子2和定子3之间的旋转角限制。
在图4中，锁止滑槽35的、在转子旋转方向上处于前面的径向的限制壁段43，45和旋转角限制滑槽40大致相互轴向平齐地进行设置。这使得转子2锁止在提前位置中，其中叶片41在锁止位置中与压力室10的、在转子旋转方向上处于前面的侧壁6之间的距离比与压力室10的、相应处于后面的侧壁7之间的距离更短。
为了在提前位置中调节转子，设置了弹簧件47，该弹簧件不仅与外转子1连接而且与内转子2连接。如此调整弹簧件47施加到转子2上的力，使得转子2和定子3在压力腔的压力介质填充不足时旋转到这样的相对旋转位置(基本位置)中，在该位置中活塞33能够啮合到锁止滑槽35中。
替代锁止在提前位置中，以同样的方式能够锁止在滞后位置中。为此目的，仅仅需要如此构造分级滑槽37，使得锁止滑槽35和旋转角限制滑槽40的、在转子的旋转方向上处于后面的径向的限制壁段44，46大致轴向相互平齐地进行设置。
替代锁止在提前位置或滞后位置中，以同样的方式能够锁止在中间位置中。
图5示出了根据本发明的锁止装置的另一实施例的具有锁止在中间位置中的密封盘9。为了实现中间锁止，只需要将锁止滑槽35的径向的限制壁段43，44在圆周方向上大致中间地设置在旋转角限制滑槽40的径向的限制壁段45，46的(假想的)轴向的延长部分之间。
密封盘9有利地由可硬化的钢制成，使得其能够在造型后承受淬火处理，用于确保能够功能可靠地接收由活塞33传递的力。
虽然锁止滑槽35在图4和5中以穿孔的形式进行构造，但以同样的方式能够将其构造成密封盘9的密封面42的轴向凹处的形式。
虽然分级滑槽37在图4和5中构造在密封盘9中，但以同样的方式能够将分级滑槽构造在第二壳体部分16中或者外转子1的其它结构部件中。
虽然说明了能够液压地释放受到弹簧力加载的活塞33的移动机构，但以同样的方式能够设置其它的移动机构，例如通过调节电动机移动活塞33。
参考标号
1    外转子
2    内转子(转子)
3    定子
4    内罩面
5    凹槽
6    侧壁
7    侧壁
8    外罩面
9    密封盘
10   压力室
11   叶片
12   压力腔
13   压力腔
14   孔
15   第一壳体部分
16   第二壳体部分
17   底面
18   凸缘
19   凸轮轴
20   突起
21   第一法兰
22   孔
23   螺栓
24   驱动轮
25   盖子
26   孔
27   内圆周壁
28   外圆周壁
29   轴向槽
30   内罩面
31   第二法兰
32   凹槽
33   活塞
34   弹簧件
35   锁止滑槽
36   孔
37   分级滑槽
38   外罩面
39   凹入部分
40   旋转角限制滑槽
41   阶梯
42   密封面
43   径向的限制壁段
44   径向的限制壁段
45   径向的限制壁段
46   径向的限制壁段
47   弹簧件
48   钢带
49   圆周的限制壁段
50   圆周的限制壁段
51   活塞套
52   活塞套的外罩面
53   径向的限制壁
54   空腔

Claims (17)

1.一种用于内燃机的凸轮轴调节器的组合式锁止及旋转角限制装置，用于锁定和调节固定在曲轴上的驱动件(1)和与所述驱动件可旋转调节地固定在凸轮轴上的从动件(2)的最大可旋转调节度，所述组合式锁止及旋转角限制装置具有：容纳在所述驱动件或所述从动件中的、能够通过移动机构移动的锁止件(33)；成形在相应另外的部件中的锁止滑槽(35)，通过所述锁止滑槽能够沿圆周方向形状配合地容纳所述锁止件(33)；以及成形在相应另外的部件上的旋转角限制滑槽(40)，通过所述旋转角限制滑槽能够沿圆周方向间隔开地容纳所述锁止件(33)，其中沿圆周方向间隔开的基本上径向的限制壁段(45，46)作为所述锁止件的止挡用于调节所述驱动件和所述从动件的最大可旋转调节度，其中如此设置所述锁止滑槽、所述旋转角限制滑槽以及所述锁止件，使得所述锁止件通过所述移动机构能够移动到锁止位置以及释放位置中，在所述锁止位置中所述锁止件由所述锁止滑槽进行导向，在所述释放位置中所述锁止件由所述旋转角限制滑槽进行导向。
2.根据权利要求1所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)沿着旋转角限制滑槽(40)的锁止移动方向设置在尤其轴向的延长部分内。
3.根据权利要求2所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)和所述旋转角限制滑槽(40)沿轴向错开地布置。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)和所述旋转角限制滑槽(40)构造成分级的滑槽(37)的形式。
5.根据权利要求3到4中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段(44)在圆周方向上与所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段(46)的轴向延长部分的距离比与所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段(45)的轴向延长部分的距离更短。
6.根据权利要求5所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)的、在从动件(2)的旋转方向处于后面的、基本上径向的限制壁段(44)与所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段(46)轴向平齐地进行设置。
7.根据权利要求3到4中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段(43)在圆周方向上与所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段(45)的轴向延长部分的距离比与所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段(46)的轴向延长部分的距离更短。
8.根据权利要求7所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段(43)与所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段(45)轴向平齐地进行设置。
9.根据权利要求3到4中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽(35)基本上中心地设置在所述旋转角限制滑槽(40)的、在所述从动件(2)的旋转方向上处于后面的、基本上径向的限制壁段(46)的轴向延长部分和在所述从动件(2)的旋转方向上处于前面的、基本上径向的限制壁段(45)的轴向延长部分之间。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽和所述旋转角限制滑槽(35，40)构造在所述驱动件(1)中。
11.根据权利要求10所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽和所述旋转角限制滑槽(35，40)构造在设置在壳体部件(16)和所述从动件(2)之间的密封件(9)中。
12.根据权利要求11所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止滑槽和所述旋转角限制滑槽(35，40)分别构造成所述密封件(9)的中心孔(36)的径向凹槽的形式。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述锁止件(33)在中间连接啮合到所述旋转角限制滑槽(40)中的滑块(51)的情况下由所述旋转角限制滑槽(40)进行导向，其中所述锁止件(33)在其移动方向上可移动地容纳在滑块(51)中。
14.根据权利要求13所述的组合式锁止及旋转角限制装置，其特征在于，所述滑块(51)构造成套筒状。
15.一种具有根据权利要求1到14中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置的凸轮轴调节器。
16.一种具有根据权利要求1到14中任一项所述的组合式锁止及旋转角限制装置的内燃机。
17.一种具有根据权利要求16所述的内燃机的汽车。
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Granted publication date: 20130605