CN102482957B - 控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制阀(12)，该控制阀用于一种可变调节内燃机(1)的换气阀(9、10)的配气正时的设备(11)，该控制阀具有基本上呈空心柱体形构造的阀壳体(34)、控制活塞(36)和保险环(42)，其中，阀壳体(34)布置在设备(11)内部的容纳部(31)中，其中，保险环(42)沿径向方向高出阀壳体(34)，并且其中，控制活塞(36)可在阀壳体(34)内部移动。

Description

控制阀

技术领域

本发明涉及一种控制阀，该控制阀用于一种可变调节内燃机换气阀的配气正时的设备，该控制阀具有基本上呈空心柱体形构造的阀壳体、控制活塞和保险环，其中，阀壳体布置在该设备的容纳部中，其中，保险环沿径向方向高出阀壳体，并且其中，控制活塞可在阀壳体内部移动。

背景技术

在现代内燃机中，使用了可变调节换气阀的配气正时的设备，以便可以在限定的角度范围内、在最大提前位置和最大滞后位置之间可变地设计曲轴和凸轮轴之间的相位关系。该设备抗相对转动地与凸轮轴相连，并且具有多个压力腔，借助于这些压力腔可以通过压力介质的流入和流出有针对性地改变曲轴和凸轮轴之间的相位关系。借助于控制阀控制至压力腔的压力介质流入和从压力腔的压力介质流出。例如由DE 10211468A1公知了一种设备和一种控制阀。该设备包括从动件，该从动件以可转动的方式相对驱动件布置，并且与凸轮轴抗相对转动地相连。驱动件与曲轴驱动连接。在该设备内部设置有多个相对彼此作用的压力腔，借助于这些压力腔可以在经限定的角度范围内有针对性地调节从动件相对于驱动件的相位位置。由此，可以造成凸轮轴相对于曲轴的有针对性的扭转。在DE 10211468A1中，该设备以叶片结构方式构造。但是也公知了其他结构方式，例如由DE 4218082A的轴向活塞调节器。凸轮轴借助于多个凸轮轴轴承支承在内燃机的气缸盖中。通过其中一个凸轮轴轴承将压力介质输送给在凸轮轴中构造的压力介质通道，压力介质可以经由布置在凸轮轴的容纳部中的控制阀引导到压力腔中。控制阀由阀壳体和可在该阀壳体内轴向移动地容纳的控制活塞组成。控制活塞可以借助于电磁调节单元克服弹簧件的力沿轴向方向相对于阀壳体定位，并且由此控制压力介质流动。

发明内容

本发明的任务在于提供一种控制阀，其中，应当降低该控制阀的安装消耗。

依据本发明该任务将通过如下方式解决，即，在容纳部的内壳面上构造环形槽，保险环可以嵌入该环形槽中，其中，该保险环贴靠阀壳体的轴向侧面，并且其中，在该阀壳体上构造有至少一个形状锁合件，借助于该形状锁合件，保险环固定在阀壳体上。此外，形状锁合件可以构造在保险环贴靠的阀壳体轴向侧面上。

保险环用于控制阀在容纳部中的固定，容纳部例如可以构造在凸轮轴的或者内转子的内部。由此，控制阀径向地定位在该设备的内部。保险环实施为可弹性变形的构件，该构件可沿径向方向弹性压缩和变大，从而可以将其直径在力作用下从静止状态变小或者变大。如果力消失，则保险环回复到其原始状态。

在控制阀在容纳部中安装期间，将保险环的直径在通过容纳部的壁沿径向方向进入到容纳部中的情况下压缩。如果保险环到达容纳部的环形槽区域中，那么保险环就锁入到环形槽中。同时保险环沿轴向方向贴靠在阀壳体上，例如贴靠阀壳体的轴向侧面，从而确定了阀壳体的轴向定位，进而确定了控制阀在容纳部中的定位。

通过保险环与阀壳体的形状锁合的连接可以将控制阀包括保险环一起作为组件交付至安装生产线。在控制阀在容纳部中安装期间仅必须安装一个组件而不是两个单独的构件。此外确保了在安装时将保险环进行装配。

在本发明的改进方案中，在保险环贴靠的阀壳体轴向侧面的区域中构造有两个沿周向间隔的呈钩形的形状锁合件，这两个形状锁合件径向向外敞开地构造，并且沿轴向方向从后嵌接保险环，从而使得保险环不仅贴靠阀壳体的轴向侧面而且也贴靠该呈钩形的形状锁合件的径向延伸的区段。由此，确保了保险环的径向可运动性，由此，进一步简化了安装。呈钩形的结构保持保险环在其预先确定的定位上，其中，在安装期间实现了径向挠曲(Einfedern)。保险环在阀壳体上的安装通过如下方式地实现，即，将保险环首先沿径向方向在其直径变大情况下弹性扳开并且***到钩形物中。接下来，将导致直径变大的力作用结束，保险环回复到其原始状态中，从而将保险环不易遗失地在钩形物中容纳。

在本发明的有利改进方案中，保险环具有径向向内延伸的区段，该区段充当用于控制活塞的轴向止挡。由此保证在阀壳体内部布置的构件(如控制活塞、弹簧件和必要时布置在阀壳体和控制活塞之间的套筒)不易遗失，从而可以将整个控制阀作为组件交付至安装生成线并且装配。

附图说明

由随后的描述以及由简化示出本发明实施例的附图得到本发明的其他特征。其中：

图1仅非常示意性地示出内燃机；

图2示出穿过用于可变调节内燃机换气阀的配气正时的设备的纵剖面图，该设备具有依据本发明的控制阀；

图3沿着线III-III示出穿过由图2的设备的横剖面图；

图4示出图2的放大视图，其中，仅示出凸轮轴和控制阀，并且将剖面平面以45°沿周向倾斜；

图5以分解图示出由图4的控制阀；

图6沿着在图4中的箭头VI示出到控制阀上的俯视图；

图7以类似于图4的视图示出控制阀的其它依据本发明的实施方式。

具体实施方式

在图1中描绘的是内燃机1，其中，示出在气缸4中的坐落在曲轴2上的活塞3。在所示的实施方式中，曲轴2通过各一个牵引工具传动装置5与进气凸轮轴6或排气凸轮轴7连接，其中，用于可变调节内燃机1的换气阀9、10的配气正时的第一和第二设备11可以引起曲轴2与凸轮轴6、7之间的相对转动。凸轮轴6、7的凸轮8操纵一个或多个进气换气阀9或者一个或多个排气换气阀10。同样可以设置，仅凸轮轴6、7中的一个配置有设备11，或者仅设置有一个设有设备11的凸轮轴6、7。

图2和图3以纵剖面图或横剖面图示出设备11，其中，在图2中额外示出一个凸轮轴6、7和依据本发明的控制阀12。

设备11包括驱动件14和从动件16。驱动件14由壳体15和两个侧盖17、18组成，这两个侧盖17、18布置在壳体15的轴向侧面上并且借助于螺栓固定在该壳体上。从动件16以叶轮形式实施并且具有基本上呈柱体形的轮毂件19，在所示的实施方式中，五个叶片20从轮毂件的外呈柱体形壳面沿径向方向向外延伸。

五个凸出部22从壳体15的外周边壁21出发径向向内延伸。在所示实施方式中，凸出部22和叶片20都单件式地与周边壁21或者轮毂件19一起构造。同样可以设想这些实施方式，其中，叶片20和或凸出部22构造为单独制造的构件，这些构件可以附加地安装在相应的构件上。驱动件14借助于凸出部22的径向内置的周边壁以可相对于从动件16转动的方式支承在该从动件上。

链轮23构造在第一壳体15的外壳面上，通过该链轮可以借助于未示出的链传动装置将转矩从曲轴2传递到驱动件14上。从动件16具有中央开口13，由凸轮轴6、7贯穿嵌接该中央开口。在此，从动件16借助于压配合抗相对转动地固定在凸轮轴6、7上。

在设备11内部，在各两个沿周向相邻的凸出部22之间构造有压力室28。多个压力室28中的每个压力室沿周向由相邻的凸出部22的对置的、基本上径向分布的界定壁界定，沿轴向方向由侧盖17、18界定，径向向内由轮毂件19界定，并且径向向外由周边壁21界定。在多个压力室28的每个中伸入一个叶片20，其中，这些叶片20以如下方式地构造，即，这些叶片不仅贴靠侧盖17、18而且贴靠周边壁21。由此，每个叶片20将各自的压力室28分为两个相对彼此作用的压力腔29、30。

通过对压力腔29、30中的一组的压力加载和对另一组的压力卸载可以改变驱动件14相对于从动件16的相位位置，进而可以改变凸轮轴6、7相对于曲轴2的相位位置。通过对压力腔29、30的两组的压力加载可以恒定保持相位位置。

通过凸轮轴6、7的、在所示实施方式中空心地实施的内部以及布置在凸轮轴6、7的容纳部31中的控制阀12实现了设备11的压力介质供应。

图4以放大视图示出凸轮轴6、7内部的控制阀12。控制阀12具有基本上呈空心柱体形实施的阀壳体34、呈柱体形套筒35和基本上呈空心柱体形的控制活塞36。

在阀壳体34上构造有径向流入接口P、两个径向工作接口A、B和轴向流出接口T。流出接口T构造为在阀壳体34上的轴向开口。工作接口A、B构造为在阀壳体34的壳面上的径向开口，其中，两个工作接口A、B中的每个通过在从动件16中构造的压力介质通道46与压力腔29、30中的一组连通。流入接口P同样构造为在阀壳体34的壳面上的径向开口，其中，该流入接口P沿周向与工作接口A、B错开地布置，并且构造为长孔(图5)。流入接口P沿轴向方向延伸直至止回阀容纳部32，该止回阀容纳部通过未示出的轴向开口与凸轮轴6、7的内部连通。在止回阀容纳部32中布置有弹簧片33，弹簧片33相对未示出的轴向开口预张紧，从而实现止回阀，该止回阀允许从凸轮轴6、7至流入接口P的压力介质流，并且阻止反向的压力介质流。在止回阀的流动上游，呈杯形的过滤件47固定在阀壳体34上。

阀壳体34布置在凸轮轴6、7内部，其中，通过在凸轮轴6、7的内壳面上和在阀壳体34的外壳面上构造的凸肩和通过保险环42确定阀壳体34的轴向位置。保险环42沿径向方向高出阀壳体34，布置在构造在凸轮轴6、7的内壳面上的环形槽44中并且贴靠在阀壳体34的轴向侧面43上。

阀壳体34内部布置有套筒35，该套筒的外径配合于阀壳体34的内径。套筒35具有多个开口37，其中，多个开口37中的每个与两个工作接口A、B中的一个或者流入接口P连通。

控制活塞36可沿轴向移动地容纳在套筒35内部。控制活塞36具有两个控制区段38，控制区段38的外径配合于套筒35的内径。在两个控制区段38之间设置有呈环形环绕控制活塞36的槽39。

控制活塞36可以借助于未示出的电磁调节单元克服弹簧件40的力沿轴向方向相对于阀壳体34来定位，该电磁调节单元作用到控制活塞36的背离凸轮轴6、7的端部上。弹簧件40布置在构造在阀壳体34上的弹簧容纳部41中，并且一方面支撑在弹簧容纳部41上，另一方面支撑在控制活塞36上。在此，控制活塞36沿轴向方向的路径一方面由弹簧容纳部41界定，另一方面由保险环42的径向向内延伸的区段45界定(图4至图6)。

依赖于控制活塞36相对于阀壳体34的位置，两个工作接口A、B之一与流入接口P连接，其中，同时另一工作接口A、B直接或者通过控制活塞36的内部与流出接口T连接。在此，在控制活塞36的控制区段38处以及在套筒35的开口37处构造有控制棱边，借助于这些控制棱边控制压力介质流动。

在内燃机1运行期间，由未示出的压力介质泵通过凸轮轴开口48给凸轮轴6、7的内部输送压力介质。压力介质通过过滤件47，经由阀壳体34中的未示出的轴向开口和弹簧片33到达流入接口P并且从那里进入呈环形的室中，该呈环形的室由在控制活塞36上构造的槽39和套筒35界定。

依赖于控制活塞36相对于阀壳体34的位置，将压力介质输送至第一或者第二压力腔29、30。同时，压力介质从另外的压力腔29、30经由流出接口T到达内燃机1的未示出的压力介质存储器。由此实现了从动件16相对于驱动件14的相位位置的改变，进而实现了凸轮轴6、7相对于曲轴2的相位位置的改变。如果达到期望的相位位置，那么未示出的电磁调节单元将控制活塞36推入中立位置中，在该中立位置中，将压力介质输送给两组压力腔29、30，从而将相对的相位位置恒定地保持。

在轴向的、其上贴靠了保险环42的侧面43上构造有两个沿周向间隔的呈钩形的形状锁合件49，这两个形状锁合件49径向向外敞开地实施。这两个形状锁合件49的每个从侧面43出发地首先沿轴向延伸，并且具有联接在其上的径向区段50。形状锁合件49沿轴向方向从后嵌接保险环42，从而使得保险环不易遗失地容纳在轴向侧面43和径向区段50之间。在安装控制阀12期间，首先将套筒35、弹簧件40和控制活塞36定位在阀壳体34的内部。接下来，将开槽的保险环42借助于沿周向取向的力弹性地扳开并且定位在侧面43上。接下来，结束力作用，从而使得保险环42再次占据其较小直径的原始形状，并且由此固定在阀壳体34上。基于径向向内延伸的区段45，不仅套筒35而且控制活塞36进而弹簧件40不易遗失地容纳在阀壳体34中，从而可以将整个控制阀12作为组件交付给安装生产线，而不会担心遗失构件。

在凸轮轴6、7中安装控制阀12期间，将控制阀12推入凸轮轴6、7中，直至阀壳体34的凸肩贴靠在凸轮轴6、7的凸肩上。在此，将保险环42在进入到凸轮轴6、7中的情况下弹性地压缩。在环形槽44的区域中，保险环42展开并且自动嵌入该环形槽44中，从而确定控制阀12在凸轮轴6、7内部的轴向定位。除了在凸轮轴6、7中简单安装控制阀12之外，依据本发明的控制阀12在***结构上的优点还在于，该控制阀可以作为模块交付给安装生产线，而不会担心遗失构件：控制活塞36、弹簧件40、保险环42、套筒35中的某个。

图7示出类似于在图4中的图示的依据本发明的控制阀12的其它实施方式。与第一实施方式的区别在于，保险环42借助于夹紧连接固定在阀壳体34上。为了此目的，保险环42具有通孔51，由轴向延伸的、设置有倒钩的形状锁合件49贯穿嵌接该通孔，该形状锁合件构造在阀壳体34上。

这里介绍的阀壳体34可以以单件式的或者多件式的方式构造。在阀壳体34由多个具有沿周向对置的敞开端部且沿轴向延伸的分区段所构造的情况下，优选地在这些分区段的每个上构造一个形状锁合件49，从而这些分区段同样通过保险环42相对彼此地固定。

阀壳体34可以例如由钢、铝或者塑料制成。

附图标记列表

1  内燃机

2  曲轴

3  活塞

4  气缸

5  牵引工具传动装置

6  进气凸轮轴

7  排气凸轮轴

8  凸轮

9  进气换气阀

10 排气换气阀

11 设备

12 控制阀

13 中央开口

14 驱动件

15 壳体

16 从动件

17 侧盖

18 侧盖

19 轮毂件

20 叶片

21 周边壁

22 凸出部

23 链轮

24 -

25 -

26 -

27 -

28 压力室

29 第一压力腔

30  第二压力腔

31  容纳部

32  止回阀容纳部

33  弹簧片

34  阀壳体

35  套筒

36  控制活塞

37  开口

38  控制区段

39  槽

40  弹簧件

41  弹簧容纳部

42  保险环

43  侧面

44  环形槽

45  区段

46  压力介质通道

47  过滤件

48  凸轮轴开口

49  形状锁合件

50  径向区段

51  通孔

A   第一工作接口

B   第二工作接口

P   流入接口

T   流出接口

Claims (2)

1.一种控制阀（12），用于一种可变地调节内燃机（1）换气阀（9、10）的配气正时的设备（11），所述控制阀具有：

基本上呈空心柱体形构造的阀壳体（34）、控制活塞（36）和保险环（42），

其中，所述阀壳体（34）布置在所述设备（11）内部的容纳部（31）中，

其中，所述保险环（42）沿径向方向高于所述阀壳体（34），并且

其中，所述控制活塞（36）以能够在所述阀壳体（34）内部移动的方式布置，

其特征在于，在所述容纳部（31）的内壳面上构造有环形槽（44），所述保险环（42）能够嵌入所述环形槽中，

其中，所述保险环（42）贴靠在所述阀壳体（34）的轴向侧面（43）上，并且

其中，在所述阀壳体（34）上构造有至少一个形状锁合件（49），借助于所述形状锁合件，所述保险环（42）固定在所述阀壳体（34）上，其中，在所述阀壳体（34）的、所述保险环（42）所贴靠的所述轴向侧面（43）的区域中构造有两个沿周向间隔的呈钩形的所述形状锁合件（49），所述形状锁合件径向向外敞开并且沿轴向方向从后嵌接所述保险环（42），从而使得所述保险环（42）不仅贴靠在所述阀壳体（34）的所述轴向侧面（43）上而且也贴靠在所述呈钩形的形状锁合件（49）的径向延伸的区段（50）上。

2.根据权利要求1所述的控制阀（12），其特征在于，所述保险环（42）具有径向向内延伸的区段（45），该区段充当用于所述控制活塞（36）的轴向止挡。