CN101297102B - 具有闭塞装置的凸轮轴调整器 - Google Patents

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Abstract

用于在两个旋转的轴之间、特别是在一活塞式内燃机的驱动轴和一用于操作换气阀门的凸轮轴之间的转角调整的设备,包括一与驱动轴抗旋转地连接的旋转元件、一与凸轮轴抗旋转地连接的转子、一转角调整装置和一闭塞装置,该闭塞装置具有至少一个在其中一个构件中可移动支承的闭塞螺栓和至少一个在另一构件中对应的开口,其中闭塞螺栓(6)借助弹簧力和/或液压力能够移入到开口中和从开口移出。

Description

具有闭塞装置的凸轮轴调整器
背景技术
一种这样的同类型的用于转角调整的设备由DE-196 23 818 A1已知。在该转角调整设备上,转子具有叶片并且旋转元件具有相应的空隙,使得借助在叶片和旋转元件之间在其中一侧上挤压的液压的压力液体可以实现在其中一个方向上的转角调整,而压力负荷在相对置的一侧上实现在另一旋转方向上的转角调整。
为了能够相对于旋转元件例如在端部位置上固定转子,在其中一个构件中设置一具有闭塞销的闭塞装置,并且在另一构件中设有一开口,其中一弹簧力将闭塞销压入到开口中,而液压液体将闭塞销从开口中推出。用于闭塞销的弹簧力和液压力的分配在提到的设备中虽然具有优点,但却并不绝对必要的,使得在必要时液压力也能够将闭塞销推入到开口中,而一弹簧力将它拉回。
在同类型的构造中,不仅闭塞销的与开口共同作用的区域而且开口都设计为呈锥形地互相匹配。
在此问题在于,闭塞销必须精确地对准开口,以便闭塞销在开口中匹配并在那里具有一相应的接触。如果不是如此,那么在开口和闭塞销之间的一侧压力是令人担心的。该侧压力也在开口和闭塞销的轴线之间的角偏差时出现。此外,问题还在于,如果选择一小的圆锥角并存在良好的匹配,那么再次从开口中拆下闭塞销就很困难。如果选择大的圆锥角,那么闭塞销就可能由于旋转力从开口中移出。此外,问题还在于,由于上述原因和由于公差原因在实践中不可能的是,调整一足够小的、优选地小于0.2度的角的间隙,使得形成一不希望的调整误差并可能出现振动、特别是旋转振动。
发明内容
因此,本发明的目的在于,如此设计和改进一种用于转角调整的设备,使得上述的问题被解决并能够达到几乎零的闭塞间隙。
本发明的目的通过以下措施实现,即闭塞销的与开口作用连接的接触区域具有一向外拱起的轮廓。接触区域特别具有一球面-桶形轮廓(Kugel-Tonnen-Kontur)。
通过这种构造达到,闭塞销的角位置只具有一从属意义,因为闭塞销在拱起的轮廓或球面-桶形轮廓上的支承基本上环状地实现。这首先不依赖于开口的形式或轮廓,如果保证在开口横截面和拱起的或球面-桶形的轮廓之间的尺寸如此选择,使得闭塞销在开口中达到一足够的深度。由此,也能够提高制造公差和尺寸精度。
在本发明的另一构造中建议,闭塞销的与开口作用连接的接触区域具有一球形区域的形状。其中,考虑一种形状,在其中该区域所来自的球的中心沿闭塞销的支承方向推移,使得在螺栓端部上的半径在开口方向上小于在接触区域的对置端部上的半径。
但是,闭塞销的接触区域的轮廓也能够设计为抛物面段。
其中存在的可能性是,如此选择段,使得它根据抛物线构造具有一更扁平的或者更陡的走向。
此外重要的是,在闭塞销的自由端部上设置一过渡半径,它相对较大并优选地大于0.5mm。由此达到,当闭塞销并不完全推入到开口中时,只有微小的侧应力和侧压力出现。
在本发明的另一构造中,在一开口设置在旋转元件的一盖子上的设备上建议,开口在其从远离闭塞销深度上具有一截锥形轮廓,并且进入段同样具有一大的过渡半径,它优选地大于0.5mm。
虽然在同类型的设备上,已知一在盖子中具有锥形轮廓的开口,但它却与闭塞销作用连接,螺栓同样具有一锥形端部。在当前情况下,开口的锥形或者圆锥形轮廓与拱起的或球面-桶形轮廓或者与球形区域或者与旋转抛物面段作用连接,使得实现完全不同的联系和其他作用机理。
但是,在盖子上开口的轮廓却能够设计为向内拱起,或者具有一抛物面段的轮廓。
由此,无论相关的闭塞销段还是开口的轮廓都分别具有一互相适合的轮廓,使得一用于闭塞销和孔的大的制造公差或闭塞销的支承成为可能,而不会出现一倒角、增大的平面压力或者一增大的旋转间隙。如果一这样的闭塞销压入到开口中,那么可以毫无问题地看到,形成一几乎零的闭塞间隙。
无论开口或盖子还是闭塞销都能够借助变形方法廉价地制造,由此达到足够的尺寸精度。
为了无论在开口中还是在闭塞销上达到一尽可能高的强度,建议它们借助自身骤冷的硬化方法例如等离子硬化、激光硬化和类似方法硬化。
附图说明
为进一步解释本发明参考附图,在其中简化地示出本发明的实施例。
附图中:
图1示出一用于转角调整的设备的透视图以及该设备的局部截面,
图2示出一闭塞销的透视图及其截面,
图3示出一闭塞销的外部示意图,
图4-8:示出一具有锥形轮廓的开口的盖子和闭塞销的球面-桶形端部在不同位置上的简图,
图9-11:示出一盖子的拱起构成的开口以及球面-桶形闭塞销的简图,
图12和13:以放大的比例示出闭塞销和开口之间的接触区域。
具体实施方式
在图1至图11中详细地示出用附图标记1表示的转角调整装置,它具有一带有盖子3的旋转元件2,在盖子中制出一开口4。盖子3设置在旋转元件2内,它具有腔室(未示出),在其中设置一用附图标记5表示的转子的叶片。转子5与一活塞式内燃机的一凸轮轴抗旋转地连接(未示出),而旋转元件2通过一齿轮传动装置、链传动装置或齿形带传动装置与一活塞式内燃机的驱动轴(同样未示出)作用连接。在转子5的孔中支承一用附图标记6表示的闭塞销,它借助一压力弹簧7在向开口4的方向上预压紧,并能够借助液压压力从开口中抽出(在细节上未示出)。闭塞销6设有一空腔8(特别是参看图2),压力弹簧7部分地插入到该空腔中。闭塞销6具有一圆柱形区域,在该圆柱形区域中,它在转子的孔中引导和支承。在圆柱形区域上连接一半径,以及一接触区域9,借助它闭塞销6能够与开口4作用连接。接触区域9具有一向外拱起的设计为球面-桶形的轮廓。在接触区域9上连接一用附图标记10表示的选择为大的过渡半径。
在图4至图8的局部视图中,开口4的轮廓构成为截锥形的。闭塞销在接触区域9内在所有情况下设计为球面-桶形。图4示出普通的位置,亦即闭塞销的希望的位置及其在开口4中的接触区域9。
图5示出一示例,其中截锥角构成小于在普通位置中的截锥角。尽管如此,由于接触区域9的特殊轮廓,闭塞销6的接触区域9可以毫无问题地嵌入在开口4中。
在图6中,截锥角构成大于在普通位置中的截锥角。其中在那里示出,由于接触区域球面-桶形的轮廓,闭塞销6毫无问题地支承在开口4中。
与图4至6相应设计的图7和图8示出,在闭塞销6的引导中的角度误差在一定的公差内能够没有问题地被接受。
在图9至图11中,接触区域9的球面-桶形轮廓相对于图2至图8构造成不变的,其中开口4轮廓设计为向内拱起,其中一个大的过渡半径设置在开口4的面向闭塞销6的边缘上。
从图9至图11可看出,由按本发明的闭塞销能够接受大的误差。
在图12和图13中以放大的比例示出闭塞销6的接触区域9,其中可看出,该区域与一抛物面段相应地构成。开口4的对应区域与旋转抛物面段相应。在图12中尺寸如此选择,使得闭塞销6插入到开口4不远,而在图13中在闭塞销6和开口4之间的接触过渡中形成一较扁平的角。
附图标记清单:
1  转角调整装置
2  旋转元件
3  盖子
4  开口
5  转子
6  闭塞销
7  压力弹簧
8  空腔
9  接触区域
10 过渡半径

Claims (10)

1.用于在一活塞式内燃机的驱动轴和一用于操作换气阀的凸轮轴之间的转角调整的设备,包括一与驱动轴抗旋转地连接的旋转元件(2)、一与凸轮轴抗旋转地连接的转子(5),一转角调整装置(1)和一闭塞装置,该闭塞装置具有至少一个在转子(5)中可移动支承的闭塞销(6)和至少一个在旋转元件(2)的盖子(3)中对应的开口(4),其中闭塞销(6)借助压力弹簧(7)的力和/或液压力能够移入到开口(4)中和从开口(4)移出,其特征在于,闭塞销(6)的与开口(4)作用连接的接触区域(9)具有一向外拱起的轮廓,并且开口(4)在其远离闭塞销(6)上深度上具有一截锥形的轮廓,并且进入段具有一大于0.5mm的过渡半径(10)。
2.按权利要求1所述的用于转角调整的设备,其特征在于,闭塞销(6)的接触区域(9)具有一球面-桶形轮廓。
3.按权利要求1所述的用于转角调整的设备,其特征在于,闭塞销(6)的接触区域(9)具有一球形区域的形式。
4.按权利要求1所述的用于转角调整的设备,其特征在于,闭塞销(6)的接触区域(9)的轮廓设计为抛物面段。
5.按权利要求1所述的用于转角调整的设备,其特征在于,在闭塞销(6)的自由端部上设置一大于0.5mm的过渡半径(10)。
6.按权利要求1所述的用于转角调整的设备,其特征在于,开口(4)的轮廓设计成向内拱起的。
7.按权利要求6所述的用于转角调整的设备,其特征在于,开口(4)的轮廓具有一旋转抛物面段的形状。
8.按权利要求1所述的用于转角调整的设备,其特征在于,开口(4)和闭塞销(6)借助成形工艺制造。
9.按权利要求8所述的用于转角调整的设备,其特征在于,开口(4)和/或闭塞销(6)的轮廓借助自身骤冷的硬化方法硬化。
10.按权利要求9所述的用于转角调整的设备,其特征在于,开口(4)和/或闭塞销(6)的轮廓借助等离子硬化、激光硬化的方法硬化。
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