CN102066702B - 凸轮轴单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是发动机的凸轮轴单元,所述凸轮轴单元具有:一能通过驱动单元(10)驱动的凸轮轴(11);一相位调节单元(12),所述相位调节单元具有一控制传动机构(13)和一带定子部件(15)和转子部件(16)的控制单元(14),所述相位调节单元设置成调节在所述驱动单元(10)和凸轮轴(11)之间的相位关系;以及一支承装置(17),所述支承装置设置成支承所述控制单元(14)的至少一部分。(本发明提出)所述支承装置(17)设置成补偿在所述定子部件(15)和转子部件(16)之间的径向公差。

Description

凸轮轴单元
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴单元。
背景技术
已知特别是发动机的凸轮轴单元,该凸轮轴单元具有可通过驱动单元驱动的凸轮轴。凸轮轴单元包括相位调节单元,该相位调节单元具有一控制传动机构(Stellgetriebe)和一设计成制动单元的控制单元,所述控制单元具有一定子部件和一设计成制动部件的转子部件。该相位调节单元设置成调节在驱动单元和凸轮轴之间的相位关系。此外,凸轮轴单元包括一支承装置,该支承装置设置成支承设计成制动单元的控制单元的至少一部分。
发明内容
本发明的目的特别是在于:简化定子部件相对于凸轮轴的径向调整。根据本发明,所述目的通过下述的方案来实现。
本发明基于一种特别是发动机的凸轮轴单元,所述凸轮轴单元具有:能由驱动单元驱动的凸轮轴;相位调节单元,所述相位调节单元具有一控制传动机构和一控制单元,所述控制单元设计成制动单元并具有定子部件和设计成制动部件的转子部件,所述相位调节单元设置成调节在所述驱动单元和凸轮轴之间的相位关系;以及支承装置,所述支承装置设置成支承所述设计成制动单元的控制单元的至少一部分。
(本发明)提出,所述支承装置设置成补偿在所述定子部件和转子部件之间的径向公差。“定子部件”在此应特别是理解为控制单元的以不能转动的方式设置的部件。“转子部件”应特别是理解为与定子部件相对应的部件。此外,“径向公差”应特别是理解为转子部件相对于定子部件的位置偏离理想的标准位置的偏差。“设置成”应特别是理解为:专门的配置和/或设计。
如果支承装置设置成补偿径向公差,便可以不必借助附加的补偿装置相对于凸轮轴或相对于控制传动机构对定子部件进行复杂的调整。由此简化了径向的调整并能节约成本和构造空间。
此外(本发明)提出,定子部件和转子部件布置成相互不支承。“不支承”在此意义上应特别是理解为,转子部件不直接支承在定子部件上。通过这种设计方案,可以提高相位调节单元的期望寿命,这是因为省略了设置在定子部件和转子部件之间的支承(结构),该支承结构会由于公差而被加载。
此外(本发明)提出,所述支承装置设置成使控制单元的至少一部分由所述凸轮轴支承。由此能简单地实现对转子部件的有利的支承。
特别是有利的是,所述支承装置设置成使所述转子部件由所述凸轮轴支承。由此能借助转子部件简单地补偿径向公差。
在本发明的一种有利的改进方案中提出,所述支承装置具有支承部件,所述支承部件设置成支承控制单元的一部分以及控制传动机构的一部分。由此能实现特别简单且紧凑的支承(结构)。“支承部件”应特别是理解成一设置成传递支承力的部件。优选地,该支承部件支承在凸轮轴上。特别是在此支承部件应当不支承在定子部件上。
此外(本发明)提出,所述支承装置具有支承单元,所述支承单元设置成与凸轮轴同轴地支承所述支承部件。由此能简单地实现有利的支承(结构),该支承结构允许根据本发明的设计方案。优选地,支承单元设计成固定支承机构。
在本发明的另一种有利的改进方案中提出,所述转子部件和支承部件以能轴向移动而不能相对转动的方式彼此连接。由此可为控制单元使用简单的致动单元。
特别是(本发明)提出,所述控制单元具有一致动单元,所述致动单元具有至少一个电磁致动器,所述电磁致动器设置成使转子部件轴向移位。由此,能提供一种可简单地借助驱控单元来控制的致动单元。
(本发明)提出,所述控制单元设计成制动单元,所述转子部件设计成制动部件。“制动部件”应理解为一种能转动地支承的部件,该部件的转速能被定子部件所制动。
此外(本发明)提出,所述定子部件具有一摩擦片,所述摩擦片具有一关于所述制动部件径向扩大的摩擦面。由此,可特别简单地借助定子部件的摩擦片和制动部件的摩擦片来补偿公差。“径向扩大”在此意义上应特别是理解为,定子部件的摩擦片的摩擦面大到足以将制动部件的摩擦片相对于定子部件的摩擦片布置成使二者的径向错位补偿公差。
有利地提出,控制传动机构设计成叠加式传动装置()。由此能简单地实现相位调节单元。在此,“叠加式传动装置”应特别是理解为一种具有驱动部件、输出部件和调节部件的齿轮传动装置,其中在驱动部件和输出部件之间的传动比能借助调节部件的转速来调节。有利地,叠加式传动装置可以是例如行星传动装置、如特别是圆柱齿轮行星传动装置。在此特别有利的是,该调节部件以不能相对转动的方式与支承装置的支承部件连接。
此外(本发明)提出,制动单元具有一弹性单元,所述弹性单元设置成使制动单元打开。由此可以省略用于打开制动单元的可控致动器,进而可以节省成本。优选地,弹性单元设置成使制动部件运动。
此外(本发明)提出,所述弹性单元具有一与定子部件无关联的支撑元件。由此能避免在制动部件和定子部件之间的连接。(本发明)特别是提出,该支撑元件与支承部件相连接,由此能特别简单地使定子部件与弹性单元无关联。优选地,弹簧元件设计成压力弹簧。
其它优点由下面结合附图的描述得知。在附图中示出本发明的一个实施例。附图、说明书以组合的形式包含多个特征。本领域技术人员也可以有目的地单独考虑这些特征、以及将这些特征组合成合适的其它组合。
具体实施方式
唯一的附图示出发动机的凸轮轴单元。凸轮轴单元具有驱动单元10,驱动单元10由曲轴(未详细示出)驱动。借助驱动单元10来驱动凸轮轴11,该凸轮轴11设置成打开发动机的换气门(进、排气门)(未详细示出)。
为了能调节换气门的打开时刻,凸轮轴单元具有相位调节单元12,借助该相位调节单元12能调节在驱动单元10和凸轮轴11之间的相位关系。
相位调节单元12具有设计成叠加式传动装置的控制传动机构13。控制传动机构13设计成3轴式减速动力分配传动装置(3-Wellen-Minus-Summiergetriebe)。控制传动机构13具有驱动部件25、调节部件26和输出部件27。驱动部件25与驱动单元10连接并被曲轴驱动。输出部件27以不能相对转动的方式与凸轮轴11连接。
控制传动机构13设计成行星轮传动装置。行星轮架28形成驱动部件25。在行星轮架28上设置两个行星轮29,30,这两个行星轮29,30借助行星轮架28在圆形轨道上引导。行星轮29,30在径向内侧与太阳轮31啮合,该太阳轮31形成调节部件26。而在对置侧,行星轮29,30与齿圈32啮合在一起,该齿圈32以不能相对转动的方式与凸轮轴11连接并形成输出部件27。
借助调节部件26可调节在驱动单元10或驱动部件25与输出部件27之间的相位关系。如果调节部件26具有与驱动部件25的转速相同的转速,则控制传动机构13作为整体的传动装置运行,而在驱动单元10或驱动部件25与输出部件27之间的相位关系保持不变。
如果调节部件26具有比驱动部件25的转速低的转速,则输出部件27的转速被调节成比驱动部件25的转速高。相位关系被向更早调节。
如果调节部件26具有比驱动部件25的转速高的转速,则输出部件27的转速被调节成比驱动部件25的转速低。相位关系被向更晚调节。
为了能调节相位关系,相位调节单元12具有控制单元14,借助该控制单元14能对调节部件26的转速进行调节。控制单元14具有一以不能相对转动的方式与控制传动机构13的调节部件26连接的转子部件16。此外,控制单元14具有一以不能转动的方式设置的定子部件15。定子部件15和转子部件16彼此匹配。定子部件15以不能相对转动的方式与相位调节单元12的壳体(未详细示出)连接。
在本实施例中,控制单元14设计成制动单元,转子部件16设计成制动部件。
为了使相位关系保持不变,借助一驱控单元(未详细示出)将制动单元14调节到一中性位置(非作用位置)。在该中性位置处,在定子部件15和制动部件16之间作用一制动力,在此驱动部件25的转速与输出部件27的转速相同。为了向更早调节相位关系,从中性位置开始使制动单元14进一步闭合并提高制动力。由此降低调节部件26的转速,由此使输出部件27的转速变得大于驱动部件25的转速,从而向更早调节相位关系。
为了向更晚调节相位关系,从中性位置开始使制动单元14进一步打开并降低制动力。由此通过凸轮轴11的拖曳转矩使调节部件26的转速提高并降低输出部件27的转速。由此,输出部件27的转速小于驱动部件25的转速,而相位关系被调节成更晚。
借助一具有电磁致动器21的致动单元20来致动制动单元14。电磁致动器21被装入制动单元14的定子部件15中。电磁致动器21具有一电磁体33。如果为电磁体33通电,电磁体33便对制动部件16施加一吸引制动部件16的力。此外,制动单元14具有弹性单元23,弹性单元23将一与电磁致动器21的力相反的力施加到制动部件16上。
制动部件16设置成可轴向移位。通过对电磁体33的通电来调节压紧力、进而调节制动力。在此,压紧力是电磁体33的力与弹性单元23的力之差。
为了支承制动单元14的一部分以及控制传动机构13的一部分,凸轮轴单元具有支承装置17,借助支承装置17来支承制动单元14的制动部件16以及控制传动机构13的调节部件26。支承装置17具有支承部件18,在所述支承部件18上以不能相对转动但能轴向移位的方式设置制动部件16。调节部件26以不能相对转动且轴向固定的方式与支承部件18连接。
支承部件18借助支承装置17的支承单元19支承在凸轮轴11上。为此,凸轮轴11设计成空心轴。支承部件18穿过凸轮轴11的一部分。支承单元19设计成固定支承机构,该固定支承机构设置成吸收轴向力。支承部件18和凸轮轴11彼此同轴地由支承单元19支承。由此,制动部件16和调节部件26布置成与凸轮轴11同轴。
在朝向定子部件15的一侧上,支承部件18具有支撑元件24。支撑元件24与支承部件一体设计。弹性单元23具有一弹簧元件35,该弹簧元件35利用第一端部支撑在支撑元件24上。弹簧元件35利用第二端部支撑在制动部件16上。弹簧元件设计成压力弹簧。
在朝向定子部件15的一侧上,支承部件18以无支承的方式设置在定子部件15的凹部34中。支承部件18设计成沿径向方向与定子部件15间隔开。因为省略了在定子部件15和制动部件16之间的支承(结构),所以制动部件16和定子部件15能沿径向相对移动。在此,最大径向位移通过凹部34的尺寸来限定,在该凹部中设有支承部件。在该凹部34中离开支承部件18的中央布置结构的最大位移为0.5mm。
由于凸轮轴单元制造中的公差,定子部件15和凸轮轴11或制动部件16具有径向公差,它们在存在所述径向公差的情况下彼此对准。导致在制动部件16和定子部件15间错位(不对准)的径向公差通过支承装置17来补偿。
使制动部件16和定子部件15彼此间无支承的支承装置17基于在制动部件16和定子部件15间的可能的径向移位而允许在径向公差(范围)内相对于制动部件16布置定子部件15。为此,定子部件15的摩擦片22具有一摩擦面,该摩擦面被设计成关于制动部件16或制动部件16的摩擦片36的摩擦面径向扩大。由此确保了,制动部件16的摩擦片36总是完全由定子部件15的摩擦片22覆盖。

Claims (15)

1.一种凸轮轴单元,所述凸轮轴单元具有:
能由驱动单元(10)驱动的凸轮轴(11);
相位调节单元(12),所述相位调节单元具有一控制传动机构(13)和一带定子部件(15)和转子部件(16)的控制单元(14),所述相位调节单元设置成调节在所述驱动单元(10)和凸轮轴(11)之间的相位关系;以及
支承装置(17),所述支承装置设置成支承所述控制单元(14)的至少一部分,
其特征在于,
所述支承装置(17)设置成补偿在所述定子部件(15)和所述转子部件(16)之间的径向公差,
其中,所述支承装置(17)设置成使所述控制单元(14)的至少一部分由所述凸轮轴(11)支承。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述凸轮轴单元是发动机的凸轮轴单元。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述定子部件(15)和所述转子部件(16)布置成相互不支承。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述支承装置(17)设置成使所述转子部件(16)由所述凸轮轴(11)支承。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述支承装置(17)具有支承部件(18),所述支承部件设置成支承所述控制单元(14)的一部分以及所述控制传动机构(13)的一部分。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述支承装置(17)具有支承单元(19),所述支承单元设置成与所述凸轮轴(11)同轴地支承所述支承部件(18)。
7.根据权利要求5所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述转子部件(16)和所述支承部件(18)以能轴向移位而不能相对转动的方式彼此连接。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述控制单元(14)具有一致动单元(20),所述致动单元具有至少一个电磁致动器(21),所述电磁致动器用于使所述转子部件(16)轴向移位。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述控制单元设计成制动单元(14),所述转子部件设计成制动部件(16)。
10.根据权利要求9所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述定子部件(15)具有一摩擦片(22),所述摩擦片具有一关于所述制动部件(16)径向扩大的摩擦面。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述控制传动机构(13)设计成叠加式传动装置。
12.根据权利要求9所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述制动单元(14)具有一弹性单元(23),所述弹性单元用于使所述制动单元(14)打开。
13.根据权利要求12所述的凸轮轴单元,其特征在于,所述弹性单元(23)具有一与所述定子部件(15)无关联的支撑元件(24)。
14.一种用于凸轮轴单元的方法,所述凸轮轴单元具有:能通过驱动单元(10)驱动的凸轮轴(11);相位调节单元(12),所述相位调节单元具有控制传动机构(13)和带定子部件(15)和转子部件(16)的控制单元(14),所述相位调节单元设置成调节在所述驱动单元(10)和凸轮轴(11)之间的相位关系;以及支承装置(17),所述支承装置设置成支承所述控制单元(14)的至少一部分,其中,所述支承装置(17)设置成使所述控制单元(14)的至少一部分由所述凸轮轴(11)支承,其特征在于,借助所述支承装置(17)补偿在所述定子部件(15)和所述转子部件(16)之间的径向公差。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述凸轮轴单元是发动机的凸轮轴单元。
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