CN103089363A - 凸轮轴调整器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸轮轴调整器（2），该凸轮轴调整器（2）在驱动元件（2）的翼板（4）上具有材料凹部（5），材料凹部（5）被划分成两个分腔（12、13），其中，一个分腔（12）设置用于以连接元件（6）贯穿，并且另一个分腔（13）则不允许连接元件（6）贯穿。

Description

凸轮轴调整器

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴调整器。

背景技术

凸轮轴调整器在内燃机中被用于改变燃烧腔阀的配气相位，以便可以在限定的角度范围中，在最大早位置与最大迟位置之间，可变地构造曲轴与凸轮轴之间的相位关系。配气相位与当前负荷及转速的匹配降低了消耗和排放。为此目的，将凸轮轴调整器整合到传动系中，扭矩通过凸轮轴调整器从曲轴传递给凸轮轴。这个传动系可以例如构造成皮带传动装置、链条传动装置或齿轮传动装置。

在液压的凸轮轴调整器中，从动元件和驱动元件形成了一对或多对相互作用的压力室，这些压力室可被以液压介质加载。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过对各个压力室的装填和清空，产生了驱动元件与从动元件之间的相对运动。旋转着在驱动元件与从动元件之间起作用的弹簧相对从动元件沿有利方向挤压驱动元件。这个有利方向可以是相对于转动方向同向或反向运行的。

液压的凸轮轴调整器的一种结构形式是翼板小室调整器。翼板小室调整器具有定子、转子和带有外啮合部的驱动轮。转子作为从动元件大多以可与凸轮轴抗相对转动地连接的方式来构造。驱动元件包括定子和驱动轮。定子和驱动轮抗相对转动地相互连接或对此作为备选彼此一体地构造。转子与定子同轴地而且在定子内部布置。转子和定子以其径向延伸的翼板、相反起作用的油室清楚地表现，油室可以通过油压加载并且实现了定子与转子之间的相对转动。翼板要么与转子或定子一体地构造，要么作为“插接的翼板”布置到转子或定子的为此所设置的槽中。此外，翼板小室调整器具有不同的密封盖。定子和密封盖通过多个螺栓连接装置相互紧固。

液压的凸轮轴调整器的另一种结构形式是轴活塞调整器。在此情况下，滑动元件通过油压沿轴向推移，滑动元件通过斜置啮合部产生在驱动元件与从动元件之间的相对转动。

凸轮轴调整器的另一种结构形式是电机械式凸轮轴调整器，其具有三轴传动装置（例如行星齿轮传动装置）。在此，其中一个轴形成了驱动元件，并且第二轴形成了从动元件。通过第三轴可以借助调整装置（例如电动机或制动器）向系统输送旋转能量或从系统中导出旋转能量。可以附加地布置有弹簧，弹簧有助于或者促成驱动元件与从动元件之间的相对转动。

发明内容

本发明的任务是，提供一种具有防错（Poka Yoke）系统的凸轮轴调整器。

按照本发明，该任务通过权利要求1的特征解决。

驱动元件的材料凹部被划分成两个分腔。第一分腔设置用于利用连接元件装配，而第二分腔的开口横截面则构造成，使连接元件不能贯穿该第二分腔或挤入第二分腔。

两个分腔可以一方面彼此间无材料地连接地构造，或通过材料（例如壁）相互分隔地构造。

第一分腔和第二分腔分别具有至少一个第一开口横截面。第一分腔的第一开口横截面设置用于连接元件的进入，而第二分腔的第一开口横截面则相对于连接元件的横截面不相配地构造。因此，至少第一分腔可以构造成盲孔，盲孔在必要时带有附加的螺纹。

通过本发明实现的是：连接元件仅可以伸入第一分腔，并且因此也在成功装配后伸入。第二分腔的第一开口横截面具有与连接元件不相配的几何形状，因此，连接元件并不经过第二分腔的第一开口横截面以及因而排除了连接元件与第二分腔的错误装配。因此确保：仅将设置用于连接的第一分腔用于此处，其中，第二分腔则相反满足了减轻驱动元件质量的目的。为了减轻质量，第二分腔无构件地构造。因此，没有凸轮轴调整器的构件伸入第二分腔。

材料凹部可以构造成贯通凹部。贯通凹部除了第一开口横截面外还具有另一个开口横截面。贯通凹部理想地也如材料凹部一样在主要为轴向方向上，也就是沿凸轮轴调整器的转动轴线的方向延伸。第一分腔和/或第二分腔分别具有至少两个开口横截面。连接元件可以穿过第一分腔的第一开口横截面和/或另一个开口横截面，但不能穿过第二分腔的至少一个开口横截面。

在本发明的一种构造方案中，材料凹部连同其第一分腔和第二分腔由驱动元件的翼板构造而成。材料凹部优选构造成贯通凹部。翼板的更大的材料积聚部被第二分腔替代。因此翼板具有壁厚大多相同的壁。

有利的是材料例如在烧结时被节省。此外，可以通过置入至少一个第二分腔避免了对铸造过程有害的材料积聚部，这避免了冷却时形成缩孔以及因而产生了更为可靠的构件。

此外，可以在硬化过程中，例如在表面硬化时，使材料更好地被炉的空气达到或绕流。因此在制造过程中达到了较高的效率，而且成本下降。

在一种有利的构造方案中，材料凹部具有多个第二分腔。多个第二分腔配属于一个第一分腔。第一分腔和第二分腔可以如本文开头所述那样，一方面构造成彼此无材料地连接，或通过材料（例如壁）相互分隔。第二分腔理想地置于第一分腔的侧边。特别优选的是第二分腔相对第一分腔的对称地或有图案地布置。

在本发明的一种构造方案中，两个在第二分腔的横截面中对置的边界面的最短间距小于两个在第一分腔的横截面中对置的边界面的最短间距。当第二分腔的对置的边界面的最短间距小于两个在第一分腔的横截面中对置的边界面的最短间距时，连接元件不能够与第二分腔结合，而因此必须与第一分腔结合。

对于相互平行布置的边界面的情况，最短间距可以在每个垂直于其中一个边界面的横截平面中获得。边界面必须在物理上存在并且在物理上不能相交，以便能获得最短间距。

若在物理上存在的、用于获得最短间距的边界面没有相互平行地布置的话，那么横截平面就是如下的横截平面，即，在该横截平面中，间距为总体上的最小值。边界面可以例彼此楔形收窄地定向。

在一种特别优选的构造方案中，驱动元件与啮合部一体式构造。啮合部构造在驱动元件的其中一个外圆周面上。

在本发明的一种构造方案中，与驱动元件邻接的构件具有自己的材料凹部，该材料凹部汇入驱动元件的材料凹部中。邻接的构件的汇入部与驱动元件的材料凹部的汇入部相对置，或一个汇入部完全包围相应另外那个。

在一种优选的构造方案中，驱动元件与邻接的构件一体式地构造。驱动元件在此情况下是锅状的造型，其中，材料凹部有利地仅还须构造在一个构件上。附加地，驱动元件可以具有用于控制驱动机构的一体式构造的啮合部。

在一种有利的构造方案中，第一分腔具有螺纹而第二分腔没有螺纹。连接元件同样具有与第一分腔的螺纹适配的螺纹。第一分腔的螺纹有利地没有完全环绕地构造，而是构造在两个对置的边界面上。在边界面之间的区域具有与第二分腔无材料的连接。

在本发明的一种受青睐的构造方案中，驱动元件由烧结材料构造而成。通过烧结过程，材料凹部可以有利地在工作过程中加工。接着第一分腔可以配设有螺纹、用于第一分腔与连接元件的配合类型所用后加工部和/或另一构件，如用于容纳连接元件的衬套或套筒。

通过分腔的按本发明的构造，达到了一种防错效果（Poka YokeEffekt），防错效果排除了连接元件与并非为之设置的分腔之间的装配。因此在装配中，仅保留惟一一种用于使连接元件与相应的第一分腔结合的解决方案。此外，通过第二分腔实现了重量减轻。第二分腔的几何形状为了轻型结构而能以如下程度自由选择，即：仅第二分腔的第一开口横截面以不适合于以连接元件贯穿的方式来构造。

附图说明

附图中示出了本发明的实施例。

附图中：

图1在横截面中示出凸轮轴调整器；

图2是带有按本发明的分腔的一种实施方式的驱动元件的翼板的细节视图；

图3是按照一种实施方式的驱动元件的透视图。

具体实施方式

图1在横截面中示出了凸轮轴调整器1。横截平面垂直于凸轮轴调整器1的转动轴线9。与转动轴线9同心地布置有驱动元件2和从动元件3。驱动元件2和从动元件3都具有径向取向的翼板4，翼板4分出相反作用的工作室A和B。液压式凸轮轴调整器1的作用方式和工作方式由现有技术公开。

驱动元件2在其外圆周面上具有彼此一体式构造的啮合部11。此外，驱动元件2的翼板4具有按本发明的材料凹部5，材料凹部5被划分成第一分腔12和第二分腔13。第一分腔12尽可能居中地处在翼板4中，其中，两个第二分腔13在侧向上或者说沿周向置于第一分腔12的侧边。第一分腔12被连接元件6贯穿。连接元件6在此构造成螺钉或螺栓并且将凸轮轴调整器1的沿转动轴线9布置的构件彼此固定。连接元件6也可以备选地构造成销钉或接片。

驱动元件2的翼板4还有从动元件3的翼板4都存在三个。从动元件3的每一个翼板4在其径向的端侧端部上具有一按现有技术公知的弹性的密封元件。

图2示出了驱动元件2的翼板4的细节图，带有按本发明的分腔12和13的一种实施方式。这种布置类似于图1所示，但用图2应当清楚示出分腔12与分腔13的区别作为对于本发明重要的特征。连接元件6在两个假想位置中示出。一个位置（其中，连接元件6布置在第一分腔12内部）用对勾表示并且表达的是：以第一分腔12给出了用于装配连接元件6足够的自由空间。另一个位置（其中，连接元件6布置在第二分腔13内部）用叉号表示并且表达的是：连接元件6与边界面7和/或8具有材料交叠部，也就是说，以第二分腔13没有为装配连接元件6给出足够的自由空间。第二分腔13的边界面7和8彼此对置。由第一分腔12和两个分腔13构成的总的材料凹部5平行于转动轴线9取向。因此，边界面7和8同样相互平行。在两个边界面7与8之间的最短间距a要小于连接元件6的直径，并且进而也小于第一分腔12的两个对置的边界面14与15之间的最短间距a。由此得到防错效果。在这种实施例中，连接元件6的直径小于边界面14和15的最短间距a。第一分腔12与两个第二分腔13的无材料的连接部位17在凸轮轴调整器1的周向上通过驱动元件2的翼板4的壁部缩窄而构造。

带有其分腔12和13的材料凹部5在此构造成贯通开口，也就是说，材料凹部5沿转动轴线9完全延伸穿过驱动元件2。第二分腔13在横截面中呈箱形地构造，其中，第一分腔12在横截面中具有近似圆形或椭圆的形状。

图3以透视图示出了在一种实施方式中的驱动元件2。驱动元件2既与啮合部11，又与邻接的构件10一体地构造。材料凹部5在其横截面形状上与图1和/或图2的横截面形状类似。材料凹部5和其分腔12和13在驱动元件2的整个轴向长度上沿转动轴线9贯穿驱动元件2。锅状的驱动元件2具有同心的中央开口，中央开口可以被从动元件3或未进一步示出的抗相对转动地与凸轮轴布置的构件所贯穿。

附图标记列表

1）凸轮轴调整器

2）驱动元件

3）从动元件

4）翼板

5）材料凹部

6）连接元件

7）边界面

8）边界面

9）转动轴线

10）邻接的构件

11）啮合部

12）第一分腔

13）第二分腔

14）轴向方向

15）边界面

16）边界面

17）无材料的连接部位

a）间距

A）工作室

B）工作室

Claims (10)

1.凸轮轴调整器（1），其具有

-驱动元件（2）和从动元件（3），

-其中，所述驱动元件（2）和所述从动元件（3）具有多个翼板（4），

-其中，驱动元件（2）的和从动元件（3）的翼板（4）分出相反作用的工作室（A、B），

-其中，所述工作室（A、B）能用液压介质压力加载，以便实现在所述驱动元件（2）与所述从动元件（3）之间的围绕所述凸轮轴调整器（1）的转动轴线（9）的相对转动，

-其中，所述驱动元件（2）为了与邻接的构件（10）牢固连接而沿轴向方向（14）具有材料凹部（5），

-其中，所述材料凹部（5）的第一分腔（12）被连接元件（6）贯穿，

其特征在于，所述材料凹部（5）具有第二分腔（13），所述第二分腔（13）相较于所述第一分腔（12）具有与连接元件不相配的几何形状并且是无构件的。

2.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，所述材料凹部（5）连同其第一分腔（12）和第二分腔（13）由所述驱动元件（2）的翼板（4）构造而成。

3.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，所述材料凹部（5）具有多个第二分腔（13）。

4.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，两个在所述第二分腔（13）的横截面中对置的边界面（7、8）的最短间距（a）小于两个在所述第一分腔（12）的横截面中对置的边界面（15、16）的最短间距（a）。

5.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，所述驱动元件（2）与啮合部（11）一体地构造。

6.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，与所述驱动元件（2）邻接的构件（10）具有自己的材料凹部（5），该材料凹部汇入所述驱动元件（2）的材料凹部（5）中。

7.按权利要求6所述的凸轮轴调整器，其特征在于，所述驱动元件（2）与所述邻接的构件（10）一体地构造。

8.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，所述第一分腔（12）具有螺纹，并且所述第二分腔（13）无螺纹。

9.按权利要求1所述的凸轮轴调整器，其特征在于，所述驱动元件（2）由烧结材料构造而成。

10.按前述权利要求之一所述的驱动元件（2）。

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