CN103362583A - 凸轮轴调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸轮轴调节器。用于将转动能从内燃机（2）的曲轴（16）传递至凸轮轴（12）的凸轮轴调节器（4）包括用于与所述轴中的其中一个轴（12、16）抗相对转动地连接的定子（20）和能转动地容纳在所述定子（20）中的用于与所述轴中的另一轴（12、16）抗相对转动地连接的转子（22），在定子（20）中构造第一和第二腔室，由转子（22）构成的第一叶片和第二叶片（26）相应嵌接到所述腔室中，在第一叶片（26）中构造孔（42），用于阻止转子（22）相对于定子（20）的转动运动的锁止元件（40）能够容纳在孔中。在此，在第二叶片（26）在第二腔室的壁（30）上的抵靠状态下，第一叶片（26）与第一腔室的壁（30）间隔地设置。

Description

凸轮轴调节器

技术领域

本发明涉及一种用于将转动能从内燃机的曲轴传递至凸轮轴的凸轮轴调节器以及该内燃机。

背景技术

凸轮轴调节器是用于调节内燃机中的曲轴与凸轮轴之间的相位的技术组件。

由DE 199 03 622 A1已知了一种凸轮轴调节器，其在凸轮轴调节器的转子上具有锁止机构，该锁止机构在凸轮轴调节器的确定工作状态下防止转子相对于定子的旋转运动。

发明内容

本发明任务在于改进已知的凸轮轴调节器。

该任务通过独立权利要求的特征来解决。优选改进方案是从属权利要求的主题。

本发明提出了，将锁止机构设置在如下转子的叶片上，该转子至少在转动方向上不能抵靠在定子上。

本发明基于的考虑是：锁止机构通常造成转子叶片上的材料减弱，材料减弱在转子的相应叶片抵靠在定子的压力腔壁上时会导致转子在锁止机构或者转子叶片的部位处形变。

为了能避免这种形变，提出了如在开头已提及的凸轮轴调节器，相应的转子叶片构建得更厚。然而，实施得更厚的转子叶片造成凸轮轴调节器中的不平衡，这会在凸轮轴调节器运行中引起噪音并且缩短其使用寿命。

尽管可能会考虑，将转子上的锁止机构径向向内例如推移到轮毂上，然而由于在转子的该部位处有较小的杠杆作用，由此锁止机构被加载更高的力。因而，锁止机构要沿径向尽可能向外地设置在转子叶片上。

出于此原因，本发明提出，完全阻止作用于具有锁止机构的转子叶片的机械制动负荷。以这种方式，保护锁止机构以及由此相应转子叶片免受形变和其他机械损伤。在本发明中尤其通过如下方式来阻止机械止挡负荷：当转子上的至少另一叶片抵靠到定子上的壁时，具有锁止机构的相应转子叶片与定子的壁间隔地设置。

因而，本发明说明一种用于将转动能从内燃机的曲轴传递至凸轮轴的凸轮轴调节器，其包括与这些轴中的其中一个轴抗相对转动地连接的定子和能转动地容纳在定子中的与这些轴中的另一轴抗相对转动地连接的转子。在此，在定子中构造第一腔室和第二腔室，由转子构成的第一叶片和第二叶片相应地嵌接到第一腔室和第二腔室中。此外，在第一叶片中构造孔，用于阻止转子相对于定子的转动运动的锁止元件能够容纳在孔中。在所说明的凸轮轴调节器上，在第二叶片在第二腔室的壁上的抵靠状态中，第一叶片与第一腔室的壁间隔地设置。

所说明的凸轮轴调节器的转子上的第一叶片和第二叶片可以相对彼此设置在任意角位置中。尤其优选的是，第一叶片和第二叶片设置在一直线上，该直线穿过转子的转动轴线。以这种方式，这两个转子叶片基本上彼此间隔180°，使得由锁止机构带给凸轮轴调节器的不平衡能够通过相应另一转子叶片而最佳地补偿。

为此，转子的第一叶片可以特别优选地具有孔，该孔补偿由引导锁止机构的孔造成的不平衡。由于本来必须在所说明的凸轮轴调节器的转子上进行钻孔以制造容纳锁止元件的孔，所以制造另外孔以补偿凸轮轴调节器上的不平衡可以成本低廉地一起并入转子的制造。

在本发明的一个特别改进方案中，第一叶片上的孔和第二叶片上的孔基本上具有相同容积。通过所考虑的容积可以将上述不平衡补偿到接近零。以特别有利的方式可以在这些容积方面一同考虑容纳在第一叶片的孔中的锁止元件。

在本发明的一个优选的改进方案中，第一叶片上的孔和第二叶片上的孔具有彼此不同的横截面。在此，这两个孔的不同横截面通过不同横截面形状、通过不同横截面半径或者以任意其他方式构造。不同横截面形状例如可以通过铣削来形成，而不同横截面还可以通过选择不同钻孔机来形成。不同横截面形状例如可以是椭圆形的，圆形的或带倒圆的角部的多边形。

在一个特别优选的改进方案中，凸轮轴调节器包括锁止元件，其横截面在至少一个维度上比第二叶片上的孔的横截面大。以这种方式确保，在组装凸轮轴调节器时，锁止元件仅能够插入第一孔中，使得可以有效避免锁止元件在转子中的误安装。

在本发明的另一改进方案中，这些孔的彼此不同的横截面通过这些孔的彼此不同的直径形成。以这种方式尤其可以特别省时地制造具有不同横截面的两个孔。

在本发明的一个附加的或可替选的改进方案中，第一叶片在转子的周向上看具有比第二叶片在转子的周向上看的厚度小的厚度。通过这些叶片的不同厚度可以最为简单地制造第二叶片与定子的腔室中的壁的间距。定子上的用于在定子中形成腔室的分离元件局部均匀分布并且在周向上具有相同厚度。

在本发明的一个特别的改进方案中，第一叶片为此在转子的周向看具有比第二叶片在转子的周向上看的厚度小的厚度。

然而可替选地，也可以或者必要时附加地改变定子上的分离元件的厚度。

在本发明的另一改进方案中，所说明的凸轮轴调节器包括锁止元件，其尤其通过回调元件在孔中可移动地支承。

附图说明

以下将结合附图更为详细地阐述本发明的实施例，其中

图1示出了具有凸轮轴调节器的内燃机的示意图；以及

图2示出了图1中的凸轮轴调节器的剖面图。

具体实施方式

在附图中，相同元件设置有相同附图标记并且仅描述一次。

参考图1，其示出了具有凸轮轴调节器4的内燃机2的示意图。

内燃机2以其本身已知的方式包括燃烧室6，该燃烧室可以通过阀8打开和关闭。阀通过相应凸轮轴12上的凸轮10控制。此外，驱动曲轴16的往复活塞14容纳在燃烧室6中。曲轴16的转动能在该曲轴的轴向端部通过驱动装置18传递至凸轮轴调节器4。在本示例中，驱动装置可以是链条或者皮带。

凸轮轴调节器4分别沿轴向安放在其中一个凸轮轴12上，吸收驱动装置18的转动能并且将其输送给凸轮轴12。在此，凸轮轴调节器4可以按时延迟或者加速凸轮轴12相对于曲轴14的转动，以便改变凸轮轴12相对于曲轴16的相位。

参见图2，其示出了图1中的其中一个凸轮轴调节器4的横截面图。

凸轮轴调节器4具有定子20和容纳在定子20中的转子22。

转子22居中地容纳在定子20中并且具有从转子的轮毂24径向突出的叶片26。叶片26径向嵌接在分离元件30之间，分离元件30从定子20的外圈32径向向内突出。以此方式，在凸轮轴调节器4中构建压力腔28，这些压力腔在凸轮轴调节器的周向上分别由分离元件30和叶片26以及径向上由转子22的轮毂24和定子20的外圈32形成边界。为了转子22的叶片26紧密地靠置在定子20的外圈32上，密封元件31分别径向安放到转子22的叶片26的径向尖端上。通孔34沿轴向贯穿分离元件30，未进一步提及的螺栓分别穿过通孔34，通过该螺栓可以将未进一步示出的盖固定在定子上用以封闭压力腔。

当压力腔28沿凸轮轴调节器4的转动方向看位于转子22的叶片26之前时，该压力腔28从转子22的叶片26出发来观察被称作提前压力腔，而当压力腔28沿凸轮轴调节器4的转动方向看位于转子22的叶片26之后时，该压力腔28被称作滞后压力腔。所谓的A供应管路分别通入提前压力腔，而所谓的B供应管路分别通入滞后压力腔。在本实施方式中，A供应管路和B供应管路分别被实施为穿过转子22的轮毂24的通道36，它们打开相应压力腔28，进入穿过转子22的、中心的、轴向中心孔38。

如果通过被构建为A供应管路的通道36将液压液体泵入构建为提前腔的压力腔28，则转子22的叶片26在凸轮轴调节器4的转动方向上从转子20来看一直朝向滞后方向移动直至叶片26抵靠到定子20上的分离元件30上。相反，如果通过构建为B供应管路的通道36将液压液体泵入构建为滞后腔的压力腔28，则转子22的叶片26在凸轮轴调节器4的转动方向上从转子20来看一直朝向提前方向移动直至叶片26又抵靠到定子20上的分离元件30上。

存在调节转子22相对于定子的角位置的其他可能性，为了简洁起见在此不就此展开进一步讨论。

转子22相对于定子20的角位置可以通过锁止元件40固定。这例如当在压力腔28中液压液尚未建立足够压力时是必要的，以便转子22通过液压液体保持在确定的角位置中。锁止元件40是较小的销，其沿轴向保持在转子22的其中一个叶片26的孔42中。锁止元件40通过未示出的回调元件部分从该孔42出来被压入定子20中的未示出的相应滑槽中，使得转子22相对于定子20不再能够运动。定子20中的滑槽与其中一个压力腔28连接。如果液压液体被压入相应压力腔28中，则锁止元件40通过液压液体压力被压回到孔42中，使得释放转子22相对于定子20的转动。

相应叶片26中的孔42在凸轮轴调节器4的周向上使叶片26减弱。如果叶片26抵靠到其中一个分离元件30上，则孔42会由于该减弱而形变，这导致锁止元件40被夹持在孔42中并且不再能够运动。为了避免这种形变，在本实施方式中，与具有引导锁止元件40的孔42的叶片26沿径向对置的叶片26在凸轮轴调节器4中构建或设置为，使得即使该沿径向对置的叶片26抵靠到其中一个分离元件30上，具有引导锁止元件40的孔42的叶片26也始终距该叶片26可能会抵靠到其上的分离元件30有微小间距44。间距44的尺寸应当足够大，以便即使在具有引导锁止元件40的孔42的叶片26弹性形变的情况下仍避免抵靠。在本实施方式中，选择与具有引导锁止元件40的孔42的叶片26沿径向对置的叶片26作为进行抵靠的叶片26。然而，原则上除了具有引导锁止元件40的孔42的叶片26之外可以选择任意一个叶片26。多个叶片26也可以同时抵靠到分离元件30上，以便例如降低作用于进行抵靠的叶片26的负荷。

由于引导锁止元件40的孔42，在转子20中带来不平衡，因为与具有孔42的叶片26径向对置的叶片26现在更重。这种不平衡可以通过径向对置的叶片26的形状的适配来补偿。在本实施方式中，为此在该径向对置的叶片26中引入补偿孔46。然而，补偿孔46的直径与引导锁止元件40的孔42的直径相比更小。以这种方式，不仅在补偿不平衡时考虑了锁止元件40的重量，而且也有效避免了锁止元件40被无意地插入补偿孔46中。

附图标记表

2     内燃机

4     凸轮轴调节器

6     燃烧室

8     阀

10    凸轮

12    凸轮轴

14    往复活塞

16    曲轴

18    驱动装置

20    定子

22    转子

24    轮毂

26    叶片

28    压力腔

30    分离元件

31    密封元件

32    外圈

34    通孔

36    通道

38    中心孔

40    锁止元件

42    孔

44    间距

46    补偿孔

Claims (8)

1.用于将转动能从内燃机（2）的曲轴（16）传递至凸轮轴（12）的凸轮轴调节器（4），其包括用于与所述轴中的其中一个轴（12、16）抗相对转动地连接的定子（20）和以能转动方式容纳在所述定子（20）中的转子（22），所述转子用于与所述轴中的另一轴（12、16）抗相对转动地连接，其中，在所述定子（20）中构造第一腔室和第二腔室，由所述转子（22）构成的第一叶片和第二叶片（26）相应地嵌接到所述第一腔室和第二腔室中，并且其中，在所述第一叶片（26）中构造孔（42），用于阻止所述转子（22）相对于所述定子（20）的转动运动的锁止元件（40）能够容纳在所述孔中，其特征在于，在所述第二叶片（26）在所述第二腔室的壁（30）上的抵靠状态下，所述第一叶片（26）与所述第一腔室的壁（30）间隔（44）地设置。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器（4），其中，所述第一叶片（26）和所述第二叶片（26）设置在一直线上，该直线穿过所述转子（22）的转动轴线。

3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节器（4），其中，在所述第二叶片（26）中构造孔（46）。

4.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器（4），其中，所述第一叶片（26）上的孔（42）和所述第二叶片（26）上的孔（46）基本上具有相同容积。

5.根据权利要求3或4所述的凸轮轴调节器（4），其中，所述第一叶片（26）上的孔（42）和所述第二叶片（26）上的孔（46）具有彼此不同的横截面。

6.根据权利要求5所述的凸轮轴调节器（4），其包括如下锁止元件（40），所述锁止元件的横截面在至少一个维度上大于所述第二叶片（26）中的孔（46）的横截面。

7.根据权利要求5或6所述的凸轮轴调节器（4），其中，所述孔（42、46）的彼此不同的横截面由所述孔（42、46）的彼此不同的直径形成。

8.根据前述权利要求之一所述的凸轮轴调节器（4），其中，所述第一叶片（26）在所述转子（22）的周向上看具有比所述第二叶片（26）在所述转子（22）的周向看的厚度小的厚度。

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