CN104121052A - 具有在其凸轮轴法兰面上的局部凹部的液压凸轮轴调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有在其凸轮轴法兰面上的局部凹部的液压凸轮轴调节器(1)，其具有定子(3)，在该定子内部能转动地布置有转子(4)，定子(3)与具有径向凸出的叶片(5)的转子(4)一起构成叶片单元，这些叶片单元能用液压介质填充，转子(4)具有容纳部，在该容纳部中能插入凸轮轴(10)并且该容纳部贯穿转子(4)的法兰区域(17)，其中，法兰区域(17)构造出如下微观结构和/或宏观结构，其强制形成在转子(4)与在装配情况下插入到该转子中的凸轮轴(10)之间的无间隙的形状锁合。本发明还涉及一种凸轮轴调节装置(2)，其具有这种液压凸轮轴调节器(1)和与该液压凸轮轴调节器的转子(4)抗相对转动地连接的凸轮轴(10)。

Description

具有在其凸轮轴法兰面上的局部凹部的液压凸轮轴调节器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车，例如客车、载重汽车或厢型车的液压凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器具有定子，在该定子内部可转动地布置有转子，其中，定子与具有径向凸出的叶片的转子一起构成叶片单元，其可用液压介质填充，其中，转子具有其中可插入凸轮轴的容纳部，并且该容纳部贯穿转子的法兰区域。

背景技术

这种设备用来把调节力矩传递到凸轮轴上。

凸轮轴调节器原则上已经由现有技术，例如DE102010050606A1公知。在那里详细地说明了一种用于凸轮轴调节器的转子，其包括带有输油部的轮毂部件、至少一个径向地布置在轮毂部件上的叶片以及延伸穿过轮毂部件的、与输油部在流体技术上连接的油道。在该印刷文件中公开了可以通过如下方式简化转子的制造，即，转子由基体和至少一个布置在基体端侧上的遮盖元件组装成。在这种情况下，油道应由遮盖元件轴向地封闭。

接近的现有技术也由DE19623818A1、US6,155,221A和US6,006,709A公知。在那里公开了用于改变在两个转动的轴之间的转动相位或者角相位的控制设备，它们应当优选可应用于内燃机的气门正时控制设备。在此，钳式壳体与驱动轴连接，并且可与该驱动轴一起转动地构造。叶片转子与从动轴连接并且以该方式容纳在钳式壳体中，以便导致关于钳式壳体在预定角度内的转动。叶片转子和钳式壳体共同作用地限定出液压腔，其容积相应于叶片转子关于钳式壳体的转动位置发生变化。在叶片转子中容纳有锁止部件，并且该锁止部件可在平行于钳式壳体和叶片转子的转动轴线的方向上移动。构造在固定在钳式壳体上的前板中的插入开口以锥形的表面容纳锁止部件。通过这种布置方式应当可以实现提供一种用于改变在驱动轴与从动轴之间的转动相位或者角相位的控制设备，其在简单的、容易制造的且被证实适用于最小化的结构方式的情况下保持了设备的足够的耐用性，而不会导致敲击噪声或者操作阻力增加。

非常重要的是，转子抗相对转动地(drehfest)固定或能固定在凸轮轴上。为此通常配设有提高摩擦的覆层，其使用在转子侧和/或使用在凸轮轴侧。部分地也使用金刚石盘，其例如对凸轮轴的端侧产生影响。迄今还动用了激光结构，也就是通过激光作用产生的结构，以便在所说的位置上提高摩擦地作用。

然而，这些公知的措施大多数涉及到很高的附加成本。

发明内容

本发明的任务是，使在转子与凸轮轴之间的精确的且同时抗相对转动的连接成为可能，其中，尽管如此在此仍然应使成本保持低廉。特别是应当避免现有技术中的缺点。

在这种液压凸轮轴调节器中，该任务根据本发明通过以下方式来解决，即，法兰区域构造出如下微观结构和/或宏观结构，其在转子与在装配情况下插入到该转子中的凸轮轴之间强制形成无间隙的形状锁合。

微观结构可以理解为如下结构，其构造出在转子或凸轮轴的接触面上的图案式的凹陷部分。优选地，这些凹陷部分具有0.001mm至1mm的深度并且彼此间以0.1mm至5mm相间隔。图案可以实施为圆形、四边形、三角形或梯形并且/或者具有在16至1000之间的表面粗糙度Rz。

在从属权利要求中要求保护有利实施方式并且接下来对其进行详细阐述。

因此，有利的是，宏观结构以其几何形状和/或其硬度适用于在凸轮轴上构造出有角的或有棱的切口，或者宏观结构以其几何形状和/或其硬度适用于在插入的凸轮轴上由转子材料构造出流动凸起部(Flieβnasen)。在两种情况的第一种中，转子的法兰区段近似形成收缩部地卡入凸轮轴中，并且确保了形状锁合。凸轮轴材料的塑性挤压是可接受的并且甚至是期望的。在两种情况的第二种中，塑性变形同样是可接受的并且甚至是期望的，其中，但是在这种情况下在转子的法兰区段的径向靠内的端部上出现该变形。也就是说，较软的转子材料的流动凸起部于是以确保与较硬的凸轮轴的形状锁合的方式贴靠在凸轮轴的周侧面上。

此外有利的是，转子的用于可插入的凸轮轴的端侧的止挡面限定出如下平面，其穿过至少一个径向延伸穿过转子的液压介质供给通道，例如孔延伸，其大致居中地穿过该液压介质供给通道或者相对于中心线以液压介质供给通道的直径的10％错开地穿过该液压介质供给通道。当然，也可以使用多个液压介质供给通道，特别是通路或线路区段。特别地，液压介质供给通道可以是星形地或者至少角度相同地彼此错开。当凸轮轴插入到凹部中并且以其端面触碰到转子的止挡面时，以这种方式可以引导中央螺栓轴向穿过转子并且轴向拧入凸轮轴中，从而使凸轮轴被引入到转子内部。于是可以施加足够大的预紧。但是，通过根据本发明的设计方案可以减少为了拧紧所需的扭矩。

为了使凸轮轴调节器能够高效地工作，有利的是，液压介质供给通道由转子的外表面直线地或者弯曲地延伸直至转子的内表面。因为液压介质供给通道由中央阀的内部通向叶片单元，所以有利的是，两个液压介质供给通道一个用作入口，一个用作出口。

当液压介质供给通道的半壳构造在转子的止挡面中时，那么凸轮轴调节器可以特别紧凑地设计。附加地或者备选地，例如可以通过凸轮轴的端面代替另一半壳。

为了使宏观结构完善，有利的是，在设置用于接触凸轮轴的周侧面的法兰区域与止挡面之间设置有轴向间距。

本发明还涉及一种带有根据本发明的液压凸轮轴调节器和与转子抗相对转动地连接的凸轮轴的凸轮轴调节装置。于是，这种模块化的系统可以使用在内燃机类型的机组，例如发动机中。于是，这种发动机适用于使用在航空、水上或者陆地交通工具中。

一方面当凸轮轴的端侧和以区段形式凹地成型的止挡面限定出液压介质供给通道的至少一个区段时，可以确保到叶片单元的液压介质供给，像例如流体(比如油)的供给。另一方面，凸轮轴调节装置也可以设计得在轴向上较短。

有利实施例的特征还在于，至少宏观结构的表面比凸轮轴表面硬，或者凸轮轴的表面至少比宏观结构的表面硬。于是，宏观结构是转子的法兰区域的一部分。当然，也有利的是，整个法兰区域或者甚至整个转子都比凸轮轴的表面或者甚至整个凸轮轴硬。相反的情况也是可想到的。两个变型方案具有不同的优点，它们可按照需要来实施。

为了使流动凸起部能够很好地构造或者使收缩部能够足够精确地构成，有利的是，在转子的止挡面与转子的法兰区域之间存在有环形的空置空间(Leerraum)，其与凸轮轴的周侧面直接邻接。

也有利的是，在法兰区域中存在有多个朝向凸轮轴的周侧面的槽，从而可以提供在凸轮轴与转子之间的边界区域中的提高摩擦的变形部。

当然，也有利的是，凸轮轴被压到法兰区域中并且也被压到止挡面上。在这种情况下压配合是有利的。

此外，烧结过程或铣削过程的使用也被证明是有利的。也就是说，为了局部地提高面压力可以使用在转子的凸轮轴法兰面上的至少一个至少局部烧结或铣削的凹部，以便得到提高摩擦的变形部并进而提供可传递的凸轮轴力矩的提高。

凹部可以可选地与至少一个在转子中的径向油道相结合。在凸轮轴法兰面上，也就是说在构造在法兰区域的径向的内侧(具有在径向方向上延伸的面)上的面上，可以烧结出至少一个，但优选多个局部的图案形式的凹部。凹部优选在转子的内直径与凸轮轴在转子中的定心直径之间的径向方向上烧结成。凹部可选地通过在对径向油棱边进行钻孔时对在转子中的凸轮轴法兰面进行钻孔一起钻成或者单独地铣削成。凹部也可用作在转子中的径向油道。由于在转子的凹部中的法兰面的提高摩擦的变形以及局部提高的面压力，通过在由转子和中央阀或者转子和中央螺栓构成的螺栓结合体(Schraubenverband)中的预紧力的作用被建立起。

附图说明

以下借助附图详细阐述本发明。在此，说明了不同的实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的凸轮轴调节装置的纵剖面图，该凸轮轴调节装置具有根据本发明的液压凸轮轴调节器；

图2示出了图1中的凸轮轴调节装置的局部视图，其中，剖面以I-I标识；

图3示出了另一实施方式在凸轮轴与转子的法兰区域邻接的区域中的细节图；

图4示出了另一实施方式在法兰区域和凸轮轴区域中的放大图，其中，转子比凸轮轴软；

图5以与图4类似的图示方式示出了另一变型方案，其中，转子比凸轮轴硬；以及

图6示出了转子的3D视图，该转子具有四个在构造出止挡面的凸轮轴法兰面上的凹部。

附图仅是示意性性质的并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了液压凸轮轴调节器1，其是凸轮轴调节装置2的一部分。凸轮轴调节器1具有定子3，转子4在定子内部可转动地布置。如在图6中可以清楚地辨别出的那样，转子4具有径向凸出的叶片5。

回到图1，此外还阐述了盖6和链轮7布置在定子3的轴向端部上。中央螺栓8借助于螺纹区段9拧入凸轮轴10的内部。凸轮轴在其外部周边上具有凸块11。

转子4具有凹部12。凹部12具有底部，其充当用于凸轮轴10的端侧14的止挡面13。凸轮轴10在转子的区域中具有周侧面15，其与转子4的法兰区域17的内面16贴靠。法兰区域17是转子4的一体的组成部分。

在法兰区域17的转子内侧存在有环形的空置空间18。

法兰区域17是经硬化或未经硬化的。在未经硬化的情况下，凸轮轴10的周侧面15是经硬化的。在经硬化的情况下，凸轮轴10的周侧面15是未经硬化的。

在图2中可以辨识出在链轮7的周面上的啮合部19。

在图3中也像已经在图1中那样可以辨识出，法兰区域17构造出如下微观结构和/或宏观结构，其强制形成在转子4与在装配情况下插入到已插入的转子4中的，即插入凹部12中的凸轮轴10之间的无间隙的形状锁合。在部位20上形成提高摩擦的变形部。这种提高摩擦的变形部20在凸轮轴10与转子4的边界区域中形成。

特别是轴向在油道21外部形成变形部20，这些油道可以是液压介质供给通道22的特殊形式。液压介质供给通道22也在图1中示出，并且构造为径向孔。该径向孔由转子4的外表面23延伸到转子4的内表面24。在此，关于内表面24还可参考图6。

在图6中也可辨识出，在止挡面13中构造有成型出液压介质供给通道22的轮廓的第一半壳25。

在图4中示出了轴向在转子4的法兰区域17的两侧构造的流动凸起部26。转子4的材料在此侧向地、形成流动凸起部26地流动。在图4中还以虚线示出了软的转子的原始形状。

通过在转子的凸轮轴法兰面上烧结的或者与径向油道一起钻孔且由此没有增加成本的凹部可以在无需通过覆层、金刚石盘或者激光结构产生附加成本的情况下实现可传递的凸轮轴力矩的提高。也可以附加地或者备选地引入微观结构并用于提高摩擦。

凹部12实现为可在其中插入凸轮轴10的容纳部。

液压介质通道22也可以被称为液压介质供给通道22。

附图标记列表

1   凸轮轴调节器

2   凸轮轴调节装置

3   定子

4   转子

5   叶片

6   盖

7   链轮

8   中央螺栓

9   螺纹区段

10  凸轮轴

11  凸块

12  凹部

13  止挡面

14  凸轮轴的端侧

15  周侧面

16  内面

17  法兰区域

18  空置空间

19  啮合部

20  提高摩擦的变形部

21  油道

22  液压介质供给通道

23  外表面

24  内表面

25  半壳

26  流动凸起部

Claims (10)

1.一种液压凸轮轴调节器(1)，所述凸轮轴调节器具有定子(3)，在所述定子内部能转动地布置有转子(4)，其中，所述定子(3)与具有径向凸出的叶片(5)的转子(4)一起构成叶片单元，所述叶片单元能用液压介质填充，其中，所述转子(4)具有容纳部，在所述容纳部中能插入凸轮轴(10)并且所述容纳部贯穿所述转子(4)的法兰区域(17)，其特征在于，所述法兰区域(17)构造出如下微观结构和/或宏观结构，当凸轮轴(10)在装配情况下插入到所述转子中时，所述微观结构和/或宏观结构强制形成在所述转子(4)与所述凸轮轴(10)之间的无间隙的形状锁合。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，宏观结构以其几何形状和/或其硬度适用于在所述凸轮轴(10)上构造出有角的或有棱的切口，或者宏观结构以其几何形状和/或其硬度适用于在插入的所述凸轮轴(10)上由转子材料构造出流动凸起部(26)。

3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述转子(4)的用于能插入的所述凸轮轴(10)的端侧(14)的止挡面(13)限定出如下平面，所述平面穿过至少一个径向延伸穿过所述转子(4)的液压介质供给通道(22)，例如孔延伸。

4.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述液压介质供给通道(22)由所述转子(4)的外表面(23)直线地或者弯曲地延伸直至所述转子(4)的内表面(24)。

5.根据权利要求3或4所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述液压介质供给通道(22)的半壳(25)构造在所述转子(4)的止挡面(13)中。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，在设置用于接触所述凸轮轴(10)的周侧面(15)的所述法兰区域(17)与所述止挡面(13)之间设置有轴向间距。

7.一种凸轮轴调节装置(2)，所述凸轮轴调节装置具有根据上述权利要求中任一项所述的液压凸轮轴调节器(1)以及与转子(4)抗相对转动地连接的凸轮轴(10)。

8.根据权利要求7所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，所述凸轮轴(10)的端侧(14)和以区段形式凹地成型的止挡面(13)限定出液压介质供给通道(22)的至少一个区段。

9.根据权利要求7或8所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，至少宏观结构的表面比所述凸轮轴(10)的表面硬，或者所述凸轮轴(10)的表面至少比宏观结构的表面硬。

10.根据权利要求7到9中任一项所述的凸轮轴调节装置(2)，其特征在于，在所述转子(4)的止挡面(13)与所述转子(4)的法兰区域(17)之间存在有环形的空置空间(18)，所述空置空间与所述凸轮轴(10)的周侧面(15)直接邻接。