CN104334839A - 凸轮轴调节器和用于自动调节锁定间隙的定子盖单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于凸轮轴调节器的定子盖单元(1)，该凸轮轴调节器设计用于使用在内燃机中，该定子盖单元具有用于接收扭矩的齿圈(2)和与定子(3)分开的锁定盖(4)，在该齿圈上一体式地安装有构造为壳体的定子(3)，其中，锁定盖(4)抗相对扭转地安装在定子(3)上，其中，定子(3)和锁定盖(4)通过在这两个构件中的一个上的凸起(9)至少在装配时抗相对转动地牢固地保持在该状态中，该在这两个构件中的一个上的凸起形状锁合地啮合到在这两个构件的另一个上的凹口(11)中。本发明还涉及一种具有转子和相应构造的定子盖单元(1)的凸轮轴调节器，其中，活塞可以在轴向方向上能运动地置入锁定盖(4)的开口中。

Description

凸轮轴调节器和用于自动调节锁定间隙的定子盖单元
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴调节器和一种用于凸轮轴调节器的定子盖单元，该凸轮轴调节器设计用于使用在内燃机中，该定子盖单元具有用于接收扭矩的齿圈和与定子分开的锁定盖，在该齿圈上一体式地安装有构造为壳体的定子，其中，锁定盖抗相对扭转地(verdrehfest)安装在定子上。
背景技术
凸轮轴调节器由现有技术公知，并且使用在例如客车、货车或其他陆地交通工具的内燃机中。但是也可以使用在其他安装有内燃机的航空或水上交通工具中。
因此，由DE 10339871 A1公知了一种用于改变内燃机上的换气阀的配气相位的设备。该文献涉及一种用于改变内燃机的换气阀的配气相位的设备，该设备布置在支承在内燃机的气缸头中的凸轮的驱动侧的端部上，并且由与曲轴驱动连接且在轴向上由两个侧盖限定的驱动单元以及由与凸轮轴抗相对转动地(drehfest)连接且安装到驱动单元中的驱动单元组成。驱动单元具有用于中央紧固螺钉的轴向的贯穿孔，而驱动单元在背离凸轮轴的侧盖中具有中央轴向孔，紧固螺钉穿过该中央轴向孔被引导至从动单元中的贯穿孔内。轴向孔可以通过设有密封件的关闭螺钉压力介质密封地关闭，该关闭螺钉具有适用于放置工具而构造的螺钉头和空心柱体形的螺钉杆。关闭螺钉针对驱动单元的侧盖中的轴向孔及其密封件构造为单件式的、由热塑塑料构成的轻型一体式部件，其中，使用玻璃纤维增强的聚酰胺作为塑料。
由文献DE 2010 008 004 A1和DE 10 2010 008 005 A1公知了一种用于凸轮轴调节器的定子盖单元，其中，一方面选择由定子和锁定盖构成的一体式设计方案，而另一方面选择由锁定盖和定子组成的两件式设计方案。在此，定子单元包含一体式地，即单件式地与之连接的盖。
这种定子盖单元同时是通用的构件并使用在机动车的新型内燃机中。这种定子盖单元是之前描述的凸轮轴调节器的一部分，并且因此用于操作凸轮轴或安装在凸轮轴上的凸轮。通过由曲轴置于转动中的凸轮轴的凸轮可以控制内燃机中的换气阀。通过凸轮的布置和形状可以有针对性地确定换气阀的配气相位。通过凸轮轴调节器来调整阀的打开时间允许了内燃机的效率提高，该效率提高尤其被理解为获得了功率以及节省了燃料。出于该原因，在凸轮轴调节器或凸轮轴调节器的各部件中总是力求进一步的改进。
凸轮轴调节器通常由定子、锁定盖、定位在定子中的转子以及密封盖组成。在装配好的状态下，定子抗相对转动地与曲轴连接，而转子则抗相对转动地与凸轮轴连接。定子通常构造有至少一个叶片止挡面，在装配好的状态下，转子的叶片在该叶片止挡面上停止。整体上，通过使用凸轮轴调节器能够使凸轮轴相对于定子在预定的角范围内有针对性地转动。因此，凸轮轴相对于曲轴的相位可以在一定的界限之内改变。
尤其是为了在马达启动或者马达空转的情况下能够将转子保持在最优的位置中，通常将滑槽引入锁定盖内。滑槽用于抗相对转动地锁定转子，其中，活塞啮合到滑槽中，从而使定子盖单元形状锁合地(formschlüssig)与转子机械连接。与此相应地，在锁定状态下有很大的力作用到滑槽上。
但是，在公知的定子盖单元，例如由US 6,311,654 B1公知的单元中的缺点是相对较高的制造和装配费用。
基于在传动机构平面，例如皮带平面方面的结构空间限制和客户规定，总是发生锁定盖在装配时不能直接通过在此所使用的抓取件在周向上张紧和扭转。在轴向上位于弯曲的安装件之内的锁定盖中，该问题变得尖锐。较高的装配费用是必需的，而且在最坏的情况下，由于太不精确的装配甚至不能实现所期望的调节器方案，这是因为锁定盖在轴向上位于其他构件，例如皮带轮定子单元之内。此外当回调弹簧也必须利用锁定盖来预张紧时，装配变得更难。
发明内容
本发明的任务是：克服这些缺点，并且尽管具有在装配期间不能直接碰触到或至少是很难碰触到的锁定盖，但在装配期间在凸轮轴调节器中仍然能够提供有销路的锁定间隙，而无需很大的额外装配费用，即使在使用回位弹簧的情况下也无需很大的额外装配费用。
根据本发明，该任务在这种定子盖单元中以如下方式来解决，即，定子和锁定盖通过在这两个构件中的一个上的凸起至少在装配时抗相对转动地牢固地保持在该状态中，该在这两个构件中的一个上的凸起形状锁合地啮合到在这两个构件中的另一个上的凹口中。
为了在凸轮轴调节器装配时实现有销路的锁定间隙，而在此不必在周向上直接碰触到锁定盖，可以使用在触碰锁定盖时干扰的构件的所谓的“干扰轮廓”。因为锁定盖位于干扰的构件内部，所以该锁定盖在外轮廓的预定的点上与干扰的构件的内轮廓很好地同轴地取向，其中，两个构件的内轮廓和外轮廓类似。
通过有针对性的形状锁合产生牢固的止挡，通过该止挡来调节锁定间隙。结果实现了高精确性。
在根据本发明的解决方案中，盖是与定子分开的构件。定子可以构造为具有盖状底部或不具有这种盖状底部的锅形件。
在不通过装配装置主动扭转锁定盖的情况下调节锁定间隙是可能的。为此有利的是，锁定盖的外直径匹配于弯曲的配对轮廓的内直径，从而产生尽可能小的同心度误差。因此，锁定盖通过形状锁合，在配对轮廓的内直径上定心。此外，例如榫和槽形式的轴向的第二轮廓是有利的，该第二轮廓使两个构件在预先确定的角位置中定向/定位。在将锁定盖轴向地接合到配对轮廓中之后，通过作用到锁定盖上的回调力矩，例如通过存在的弹簧产生限定的锁定间隙。
即使锁定盖相对于包围锁定盖的定子和齿圈布置轴向上更深的安置，也是可以实现的。
有利的实施方式在从属权利要求中要求保护并在接下来进行详细阐述。
因此有利的是，凸起构造为定子或锁定盖的一体式的组成部分，并且在径向和/或轴向方向上延伸。
此外有利的是，凹口构造为板状的锁定盖的周侧的或轴向的切削部，或者替选地构造为定子中的轴向或径向的凹部。
在此，在制造技术上证实特别有利的是，凸起位于定子上，而凹口位于锁定盖上。于是刚好与密封区域的制造相配合地产生优点，这是因为例如可以放弃定向打磨，并且可以利用节圆灵活的(teilkreisflexible)车削过程。
有利变型方案的特征也在于，凸起和凹口位于定子和锁定盖上的确保流体密封的密封区域之外。基于位于密封区域之外，优选在径向上位于密封区域之外可以避免的是，流体(例如油)可以从锁定盖、转子与定子之间的空腔中渗出，或者可以侵入其中。密封区域没有穿孔。
如果存在多个彼此间相等地间隔开的凸起和凹口，优选三个凸起和凹口或者优选各四个，那么可以接收出现的力，并且可以有效地确保装配安全性。
也适宜的是，凸起在轴向方向上延伸，并且位于该凸起上的侧向的止挡面，优选一个位于该凸起上的侧向的止挡面，与凹口的配对止挡面贴靠或能贴靠。于是可以调节锁定盖与定子之间的限定的角位置。
当定子由烧结材料制成时，定子的构造可以特别稳定且廉价地实现。原则上也可以的是，定子与齿圈抗相对转动地连接，并且这两个构件非一体式地，即非单件式地制造，其中，在具有这种齿圈和定子的定子盖单元中，本发明的其他特征同样是可实现的。
此外有利的是，凸起具有例如呈矩形或三角形的多边形的外轮廓。于是，凸起可以块状地，尤其是正方体形地构造，并且提供足够大的、针对配对止挡面的止挡面。
当在定子与锁定盖之间存在有用于导致锁定盖相对于定子扭转的弹簧时，装配也变得容易，其中，该弹簧以如下方式布置，即，使得由该弹簧提供的弹簧力将配对止挡面挤压到止挡面上。如果锁定盖一次性地安装到定子中，那么即使当锁定盖与轴向在外的定子边缘轴向向内错开地布置，也就是说，定子轴向凸出超过锁定盖时，锁定盖仍然自动被弹簧挤压到其装配位置中。
像之前阐述的那样，本发明还涉及一种具有转子和能调节地与之连接的定子盖单元的凸轮轴调节器，其中，活塞可以在轴向方向上能运动地置入锁定盖的开口中。在将活塞移入开口中时，产生锁定这两个构件的形状锁合。
附图说明
接下来借助附图详细阐述本发明。其中：
图1以立体图示出在凸轮轴调节机构中处于还未装配好的状态下的定子盖单元；
图2示出图1中的定子盖单元的单个定子，其中没有锁定盖；
图3示出锁定盖，其装配在图1中的定子盖单元中，但还没有装配在图2的定子中。
附图仅是示意性的，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
图1示出根据本发明的定子盖单元的第一实施方式。该定子盖单元具有附图标记1。定子盖单元具有齿圈2、定子3和锁定盖4。锁定盖4设计为板状，并且也可以被称为锁定板。锁定盖4通过构造为螺钉6的紧固件5与未示出的第二盖连接，或者直接与定子3连接。在锁定盖4的外侧上存在有凸鼻状的隆起部7，其提供了用于弹簧的贴靠面。
在通过定子3和锁定盖4形成的空腔中存在有未示出的弹簧，在根据图1的图示中，该弹簧相对于定子3逆时针扭转地挤压锁定盖4。
在锁定盖4中存在有开口8，活塞可以从转子出发移入该开口中，以便相对于未示出的转子进行对锁定盖以及进而定子3的锁定，也就是说，在固定的意义上进行两个构件彼此间的相对转动位置的持久确定。
在定子3上构造有至少一个凸起9，其从定子3中轴向地凸出。在本实施例中，仅存在唯一的凸起9，这防止了过度限定如果应该使用多个凸起9，那么要注意相应匹配的公差链。于是在理论上可以先具有第一凸起9，而在稍后时间才具有其他凸起。总共能在定子3上构造三个，更好地是四个凸起9。如果存在有四个凸起9，那么这些凸起都呈90°在靠近周边处分布在轴向面上。每个凸起9都具有止挡面10，该止挡面可以在图2中很好地看到。
锁定盖4在其周边上具有四个凹口11，它们都呈90°地构造。也可以想到多于四个的凹口11。凹口11构造为切削部，从而构造出三个彼此正交的面，在这些面中，能与止挡面10贴靠的面被称为配对止挡面12。对止挡面10和配对止挡面12进行切削地或者非切削地再加工，以便提供精确的并且优选平坦的表面。止挡面10和配对止挡面12充当贴靠面和配对贴靠面。
像在图2中看到的那样，凸起9在径向存在于密封区域13之外。可以实现，仅较小数量的凸起9用作止挡凹口11。
在图3所示的锁定盖4中，在与凹口11相同的角区域中，径向在凹口之内在同一节圆上构造有四个孔14，螺钉6被按入这些孔中。
附图标记列表
1  定子盖单元
2  齿圈
3  定子
4  锁定盖
5  紧固件
6  螺钉
7  隆起部
8  开口
9  凸起
10 止挡面
11 凹口
12 配对止挡面
13 密封区域
14 孔

Claims (10)

1.一种用于凸轮轴调节器的定子盖单元(1)，所述凸轮轴调节器设计用于使用在内燃机中，所述定子盖单元具有用于接收扭矩的齿圈(2)，在所述齿圈上一体式地安装有构造为壳体的定子(3)，所述定子盖单元还具有与所述定子(3)分开的锁定盖(4)，其中，所述锁定盖(4)抗相对扭转地安装在所述定子(3)上，其特征在于，所述定子(3)和所述锁定盖(4)通过在这两个构件中的一个上的凸起(9)至少在装配时抗相对转动地牢固地保持在该状态中，所述在这两个构件中的一个上的凸起形状锁合地啮合到在这两个构件中的另一个上的凹口(11)中。
2.根据权利要求1所述的定子盖单元(1)，其特征在于，所述凸起(9)构造为所述定子(3)或所述锁定盖(4)的一体式的组成部分，并且在径向和/或轴向方向上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的定子盖单元(1)，其特征在于，所述凹口(11)构造为板状的锁定盖(4)的周侧或轴向的切削部，或者替选地构造为所述定子(3)中的轴向或径向的凹部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子盖单元(1)，其特征在于，所述凸起(9)和所述凹口(11)位于所述定子(3)和所述锁定盖(4)上的确保流体密封的密封区域(13)之外。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子盖单元(1)，其特征在于，存在有多个彼此间相等地间隔开的凸起(9)和凹口(11)，优选各三个或四个。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的定子盖单元(1)，其特征在于，所述凸起(9)在轴向方向上延伸，并且位于所述凸起上的侧向的止挡面(10)与所述凹口(11)的配对止挡面(12)相贴靠。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的定子盖单元(1)，其特征在于，所述定子(3)由烧结材料制成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的定子盖单元(1)，其特征在于，所述凸起(9)具有例如呈矩形或三角形的多边形的外轮廓。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的定子盖单元(1)，其特征在于，在所述定子(3)与所述锁定盖(4)之间存在有用于导致所述锁定盖(4)相对于所述定子(3)扭转的弹簧，所述弹簧以如下方式布置，即，使得由所述弹簧提供的弹簧力将所述配对止挡面(12)挤压到所述止挡面(10)上。
10.一种具有转子和能调节地与该转子连接的根据前述权利要求中任一项所述的定子盖单元(1)的凸轮轴调节器，其中，活塞能以能在轴向方向上运动的方式置入所述锁定盖(4)的开口(8)中。
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