CN104641081B - 凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

提出了一种凸轮轴调节器(1)，该凸轮轴调节器具有用于将凸轮轴调节器(1)与凸轮轴(4)的凸轮轴端部(3)固定的轮毂(2)，其中，凸轮轴调节器(1)具有驱动元件(8)和从动元件(9)，其中，轮毂(2)的面向凸轮轴的区段(6)的外周侧面(5)构造为锥形面(7)，其中，该锥形面(7)从凸轮轴调节器(1)伸出来并且能够与凸轮轴端部(3)的互补的锥形面(24)接合。

Description

凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴调节器。
背景技术
凸轮轴调节器在内燃机中用于改变燃烧室气门的配气相位，以便可以在限定的角度范围中，在最大的提前位置与最大的滞后位置之间可变地设计曲轴与凸轮轴之间的相位关系。配气相位与当前的负载和转速的匹配降低了耗油量和排放量。为了该目的，凸轮轴调节器被整合到如下传动系中，转矩经由该传动系从曲轴传递至凸轮轴上。该传动系可以构造为例如皮带传动装置、链传动装置或齿轮传动装置。
在液压式凸轮轴调节器中，从动元件和驱动元件构成一对或多对相互作用的压力室，这些压力室能利用液压介质来加载。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过填充和排空各压力室产生在驱动元件与从动元件之间的相对运动。在驱动元件与从动元件之间旋转地作用的弹簧使驱动元件在有利方向上挤压从动元件。该有利方向可以是与扭转方向相同走向或相反走向的。
液压式凸轮轴调节器的一种结构类型是叶片式调节器。叶片式调节器具有定子、转子和带有外齿部的驱动轮。转子构造为大多能与凸轮轴抗相对转动地(drehfest)连接的从动元件。驱动元件包含定子和驱动轮。定子和驱动轮抗相对转动地彼此连接，或作为对此的备选地彼此一体式地构造。转子与定子同轴并且在定子内部布置。转子和定子以它们径向延伸的叶片形成相反作用的油腔，这些油腔可以通过油压加载，并且能够实现定子与转子之间的相对转动。叶片要么与转子或定子一体式地构造，要么就作为“插入的叶片”布置到转子或定子的为此设置的槽中。此外，叶片式调节器具有各式各样不同的密封盖。定子和密封盖经由多个螺纹连接件彼此锁定。
液压式凸轮轴调节器的另一结构类型是轴向活塞式调节器。在该情况下，推移元件经由油压被轴向推移，该推移元件经由斜齿部产生驱动元件与从动元件之间的相对转动。
凸轮轴调节器的另一结构形式是机电式凸轮轴调节器，其具有三轴传动装置(例如行星式传动装置)。在此，其中一个轴形成驱动元件，而第二轴形成从动元件。借助于调节设备、例如电动马达或制动器可以经由第三轴将旋转能量输送给系统或从系统中输出。可以附加地布置有弹簧，该弹簧对驱动元件与从动元件之间的相对转动进行支持或复位。
凸轮轴调节器或凸轮轴调节器的从动元件借助与凸轮轴同轴的螺栓或螺母抗相对转动地固定在凸轮轴上，从而使得从动元件的转动可以传递到凸轮轴上。
发明内容
本发明的任务是说明一种凸轮轴调节器，其使得凸轮轴调节器与凸轮轴能够节省空间并且对中的固定。
根据本发明，具有用于将凸轮轴调节器与凸轮轴的凸轮轴端部固定的轮毂的凸轮轴调节器以如下方式来解决该任务，即，使轮毂的面向凸轮轴的区段的外周侧面构造为锥形面，其中，凸轮轴调节器具有驱动元件和从动元件，其中，该锥形面从凸轮轴调节器伸出来，并且能与凸轮轴端部的互补的锥形面接合。
因此，用于将凸轮轴调节器与凸轮轴连接的固定装置具有凸轮轴的凸轮轴调节器侧的凸轮轴端部和凸轮轴调节器的轮毂，其中，轮毂的面向凸轮轴的区段的外周侧面构造为锥形面，其中，该锥形面在轴向方向上从凸轮轴调节器伸出来，并且与凸轮轴端部的互补的锥形面接合。此外，凸轮轴调节器的轮毂被凸轮轴端部包围(umragen)，从而使两个锥形面互相接触。
凸轮轴调节器的轮毂在该情况下抗相对转动地与从动元件连接。轮毂可以与从动元件一体式地或分离地构造。有利地，轮毂、尤其是其锥形面伸出超过凸轮轴调节器的端侧的边界平面，以便能够被凸轮轴端部包围。
凸轮轴的凸轮轴调节器侧的凸轮轴端部是凸轮轴的末端件，凸轮轴调节器固定在该末端件上。末端件可以与凸轮轴一体式地构造，或者与凸轮轴分离地构造。
通过根据本发明的凸轮轴调节器能够实现将凸轮轴调节器与凸轮轴节省空间且可靠地固定在凸轮轴调节器的面向凸轮轴的侧上。
在本发明的一个实施方案中，轮毂的锥形面在轴向方向上朝凸轮轴变细。轴向方向在此沿着凸轮轴调节器或凸轮轴的转动轴线定向。通过变细部，凸轮轴调节器可以容易地插到凸轮轴上，其中，通过锥形面对同时进行对中。锥形面对的持久的锁定可以借助材料锁合(Stoffschluss)，如熔焊、粘贴、钎焊等来实现。
本发明的另一构造方案设置，轮毂构造为与从动元件分离的构件。有利的是，轮毂构造为管或套筒。该轮毂可以进行与从动元件不同的热处理，并且/或者可以由与从动元件不同的材料构成。在从动元件与轮毂之间的抗相对转动的连接通过力锁合(Kraftschluss)、形状锁合(Formschluss)和/或材料锁合来构造。
在本发明的一个有利的构造方案中，轮毂构造为板材套筒。板材套筒要么可以具有中央的贯穿开口，要么可以配设有底部。板材套筒的锥形面可以有利地通过变形来构造，由此压缩了在锥形面的区域中的材料，并且因此产生了改进的表面质量，优选无需随后进行切削加工。
在本发明的一个设计方案中，轮毂具有用于固定螺母或固定螺栓的作用面。该作用面可以由轮毂的凸肩、凸缘或端侧的边界面构成。有利的是，该作用面在凸轮轴调节器的面向凸轮轴的侧上由轮毂构成。
在本发明的另一构造方案中，凸轮轴调节器具有固定螺母，其中，不仅作用面而且还有固定螺母本身都布置在凸轮轴调节器的面向凸轮轴的侧上。因此，有利地减少了凸轮轴调节器的背离凸轮轴的侧的结构空间。凸轮轴调节器可以提供有通过两侧的轴向边界部而防丢失地布置在作用面与凸轮轴调节器之间的作为结构单元的固定螺母。
在本发明的另一构造方案中，凸轮轴调节器具有固定螺栓，其中，不仅作用面而且还有固定螺栓本身都布置在凸轮轴调节器的面向凸轮轴的侧上。有利地，固定螺栓在轴向方向上并不完全穿透凸轮轴调节器的轮毂，从而使得固定螺栓的螺栓头部同样布置在凸轮轴调节器的面向凸轮轴的侧上。轴向相邻于螺栓头部地并且被凸轮轴调节器的从动元件径向包围地，轮毂内部的结构空间可以用于中央阀。有利的是，节省了径向结构空间，这是因为固定螺栓不再包围中央阀。此外，有利的是，在凸轮轴调节器的背离凸轮轴的侧上的轴向空间不再被螺栓头部挡住。从凸轮轴调节器的背离凸轮轴的侧出发在轴向方向上的布置顺序可以以中央阀开始，固定螺栓在轴向方向上朝凸轮轴地联接到该中央阀上，该固定螺栓最后在最大程度上沉入凸轮轴的凸轮轴端部中。
在本发明的一个有利的构造方案中，固定螺栓布置在轮毂内部，其中，仅固定螺栓的螺纹部从轮毂伸出来。在此，用于固定螺栓的作用面布置在从动元件的轴向区域中，其中，固定螺栓在轴向方向上并不从凸轮轴调节器的背离凸轮轴的侧伸出来，而是沉入轮毂内部。有利地，这种固定螺栓可以具有更长的螺杆，该螺杆在需要的预紧力方面具有必要的延展长度。
在本发明的另一实施方案中，为了将凸轮轴调节器与凸轮轴连接，固定装置具有凸轮轴的凸轮轴调节器侧的凸轮轴端部和凸轮轴调节器的轮毂，其中，轮毂的面向凸轮轴的区段的外周侧面构造为锥形面，其中，该锥形面在轴向方向上从凸轮轴调节器伸出来，并且与凸轮轴端部的互补的锥形面接合。此外，凸轮轴调节器的轮毂被凸轮轴端部包围，从而使得两个锥形面互相接触。
在固定装置的一个优选实施方案中，凸轮轴具有外螺纹部，该外螺纹部与固定螺母接合并且将凸轮轴调节器或者说其轮毂与凸轮轴端部拉紧。
附图说明
本发明的实施例在如下附图中示出。其中：
图1示出根据本发明的固定装置，其具有固定螺母，并且
图2示出根据本发明的固定装置，其具有固定螺栓。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的固定装置10，其具有固定螺母13。
固定装置10包括凸轮轴调节器1、凸轮轴3的凸轮轴调节器侧的凸轮轴端部4、固定螺母13和凸轮轴调节器1的轮毂2。所有之前提到的构件相对彼此且相对于固定装置1的转动轴线17同轴地布置。
凸轮轴调节器1具有驱动元件8、从动元件9和轮毂2。轮毂2抗相对转动地与从动元件9连接，并且构造为管18。管18具有在最大程度上保持恒定的壁厚以及中央的、相对于转动轴线17同轴地布置的贯穿开口19。轮毂2的区段6从凸轮轴调节器2伸出来，并且在其外周侧面5上具有锥形面7。锥形面7在轴向方向11上朝凸轮轴4变细。此外，轮毂2还具有作用面12，该作用面由折叠的凸缘20构成。折叠的凸缘20在径向方向21上延伸，并且相邻于具有锥形面7的区段6。作用面12朝凸轮轴调节器1的从动元件9定向并且圆环形地构造。在轴向方向11上，柱体形的区段22紧邻凸缘20，该柱体形的区段容纳从动元件9，并且在该实施例中穿过从动元件9。贯穿开口19可以在柱体形的区段22的区域中容纳中央阀。
凸轮轴4的凸轮轴端部3在其内周侧面23上具有锥形面24，该锥形面在轴向方向11上朝其面向凸轮轴调节器的端侧25扩大。锥形面24的锥角与锥形面7的锥角互补地构造且理想地几乎大小相同地构造。凸轮轴端部3此外还具有用于固定螺母13的外螺纹部16。
固定装置10的固定螺母13将轮毂2与凸轮轴端部3抗相对转动地拉紧。为此，固定螺母13以其内螺纹部32与凸轮轴端部3的外螺纹部16接合。此外，固定螺母13还具有径向向内取向的凸缘26，该凸缘以其面向凸轮轴的端侧27以理想的方式面式地接触轮毂2的作用面12。装配工具可以作用在固定螺母13的例如可以构造为六边形的外周侧面28上并将固定螺母13与凸轮轴4螺接。由此，凸缘20在轴向方向11上朝凸轮轴4拉紧，其中，锥形面对7、24相对彼此压紧。通过保留的端侧25与凸缘20之间的缝隙以及由作为管18的轮毂2折叠成凸缘20的实施方案，该螺纹连接具有足够的柔韧性，该柔韧性在使用寿命期间可靠地抵抗螺纹连接的收缩性。此外，还提供了足够的预紧力，因此在使用寿命期间可靠地保持了轮毂2与凸轮轴4之间的抗相对转动的连接。
图2示出了根据本发明的固定装置1，其具有固定螺栓14。
固定装置10包括凸轮轴调节器1、凸轮轴3的凸轮轴调节器侧的凸轮轴端部4、固定螺栓14和凸轮轴调节器1的轮毂2。所有之前提到的构件相对彼此且相对于固定装置1的转动轴线17同轴地布置。
凸轮轴调节器1具有驱动元件8、从动元件9和轮毂2。轮毂2抗相对转动地与从动元件9连接，并且构造为管18。管18具有在最大程度上保持恒定的壁厚以及中央的、相对于转动轴线17同轴地布置的贯穿开口19。轮毂2的区段6从凸轮轴调节器2伸出来并且在区段的外周侧面5上具有锥形面7。锥形面7在轴向方向11上朝凸轮轴4变细。此外，轮毂2的贯穿开口19具有凸肩29，该凸肩具有作用面12，该作用面设置用于与固定螺栓14的端侧27接触。凸肩29在轴向方向11上布置在锥形面7的区域中。作用面12朝凸轮轴调节器1的从动元件9定向并且圆环形地构造。此外，管18还具有相邻于凸肩29的柱体形的区段22，该柱体形的区段容纳有从动元件9，并且在该实施例中穿过从动元件9。贯穿开口19可以在柱体形的区段22的区域中容纳中央阀。
凸轮轴4的凸轮轴端部3在其内周侧面23上具有锥形面24，该锥形面在轴向方向11上朝其面向凸轮轴调节器的端侧25扩大。锥形面24的锥角与锥形面7的锥角互补地构造且理想地几乎大小相同地构造。凸轮轴端部3此外还具有用于固定螺栓14的内螺纹部31。端侧25可以与从动元件9形成接触。
固定装置10的固定螺栓14将轮毂2与凸轮轴端部3抗相对转动地拉紧。为此，固定螺栓14与凸轮轴端部3的内螺纹部31接合。此外，固定螺栓14还具有径向向外取向的凸缘26，该凸缘以其面向凸轮轴的端侧27以理想的方式面式地接触轮毂2的凸肩29的作用面12。固定螺栓14的凸缘26是其螺栓头部的部分。装配工具可以作用在固定螺栓14的例如可以构造为六边形的内周侧面30上，并且将固定螺栓14与凸轮轴4螺接。由此，固定螺栓14在轴向方向11上朝凸轮轴4延展，其中，锥形面对7、24相对彼此压紧。由于固定螺栓14的轴向长度，螺纹连接具有足够的柔韧性，该柔韧性在使用寿命期间可靠地抵抗螺纹连接的收缩性。此外，还提供了足够的预紧力，因此，在使用寿命期间可靠地保持了轮毂2与凸轮轴4之间的抗相对转动的连接。
附图标记列表
1)凸轮轴调节器
2)轮毂
3)凸轮轴端部
4)凸轮轴
5)外周侧面
6)区段
7)锥形面
8)驱动元件
9)从动元件
10)固定装置
11)轴向方向
12)作用面
13)固定螺母
14)固定螺栓
15)螺纹部
16)外螺纹部
17)转动轴线
18)管
19)贯穿开口
20)凸缘
21)径向方向
22)柱体形的区段
23)内周侧面
24)锥形面
25)端侧
26)凸缘
27)端侧
28)外周侧面
29)凸肩
30)内周侧面
31)内螺纹部
32)内螺纹部

Claims (10)

1.一种凸轮轴调节器(1)，所述凸轮轴调节器具有用于将所述凸轮轴调节器(1)与凸轮轴(4)的凸轮轴端部(3)固定的轮毂(2)，其中，所述凸轮轴调节器(1)具有驱动元件(8)和从动元件(9)，其特征在于，所述轮毂(2)的面向凸轮轴的区段(6)的外周侧面(5)构造为锥形面(7)，其中，所述锥形面(7)从所述凸轮轴调节器(1)伸出来并且能与所述凸轮轴端部(3)的互补的锥形面(24)接合。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述轮毂(2)的锥形面(7)在轴向方向(11)上朝所述凸轮轴(4)变细。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述轮毂(2)构造为与所述从动元件(9)分离的构件。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述轮毂(2)构造为板材套筒。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述轮毂(2)具有用于固定螺母(13)或固定螺栓(14)的作用面(12)。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述凸轮轴调节器(1)具有固定螺母(13)，并且不仅所述作用面(12)而且还有所述固定螺母(13)本身都布置在所述凸轮轴调节器(1)的面向凸轮轴的侧上。
7.根据权利要求5所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述凸轮轴调节器(1)具有固定螺栓(14)，并且不仅所述作用面(12)而且还有所述固定螺栓(14)本身都布置在所述凸轮轴调节器(1)的面向凸轮轴的侧上。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，固定螺栓(14)布置在所述轮毂(2)内部，并且仅所述固定螺栓(14)的螺纹部(15)从所述轮毂(2)伸出来。
9.一种固定装置(10)，所述固定装置具有根据前述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节器(1)和凸轮轴端部(3)，其特征在于，所述凸轮轴调节器(1)的轮毂(2)被所述凸轮轴端部(3)包围。
10.根据权利要求9所述的固定装置(10)，其特征在于，凸轮轴(4)具有外螺纹部(16)，所述外螺纹部与凸轮轴调节器(1)的固定螺母(13)接合并且将所述凸轮轴调节器(1)或者说其轮毂(2)与所述凸轮轴端部(3)拉紧。
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