CN104662264A - 凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的凸轮轴调节装置，其具有能由内燃机的曲轴驱动的定子(1)、能抗相对转动地与凸轮轴连接的转子(3)以及布置在转子(3)与定子(1)之间的工作室，该工作室通过配属于转子(3)的叶片(18)划分为第一和第二压力腔(A、B)，其中，在转子(3)中设置有通入第一压力腔(A)中的第一压力介质通道(5)以及通入第二压力腔(B)中的第二压力介质通道(6)，其中，转子(3)具有内圈(15)和外圈(14)，它们通过垫片形的接片(9)相互连接，并且第一压力介质通道(5)布置在接片(9)的一侧，而第二压力介质通道(6)布置在接片(9)的另一侧，并且第一和第二压力介质通道(5、6)通过压力介质引导套筒形成。

Description

凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的凸轮轴调节器。
背景技术
凸轮轴调节器在现代内燃机中安装用于优化消耗值和功率值，并且为此用于改变换气阀的打开和关闭时间点。为此，凸轮轴调节器具有能由曲轴驱动的定子和能抗相对转动地(drehfest)与凸轮轴连接的转子。在转子与定子之间设置有可加载以压力介质的工作室，该工作室通过配属于转子的叶片划分为相对彼此作用的压力腔。在内燃机运行期间，两个压力腔永久地填充以压力介质，从而使转子和定子比较稳固地相互连接。于是，换气阀的配气相位通过如下方式被改变，即，其中一个压力腔中的压力提高，而相应另一压力腔中的压力下降。为此，压力介质必须被输送至一个压力腔并从另一压力腔导出。为了使系统不发生振动中，原则上压力介质的输入必须通过压力介质的输出进行控制。
此外，必须在转子中设置压力介质通道，它们从转子的轮毂出发通入转子的压力腔中。压力介质通道以流动技术()分别在两个组中与两个径向在内侧设置在转子上的、彼此压力介质密封地分离的环形腔联接，这些环形腔可以通过中心阀加载以压力介质。为此，中心阀具有能在控制套筒中移动地布置的弹簧负载的阀体，该阀体可以通过促动器在控制套筒中抵抗弹簧力移动。在控制套筒中设置有由控制棱边构成的复杂的几何结构，流过阀体的压力介质经由这些控制棱边流出到环形腔、压力介质通道并最终到压力腔中。阀体为此构造为空心的，并且依赖于其位置地以不同的控制棱边关闭和打开特定的流动路径，从而使压力介质在阀体的一个位置中流入第一压力腔，并且在另一位置中流入第二压力腔，同时使其从相应其他压力腔中流出至油箱。
凸轮轴调节器的调节速度以及运动部件的振动特性在此显著地依赖于部件的自重，其中，尤其是转子作为特别大的质量决定性地一起影响调节特性。此外，出于消耗的原因，在车辆制造中原则上力求使用具有小的自重的构件。出于该原因，在转子中已经设置有留空部，只要压力介质通道的走向允许这样做。
发明内容
本发明的任务是提供一种凸轮轴调节器，其具有尽可能小的自重和尽可能简单的结构构造。
本发明通过一种具有权利要求1的特征的凸轮轴调节器来解决该任务。本发明其他优选的实施方式在从属权利要求中给出。
根据本发明的基本思想提出，转子具有内圈和外圈，它们通过垫片形的接片相互连接，并且第一压力介质通道布置在接片的一侧，而第二压力介质通道布置在接片的另一侧。
所提出的凸轮轴调节器的优点是，通过提出的具有内圈、外圈和连接内圈和外圈的接片的构造，转子具有明显更小的重量。于是，压力介质通过接片分离地输入第一和第二压力腔，从而除了连接外圈和内圈之外，接片还附加地具有分离压力介质流的任务。此外，通过在接片侧面提供的空腔提供了前体积(Vorvolumen)以容纳例如在充分利用凸轮轴交变扭矩的情况下可以被再次导入压力腔中的压力介质。
此外还提出，第一和第二压力介质通道通过压力介质引导套筒形成。压力介质引导套筒明显轻于迄今为止所使用的具有布置在其中的压力介质通道的实体材料。此外，通过提出的压力介质引导套筒在接片的不同侧上的构造实现了转子的具有特别大的刚性的简单的基本结构，这是因为接片可以尽可能居中地布置在内圈与外圈之间。为了布置压力介质引导套筒，由此在接片的两侧上保留有足够的自由腔，从而使它们可以彼此侧向错开地布置，并且可以通过轴向间隔开的且压力介质密封地彼此分离的环形腔与压力介质系统联接。此外，压力介质引导套筒通过提出的布置方式通过接片彼此分离，从而即使在压力介质引导套筒在内圈和外圈的开口中的连接部位的可能的不密封性的情况下，仍然可以防止压力腔A与B之间的液压短路。
此外还提出，内圈和外圈彼此同中心地布置，从而得到具有尽可能小的不平衡的尽可能均匀的质量分布。因为转子与凸轮轴一起以比较高的转速转动，所以不平衡特别不利于凸轮轴调节器自身的使用寿命和整个内燃机的使用寿命。
根据本发明的另一优选的实施方式提出，第一压力介质引导套筒布置在第一平面中，而第二压力介质引导套筒布置在第二平面中。通过提出的压力介质引导套筒的布置方式，这些压力介质引导套筒可以通过尽可能狭窄的、压力介质密封地彼此分离的环形腔与压力介质系统联接，其中，通过提出的布置方式还可以特别简单地实现质量平衡。
结构和质量平衡在此可以得到进一步简化，其方式为，第一平面平行于第二平面布置，并且/或者第一和第二压力介质引导套筒在平面中沿周向彼此间等距地布置。
此外还提出，第一和第二压力介质引导套筒通过直的管区段形成。通过提出的压力介质引导套筒的构造，质量分布可以得到进一步简化。此外，还可以使用廉价的大批量生产的部件。
此外还提出，第一和第二压力介质引导套筒具有相同的质量，由此质量平衡可以得到进一步简化。
附图说明
接下来借助实施例来详细阐述本发明。在图中具体地可以看到：
图1根据本发明的凸轮轴调节器的定子和转子；
图2沿切割方向A-A的转子；以及
图3转子的斜视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的凸轮轴调节器的定子1和转子3，该凸轮轴调节器具有在现有技术中公知的、带有可由曲轴驱动的定子1和能够抗相对转动地与未示出的凸轮轴连接的转子3的基本结构。定子1在其外侧具有齿部2，沿转动方向“D”传递曲轴的转动运动的传动链啮合到该齿部中。定子1设有径向向内指向的凸起4，其将定子1与转子3之间的空腔划分为工作室。工作室进一步通过布置在转子3上的叶片18划分为压力腔A和B，其中，叶片18以其径向外侧通过密封件8支撑在定子1上。在转子3中设置有压力介质通道5和6，它们通过未示出的中心阀由油泵加载以压力介质，或者将压力介质通过中心阀导出至油箱。压力介质通道5和6通入压力腔A和B，其中，在其中一个压力腔A或B被加载的情况下，压力介质通过油泵从相应未加载以压力介质的压力腔A或B导出至油箱。
压力介质通道5和6分别构造为形式为长度和质量相同的、短的直的管件的压力介质引导套筒。相应地，第一压力介质通道5通入第一压力腔A，第二压力介质通道6通入第二压力腔B。在示出的实施例中，转子3具有四个叶片18并且与此相应地具有四个第一压力腔A和四个第二压力腔B，这些压力腔通过叶片18相互分离开。第一压力腔A和第二压力腔B的区别在于，它们分组地布置在叶片18的同一侧，从而在压力加载例如第一压力腔A的情况下使转子3沿顺时针方向相对于定子1扭转。
转子3由外圈14和内圈15形成，垫片形式的接片9居中地将它们连接。垫片在径向方向上具有恒定的宽度，从而使内圈15和外圈14彼此同中心地布置，像也在图3中看到的那样。在外圈14上设置有径向向外指向的叶片18，它们将工作腔划分为压力腔A和B。垫片居中地将外圈14和内圈15连接，从而像在图2中看到的那样，在垫片侧面存在有自由腔7。此外，在内圈15和外圈14中，在垫片侧面在第一侧设置有第一开口11和13，而在另一侧设置有第二开口10和12，压力介质引导套筒置入这些开口中。外圈14中的第一开口13通入第一压力腔A，而外圈14中的第二开口12通入第二压力腔B，具体而言在外圈14的与叶片18邻接的边缘区段中。内圈15中的第一开口11和10通入径向靠内设置在内圈15上的环形腔17和16中，这些环形腔可以通过未示出的中心阀加载以压力介质。
压力介质引导套筒优选可以由钢构成。替选地，压力介质引导套筒也可以使用铝或塑料。压力介质引导套筒在横截面上优选可以成形为圆的，但替选地也可以成形为椭圆的、多角的或甚至方的。压力介质引导套筒在内圈15和外圈14上的固定例如可以通过螺纹、材料锁合(Stoffschluss)、形状锁合(Formschluss)或力锁合(Kraftschluss)来实现。压力介质引导套筒优选全部都具有相同的质量和相同的尺寸，从而转子3由于压力介质引导套筒在径向方向上相同的布置和沿周向等距的布置而具有尽可能小的不平衡。
此外，重要的是，由压力介质引导套筒形成的第一压力介质通道5和第二压力介质通道6分组地布置在接片9的不同侧，由此即使在压力介质引导套筒在内圈15和/或外圈14的开口10、11、12、13中的连接部位的可能的不密封性的情况下，仍然可以通过接片9来防止压力腔A与B之间的液压短路。此外，要特别强调的是，通过第一和第二压力介质通道5和6的侧向错开的布置可以确保的是，在压力腔A和B中并且在外圈14与内圈15之间的前体积中或者在压力介质引导套筒中，始终有压力介质的少量残余物也“提前”和“滞后”地保留在止挡位置，从而在凸轮轴调节器中，在冷启动阶段中也已经存在少量的压力介质，该少量的压力介质至少减小了转子3相对于定子1不受控制的运动。
附图标记列表
1     定子
2     齿部
3     转子
4     凸起
5     第一压力介质通道
6     第二压力介质通道
7     自由腔
8     密封件
9     接片
10    第一开口
11    第一开口
12    第二开口
13    第二开口
14    外圈
15    内圈
16    环形腔
17    环形腔
18    叶片
A、B  压力腔
D     转动方向

Claims (8)

1.一种凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器具有：
-能由曲轴驱动的定子(1)，
-能抗相对转动地与凸轮轴连接的转子(3)，
-布置在所述转子(3)与所述定子(1)之间的工作室，所述工作室通过配属于所述转子(3)的叶片(18)划分为第一压力腔和第二压力腔(A、B)，其中，
-在所述转子(3)中设置有通入所述第一压力腔(A)中的第一压力介质通道(5)以及通入所述第二压力腔(B)中的第二压力介质通道(6)，
其特征在于，
-所述转子(3)具有内圈(15)和外圈(14)，它们通过垫片形的接片(9)相互连接，并且
-所述第一压力介质通道(5)布置在所述接片(9)的一侧，而所述第二压力介质通道(6)布置在所述接片(9)的另一侧。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-所述第一压力介质通道和所述第二压力介质通道(5、6)通过压力介质引导套筒形成。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-所述内圈(15)和所述外圈(14)彼此同中心地布置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-第一压力介质引导套筒布置在第一平面(19)中，而第二压力介质引导套筒布置在第二平面(20)中。
5.根据权利要求4所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-所述第一平面(19)平行于所述第二平面(20)布置。
6.根据权利要求4或5所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-所述第一压力介质引导套筒和所述第二压力介质引导套筒在平面(19、20)中沿周向彼此间等距地布置。
7.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-所述第一压力介质引导套筒和所述第二压力介质引导套筒通过直的管区段形成。
8.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节器，其特征在于，
-所述第一压力介质引导套筒和所述第二压力介质引导套筒具有相同的质量。
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