CN104685166B - 凸轮轴调节器 - Google Patents

Abstract

一种凸轮轴调节器，其具有：可由内燃机的曲轴驱动的罐状的定子(1)；和可抗相对转动地与内燃机的凸轮轴连接的转子(3)，该转子具有外环(20)和与外环(20)同心地布置的内环(21)以及多个将外环(20)与内环(21)彼此连接的径向指向的接片(9)，这些接片将在外环(20)与内环(21)之间形成的环形空间划分成多个工作腔(5)，其中：工作腔(5)通过抗相对转动地与定子(1)连接的、在侧向伸入到工作腔(5)中的定子接片(2)划分成相反作用的压力室(6、7)，这些压力室能以液压油来加载；并且转子(3)以外环(20)沿径向方向支承在罐状的定子(1)的圆柱形的壁(24)上，其中：在外环(20)的径向外侧上和/或在罐状的定子(1)的圆柱形的壁(24)的径向内侧上设置有至少一个形成兜部的凹处(4)，用以容纳液压油。

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

凸轮轴调节器通常在其基本结构中具有一个可由内燃机的曲轴驱动的定子和一个抗相对转动地与内燃机的凸轮轴连接的转子。在定子和转子之间设置有环形空间，该环形空间通过抗相对转动地与定子连接的径向向内伸出的凸起部划分成多个工作腔，这些工作腔分别通过在径向上从转子向外凸出的叶片划分成两个压力室。根据压力室以压力介质来加载的情况，转子相对于定子进而凸轮轴也相对于曲轴在“提前”或“迟滞”的方向上进行调节。定子和向内伸出的凸起部可以例如一件式地由罐状的烧结部件形成，但是这具有如下缺点：定子的作用为滑动面的基面必须进行高成本的精铣。在此，不可避免在从基面向凸起部的过渡中出现最小半径。该半径导致：不可避免很小的内部泄露。此外，由于制造原因不可避免地引起凸起部的径向端侧与转子的轮毂之间的径向支承部处的微小的间隙，因为转子对应型廓仅能以较大的容差以及工具耗费和生产耗费来制造。

由DE 100 24 760 A1公知了一种凸轮轴调节器，在该凸轮轴调节器中，转子根据具有外环和内环的轮辋的类型来构造，外环和内环通过接片彼此连接。接片将外环与内环之间的环形空间划分成工作腔并且承担了由现有技术所公知的叶片的功能。定子的凸起部在侧向伸到工作腔中并且以已知的方式将工作腔分别划分成两个压力室。工作腔不仅径向靠内地而且径向靠外地都由转子的壁限定，沿周向方向由接片限定，并且在侧向由定子的壁以及将定子封闭的盖子的壁限定。

通过建议的转子形状，取消了迄今存在的在叶片的径向外侧上的密封面，因为叶片不再以端侧直接抵靠在定子罐的内壁上并且密封压力室。此外，取消了转子的通过定子的径向向内伸出的凸起部形成的迄今存在的径向支承部，该径向支承部由转子的外环的抵靠在定子内壁上的圆环状的支承面所取代。

发明内容

本发明的任务是，提供一种具有转子的凸轮轴调节器，该转子具有通过接片彼此连接的内环和外环，该凸轮轴调节器应具有进一步改善的支承。

根据本发明的基本构思建议的是，在外环的径向外侧上和/或在罐状的定子的径向内侧上设置有至少一个形成兜部的凹处，用以容纳液压油。设置的解决方案的优点在于，通过凹处或者说兜部形成空腔，在该空腔中即使在转子相对于定子静止时也始终可容纳液压油余量。因此，随着转子相对于定子开始转动运动，转子的外环与定子的内壁之间的径向支承部立即以液压油得到润滑，其方式是：通过转动运动，液压油从兜部中被带入到转子与定子之间的支承间隙中。因为在每次压力室以液压油来加载时始终有剩余的、紧接着不再流出的液压油流入到兜部中，因此在转子开始转动运动时或在静止状态下始终有液压油余量存在于兜部中，该液压油余量在转子随后开始转动运动时可用于改善对径向支承部的润滑。这在内燃机冷启动时尤其有利，此时压力室仍未以液压油完全充满并且没有液压油从压力室进入到转子与定子之间的径向间隙中。

此外建议的是，凹处在转子的外环上设置在接片的区域中。转子在接片与外环的连接区段中具有较大的材料厚度，从而凹处可以在这里被引入，而不会因此显著降低转子的承载能力。此外，较大的材料厚度也可以用于布置相应尺寸的凹处。

此外建议的是，凹处布置在转子的外环上，并且在转子的外环中设置有至少一个通入到其中一个压力室中的通孔，该通孔与凹处相邻地布置。通过将凹处布置在外转子中并且通过相邻地布置通孔，可以获得对转子特别好的润滑和以液压油来填充兜部，更确切地说，不依赖于转子的转动位置。

在这种情况下还建议的是，在压力室以压力来加载时，转子沿转动方向相对于定子扭转，并且通入到以压力来加载的压力室中的通孔以反向于转动方向地与凹处错开角度的方式布置。通过建议的通孔的布置确保的是，随着转子开始转动运动，液压油始终被带入到外环与定子的内壁之间的径向支承部的支承间隙中。当转子紧接着沿与定子的转动方向相反的方向扭转时，则液压油从之前以压力加载的压力室排出并通过通孔挤压到兜部中。由此，定期地以液压油来填充兜部，其中，通过凹处以反向于转动方向地与通孔错开角度的方式的布置促进了以液压油来填充兜部，这些通孔通入到之前以液压油加载的压力室中。在此有利的是，通孔是与凹处相邻地布置的，从而使液压油以非常短的桥接路径流入到凹处中。

此外建议的是，通入到压力室中的通孔与设置在内环上的压力介质通道同轴地布置。可以看到，该布置的优点在于，由此，可以共同制造通孔和压力介质通道，其方式是：在加工过程中在径向上从外部对两者进行钻孔。

此外建议的是，设置有多个在周向方向上彼此等距地布置的凹处。通过建议的构造方案进一步改善了支承，其方式是：在多个均匀布置的位置上将液压油引入到径向支承部中。

转子可以成本特别低廉地制造，其方式是：该转子由一体式制造的部件来形成。一体式的部件可以例如构造为烧结部件，并且在制造之后在对于功能而言重要的面上进行再加工，这些面包括例如侧面、外环上的支承面、内环的内表面、压力室的密封面以及用于进行中心锁止的锁止销的钻孔。

附图说明

下面结合优选实施例详细阐述本发明。其中：

图1以不同的剖切方向示出凸轮轴调节器；

图2以盖子侧的视角示出凸轮轴调节器；

图3示出凸轮轴调节器的定子；并且

图4示出凸轮轴调节器的转子。

具体实施方式

在图1中可以以剖切方向A-A和B-B的视角看出根据本发明的凸轮轴调节器。凸轮轴调节器具有在图3中作为单个部件示出的罐状的定子1，该定子具有盘形的基面23，环形区段在径向靠外的边缘上从该基面出发轴向地凸出。在环形区段上设置有径向向外凸出的齿部，例如由内燃机的曲轴驱动的齿形皮带嵌接到该齿部中。此外，在定子1上设置有多个定子接片2，这些定子接片与定子1是拧接的。

转子3布置在定子1中，该转子可抗相对转动地与内燃机的凸轮轴连接，并且根据具有外环20、内环21和多个将外环20与和内环21连接的接片9的轮辋的类型来构造。接片9将存在于外环20和与内环21之间的环形空间划分成多个工作腔5，这些工作腔又通过在侧向伸入到工作腔5中的定子接片2被划分为压力室6和7。在转子3中设置有多个压力介质通道11，这些压力介质通道是压力介质循环回路的一部分并且通过该压力介质循环回路能以液压油来加载。此外，在内环21上溅射有多个合成材料部段28，在这些合成材料部段中，压力介质通道11延伸到钻孔16中，这些钻孔随后通入到压力室6和7中。通过合成材料部段28，使内环21的外直径扩大并使压力室6和7的体积缩小。以已知方式通过在中心开孔22中置入的中心阀进行液压油的输送。罐状的定子1通过固定螺栓12与定子接片2和安置的盖子13夹紧成抗相对转动的结合体，其中，转子3在宽度上以如下方式定尺寸，即，该转子可以以尽可能小的轴向间隙相对于定子1进行转动运动。

基于转子1具有外环20和内环21的构造方案，转子3利用外环20的径向的外表面在比传统结构类型的凸轮轴调节器中可能的直径显著更大的直径上具有支承间隙14地支承在环形区段的内壁上。在外环20中设置有多个在径向向内指向的凹处4，所述凹处构成兜部，在所述兜部中，即使在转子3相对于定子1静止的情况下也可容纳液压油余量。凹处4将外环20的径向靠外的支承面中断，从而在本实施例中外环20以四个支承面26抵靠在环形区段的内壁上。在此，凹处4优选设置在外环20的如下区段中，在所述区段中，外环20与接片9是连接的。因为转子3在该区段中具有非常大的材料厚度，凹处4仅导致转子3轻微地变薄弱，换而言之，转子3在该区段中如此地坚硬，从而即使在连续工作中的较高的负载的情况下凹处4也不被压缩。在外环20中与凹处4相邻地设置有通孔15和25，这些通孔分别通入到不同的压力室6或7。在此，通孔15和25分别以反向于转子3的转动方向地与相邻的凹处4以错开角度的方式布置，其中，转子3的转动方向是如下方向，即，当相应的通孔15或25通入到其中的压力室6或7以液压油来加载时，转子3相对于定子1沿该方向扭转。

结合通孔15详细阐述相互关系。当通孔15通入到其中的压力室7以液压油来加载时，所示的转子3沿顺时针方向相对于定子1扭转。在此能看出的是，通孔15以沿逆时针方向相对于凹处4有夹角地布置。基于转子3沿顺时针方向的转动运动，部分液压油通过通孔15被带入到支承间隙14中，从而在转子3转动期间有足量的润滑油对径向支承部进行供应。同时，存在于压力室6中的液压油排出到储存器中并且通过通孔25挤压到沿转动方向在凹处4之前的支承间隙中。在此，通过对凹处4的所选择的反向于转子3的转动方向相对于通孔25有夹角的布置促进了液压油从通孔25流入到凹处4中。因此，在转子3的转动运动期间，液压油从每个兜部引入到径向支承间隙中并且液压油引入到每个兜部中，确切地说不依赖于转子3的转动方向。

在内燃机停机后，每个兜部中留存有液压油余量，其在内燃机重新启动时用于对径向支承部进行润滑。因此，即使当压力室6和7仍未以液压油完全充满并且仍未有液压油通过通孔15和25进入到径向支承部中时，径向支承部在内燃机重新启动时也以液压油得到润滑。

转子3具有用于容纳锁止销27的钻孔29和用于补偿平衡差度的钻孔10。此外，转子3在其内部区段上具有四个钻孔8，在这些钻孔中分别布置有轴向凸出的销19。扭簧18的端部钩挂在其中一个销19上，该扭簧以最靠内的簧圈从外部抵靠在各其它的销19上。弹簧18以另一端部钩挂在定子1上的在固定螺栓12的其中一个螺栓头上，从而该弹簧相对于定子1沿静止位置的方向预夹紧转子3。在外观上，凸轮轴调节器在弹簧18和盖子13的那侧由盖板17覆盖，其中，盖板17具有进入开口，通过该进入开口可以借助合适的工具紧固固定螺栓12。

附图标记列表

1 定子

2 定子接片

3 转子

4 凹处

5 工作腔

6 压力室

7 压力室

8 钻孔

9 接片

10 平衡差度钻孔

11 压力介质通道

12 固定螺栓

13 盖子

14 支承间隙

15 通孔

16 钻孔

17 盖板

18 弹簧

19 销

20 外环

21 内环

22 开孔

23 基面

25 钻孔

26 支承面

27 锁止销

28 合成材料部段

29 钻孔

Claims (7)

1.一种凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器具有：

-能由内燃机的曲轴驱动的罐状的定子(1)，和

-能抗相对转动地与内燃机的凸轮轴连接的转子(3)，所述转子具有

-外环(20)和与所述外环(20)同心地布置的内环(21)，和

-多个将所述外环(20)与所述内环(21)彼此连接的径向指向的接片(9)，所述接片将在所述外环(20)与所述内环(21)之间形成的环形空间划分成多个工作腔(5)，其中

-所述工作腔(5)通过抗相对转动地与所述定子(1)连接的、在侧向伸入到所述工作腔(5)中的定子接片(2)划分成相反地作用的压力室(6、7)，所述压力室能以液压油来加载，并且

-所述转子(3)以所述外环(20)沿径向方向支承在罐状的定子(1)的圆柱形的壁(24)上，

其特征在于，

-在所述外环(20)的径向外侧上和/或在所述罐状的定子(1)的圆柱形的壁(24)的径向内侧上设置有至少一个形成兜部的凹处(4)，用以容纳液压油。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，

-所述凹处(4)在所述转子(1)的外环(20)上设置在所述接片(9)的区域中。

3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，

-所述凹处(4)布置在所述转子(3)的外环(20)上，并且

-在所述转子(3)的外环(20)中设置有至少一个通入到其中一个压力室(6、7)中的通孔(15)，所述通孔与所述凹处(4)相邻地布置。

4.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器，其特征在于，

-在所述压力室(6、7)以压力加载的情况下，所述转子(3)沿转动方向相对于所述定子(1)扭转，并且

-通入到所述压力室(6、7)中的通孔(15)以反向于所述转动方向地与所述凹处(4)错开角度的方式布置。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的凸轮轴调节器，其特征在于，

-通入到所述压力室(6、7)中的通孔(15)与设置在所述内环(21)上的压力介质通道(11)同轴地布置。

6.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，

-设置有多个沿周向方向彼此等距地布置的凹处(4)。

7.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，

-所述转子(3)是由一体式制造的部件形成的。