CN105164379A - 凸轮轴调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有凸轮轴(1)和凸轮轴调节器(2)的凸轮轴调节装置，该凸轮轴调节器带有：能与内燃机的曲轴连接的定子(5)以及能转动地支承在定子(5)中的、能与凸轮轴(1)连接的转子(4)；以及张紧装置(3)，其用于将转子(4)与凸轮轴张紧；以及既能吸收轴向力，又能吸收径向力的滚动轴承(8)，其用于使凸轮轴调节装置支承在固定不动的壳体(11)内，其中，转子(4)借助张紧装置(3)经由滚动轴承(6)的内圈(12)或者外圈(13)在凸轮轴(4)上张紧。

Description

凸轮轴调节装置
技术领域
本发明涉及一种带有根据权利要求1的前述部分的特征的凸轮轴调节装置。
背景技术
这种凸轮轴调节装置例如由文献EP1979582B1公知。该凸轮轴调节装置包括凸轮轴和凸轮轴调节器，凸轮轴调节器在其基本结构中具有能够由曲轴驱动的定子以及与凸轮轴抗相对转动地(drehfest)连接的转子。在定子与转子之间设置有环形腔，该环形腔通过与定子抗相对转动地连接的、径向向外凸出的凸起划分为多个压力腔，这些压力腔分别通过从转子径向向外凸出的叶片划分为具有相反的作用方向的两个工作室。根据给工作室加载以压力介质的不同，转子于是相对于定子并且进而是凸轮轴相对于曲轴沿“提前”或“滞后”的方向进行调节。
在所提及的实施方式中，凸轮轴调节器通过中心螺栓与凸轮轴张紧，该中心螺栓为此被引导穿过转子的中间开口，并且拧入凸轮轴的内螺纹中。为了在固定不动的壳体中支承张紧的、由凸轮轴和凸轮轴调节器构成的结构组件通常使用径向和轴向的滑动支承件。
此外，由文献DE102010005603A1公知的是，凸轮轴与带有球轴承的凸轮轴调节器一起支承在壳体中。球轴承以其内圈布置在与凸轮轴固定连接的壳体元件上。此外，球轴承以其外圈贴靠在驱动元件上并通过卡圈锁定以防滑出。
此外，由文献EP2326804B1公知了一种带有滚动轴承的凸轮轴调节器，其中，滚动轴承的内圈布置在凸轮轴上，而外圈布置在内燃机的气缸头上。内圈在轴向方向上不相对凸轮轴锁定，从而该滚动轴承在此明显是浮动轴承。轴向支承件并无法被识别出，但却必须强制性地设置。
发明内容
以此为背景，本发明的任务在于提供一种带有凸轮轴和凸轮轴调节器的凸轮轴调节装置，其带有简化的轴向和径向支承件。
为了解决该任务，根据本发明的基本思想提出，转子借助张紧装置通过滚动轴承的内圈和外圈在凸轮轴上张紧。通过所提出的解决方案可以明显简化对凸轮轴调节装置的支承，这是因为通过转子的经由滚动轴承的内圈和外圈的张紧，可以将轴向力导入滚动轴承中，从而除了径向支承以外，滚动轴承也用于轴向支承。因此，迄今为止所必需的额外的轴向支承件可以取消。
当使转子张紧的内圈或者外圈在轴向上长于相对壳体固定地保持的内圈或者外圈时，在此可以特别简单地实现张紧。在轴向上更长的内圈或外圈由此构造出轴向凸出的夹紧面，通过该夹紧面可以使内圈或者外圈张紧，而在此不会使相对壳体固定地保持的内圈或外圈随着张紧。
此外，转子也可以具有至少一个轴向隆起部，转子以该隆起部贴靠在内圈或者外圈上。轴向隆起部用于相同的目的，即提供轴向凸出的夹紧面，从而使滚动轴承的内圈和外圈可以具有相同的轴向长度。
此外，还提出了滚动轴承是球轴承。球轴承是吸收轴向和径向力的滚动轴承的成本非常低廉的实施方式，这是因为球既能传递轴向力，又能传递径向力。因此，在滚动轴承中，一圈滚动体就足够实现功能。此外，通过使用唯一一圈滚动体，使得用于布置滚动轴承所需的结构空间非常小。
此外，还提出了张紧装置通过中心螺栓形成。通过中心螺栓可以实现对转子的非常均匀的张紧，该张紧此外可以方便装配地通过唯一的拧入过程来实现。
根据本发明的另一优选改进方案提出，在凸轮轴上设置抗相对转动地紧固的螺纹插入件，中心螺栓拧入该螺纹插入件中，并且在该螺纹插入件上设置有用于布置滚动轴承的轴承座。通过所提出的解决方案，可以使用管件用于制造凸轮轴本身，螺纹插入件例如拧入或者焊入该管件中。凸轮轴调节器在凸轮轴上的紧固于是通过螺纹插入件来实现，该螺纹插入件此外具有对于支承凸轮轴调节装置来说必需的、用于布置滚动轴承的轴承座。因此，在螺纹插入件上构造出明显的必需的功能面，并且凸轮轴本身至少在该端部不必被进一步加工。
根据本发明另一优选实施方式，轴承座在此可以布置在螺纹插入件的朝转子方向取向的环形隆起部上，其中，该环形隆起部在轴向长度上被确定为使得在环形隆起部的端侧与转子之间设置有缝隙。通过确定环形隆起部的尺寸可以防止的是，转子代替通过内圈或者外圈的张紧而事先贴靠在螺纹插入件的端侧上并进而在张紧装置与螺纹插入件之间张紧。由此，可以确保在每种情况下都将轴向力导入滚动轴承中，这对于凸轮轴调节装置的一对一限定的支承来说又是有利的。
附图说明
下面借助两个优选实施例进一步阐释本发明。在此，在附图中：
图1示出根据本发明的第一实施方式的、带有凸轮轴和凸轮轴调节器的凸轮轴调节装置；以及
图2示出根据本发明的第二实施方式的、带有凸轮轴和凸轮轴调节器的凸轮轴调节装置。
具体实施方式
在图1中可以看到内燃机的根据本发明的凸轮轴调节装置，其带有凸轮轴1和凸轮轴调节器2。凸轮轴调节器2包括能够由曲轴驱动的定子5以及可与凸轮轴1抗相对转动地连接的转子4。在定子5上设置有驱动轮8，其被连续牵引机构缠绕以传递曲轴的转动运动。代替驱动轮8，也可以设置有齿部，这取决于为了传递转动运动是设置了链条、齿带还是无齿的皮带作为连续牵引机构。定子5此外具有多个带有布置在其中的贯通钻孔的定子接片，其将存在于定子5与转子4之间的环形腔划分为多个压力腔。转子4具有多个叶片，其径向向外延伸至定子的内壁5，并且将压力腔划分为具有不同作用方向的各两个工作室。此外，还设置有第一密封盖10，其同样具有贯通开口，并且其利用紧固螺栓9穿过定子1的贯通钻孔拧入相对布置的第二密封盖19的螺纹插入件20中，从而紧接着使密封盖10和19与定子5一起形成抗相对转动的复合件。在内燃机运行期间，工作室至少在特定的启动阶段之后用压力介质填充，由此将定子5的转动运动传递至转子4上，并且进而也将曲轴的转动运动传递至凸轮轴1上。
此外，螺纹插入件7与凸轮轴1抗相对转动地连接，螺纹插入件例如与凸轮轴1焊接或者拧接。螺纹插入件7具有内螺纹，为了将转子4与凸轮轴1张紧，将中心螺栓形式的张紧装置3拧入到该内螺纹中。螺纹插入件7此外包括环形隆起部17，其带有径向在外部设置在其上的轴承座16，在该轴承座上布置有带内圈12的滚动轴承6。滚动轴承6以其外圈13保持在固定不动的壳体11的轴承容纳部上，并且进而用于相对于壳体11支承凸轮轴调节装置。壳体11例如可以是内燃机的气缸头或者气缸头罩。
根据图1所示的第一实施例，转子包括延伸穿过第一密封盖10的中间开口的隆起部15，借助该隆起部，转子在视图左侧贴靠在滚轴轴承6的内圈12上。内圈12此外在右侧支撑在螺纹插入件7的夹紧凸缘14上。螺纹插入件7的环形隆起部17的长度确定为使得在环形隆起部17的端侧与转子4之间存在缝隙18。基于缝隙18，转子4在通过中心螺栓张紧的情况下仅通过隆起部15支撑在滚动轴承6的内圈12上，内圈又通过螺纹插入件7的夹紧凸缘14支撑在凸轮轴1上。由此，转子4通过滚动轴承6的内圈12相对于凸轮轴1张紧，并且产生的轴向力通过滚动轴承6导入壳体11中。滚动轴承6的内圈12和外圈13实施有相同的轴向长度，因此可以使用常规结构类型的滚动轴承6。
根据在图2中示出的第二实施方式，内圈12比外圈13具有更大的轴向长度，从而转子4上的隆起部15可以取消，或者可以相应更短地构造。对于根据本发明的解决方案来说重要的是，转子4支撑在滚动轴承6的内圈12上，其中，还可以存在有额外的布置在中间的构件。
滚动轴承6优选通过单列或者双列球轴承形成，其既适合于将径向力，又适合于将轴向力传递至壳体11中。在此，出于成本原因以及结构空间原因，单列球轴承是特别优选的，只要该球轴承在大小上能够吸收产生的轴向力。
附图标记列表
1凸轮轴
2凸轮轴调节器
3张紧装置
4转子
5定子
6滚动轴承
7螺纹插入件
8驱动环
9紧固螺栓
10第一密封盖
11壳体
12内圈
13外圈
14夹紧凸缘
15隆起部
16轴承座
17环形隆起部
18缝隙
19第二密封盖
20螺纹插入件

Claims (7)

1.一种凸轮轴调节装置，所述凸轮轴调节装置具有：
-凸轮轴(1)，以及
-凸轮轴调节器(2)，所述凸轮轴调节器具有：
-能与内燃机的曲轴连接的定子(5)以及
-能转动地支承在所述定子(5)中的、能与所述凸轮轴(1)连接的转子(4)，以及
-张紧装置(3)，所述张紧装置用于将所述转子(4)与所述凸轮轴(1)张紧，以及
-既能吸收轴向力，又能吸收径向力的滚动轴承(6)，所述滚动轴承用于使所述凸轮轴调节装置支承在固定不动的壳体(11)内，
其特征在于，
-所述转子(4)借助所述张紧装置(3)通过所述滚动轴承(6)的内圈(12)或者外圈(13)在所述凸轮轴(4)上张紧。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节装置，其特征在于，
-使所述转子(4)张紧的内圈(12)或者外圈(13)在轴向上长于相对壳体固定地保持的内圈(12)或者外圈(13)。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节装置，其特征在于，
-所述转子(4)具有至少一个轴向隆起部(15)，所述转子(4)以所述至少一个轴向隆起部贴靠在所述内圈(12)或者外圈(13)上。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的凸轮轴调节装置，其特征在于，
-所述滚动轴承(6)是球轴承。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的凸轮轴调节装置，其特征在于，
-所述张紧装置(3)通过中心螺栓形成。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴调节装置，其特征在于，
-在所述凸轮轴(1)上设置有抗相对转动地紧固的螺纹插入件(7)，所述中心螺栓拧入所述螺纹插入件中，并且用于布置所述滚动轴承(6)的轴承座(16)设置在所述螺纹插入件上。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴调节装置，其特征在于，
-所述轴承座(16)布置在所述螺纹插入件(7)的朝所述转子(4)的方向取向的环形隆起部(17)上，并且所述环形隆起部(17)在轴向长度上确定为使得在所述环形隆起部(17)的端侧与所述转子(4)之间设置有缝隙(18)。
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