CN105408593A - 凸轮轴调节装置 - Google Patents

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比约恩·米勒
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Abstract

本发明提出一种带有凸轮轴调节器(3)的从动元件(2)和凸轮轴(4)的凸轮轴调节装置(1)，其中，从动元件(2)具有第一面(6)，而凸轮轴(4)具有第二面(7)，其中，这两个面(6、7)相接触，并且从动元件(2)与凸轮轴(4)抗相对转动地相连，其中，在第一面(6)和/或第二面(7)上布置有颗粒，颗粒比第一面(6)和/或第二面(7)更硬。

Description

凸轮轴调节装置
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴调节装置。
背景技术
在内燃机中，凸轮轴调节器用于改变燃烧室阀的配气正时，以便能够将曲轴和凸轮轴之间的相位关系可变地构造在最大提前位置和最大滞后位置之间的限定的角度范围内。使配气正时匹配于当前的负载和转速会降低消耗和排放。为了该目的，凸轮轴调节器整合到驱动系中，通过它将转矩从曲轴传递至凸轮轴。这种驱动系例如可以构造为带传动装置、链传动装置和齿轮传动装置。
在液压凸轮轴调节器中，从动元件和驱动元件构造出一对或多对相对作用的压力腔，其能够加载以液压介质。驱动元件和从动元件共轴地布置。通过填满和排空各个压力腔产生驱动元件和从动元件之间的相对运动。在驱动元件和从动元件之间起旋转作用的弹簧朝有利方向相对于从动元件挤压驱动元件。有利方向可以与扭转方向相同或者相反。
液压凸轮轴调节器的一种结构类型是叶片腔室调节器。叶片腔室调节器具有定子、转子以及带有外齿部的驱动轮。转子大多构造为能够与凸轮轴抗相对转动地(drehfest)相连的从动元件。驱动元件包含定子和驱动轮。定子和驱动轮彼此抗相对转动地相连，或者替代于此地彼此单件式地构造。转子与定子共轴地布置并且布置在定子之中。转子和定子利用其径向延伸的叶片构造出相对作用的油腔，其能够通过油压加载并且能够实现定子和转子之间的相对转动。叶片要么与转子或定子单件式地构造，要么作为“插入式叶片”布置到转子或定子的为此设置的槽内。另外，叶片腔室调节器具有多种密封盖。定子和密封盖通过多个螺栓连接件彼此固定。
液压凸轮轴调节器的另一结构类型为轴向活塞调节器。在此，通过油压使移动元件轴向移动，移动元件通过斜齿产生驱动元件和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(例如行星传动装置)。在此，其中一个轴形成驱动元件，而第二根轴形成从动元件。通过第三根轴可以凭借调节装置，例如电动机或者制动器向系统导入旋转能量，或者从系统中导出旋转能量。可以附加地布置弹簧，其促进或阻碍驱动元件和从动元件之间的相对转动。
发明内容
本发明的任务在于改善凸轮轴调节装置的连接。
根据本发明，该任务通过权利要求1的特征部分解决。
根据本发明，该任务利用带有凸轮轴调节器的从动元件和凸轮轴的凸轮轴调节装置(其中，从动元件具有第一面，并且凸轮轴具有第二面，其中，这两个面相接触并且从动元件与凸轮轴抗相对转动地相连)以如下方式解决，即，在第一面和/或第二面上布置有颗粒，这些颗粒比第一面和/或第二面更硬。
由此实现的是，只要凭借中央螺栓产生从动元件和凸轮轴之间的抗相对转动的连接，这些颗粒就挤压到第一面或者第二面中。有利地，螺栓预应力因而可以更小，这是因为连接部位(第一面和第二面在该连接部位上相接触)可以把极高的转矩从从动元件传递至凸轮轴上。以优选的方式，中央螺栓可以构造得明显更短，由此可以减小轴向方向上的结构空间。
颗粒可以具有规则的形状，例如球形、棱柱形、立方体形或类似形状，或者具有不规则的形状。颗粒优选由陶瓷材料构成，这是因为陶瓷材料的硬度大于在凸轮轴和从动元件之间的连接部位的优选金属地构造的接触面的硬度。颗粒可以凭借涂层粘附地施布到表面上。在涂层的意义上还理解到的是，颗粒用增粘剂包裹，增粘剂确保颗粒和表面之间的粘附性的、尤其是防脱落的连接。作为涂层还理解到的是，涂层首先施布到表面上，然后，颗粒粘附地安置在上面。在此情况下，增粘剂就是涂层本身。
在本发明的设计方案中，第一面是从动元件的端面。这个端面可以与从动元件的轴向限界面错开。有利地，端面置于从动元件内部，并且平行于轴向限界面地布置。端面与凸轮轴的接触面互补地构造，优选构造为圆环面。
替选或附加地，第一面还可以包括从动元件的周边面，该周边面能够与凸轮轴的周边面接触。
在有利的设计方案中，第二面是凸轮轴的端面。凸轮轴的端面优选是轴向限界面，并且设置用于与从动元件的面，尤其是端面接触。凸轮轴的端面与从动元件的接触面互补地构造，优选构造为圆环面。
替选或附加地，第二面还可以包括凸轮轴的周边面，该周边面能够与从动元件的周边面接触。
在特别优选的设计方案中，第一面是与从动元件相连的适配部件的端面。从动元件的构造为端面的第一面间接地由与从动元件相连的适配部件构造，并且不直接由从动元件自身构造。有利地，适配部件可以与从动元件分离地加工成并经过热处理。
在本发明的设计方案中，第二面是与凸轮轴相连的适配部件的端面。从动元件的构造为端面的第二面间接地由与凸轮轴相连的适配部件构造，并且不直接由凸轮轴自身构造。有利地，适配部件可以与凸轮轴分离地加工成并经过热处理。
前面提及的适配部件(其可以与从动元件或者凸轮轴相连)可以构造为薄膜或者薄的板材片，或者构造为实心构件，并且凭借中央螺栓卡夹在从动元件和凸轮轴之间。
在优选的构造方案中，颗粒用大气压等离子体涂层法粘附地施加在相应的面上。颗粒具有带有增粘剂的外壳，增粘剂通过等离子体熔化。当碰撞到驱动元件的和/或凸轮轴的表面上时，增粘剂确保颗粒和表面之间的材料锁合的(stoffschlüssig)连接。表面因而被涂层，其中，涂层包括颗粒和增粘剂。构件的没有被涂层的部分由模板形式的屏蔽件覆盖并且免于被涂层，从而颗粒仅可以穿过模板的开口，并随后碰撞到待涂层的表面上。
颗粒可以通过对模板在部分区域或在特定的区内的开口的特定构造施布到第一面或者第二面上。有利地可以实现任意的图案和结构，例如圆弧段或太阳结构。
在本发明的另一设计方案中，承载颗粒的涂层具有与其余构件不同的颜色。有利地可以凭视觉看到是否施布有带有颗粒的涂层和/或在哪些表面上施布有带有颗粒的涂层。
在本发明的构造方案中，在第一面和第二面之间布置有承载颗粒的薄片，其中，片的硬度具有位于第一面和第二面的硬度值之间的值。
在另一构造方案中，颗粒布置在具有更小硬度的第一面或第二面上，其中，颗粒以如下方式彼此紧密地布置，从而在压紧凸轮轴调节装置时，颗粒不会完全沉入到具有较小硬度的面中。虽然颗粒陷入硬度较小的面中，但却不会妨碍在该面内由于颗粒导致的材料挤出，其中，颗粒相互支撑并因而形成牢固的联接。因此有利地，颗粒的一部分从较小硬度的面的表面中凸出。
在本发明的设计方案中，第一面和/或第二面的粗糙度小于颗粒的尺寸，从而使颗粒凸出超过粗糙尖部。
该任务还通过凸轮轴调节装置的具有带有硬质颗粒的涂层的凸轮轴解决。
该任务还通过凸轮轴调节装置的凸轮轴调节器的从动元件解决，该从动元件具有带有硬质颗粒的涂层。
该任务还通过带有从动元件的凸轮轴调节器解决，从动元件具有带有硬质颗粒的涂层。
通过根据本发明的对硬质颗粒的布置方案实现了在凸轮轴调节器的从动元件和凸轮轴之间的可靠的、抗相对转动的连接。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出。其中：
图1示出带有凸轮轴调节器和凸轮轴的凸轮轴调节装置。
具体实施方式
图1示出了带有凸轮轴调节器3和凸轮轴4的凸轮轴调节装置1。凸轮轴4在端部具有与凸轮轴4抗相对转动地相连的适配部件8。优选地，适配部件8与凸轮轴4压合在一起。
凸轮轴调节器3具有从动元件2，其具有构造为端面的第一面6。在该实施例中，端面布置在从动元件2的内部。第一面6接触适配部件8的第二面7。第一面6和/或第二面7在此具有颗粒，这些颗粒比第一面6和/或第二面7的表面硬度更硬。如果从动元件2与适配部件8凭借中央螺栓5轴向压紧，则这些颗粒陷入到第一面6和/或第二面7的表面中，并且构造出微形状锁合。由于微形状锁合而能够在适配部件8和从动元件2之间传递更高的转矩。由于该接触部位的更高的效率，所以可以减小中央螺栓5的预应力。预应力的减小以中央螺栓5的更短的轴向结构长度实现，由此，螺栓连接的更小的延展长度是可用的。现在，有利地能够使用减小结构空间的中央螺栓5。该中央螺栓5此外包含带有能够在轴向上移动的阀活塞的阀功能，其用于驱控凸轮轴调节器3。通过减小中央螺栓5的轴向结构长度，在中央螺栓5内的油路也变得更短，其中，必须在油路中应用更少的油，并且因而改善液压凸轮轴调节器3的驱控特性和响应特性。
附图标记说明
1凸轮轴调节装置
2从动元件
3凸轮轴调节器
4凸轮轴
5中央螺栓
6第一面
7第二面
8适配部件

Claims (10)

1.一种带有凸轮轴调节器(3)的从动元件(2)和凸轮轴(4)的凸轮轴调节装置(1)，其中，所述从动元件(2)具有第一面(6)，而所述凸轮轴(4)具有第二面(7)，其中，这两个面(6、7)相接触，并且所述从动元件(2)与凸轮轴(4)抗相对转动地相连，其特征在于，在第一面(6)和/或第二面(7)上布置有颗粒，所述颗粒比第一面(6)和/或第二面(7)更硬。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述第一面(6)是所述从动元件(2)的端面。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述第二面(7)是所述凸轮轴(4)的端面。
4.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述第一面(6)是与所述从动元件(2)相连的适配部件的端面。
5.根据权利要求1或3所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述第二面(7)是与所述凸轮轴(4)相连的适配部件(8)的端面。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述颗粒以大气压等离子体涂层粘附地施加在相应的面(6、7)上。
7.根据权利要求1所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，承载所述颗粒的涂层具有与其余的构件不同的颜色。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，在所述第一面(6)和所述第二面(7)之间布置有承载所述颗粒的薄片，其中，片的硬度具有位于所述第一面(6)和所述第二面(7)的硬度值之间的值。
9.根据权利要求1所述的凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述颗粒布置在具有较小硬度的第一面(6)或第二面(7)上，其中，所述颗粒如下地彼此紧密地布置，从而所述颗粒在压紧所述凸轮轴调节装置时不会完全沉入具有较小硬度的面(6、7)中。
10.根据权利要求1所述凸轮轴调节装置(1)，其特征在于，所述第一面(6)和/或所述第二面(7)的粗糙度小于所述颗粒的尺寸，从而所述颗粒凸出超过粗糙尖部。
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