CN105556072B - 凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对凸轮轴(13)的转动角进行调节的凸轮轴调节器(26)，其具有带多个径向向内伸出的定子接片(22)的能被内燃机的曲轴驱动的定子(21)，和带有多个从径向上靠内的环形件径向向外凸起的叶片(2)的转子(1)，以及设置在定子(21)与转子(1)之间的环形腔，该环形腔通过多个定子接片(22)划分成工作室，并且工作室又通过叶片(2)划分成反向作用的压力腔(23)，其中，转子(1)以与凸轮轴调节器(26)的转动轴线(19)垂直地布置的分割平面划分成至少两个转子部件(3、4)，其中，转子(1)的分割平面切开了至少一个压力介质管路(5)，并且通过两个转子部件(3、4)的第一与第二端面(7、8)之间的至少一个密封部(25)将第一作用方向的压力腔(23)与第二作用方向的压力腔(24)彼此分开。

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
类属的凸轮轴调节器例如由EP 1 979 582 B1所公知。凸轮轴调节器在其基本结构中具有能被曲轴驱动的定子和能以抗相对转动的方式与凸轮轴连接的转子。在定子与转子之间设置有环形腔，环形腔通过抗相对转动地与定子连接的、径向向内伸出的突出部划分成多个工作室，工作室分别通过在径向上从转子向外伸出的叶片划分成两个压力腔。根据给压力室加载压力介质而定地，使转子相对定子进而使凸轮轴相对于曲轴朝“提前”或“迟滞”的方向来调节。通常，凸轮轴调节器的定子和转子都一件式地实施。在DE 10 2009053 600 A1的公开文献中描述了一种转子，其出于能更简单的制造的原因而由多个部件构成并且转子沿着分割平面被分开。在DE 10 2009 053 600 A1的文献的实施例中提出了沿垂直于凸轮轴调节器的转动轴线的平面的分割。
转子的两件式或多件式的实施方案不足的是，为了连接转子半部需要在制造中进行高耗费的过程，以便能够承受在运行中出现的力。附加地，两件式的或多件式的实施方式导致在定子与转子之间的轴向的间隙更大，这又导致压力介质从压力腔渗漏出来。
发明内容
因此本发明的任务是，提供一种具有多件式地实施的转子的凸轮轴调节器，其中克服了上述的缺点。
根据本发明的基本思路，为了解决该任务提出的是，转子的分割平面切开了转子的至少一个压力介质管路，并且通过两个转子部件的第一与第二端面之间的至少一个密封部将第一作用方向的压力腔与第二作用方向的压力腔彼此分开。无需事先彼此连接地，可以将两个转子部件移动到凸轮轴上，由此在制造中取消了两个转子部件的高耗费的拼合过程。附加地，可以取消在转子中钻出位于分割平面中的压力介质管路，这是因为这些压力介质管路可以通过转子部件的面向彼此的端面中的凹部形成。这可以在制造转子部件时就已经完成，由此，取消了针对转子的压力介质管路的单独的制造步骤。在运行中，给转子的压力介质管路加载以压力，由此，在两个转子部件的面向彼此的端面之间构成缝隙，压力介质从转子的压力介质管路流动到该缝隙中。压力介质如下地作用到两个转子部件的面向彼此的端面上，即，两个转子部件沿轴向方向彼此压开。因此，第一转子部件被压向抗相对转动地与定子连接的盖，而第二转子部件轴向地贴靠在凸轮轴的凸肩上；因此，轴向间隙减少到最小。通过该机制可以提高彼此相互贴靠的构件的构件公差，这还导致减少制造成本。附加地，通过提出的密封部来相互密封反向作用的压力腔，由此，可以避免压力介质渗漏。密封部在转子部件的面向彼此的端面上促成的是：一旦在转子部件之间构成缝隙，压力介质就不从一个作用方向的压力腔流动到相反的作用方向的压力腔中。因此，即使在转子部件之间形成缝隙，也可以维持一件式的转子的本来的工作原理或两个拼合的转子部件的本来的工作原理。
此外特别有利的是，被分割平面切开的压力介质管路沿径向方向延伸。因此，确保将压力介质均匀分配到转子部件的面向彼此的端面上，这就导致有利的压力分配。
另外提出的是，密封部通过沿径向方向延伸的迷宫式密封部形成。迷宫式密封部可以通过调整表面几何结构来实现，而无需使用附加的元件。为此特别有利的是，迷宫式密封部通过在转子部件的端面上的彼此嵌接的几何结构来实现。在此特别简单地，能够使用呈V形、W形、矩形或波浪形的几何结构，但是替选地，也能想到迷宫式几何结构的另外的冲制方案。
此外特别有利的是，两个转子部件通过迷宫式密封部在转动方向上形状锁合地(fromschlüssig)彼此连接。通过使用本就存在的迷宫式密封部来形状锁合地连接转子部件，可以通过省去附加的形状锁合元件来减少制造成本。通过密封和形状锁合的功能整合来实现降低构件复杂性。
此外提出的是，迷宫式密封部的形状锁合的连接部的轴向延伸长度大于两个面向彼此的端面之间的由结构决定的最大可能的轴向的缝隙宽度。通过该实施方式确保的是，与转子部件的轴向位置无关地，可以随时维持反向作用的压力腔之间的密封效果和第一与第二转子部件之间在转动方向上的形状锁合的连接部的功能。
此外特别适宜的是，在转子部件与凸轮轴之间设置有呈环形的适配器。适配器允许的是，将根据本发明的由两个部件构成的转子与具有中央阀的常规的凸轮轴连接。此外有利的是，适配器具有至少两个径向延伸的压力介质管路，并且压力介质管路经由在适配器的径向靠外的面上的轴向延伸的槽与转子的压力介质管路连接。在此，适配器将凸轮轴的至少两个压力介质管路与转子的相应的压力介质管路连接起来，而无需调整由现有技术公知的对压力介质管路轴向相继的布置并且无需调整经由中央阀对压力介质流的控制。当第一转子部件轴向地滑移时，轴向的槽也能够附加地实现给转子的压力介质管路供应压力介质。此外，槽沿周向方向可以超过凸轮轴的压力介质管路的直径地延伸。由此得到的优点是，即使转子的压力介质管路相对于凸轮轴的压力介质管路沿周向方向错开时，通过适配器也能够实现压力介质供应。基于由现有技术公知的中央阀的工作原理，凸轮轴的压力介质管路在轴向上相继地布置，由此确定转子的轴向厚度的最小尺寸。通过适配器可以使转子的压力介质管路沿平面引导，由此，转子可以沿轴向方向以更小的厚度来实施。
此外提出的是，通过轴向的中央螺栓沿轴向方向将适配器与凸轮轴夹紧。中央螺栓用于夹紧适配器，并且此外可以用于将中央阀固定在凸轮轴中。
特别适宜的是，第二转子部件轴向夹在适配器的凸肩与凸轮轴的凸肩之间，并且因此抗相对转动地与凸轮轴连接。因此确保的是，第一转子部件在结构上可能的范围内可以轴向地运动，而第二转子部件在轴向上固定并且抗相对转动地与凸轮轴连接。通过两个转子部件的这样的支承可以在加载压力的情况下将第一转子部件沿轴向方向支撑在第二转子部件上并因此被压向盖，这导致轴向间隙减小。经由抗相对转动地与凸轮轴连接的第二转子部件并且经由迷宫式密封部在端面上的形状锁合的连接，在第一转子部件与凸轮轴之间也传递转矩。附加地，根据本发明的凸轮轴调节器有利地在对系统进行调节时起作用。如果通过压力峰值脉冲式地以高压来加载压力介质，那么根据定子相对于转子的位置而定地，在定子与转子之间发生相对运动。同时，第一转子部件的外部面由于在转子部件的面向彼此的端面之间的缝隙内的高压被压向抗相对转动地与定子连接的盖，由此在这些构件之间造成提高了的摩擦力，摩擦力对定子与转子之间的通过压力峰值所引起的相对运动起反作用；其实现抑制作用。
此外特别适宜的是，在抗相对转动地与凸轮轴连接的第二转子部件的叶片上设置有用于定子接片的止挡部。通过将止挡部布置在第二转子部件上，使旋转力矩直接传递到凸轮轴上。因此可以避免迷宫式密封部的形状锁合的连接部的附加的应力，这导致凸轮轴调节器的更高的运行可靠性。
附图说明
下面结合优选的实施例详细描述本发明。其中：
图1示出具有适配器的两件式的转子；并且
图2示出根据本发明的凸轮轴调节器的剖面图；并且
图3从另外的视角示出根据本发明的凸轮轴调节器的剖面图；并且
图4示出具有适配器的两件式的转子的分解图；并且
图5从另外的视角示出具有适配器的两件式的转子的分解图。
具体实施方式
根据本发明的凸轮轴调节器26由抗相对转动地与凸轮轴13连接的定子21组成，定子具有径向向内伸出的定子接片22。抗相对转动地与曲轴连接的转子1将由定子21形成的工作室划分成压力腔23、24，所述转子具有多个从在径向靠内的环形件向外凸起的叶片2，能够经由转子1的压力介质管路5给这些压力腔加载以压力介质，由此可以朝“提前”或“迟滞”的方向控制定子21与转子1之间的相对角度。
该凸轮轴调节器的作用原理相应于已经在文献EP 1 979 582 B1和DE 100 24760 A1中描述的凸轮轴调节器。所提及的文献在公开的凸轮轴调节器的功能原理方面被明确地添补到本申请的公开内容中。
图1、图2和图3示出了类属的具有转子1的凸轮轴调节器26。转子由两个转子部件3、4构成。转子1的分割平面在该实施例中与凸轮轴调节器26的转动轴线垂直地延伸穿过通到压力腔23、24中的压力介质管路5。由于对转子1的压力介质管路5进行压力介质加载而给转子部件3、4的两个面向彼此的端面7、8之间的缝隙填充以压力介质。第二转子部件4沿轴向方向相对凸轮轴固定并且用作沿轴向方向支撑第一转子部件3。在对转子1的压力介质管路5进行压力介质加载时，转子部件3、4彼此压开，并且第一转子部件3被压向抗相对转动地与定子21连接的盖20。为了防止压力介质流从一个作用方向的压力腔23进入到另外的作用方向的压力腔24中，在转子部件3、4的端面7、8上存在有沿周向方向在转子1的压力介质管路5之间径向延伸的密封部25，密封部同时用作使第一转子部件3抗相对转动地与第二转子部件4连接。通过该作用原理使第一转子部件3在运行中始终处于预紧的状态下，由此可以补偿轴向的间隙。
在图1中示出了根据本发明的两件式的转子1。替选地，还能够想到由多于两个的部件构成的转子1。在该实施例中，转子1的分割平面与凸轮轴调节器26的转动轴线19垂直地延伸并且延伸穿过转子1的压力介质管路5。但也能够想到如下地分割转子1，其中，仅切开转子1的其中一些压力介质管路5。在第一转子部件3的叶片2上设置有至少一个用于定子接片22的止挡部17。当凸轮轴调节器26的转子1在运行中处于相对定子21的最大的偏移位置时，通过在第二转子部件4上的止挡部17避免两个转子部件3、4的不必要的应力。
图2和图3从不同的视角示出了根据本发明的凸轮轴调节器26的剖面。中央阀28与中央螺栓27一起引导穿过转子1的中央的开口并且在凸轮轴13内拧紧，从而使转子1紧接着与凸轮轴13夹紧成抗相对转动的复合件。凸轮轴13的至少两个能以反向的方式加载以压力介质的压力介质管路14(端口A和端口B)在轴向上相继地布置，并且经由适配器10与转子1的位于平面中的压力介质管路5连接。第二转子部件4在一侧通过凸轮轴13的凸肩12并且在另一侧通过适配器10的凸肩11沿轴向方向夹紧，其中，为了夹紧第二转子部件4利用第二转子部件4的径向内置的凸肩29。适配器10又通过中央螺栓27的凸肩9与凸轮轴13夹紧。第一转子部件3松松地在适配器10上移动并且沿轴向方向且以能旋转地运动的方式受支承。第一转子部件3的运动沿第一轴向方向通过第二转子部件4来限制并且沿第二轴向方向通过盖20来限制。盖20经由轴向的紧固螺栓30抗相对转动地与定子21连接并且附加地用于使压力腔23、24相对周围环境密封。
图4和图5示出了具有适配器10的两件式的转子1的分解图的不同的视图。在该实施例中，转子1的压力介质管路5在与凸轮轴26的转动轴线19垂直的平面中延伸并且以分割平面居中地来分开。在转子1的每两个压力介质管路5之间沿径向方向在转子部件3、4的端面7、8之间延伸有至少一个密封部25，密封部在该实施方式中实施为迷宫式密封部6。迷宫式密封部用于在缝隙形成的情况下使反向作用的压力腔23、24相对彼此密封。迷宫式密封部6在第一转子部件3上由从剖面轴向伸出的、呈梯形的几何结构形成。第二转子部件4在端面8的对置于呈梯形的几何结构的位置上具有呈梯形的槽，从而在装配的状态下，通过彼此间嵌接的、呈梯形的几何结构形成迷宫式密封部6。除了针对迷宫式密封部6的呈梯形的几何结构外，也能想到呈V形、W形、矩形或波浪形的几何结构。在此，迷宫式密封部6的轴向延伸长度必须始终大于缝隙18的结构上最大可能的宽度，因此，通过迷宫式密封部6可以随时确保在转动方向上的形状锁合的连接。附加地，在结构上必须如下地确定缝隙18的最大可能的宽度，即，利用迷宫式密封部6仍能够实现足够的密封效果。
在适配器10中存在有将凸轮轴13的压力介质管路14与转子1的压力介质管路5连接起来的至少两个压力介质管路16。在这里所描述的实施例中，适配器10在其外部面上在适配器10的围绕压力介质管路16的区域中具有轴向延伸的槽15。槽15的沿周向方向的延伸长度大于适配器10的压力介质管路16的直径，以便能够沿周向方向补偿适配器10的压力介质管路16相对于转子1的压力介质管路5的错开。为了避免渗漏，槽15朝中央螺栓27的方向达到适配器10的侧面；在背离中央螺栓27的那侧，槽15达到适配器10的侧面。在这些部位上，通过第二转子部件4的贴靠的凸肩29实现密封效果。尽管压力介质在平面也就是分割平面中轴向上错开地从凸轮轴13的压力介质管路14流入，但由于槽15延伸直至适配器10的侧面，使得压力介质可以通过转子1的压力介质管路5流入到压力腔23、24中。由于转子1的压力介质管路5布置在分割平面中，所以这些压力介质管路可以单独通过转子部件3、4的端面7、8中的凹部来建立，这些凹部在转子部件3、4的端面7、8相互贴靠的情况下补充成转子1的沿周向方向闭合的压力介质管路5。
附图标记列表
1 转子
2 叶片
3 第一转子部件
4 第二转子部件
5 (转子的)压力介质管路
6 迷宫式密封部
7 第一端面
8 第二端面
9 (中央螺栓的)凸肩
10 适配器
11 (适配器的)凸肩
12 (凸轮轴的)凸肩
13 凸轮轴
14 (凸轮轴的)压力介质管路
15 槽
16 (适配器的)压力介质管路
17 止挡部
18 缝隙
19 转动轴线
20 盖
21 定子
22 定子接片
23 压力腔
24 压力腔
25 密封部
26 凸轮轴调节器
27 中央螺栓
28 中央阀
29 (第二转子部件的)凸肩
30 紧固螺栓

Claims (9)

1.一种用于对凸轮轴(13)的转动角进行调节的凸轮轴调节器(26)，所述凸轮轴调节器具有
-带有多个径向向内伸出的定子接片(22)的、能由内燃机的曲轴驱动的定子(21)，和
-带有多个从在径向上靠内的环形件径向向外凸起的叶片(2)的转子(1)，和
-设置在所述定子(21)与所述转子(1)之间的环形腔，所述环形腔通过多个定子接片(22)划分成工作室，并且所述工作室又通过所述叶片(2)划分成反向作用的压力腔(23)，其中，
-所述转子(1)以与所述凸轮轴调节器(26)的转动轴线(19)垂直地布置的分割平面划分成至少两个转子部件(3、4)，
其特征在于，
-所述转子(1)的分割平面切开至少一个压力介质管路(5)，并且
-通过所述两个转子部件(3、4)的第一与第二端面(7、8)之间的至少一个密封部(25)将第一作用方向的压力腔(23)与第二作用方向的压力腔(24)彼此分开，其中，
-给所述转子的压力介质管路加载以压力，由此，在所述两个转子部件的面向彼此的端面之间构成缝隙，来自所述转子的压力介质管路的压力介质流动到所述缝隙中，其中，
-压力介质作用到所述两个转子部件的面向彼此的端面上，从而使所述两个转子部件沿轴向方向彼此压开。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
由所述分割平面切开的压力介质管路(5)沿径向方向延伸。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
所述密封部(25)通过沿径向方向延伸的迷宫式密封部(6)形成。
4.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
所述两个转子部件(3、4)通过所述迷宫式密封部(6)在转动方向上形状锁合地彼此连接。
5.根据权利要求4所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
所述迷宫式密封部(6)的形状锁合的连接部的轴向延伸长度大于第一与第二转子(3、4)的两个面向彼此的端面(7、8)之间的由结构决定的最大可能的轴向的缝隙宽度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
-在所述转子部件(3、4)与所述凸轮轴(13)之间设置有呈环形的适配器(10)，并且
-所述适配器(10)具有至少两个径向延伸的压力介质管路(16)，并且
-所述压力介质管路(16)经由在所述适配器(10)的在径向上靠外的面上的轴向延伸的槽(15)与所述转子(1)的压力介质管路(5)连接。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
所述适配器(10)通过轴向的中央螺栓(27)与所述凸轮轴(13)沿轴向方向夹紧。
8.根据权利要求6所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
第二转子部件(4)轴向地夹在所述适配器(10)的凸肩(11)与所述凸轮轴(13)的凸肩(12)之间，并且抗相对转动地与所述凸轮轴(13)连接。
9.根据权利要求8所述的凸轮轴调节器(26)，其特征在于，
在抗相对转动地与所述凸轮轴(13)连接的第二转子部件(4)的叶片(2)上设置有用于所述定子接片(22)的止挡部(17)。
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