CN106460580B - 具有锁定盘的可变凸轮轴调节器、锁定盘及用于制造其的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于内燃机的可变凸轮轴调节器（VVT），该可变凸轮轴调节器带有由用粉末金属制造的材料构成的VVT部件，其优选地是锁定盘，VVT部件带有从该VVT部件，优选地是锁定盘，的第一表面延伸进入该VVT部件中的锁定孔，其中，可变阀门控制器的锁定螺栓接合至该锁定孔中并且锁定孔具有连接的油管路，该油管路也从第一表面延伸至该VVT部件中并且径向地放油至锁定孔中，其中，锁定孔的基底具有隆起，其优选地形式为作用为该锁定螺栓的承载表面的隆起肩部，并且油管路具有比锁定孔的深度更小的深度。另外，要求保护一种VVT部件，特别是锁定盘，以及一种用于制造该锁定盘或凸轮轴调节器的方法。
Description
技术领域
本发明涉及带有VVT部件（优选地是锁定盘）的可变凸轮轴调节器，锁定盘，以及在每种情况中用于制造其的方法。
背景技术
从现有技术已知关于如何能够实现可变凸轮轴调节的广泛可能性。例如，已知为了这个目的提供调节装置，在该调节装置的情况中锁定螺栓借助于油压移出其锁定位置并且因此能够实现凸轮轴调节。
发明内容
本发明的目标是提供凸轮轴调节装置，使得它的几何结构适用于制造工艺。
这个目标通过这样一种可变凸轮轴调节器来实现，该可变凸轮轴调节器带有由用粉末金属制造的材料构成的VVT部件，该VVT部件带有从其第一表面延伸至其中的锁定孔，其中，可变阀门控制器的锁定螺栓接合至锁定孔中并且锁定孔具有连接的油管路，油管路也从第一表面延伸至VVT部件中并且径向地放油至锁定孔中，其中，锁定孔的基底具有隆起，隆起用作锁定螺栓的承载表面，并且油管路具有比锁定孔的深度更小的深度，其中，从第一表面算起，锁定孔的基底比油管路的基底低至少一倍。这个目标还通过用于制造如上所述的可变凸轮轴调节器和其中的锁定盘的方法来实现。有利的特征、构造和另外的改进方案从说明书、附图中将变得明显，其中，来自一个构造的单独特征不限于此。相反地，来自一个构造的一个或多个特征能够与不同的构造的一个或多个特征结合以形成另外的构造。一个或多个特征能够被交换并且还能够被忽略，但是还能够额外地增补。在特定的示例性实施例的基础上引述的特征还能够被普及或用在其他的示例性实施例、特别是应用中。
可变凸轮轴调节器被提出，其被用在用于内燃机的可变阀操作机构（以下简写为VVT）的情况中，该VVT带有由用粉末金属制造的材料构成的VVT部件（优选地是锁定盘），VVT部件带有从该VVT部件（优选地是锁定盘）的第一表面延伸至该VVT部件中的锁定孔，其中，可变阀控制器的锁定螺栓接合至该锁定孔中并且锁定孔具有连接的油管路，该油管路也从该第一表面延伸至VVT部件中并且径向地放油至锁定孔中，其中，锁定孔的基底具有隆起，该隆起优选地形式为用作锁定螺栓的承载表面的隆起肩部，并且油管路具有比锁定孔的深度更小的深度。
以这样的方式构造的、带有径向地延伸的油管路的锁定孔优选地用在锁定盘的情况中。然而，带有径向地延伸的油管路的这样的锁定孔还能够用作通孔。
现在提出的几何结构以及下面接着的另外的改进方案对于由粉末金属制造是有利的，因为在生坯的制造期间避免裂缝或显著的密度差因此是可能的，另外，例如在VVT部件处的大的横截面差和过渡的情况中这种裂缝或显著的密度差能够发生。所提出的构造能够实现均质化压制并且降低在压力释放期间作为几何结构的过度差异的结果而在生坯中产生裂纹的风险。特别地在所提出的VVT部件的几何结构的情况中，能够改变压机的必要不同的模具的几何结构，使得显著地降低生坯或后续的VVT部件的废品率是可能的。
另外，取决于可变阀操作机构，由粉末金属制造VVT部件能够实现使该成分适用于相应的应用的可能性。因为每一个凸轮轴具有不同的构造，不同的力和力矩也作用在这些凸轮轴上。因此，锁定螺栓与锁定孔的相互作用经受不同的要求。粉末的目标调节能够实现将这点与在压制和随后的烧结期间待制造的密度一起考虑。根据一个构造，可能的是，在VVT部件的油管路和/或锁定孔的区域中制造至少6.8 g/cm3、至少7.1 g/cm3、以及优选地7.4 g/cm3的密度。
所提出的可变凸轮轴调节器还能够实现例如校准VVT部件。校准能够给予VVT部件的表面的不必要的后续机械加工。特别地，校准能够实现例如在油管路和/或锁定孔的一个或多个边缘区域中的额外的压缩。特别地，还能够实现在锁定孔的尺寸稳定性方面的精度，例如在120 mm的锁定孔的直径的情况中能够实现位于+0.018的范围内的精度。
另外提出的是，从第一表面算起，锁定孔的基底比油管路的基底低1倍，优选地低2倍，特别地低3倍。已经示出的是，油管路的这样的深度对于流至锁定孔以及从锁定孔流出的所要求的油来说是足够的。与此同时，因此，能够利用沿着油管路的壁以及在基底区域中的近似均匀的压缩来制造油管路。油管路优选地具有从油管路的壁进入油管路的基底中的圆形过渡。该壁优选地至少近似垂直地从VVT部件的第一表面延伸至该VVT部件中。特别地，相对的壁还能够至少部分地平行与彼此延伸。然而，还可能的是，该壁没有垂直地下沉，而是稍微倾斜地进入VVT部件中并且然后形成进入油管路的基底区域中的过渡。例如，油管路能够在一个部分中具有楔形横截面。油管路的径向延伸能够是直线的，但是它也能够仅至少在一个部分中是直线的。特别地，可能的是，油管路还具有一个或多个弯曲。例如，其能够在距离锁定孔更远处变得更小。然而，还可能的是，油管路变得更宽，特别地，在VVT部件中沿着它的延伸具有不同的横截面。在所布置的油管路的不同端部处（例如与进入锁定孔的接头相对处），能够圆化油管路。优选地，在这个端部处，两个侧壁经由圆化都连接至彼此。该圆化优选地还延伸至VVT部件中并且还形成进入油管路的基底区域中的圆化过渡。
另外的构造提供的是，在VVT部件中的凸轮轴调节器的情况中，中心地布置的隆起从锁定孔的基底朝向第一表面延伸。
凸轮轴调节器的另外的改进方案已经以这样的方式使VVT部件成形：该隆起是肩部形状的，具有华夫饼结构或倒置的华夫饼结构和/或独立于彼此的单独表面，一个或多个油管路布置在各单独表面之间。
该隆起优选地具有凸起形状的表面。这能够实现将在锁定螺栓与隆起部分之间的接触区域保持得小。因此，另外可能的是，在接触区域周围的锁定螺栓的前侧上施加油压。例如，这个油压能够用于锁定螺栓的移动。
环圈优选地插入至锁定孔中。另外优选的是，其抵抗研磨剂磨损的硬度高于锁定孔自身的壁的硬度。因此，能够最小化VVT部件的材料的磨损。例如，环圈还能够具有特定的低摩擦材料，例如涂层，例如PTFE。特别地，环圈能够由不同的材料制造成VVT部件，锁定孔位于该VVT部件中。
例如，环圈被压入。环圈的表面优选地与锁定孔的表面齐平地终止。这能够是例如VVT部件的第一表面。优选的是，在其中布置有锁定孔的第一表面上设置凹陷。在该凹陷的高度处，环圈优选地以齐平的方式终止。例如，该凹陷还能够用于引导油。
另外的构造提供的是，凸轮轴调节器的VVT部件具有以下几何结构的锁定孔：其使得锁定孔的基底具有横向于边缘的至少一个隆起部分，该隆起部分用作插入至锁定孔中的环圈的停止表面。以这种方式，根据一个构造，环圈没有直接地放置在基底上，而是从其升离。因此，油能够在环圈下方流过。例如，这个油能够借助于在锁定孔的壁中的一个或多个管路流动。锁定孔的壁中的一个或多个凹槽也可以用于这个目的。
另外的构造提供的是，例如，环圈坐在基底上。环圈具有例如一个或多个穿孔或裂缝，油能够通过该穿孔或裂缝从环圈的一侧流动至另一侧。这些穿孔或裂缝例如对应于锁定孔中的一个或多个凹槽，然后油还能够沿着其流动。
可变凸轮轴调节器具有穿入锁定孔中并且再次移出其的锁定螺栓。如果锁定螺栓在锁定孔中，其阻挡相对旋转，但是如果锁定螺栓升起直至其从锁定孔分离的话，那么能够实现相对旋转。因此，锁定螺栓优选地具有穿入锁定孔中的、用于它的前部面的至少一个承载面。这优选地是已经在上面描述的隆起部分。另外可能的是，除了这个以外，存在用于锁定螺栓的面侧部的另外的承载表面，例如，如果存在其中提供相对移动的阻挡的另外位置的话。这个承载表面能够存在于例如VVT部件的不同位置处，但是也能够例如通过共用的油连接与锁定孔接触。
另外提出的是，例如在锁定孔中的隆起部分优选地借助于一个或多个油管路与隆起分离，待使用的环圈坐在该隆起部分上。锁定孔的基底还能够存在于该隆起与该隆起部分之间。
VVT部件优选地具有锁定孔，使得它具有适用于要接合至锁定孔中的锁定螺栓的形式，其优选地形成为圆柱形，或者由至少两个几何形式（诸如圆形、多边形、矩形或其他）交叉形成，并且在壁中具有一个或多个凹槽，锁定螺栓接合至该一个或多个凹槽中，其中，凹槽优选地与油管路重合。一个或多个凹槽优选地用于在锁定孔和锁定螺栓之间传输油。随后经由锁定孔的一个或多个、优选地其他部分执行在穿入和穿出锁定孔期间的锁定螺栓的导向。
凸轮轴调节器的另外的构造提供的是，在VVT部件中的锁定孔的凹槽与插入至VVT部件中的环圈形成从油管路直至优选地锁定孔基底的通流管路。
在另外的构造的情况中提供的是，锁定孔具有至少部分地圆周的油供应源，该油供应源结合至第一表面中并且形成进入至油管路中的过渡。因此，例如，能够确保至锁定孔中的不同凹槽的油供应源。锁定孔的其他油管路也是可能的。就被提供插入至锁定孔中的环圈而言，其优选地与油供应源齐平地（特别地平滑地）终止。这允许油分配至相应的凹槽中。
凸轮轴调节器的另外的构造提供的是，VVT部件被形成，使得油供应源和油管路至少在相应的基底区域中具有至少近似地相同的高度（优选地仅具有小肩部），特别地形成进入彼此的过渡。还可能的是，偏置（特别是肩部）位于油供应源和油管路的基底区域之间。
锁定孔优选地具有基底的形式，优选地还具有优选地在基底处的油管路的形式，其调节流入和流出速度，其中，在锁定螺栓在基底的方向上移动期间产生液压阻尼。如果锁定螺栓移动进入锁定孔中，那么这个液压阻尼阻止在锁定孔基底处的与基底或隆起的冲击。由于作为限制流出锁定孔的油的流出量的结果的事实，能够通过油引导横截面的构造来调节阻尼。
根据本发明的额外概念，因此，提出如上面描述的凸轮轴调节器的VVT部件，并且其的确形式为锁定盘，其中，锁定盘由粉末金属制造。锁定盘包括锁定孔和油管路。
根据能够独立于上面描述的构造但是也构建在其上的本发明的另外的概念，提出用于制造用于内燃机的、带有锁定孔和油管路的可变凸轮轴调节器的方法，其中，VVT部件由用粉末金属制成的材料制造，其中，锁定孔和油管路从VVT部件的第一表面开始形成，其中，锁定孔的基底在VVT部件中比油管路的基底更深地形成。
该方法的一个另外的改进方案提供的是，借助于校准产生油管路和/或锁定孔的端部形式。
进而根据本发明的另外的概念，该概念也可以独立于以上构建或者构建在其上或者与其组合构建的，提出用于制造用于内燃机的可变凸轮轴调节器的锁定盘的方法，其具有以下步骤：
－借助于金属粉末创建带有锁定孔的创建的锁定盘，
－在校准工艺期间将耐磨损的衬套压入至锁定孔中。
附图说明
另外的有利构造和特征从以下附图和相关联的说明书中将变得明显。从附图和说明书中得以明显的单独特征仅是作为示例的形式并且不限于相应的构造。相反地，来自一个或多个附图中的一个或多个特征能够与来自以上描述的其他特征组合以形成另外的构造。因此，特征没有被指示为是限制性的而是作为示例的形式。在附图中：
图1示出了VVT部件的切口的斜视图。
图2示出了来自图1的VVT部件的横截面。
图3示出了带有插入环圈的VVT部件的斜视图。
图4示出了通过来自图3的VVT部件的横截面。
图5至图9示出了另外的构造。
具体实施方式
图1示出VVT部件1，其带有结合至VVT部件1的第一表面4中的锁定孔2和油管路3。油管路3从锁定孔2径向地前行并且形成进入油路5中的过渡，油路5至少部分地环绕锁定孔2。形成肩部形状并且是圆形的隆起7一方面近似地中心地布置在基底6上。在锁定孔的壁中布置有凹槽8，如果锁定螺栓在锁定孔2中被纵向地导向的话，那么油能够沿着该凹槽8流动。另外，隆起部分9位于基底6上。环圈能够插入在这些隆起部分9上。
图2示出通过图1的横截面。从基底延伸的隆起7优选地由与VVT部件1相同的材料构成，但是其也能够由不同的材料构成。从该横截面中，单独部件部分的尺寸也是明显的，为了这个目的，在每个情况中该单独部件部分设置有如来自图1的它们的附图标记。下面更详细地讨论优选的粉末金属的插入环圈。
图3示出带有插入环圈10的图1。该插入环圈10能够在每个情况中与凹槽8形成间隙11。油能够流过这个间隙，例如，油沿着油路5流动。为了这个目的，例如，插入环圈10能够突出超出油路5并且形成侧壁。然而，它也能够与油路齐平地终止。
图4示出通过来自图3的VVT部件1的横截面。其显示环圈10和所指示的间隙11，该指示间隙11由在锁定孔中的凹槽以及环圈10的外轮廓调节。为了支持油的填充，环圈10还能够具有一个或多个锁定装置，例如，在外侧轮廓上以及在面侧的边缘表面上。
图5这次在更大的示图（即，平面图）中示出VVT部件的另外的构造、通过该平面图的横截面以及放大部分，在该放大部分的情况中更详细地显示了现有的锁定孔的一个。在锁定盘30中显示第一和第二锁定孔40、50。当第一锁定孔40能够例如从图1中明显可见地构造时，第二锁定孔50是以放大的形式显示的，该横截面还延伸通过第二锁定孔50。紧挨着从这个几何结构和锁定孔50延伸的油管路，在基底上布置有分布式肩部70、80，螺栓能够放置在该基底上，另一方面螺栓能够在该基底上被导向。在基底上的肩部70、80优选地是隆起部分，该隆起部分能够在粉末金属制造工艺期间利用对应的工具形式在锁定孔50中制造。另外，第二锁定孔50设置有例如与第一锁定孔40不同的外部轮廓。其同样也被用于最终形成进入油管路90中的过渡的油引导区域。以这种方式，还能够以不同的方式构造油流入或油流出。
除了有点圆形的锁定孔之外，在锁定盘中还示意性地显示第三锁定孔60。其一方面具有与三角形构造混合的圆形构造。这导致在三角形构造的情境下形成角形角部的可能性，其中，多个鼓起沿着各轴线被结合并且被形成为用于容纳螺栓的对应的互补。作为角部形成的结果，其进而能够允许油的导向，在这种情况下，能够省略以其他方向待导向至锁定孔中的油管路。
图6示出作为VVT部件的锁定盘，进而将带有油管路的锁定孔结合至其中，参见示图C。放大部分C5.1指示基底形式，例如，如果在没有额外的引入环圈的情况下导向螺栓的话，那么能够使用该基底形式。为此，锁定孔的内壁构造自身与待引入的活塞互补。该基底形式一方面提供隆起部分，优选地该隆起部分进而以待引入的活塞的轴线为中心延伸。基底自身进而能够具有凸起，该凸起对应于所需的油的导向并且横向地延伸至外侧。在以放大的形式显示在视图B5.1中的图6的横截面B中，一方面能够看到结合至围绕锁定孔的第一表面中的油导向件。另一方面，布置在中心区域中的隆起部分变得清晰可见。
图7示出在不使用环圈的情况下的解决方案。锁定盘100被提供，转子200结合至其中。壳体300坐在锁定盘100上。锁定螺栓400容纳在转子200中的锁定位置中。该锁定位置在放大部分B5.1中没有更详细地显示。基于视图再一次使锁定清晰的横截面也被示出。平面图进而示出转子200的可能的枢转范围，只要通过对应的油压以及因此所实现的锁定螺栓400的升起而能够实现锁定，则转子沿着该枢转范围是可旋转的。
图8示出带有所结合的环圈的解决方案。在基底处具有隆起的锁定孔结合在VVT部件中。其横向地布置的隆起部分额外地设置在该基底上，环圈能够坐在该隆起部分上。这样一来，油能够到达锁定螺栓下方并且产生对应的压缩力。一方面，该基底构造从平面图C5.1中以及从横截面B5.1中更详细地是明显的。
因此图9通过参考在图7中是明显的附图标记而示出在使用环圈的情况下的解决方案。锁定盘100从图9中进而是明显的，该锁定盘100带有转子200，壳体300，以及锁定螺栓400。额外地，如从示图B5.1中所图示，结合至锁定孔中的环圈500被提供。在这个情况中，环圈没有坐在锁定孔的基底上，相反地油能够在其下方冲洗，其中，油能够到达锁定螺栓400下方。
另外的附图在简化视图中示出另外的细节，这些另外的细节能够在例如如上面所示的VVT部件上实现。
Claims (15)
1.一种用于内燃机的可变凸轮轴调节器（VVT），其带有由用粉末金属制造的材料构成的VVT部件（1），所述VVT部件（1）带有从所述VVT部件（1）的第一表面（4）延伸至所述VVT部件（1）中的锁定孔（2），其中，可变阀门控制器的锁定螺栓接合至所述锁定孔（2）中并且所述锁定孔（2）具有连接的油管路（3），所述油管路（3）也从所述第一表面（4）延伸至所述VVT部件（1）中并且径向地放油至所述锁定孔（2）中，其中，所述锁定孔（2）的基底（6）具有隆起（7），所述隆起（7）用作所述锁定螺栓的承载表面，并且所述油管路（3）具有比所述锁定孔（2）的深度更小的深度，其中，从所述第一表面（4）算起，所述锁定孔（2）的基底（6）比所述油管路（3）的基底低至少一倍。
2.如权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，中心地布置的所述隆起（7）从所述锁定孔（2）的所述基底（6）朝向所述第一表面（4）延伸。
3.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述隆起（7）是肩部形状的形式，其具有华夫饼结构或倒置的华夫饼结构和/或其具有独立与彼此的单独表面，一个或多个油管路布置在所述单独表面之间。
4.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述隆起（7）具有凸起表面。
5.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁定孔（2）的所述基底（6）在边缘的侧面具有至少一个隆起部分（9），所述至少一个隆起部分（9）作用为插入至所述锁定孔中的环圈（10）的停止表面。
6.如权利要求5所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述隆起部分（9）与所述隆起（7）分离。
7.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁定孔（2）具有适用于锁定螺栓的形式，所述锁定螺栓应该接合至所述锁定孔（2）中，并且在所述锁定孔（2）的壁中具有一个或多个凹槽（8），所述锁定螺栓接合至所述一个或多个凹槽（8）中，其中，凹槽（8）与所述油管路（3）重合。
8.如权利要求7所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述凹槽（8）与插入所述VVT部件中的环圈（10）形成通流管路，所述通流管路从所述油管路（3）直至所述锁定孔（2）的所述基底（6）。
9.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述锁定孔（2）具有至少部分地圆周的油供应源，所述油供应源被结合至所述第一表面（4）中并且形成进入所述油管路（3）中的过渡。
10.如权利要求9所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述油供应源和所述油管路（3）至少在相应的基底区域中具有近似相同的高度。
11.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述基底（6）和所述油管路的形式调节流入和流出速度，其中，在所述锁定螺栓在所述基底方向上移动期间产生液体阻尼。
12.如权利要求1或2所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述VVT部件（1）的形式为锁定盘。
13.一种用于制造如权利要求1至12中任一项所述的用于内燃机的可变凸轮轴调节器的方法，所述可变凸轮轴调节器带有锁定孔（2）和油管路（3），其中，所述VVT部件（1）由粉末金属材料制造，其中，锁定孔（2）和油管路（3）从所述VVT部件（1）的第一表面（4）开始形成，其中，所述锁定孔（2）的基底（6）在所述VVT部件（1）中比所述油管路（3）的基底（6）更深地形成。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，借助于校准产生所述油管路（3）和/或锁定孔（2）的端部形式。
15.一种用于制造如权利要求12所述的凸轮轴调节器中的锁定盘的方法，具有以下步骤：
－借助于金属粉末创建带有锁定孔（2）的创建的所述锁定盘，
－在校准工艺期间将耐磨损的衬套压入所述锁定孔（2）中。
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