CN109196192A - 调节传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其在电的凸轮轴调节器中的调节传动机构(1)，所述调节传动机构包括具有圆柱形基本形状的壳体(2)，所述壳体具有在驱动侧的第一端侧和在从动侧的第二端侧，所述第一端侧设计用于与伺服马达，尤其电动马达耦联，所述第二端侧设计用于与从动轴耦联，其中在驱动侧的端侧上设置有用于限制所述从动轴相对于所述壳体(2)扭转的扭转角度限制机构(8)。

Description

调节传动机构

技术领域

本发明涉及一种尤其可用在机动车中的调节传动机构，其壳体具有圆柱形的基本形状，其中在壳体和与所述调节传动机构的从动元件可连接的从动轴之间提供扭转角度限制机构。

背景技术

由DE 10 2004 038 681 A1已知一种电动的凸轮轴调节器，其中在从动法兰和止挡盘之间提供扭转角度限制机构。所述扭转角度限制机构通过在从动法兰上的凸起与在止挡盘上的两个止挡的共同作用来实现。已知的电动凸轮轴调节器的传动机构能够构成为斜盘式内偏心传动机构或单内偏心传动机构。

在由DE 10 2008 039 008 A1已知的凸轮轴调节系统中，在止挡盘和链轮之间提供扭转角度限制机构，所述止挡盘与凸轮轴连接。

在DE 10 2010 050 814 A1中公开的同样适用于凸轮轴调节器的传动装置中具有多个凸起，用于扭转角度限制机构，所述凸起分别与凹部处的止挡共同作用。可相对彼此枢转的部件在这种情况下滑动支承。

由DE 10 2008 043 673 A1、DE 2006 028 554 A1和US 2015/0033906 A1得知其他调节传动机构。DE 10 2011 004 070 A1公开了一种凸轮轴调节器，其中在驱动部件和从动部件之间设有第一机械止挡，以及在执行机构和驱动部件或从动部件之间设有第二机械止挡。

这种设备需要时解决了执行机构卡住的问题，但没有紧凑地构成。尤其地，不能舍弃从动侧的止挡盘。

发明内容

本发明基于如下目的，相对于现有技术在特别紧凑的、易于制造的构造方面研发一种调节传动机构，其具有在从动轴和壳体之间的扭转角度限制机构。

该目的根据本发明通过一种具有权利要求1的特征的调节传动机构实现。在此，涉及一种调节传动机构，其具有壳体，所述壳体具有圆柱形的基本形状。在壳体的两个端侧处，接口一方面设在伺服马达上并且另一方面设在从动轴上。待与调节传动机构的从动元件连接的从动轴相对于壳体仅能在有限的角度范围中枢转，其中为此设置的扭转角度限制机构不设置在壳体的从动侧的端侧上，而是设置在壳体的驱动侧的端侧上，所述驱动侧的端侧朝向伺服马达，即背离从动轴。

在调节传动机构的壳体和从动轴之间且在调节传动机构的背离从动轴的端侧上的第一眼看似矛盾的扭转角度限制机构具有如下优点：在所述传动机构的从动侧上不需要特别的止挡元件，使得在调节传动机构的从动元件和从动轴之间的连接可特别节省空间地构成。取而代之，扭转角度限制机构被移置调节传动机构内，更确切的说被移置调节传动机构的驱动侧的端侧上。

扭转角度限制机构本身能够构成有以本来就存在于调节传动机构中的部件和本身已知的几何特征。例如可列举的是，在第一部件上的凸起或另外的凸出部与在第二部件的凹部的侧壁共同作用。在此，如原则上例如从所提到的DE 10 2010 050 814 A1中已知的那样，多对止挡轮廓能够均匀分布在可彼此受限枢转的部件的环周上。相对彼此可枢转的部件中的至少一个例如通过切削去除的方法加工。这具有如下优点：基于相同几何形状的坯料通过不同的切削去除加工过程能够确定不同的最大调节角度。

如果设有多个用于机械地限制调节范围的止挡，其中止挡同时进行，那么可以降低作用于各个止挡的负荷和止挡的材料厚度。由此，再次节省结构空间。当止挡彼此沿环周方向错开地设置时，这种调节传动机构轴向紧凑地构造。这些止挡优选位于相同的轴向平面中。

在止挡的改进方案中，这些止挡对称地设置，以便降低调节传动机构的不平衡。如果调节传动机构由于其他构件而具有不平衡，那么部分圆形凹部设有两个止挡壁，两个止挡壁中的仅一个用作为机械的调节角度限制机构。部分圆形凹部朝向另一个止挡“敞开”，使得在此不进行机械止挡，而是材料凹部例如用于补偿不平衡。那么两个或多个部分圆形凹部能够共同完成沿两个旋转方向的调节范围。

在优选的设计方案中设有齿圈作为调节传动机构的待与从动轴连接的从动元件。该齿圈能够一件式或多件式地构造，并且优选具有罐形形状，其中罐形底部朝向从动侧的端侧。与此相应地，罐形齿圈的圆柱形部段朝向调节传动机构的驱动侧的端侧敞开，其中所述扭转角度限制机构优选直接构造在齿圈的圆柱形部段的朝向驱动侧的端侧的边棱上。扭转角度限制机构在此能够直接构造在齿圈和壳体之间。替选地，扭转角度限制机构构造在齿圈和起动盘之间是可行的，所述起动盘与壳体固定连接。

壳体能够作为整体设为调节传动机构的驱动元件。为了该目的，壳体能够具有外齿部，所述外齿部例如与牵引机构，即链或齿形皮带共同作用，或者作为齿轮传动机构的部件与至少一个其他齿轮共同作用。同样可实现如下设计方案，其中壳体为不可旋转的机械元件，并且例如与内燃机、即活塞式发动机的发动机缸体连接，或者是这种发动机缸体的一体化的组成部分。

与调节传动机构的壳体是可旋转的还是不可旋转的机械部件无关，调节传动机构构成为谐波传动机构。谐波传动机构原则上具有挠性的、带有齿的传动元件。挠性的传动元件能够例如是柔性环。柔性的、环形的、带有齿的、没有法兰或边缘的传动元件可称为柔性环。替选地，挠性的传动元件能够具有罐形形状。在特别优选的设计方案中，挠性的传动元件是凸缘套筒。在这种情况下，径向向外定向的法兰，也称为凸缘，连接于传动元件的圆柱形的、带有齿的部段。挠性的传动元件的凸缘优选在壳体的驱动侧的端侧上设置在扭转角度限制机构之前，也就是说前置于所述扭转角度限制机构。在壳体的从动侧的端侧上的盖又能够前置于所述凸缘。

关于构成为凸缘套筒的弹性齿轮的可能的几何形状，例如参照EP0741256B1，所述弹性齿轮适用于谐波传动机构。

设计用于对调节传动机构进行调节的伺服马达，尤其电动马达，根据一个可行的设计方案，借助于补偿式联轴器与调节传动机构的传动元件耦联。也称为十字滑块联轴器的补偿式联轴器实现了在伺服马达和调节传动机构之间轴向偏移的补偿，其次也实现了角度误差的补偿。补偿式联轴器、作为补偿式联轴器的核心元件的至少一个十字滑块盘优选在轴向上设置在扭转角度限制机构和挠性的传动元件的外齿部之间。

调节传动机构不仅适于固定式的应用，也适于在车辆中的应用。尤其地，调节传动机构适合用在内燃机的电的凸轮轴调节器中或者用于调节活塞式发动机的压缩比的设备中。

附图说明

下面，根据附图详细阐释本发明的实施例。在此以简化的示图示出：

图1示出调节传动机构的剖视图，

图2示出调节传动机构的端侧视图。

具体实施方式

总体上以附图标记1表示的调节传动机构构成为谐波传动机构，并且设计用于在内燃机的电的凸轮轴调节器中使用。调节传动机构1的基本为圆柱形的壳体2具有外侧的齿部3，所述外侧的齿部借助于未示出的牵引机构，即链或齿形皮带，实现壳体2的进而整个调节传动机构1的驱动。

壳体2以本身已知方式以内燃机的曲轴转速的一半进行旋转。

调节传动机构1的设置在壳体2之内的从动元件4构成为齿圈，并且设计用于与内燃机的未示出的凸轮轴，尤其进气凸轮轴连接。

在示出的实施例中，从动元件4为一件式的传动元件，其中从动元件4的圆柱形的、具有内齿的部段用附图标记5表示，并且连接在其上的底部部段用附图标记6表示。在底部部段6中存在与调节传动机构1的旋转轴线进而也与凸轮轴同心的中央开口7。连接元件在图中没有示出，借助于所述连接元件，从动元件4的底部部段6与凸轮轴连接。

与从动元件4固定连接的凸轮轴，一般称为从动轴，相对于壳体2仅可受限地枢转，所述壳体作用为调节传动机构1的驱动元件。为了该目的，构成有扭转角度限制机构8，所述扭转角度限制机构设置在壳体2的背离从动轴的端侧上。为了与壳体2的从动侧的端侧区分，扭转角度限制机构8所位于的端侧被称为驱动侧的端侧。在驱动侧的端侧上，起动盘9与壳体2固定连接，所述起动盘形成扭转角度限制机构8的一个组件。扭转角度限制机构8的另一个组件直接通过从动元件4的圆柱形部段5，即齿圈形成。

未示出的电动马达设置在调节传动机构1的驱动侧的第一端侧上，所述端侧在根据图1的设置中在左侧，所述电动马达设计为用于操纵调节传动机构1的伺服马达。伺服马达的与调节传动机构1的旋转轴线同心的马达轴经由补偿式联轴器10，即十字滑块联轴器，与调节传动机构1耦联，其中补偿式联轴器10包括十字滑块盘11，所述十字滑块盘属于调节传动机构1。所示十字滑块盘11从与调节传动机构1的旋转轴线同心的标准位置起，能够在两个彼此正交的径向方向上受限地移动，由此实现在调节传动机构1的旋转轴线和伺服马达的旋转轴线之间的受限的轴线偏移。

经由十字滑块盘11，伺服马达12驱动波发生器13的内环12。只要内环12以壳体2的转速旋转，在内燃机的曲轴和与从动元件4耦联的凸轮轴之间的相位关系就保持不变。波发生器13的内环12本身是刚性的并且具有椭圆形的外轮廓。在内环12上滚动的滚动体，即滚珠14，接触外环15，所述外环是挠性的并且持久地匹配于内环12的椭圆形状。外环15又直接由挠性的传动元件16，即凸缘套筒包围。凸缘套筒16具有外齿部17，所述外齿部与从动元件4的圆柱形部段5的内齿部啮合。由于内环12的椭圆形形状，挠性的传动元件16的外齿部17仅在两个在直径上相对置的环周区域中与齿圈4的内齿部接合。在内环12扭转时，所述接合区域在两个传动元件4、16的环周上移动。一方面外齿部17和另一方面齿圈4的内齿部的略微不同的齿数引起：在内环12转一整圈时，齿圈4相对于壳体2略微扭转。构成为谐波传动机构的调节传动机构1由此为高减速的传动机构。

需要内环12转动多个整圈，以便将齿圈4从一个止挡位置枢转到相应通过扭转角度限制机构8给出的其他止挡位置。扭转角度限制机构8在壳体2的驱动侧的第一端侧上直接相邻于挠性的传动元件16的凸缘18。挠性的传动元件16的，即凸缘套筒的凸缘18行进经过挠性的传动元件16的用附图标记19表示的圆柱形部段，在所述圆柱形部段上存在外齿部17。整个挠性的传动元件16，包括外齿部17在内，制造为一件式的板件。在调节传动机构1的轴向方向上观察，在扭转角度限制机构8和凸缘套筒16的外齿部17之间存在十字滑块盘11。在壳体2的驱动侧的端侧上，盖20前置于挠性的传动元件16，所述盖和挠性的传动元件16一样具有带有成型法兰的圆柱形套筒的形状。在轴向方向上，即调节传动元件1的中轴线的纵向方向上，盖20延伸超过扭转角度限制机构8，直至十字滑块盘11，并且直接在波发生器13之前终止于径向向内定向的边缘21。通过调节传动机构1的不同元件在轴向方向上的叠置，尤其扭转角度限制机构8与挠性的传动元件16在轴向方向上的叠置，调节传动机构1总体上非常紧凑地构成。

附图标记列表

1 调节传动机构

2 壳体

3 齿部

4 从动元件，齿圈

5 圆柱形的具有内齿的部段

6 底部部段

7 开口

8 扭转角度限制机构

9 起动盘

10 补偿式联轴器，十字滑块联轴器

11 十字滑块盘

12 内环

13 波发生器

14 滚动体，滚珠

15 外环

16 挠性的传动元件，凸缘套筒

17 外齿部

18 凸缘

19 圆柱形部段

20 盖

21 边缘

Claims (10)

1.一种调节传动机构(1)，其构成为具有挠性的传动元件(16)的谐波传动机构，所述调节传动机构具有壳体(2)，所述壳体具有用于连接伺服马达的第一端侧和用于连接从动轴的反置的第二端侧，其中在驱动侧的端侧上设置有用于限制所述从动轴相对于所述壳体(2)扭转的扭转角度限制机构(8)。

2.根据权利要求1所述的调节传动机构(1)，其特征在于，所述挠性的传动元件(16)构成为凸缘套筒，所述凸缘套筒的凸缘(18)在所述壳体(2)的所述第一端侧上前置于所述扭转角度限制机构(8)。

3.根据权利要求2所述的调节传动机构(1)，其特征在于，所述扭转角度限制机构(8)在轴向上设置在所述凸缘(18)和所述壳体(2)之间。

4.根据权利要求2或3所述的调节传动机构(1)，其特征在于，所述扭转角度限制机构在轴向或径向上设置在所述凸缘(18)和所述壳体(2)之间。

5.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动机构(1)，其特征在于，设有构成为齿圈(4)的从动元件，所述从动元件设计用于与所述从动轴连接。

6.根据权利要求5所述的调节传动机构(1)，其特征在于，所述扭转角度限制机构(8)直接构成在所述齿圈(4)和所述壳体(2)之间。

7.根据权利要求5所述的调节传动机构(1)，其特征在于，所述扭转角度限制机构(8)构成在所述齿圈(4)和起动盘(9)之间，所述起动盘与所述壳体(2)连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的调节传动机构(1)，其特征在于，所述壳体(2)构成为驱动元件，并且设置有外侧的齿部(3)。

9.根据权利要求7或8所述的调节传动机构(1)，其特征在于，设有补偿式联轴器(10)，所述补偿式联轴器在轴向上设置在所述扭转角度限制机构(8)和所述挠性的传动元件(16)的外齿部(17)之间。

10.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动机构(1)，其特征在于，在所述从动轴和所述壳体之间不设有扭转角度限制机构。