CN109906310A - 用于车辆的调节传动装置、具有调节传动装置的车辆以及用于装配调节传动装置的方法 - Google Patents

用于车辆的调节传动装置、具有调节传动装置的车辆以及用于装配调节传动装置的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于车辆的调节传动装置(1)，所述调节传动装置具有谐波传动装置(2)、从动轮(4)和止挡盘(5)，其中止挡盘(5)设置在从动轮(4)和轴(3)之间，借助紧固机构(8)将轴(3)与止挡盘(5)和从动轮(4)连接，其中紧固机构(8)将轴(3)、止挡盘(5)和从动轮(4)在轴向方向上压在一起，使得形成夹紧连接件，其中从动轮(4)和/或轴(3)和/或止挡盘(5)具有变形部段(7)，其中变形部段(7)具有接触面(7a)和变形面(7b)，其中在第一装配状态下，变形部段(7)以接触面(7a)接触夹紧连接件元件并且同时变形面(7b)形成关于夹紧连接件元件的空的变形区域(7c)，并且在第二装配状态下，接触面(7a)和变形面(7b)平面地贴靠在夹紧连接件元件上。

Description

用于车辆的调节传动装置、具有调节传动装置的车辆以及用 于装配调节传动装置的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于车辆的调节传动装置。此外，本发明还涉及一种具有权利要求10的特征的用于装配调节传动装置的方法。
背景技术
例如在机动车中使用凸轮轴来控制内燃机中的气门。在简单的实施方式中，内燃机的曲轴和凸轮轴处于固定的相位关系中。但是，也存在如下内燃机，在所述内燃机中，在曲轴和凸轮轴之间的相位是可设定的，以便例如在不同的转速情况下设定气门的不同开启和关闭时间点。
作为用于可调节的凸轮轴的执行器，常常使用谐波传动机构。谐波传动机构为齿轮传动机构或变速器，其由三个子组件构成。波发生器装置常常形成围绕谐波传动机构的输入端或输出端并且具有卵形或椭圆形成型的且沿径向方向环绕的外表面。该波发生器装置接合到大多称为柔轮的、作为第二子组件的部件中，所述部件弹性地构成，使得该部件能够通过波发生器装置沿径向方向变形。在柔轮的径向外侧上设置有外齿部。谐波传动机构具有齿圈作为第三子组件，所述齿圈载有内齿部。柔轮的外齿部通常在两个相对置的位置上接合到齿圈的内齿部中。通过波发生器装置的旋转运动，输入端位置在外齿部和内齿部之间沿环绕方向运动。由于在外齿部和内齿部之间的齿数不同，产生在波发生器或齿圈和柔轮之间的相对运动。
可能形成最接近的现有技术的文献DE 10 2014 213 597 A1公开了一种用于调节车辆的凸轮轴的设备。该设备具有带有齿圈的谐波传动机构，其中齿圈与凸轮轴抗扭地连接。抗扭的连接经由同轴引导的螺栓进行，其中螺栓头部贴靠在齿圈的侧壁上并且螺栓的螺纹旋入凸轮轴中，使得实现夹紧连接件，所述夹紧连接件将齿圈与凸轮轴连接。
发明内容
本发明的目的是，改进调节传动装置的运行性能。
该目的通过一种具有权利要求1的特征的调节传动装置、一种包括具有权利要求9的特征的该调节传动装置的车辆以及一种具有权利要求10的特征的用于装配调节传动装置的方法来实现。本发明的优选或有利的实施形式从从属权利要求、随后的说明以及附图中获得。
本发明的主题是一种调节传动装置，所述调节传动装置尤其适合和/或构成用于车辆。调节传动装置具有轴和谐波传动装置。轴尤其是凸轮轴，优选进气凸轮轴和/或排气凸轮轴。替选地，轴是曲轴。原则上，谐波传动装置能够构成为液压谐波传动装置。然而尤其优选地，谐波传动装置构成为电的谐波传动装置。
谐波传动装置具有从动轮，其中从动轮，尤其以其旋转轴线和/或对称轴线，限定主转动轴线。可选补充地，从动轮具有集成的止挡部段。从动轮和集成的止挡部段优选一件式地构成。替选地或可选补充地，谐波传动装置具有单独的止挡盘。止挡盘尤其设置在从动轮和轴之间。优选地，从动轮和可选地止挡盘具有调节轴的相位的功能，使得控制气门的开启或关闭时间。
尤其，谐波传动装置具有波发生器和正齿轮装置。波发生器优选形成驱动装置并且具有卵形的尤其椭圆形的基本体。基本体可围绕谐波传动机构的主转动轴线转动。此外，波发生器能包括轴承装置。正齿轮装置——常常也称为柔轮——具有外齿部。此外，正齿轮装置具有径向内侧，尤其内环周，所述内环周至少局部地贴靠在轴承装置的外环周上。正齿轮装置可变形地构成为，使得该正齿轮装置通过波发生器能够尤其常规地变形成尤其卵形和/或椭圆形。
尤其，从动轮构成为从动齿圈。正齿轮装置与从动轮接合并且沿环绕方向驱动从动轮，使得将转动运动传递到从动轮上。尤其优选地，从动轮载有内齿部，其中内齿部仅仅和/或只是局部地与外齿部接合。优选地，内齿部和外齿部在刚好两个接合区域中彼此接合并且在处于其之间的中间区域中彼此分开和/或在该处脱离接合。
此外，谐波传动装置具有外转子，尤其链轮，其中从动轮和必要时止挡盘可相对于外转子转动。止挡部段或可选地止挡盘用于限制转动角，使得从动轮和必要时止挡盘和/或外转子的转动被限制到确定的转动角。
调节传动装置具有紧固机构，其中轴通过紧固机构可选地与止挡盘和从动轮连接。原则上，紧固机构构成为旋拧机构和/或张紧机构。紧固机构例如为圆柱头螺栓或六角螺栓。但是尤其优选地，紧固机构为中心螺栓。
紧固机构将轴，必要时还有止挡盘和从动轮沿轴向方向压在一起，使得形成夹紧连接件。以该方式可行的是，将从动轮的和必要时止挡盘的旋转运动和/或枢转运动传递到轴上。夹紧连接件尤其构成为，使得从动轮和必要时止挡盘与轴力配合地连接。
尤其，紧固机构与轴同轴地定向，其中驱动轮，必要时止挡盘和轴设置在紧固机构的头部和紧固机构的端部区域之间并且通过紧固机构压在一起，使得变形部段，尤其变形面变形，并且到达第二装配状态。头部优选在相对于紧固机构的纵向延伸的径向方向上比端部区域更宽地构成，例如头部实现为六角头或圆柱头。紧固机构的端部区域优选设有螺纹，使得该紧固机构能够旋入轴中或与轴固定连接的部件中，或该紧固机构旋入轴中或与轴固定连接的部件中。
夹紧连接件尤其至少包括轴和从动轮作为夹紧连接件元件。可选补充地，夹紧连接件包括止挡盘和/或调节传动装置的另一结构件作为夹紧连接件元件。
在本发明的范围内提出，夹紧连接件元件具有变形部段，其中变形部段具有接触面和变形面。变形部段用于限定摩擦半径和/或压力中心，其中摩擦半径和/或压力中心尤其通过接触面限定。从动轮和/或轴和/或止挡盘尤其具有变形部段。
在第一装配状态下，变形部段以接触面接触夹紧连接件元件中的另一夹紧连接件元件并且同时变形面形成关于夹紧连接件元件的空的变形区域，其中所述接触面相对于所述变形区域设置在径向外部。变形面径向地朝主转动轴线的方向直接连接于接触面。优选地，变形部段通过变形面和接触面形成。空的变形区域尤其是空隙，所述空隙在轴向方向上通过变形面和夹紧连接件元件限界并且在径向方向上通过接触面限界。
特别地，接触面是圆环面。尤其，圆环面的圆环宽度小于2mm，优选小于1mm，特别是小于0.1mm。在第一装配状态下，接触面尤其形状配合地和/或力配合地关于主转动轴线沿轴向方向贴靠在夹紧连接件元件上，优选贴靠面上。优选地，接触面沿环绕方向完全地贴靠在贴靠面上。
尤其，至少两个夹紧连接件元件彼此连接，使得形成夹紧连接件。原则上，两个夹紧连接件元件能够具有变形部段。但是尤其优选地，两个夹紧连接件元件中的仅一个具有变形部段。尤其，夹紧连接件元件中的一个具有至少一个贴靠面。优选地，贴靠面在相对于主转动轴线的径向平面中延伸。在第一装配状态下，接触面优先贴靠在贴靠面上。
在第二装配状态下，接触面和变形面平面地贴靠在另一夹紧连接件元件上。尤其，变形部段，优选接触面和变形面，沿轴向方向和/或环绕方向形状配合地和/或力配合地贴靠在夹紧连接件元件，优选贴靠面上。原则上，在第二装配状态下变形区域小于在第一装配状态下的变形区域。然而尤其优选地，不再存在变形区域，使得空隙闭合。
替选地或可选补充地，变形部段，尤其变形面和/或接触面，在第二装配状态下关于主转动轴线沿径向方向完全地或部分地贴靠在贴靠面上。尤其，变形部段关于主转动轴线沿径向方向在贴靠面的大于50％，优选大于80％，特别是大于90％的径向延伸部上延伸。尤其优选地，变形面在第二装配状态下在相对于主转动轴线的径向平面中延伸。
本发明的优点在于，通过变形部段的根据本发明的设计方案，在紧固机构拧紧时，摩擦半径几乎保持恒定。此外，根据变形部段的设计方案或根据接触面的设置方式能够设定最大摩擦半径。另一优点在于，通过根据本发明的变形部段产生较高的摩擦力矩。因此减少谐波传动装置的各个部件的滑转并且提高运行安全性。此外，通过简单的设计方案，低成本制造变形部段是可行的。
在本发明的一个优选的改进形式中，在沿着主转动轴线的纵剖面中观察，空的变形区域关于主转动轴线径向地朝接触面的方向逐渐变窄地伸展。尤其，接触面在径向方向上向外封闭变形区域。优选地，变形区域沿环绕方向保持不变地具有相同或类似的纵剖面。尤其，空的变形区域沿径向方向弯曲地或直线地逐渐变窄地伸展。
在本发明的一个优选的实现方案中，在第一装配状态下，变形部段，尤其变形面，是凹形的或锥形的。通过变形部段的凹形的或锥形的构造，在装配谐波传动装置时紧固机构拧紧的情况下，首先接触面并且紧接着变形面贴靠在夹紧连接件元件上。尤其，变形面和/或接触面凹形地或锥形地构成。优选地，变形面和/或接触面是旋转面，所述旋转面通过围绕主转动轴线旋转的曲面和/或斜面形成。例如，变形面是向内定向的锥环面。尤其优选地，变形部段通过车削，特别是硬车削，和/或通过成型形成。
尤其，变形部段，优选变形面和/或接触面，在第二装配状态下被弄直。替选地或可选补充地，变形部段在第二装配状态下形成相对于贴靠面的轮廓配对部，使得变形部段完全地贴靠在夹紧连接件元件上。
在一个优选的实施方案中，谐波传动装置构成为VCT系统或VCR系统和/或构成为电的谐波传动装置。尤其，VCT系统用于控制车辆的内燃机的进气门和/或排气门。优选地，VCT系统用于相对于车辆的曲轴的相位调节凸轮轴的相位。尤其，VCR系统用于改变的往复活塞式机械的压缩比。尤其，电的谐波传动装置构成用于调节凸轮轴和/或曲轴。尤其优选地，谐波传动装置是电的凸轮轴调节器或电的压缩调节器。
尤其，在第一装配步骤中，接触面与夹紧连接件元件贴靠，使得变形面形成关于夹紧连接件元件的空的变形区域并且形成第一装配状态。优选地，在第二装配步骤中，紧固机构轴向地朝轴的方向旋入，其中变形部段变形，使得变形面平面地贴靠在夹紧连接件元件上并且形成第二装配状态。
在一个具体的实施方案中，从动轮具有内齿部段和用于容纳轴或必要时用于容纳止挡盘的容纳部段。内齿部段尤其具有内齿部，其中从动轮构成为从动齿圈。容纳部段优选为旋转对称的凸肩，其中容纳部段尤其优选具有圆柱形状，例如空心圆柱。尤其优选地，容纳部段径向地朝主轴线方向对变形区域限界。此外，容纳部段构成用于容纳紧固机构。尤其，紧固机构同轴地引导穿过容纳部段。例如，容纳部段的圆柱形壳面构成用于容纳轴或替选地用于容纳止挡盘。可选补充地，容纳部段的轴向孔构成用于容纳紧固部段。内齿部段和/或容纳部段沿轴向方向平行于主转动轴线伸展。
两个部段关于主转动轴线径向地彼此错开，其中变形部段设置在内齿部段和容纳部段之间。尤其，在纵剖面中观察，从动轮具有Z形状。优选地，两个水平支腿通过内齿部段和容纳部段形成，而将两个水平支腿连接的、竖直地或倾斜地伸展的支腿通过变形部段形成。尤其优选地，这些部段直接彼此连接，使得形成从动轮。例如，从动轮，例如由铸件，以锻造、粉末冶金方式一件式地制成。尤其优选地，关于从动轮的夹紧连接件元件是轴或替选地是止挡盘。
在本发明的一个替选的或可选补充的设计方案中，变形部段设置在轴的至少一个轴端面上。尤其，变形部段关于主转动轴线沿径向方向完全地在整个轴端面上伸展。替选地，变形部段沿径向方向部分地在整个轴端面上延伸。尤其优选地，关于轴的夹紧连接件元件是从动轮或替选地是止挡盘。
在一个优选的具体实现方案中，谐波传动装置具有止挡盘，其中止挡盘设置在从动轮和轴之间。尤其，止挡盘构成为用于从动轮和/或轴的夹紧连接件元件。
在本发明的另一具体的实施方案中，止挡盘具有第一和第二止挡盘端面，其中在第一和/或第二止挡盘端面上设置有另一变形部段。尤其，另一变形部段关于主转动轴线沿径向方向完全地在整个第一和/或第二止挡盘端面上伸展。替选地，所述另一变形部段沿径向方向部分地在第一和/或第二止挡盘端面上延伸。尤其优选地，关于止挡盘的夹紧连接件元件是轴和/或从动轮。
在一个具体的实现方案中，空的变形区域关于主转动轴线在轴向方向上不大于0.1mm。尤其，在装配调节传动装置期间，变形面以0.1mm可控地被弹性弄直。
本发明的另一主题形成一种用于装配如先前描述的或根据前述权利要求之一的调节传动装置的方法。
附图说明
本发明的其他特征、优点和作用可从本发明的优选实施例的下述说明中获得。在此示出：
图1示出作为本发明的一个实施例的在第一装配状态下的调节传动装置的示意的纵剖视图；
图2示出在第二装配状态下的调速传动装置的与图1中相同的视图；
图3示出谐波传动装置的局部的示意的纵剖视图。
彼此相应的或相同的部分在图中分别设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出沿着主转动轴线H穿过在第一装配状态下的调节传动装置1的纵剖面。调节传动装置1具有谐波传动装置2以及仅示意性表示的轴3。谐波传动装置2构成和/或适合用于调节所述轴3。例如，谐波传动装置2是用于调节所述轴3的相位角的电的谐波调节器。谐波传动装置2抗扭地与轴3连接，使得谐波传动装置2的转动运动被传递到轴3上。例如，谐波传动装置2传动地以串联的方式设置在曲轴和轴3之间。
谐波传动装置2具有从动轮4和止挡盘5。止挡盘5与从动轮4同轴地和/或同心地设置。从动轮4和止挡盘5形成从动装置，其中轴3抗扭地与止挡盘5耦联。例如，止挡盘5和轴3也能够一件式地构成或轴3具有集成的止挡部段。轴3与止挡盘5和/或与从动轮4同轴地设置。
例如，从动轮4构成为从动齿圈。从动轮4具有内齿部段6、变形部段7和容纳部段6b。例如，柔性环与内齿部段6啮合，使得齿圈置于围绕主转动轴线H旋转。容纳部段6b形成用于止挡盘5的容纳部。例如，容纳部段6b是旋转对称的凸肩，其中容纳部段6b和止挡盘5形成关于主转动轴线H沿径向方向的形状接合。例如，从动轮4，例如由铸件，以锻造、粉末冶金等方式一件式地制成，其中变形部段7例如通过硬车削形成。
内齿部段6和容纳部段6b平行于主转动轴线H沿轴向方向延伸。内齿部段6和容纳部段6b沿径向方向彼此错开，其中变形部段7在内齿部段6和容纳部段6b之间延伸并且将其直接彼此连接。在所示出的剖面图中，从动轮4具有Z形状，其中两个水平支腿通过内齿部段6和容纳部段6b形成，而倾斜伸展的连接的支腿通过变形部段7形成。
变形部段7具有接触面7a和变形面7b。接触面7a或变形面7b具有凹形状。止挡盘5具有第一和第二止挡盘端面5a、b。接触面7a沿轴向方向贴靠在第一止挡盘端面5a上。轴3关于主轴线H沿轴向方向贴靠在第二止挡盘端面5b上。例如，接触面7a是圆环面，其中接触面7a沿环绕方向接触第一止挡盘端面5a。变形面7b从接触面7a朝主转动轴线H的方向延伸并且限定空的变形区域7c。接触面7a相对于空的变形区域7c设置在径向外部。
变形区域7c例如是关于主转动轴线沿环绕方向的空隙，所述空隙在轴向方向上通过变形面7b和第一止挡盘端面5a限界，并且在径向方向上通过接触面7a和容纳部段6b限界。变形区域7c关于主转动轴线H径向地朝接触面7a逐渐变窄地伸展。
在轴3和谐波传动装置2之间的连接经由紧固机构8进行，其中紧固机构8尤其具有头部和端部区域。端部区域设置有螺纹，使得紧固机构8能够同轴地旋入轴3中。尤其，紧固机构8构成为中心螺栓，例如六角螺栓。
图2以与图1相同的图示示出在第二装配状态下的调节传动装置1。为此，紧固机构8关于主转动轴线H沿轴向方向旋入轴3中。在此，变形面7b被弄直，使得空的变形区域7c进一步变小直至变形面7b平面地贴靠在第一止挡盘端面5a上。通过变形面7b的凹形状确保，在紧固机构8拧紧时，摩擦半径，尤其具有高的表面压力的区域，在第二装配状态下保持在径向更外部，尤其在接触面7a的区域中。
在第二装配状态下，从动轮4、止挡盘5和轴3形成夹紧连接件，其中夹紧连接件构成为，使得从动轮4、止挡盘5和轴3力配合地彼此连接。例如，变形部段7，尤其接触面7a和变形面7b连同第一止挡盘端面5a关于主转动轴线H在轴向方向上形成形状接合。
图3示出调节设备1的局部的示意的总剖视图。调节设备1用于相对于内燃机的曲轴的相位调节内燃机的轴的相位。
调节设备1具有驱动装置9以及从动装置10，所述驱动装置9构成为齿轮体部11，所述从动装置构成为与从动轮4抗扭地耦联的轴。驱动装置9与曲轴传动连接，从动装置10与轴3传动连接或通过轴3形成。例如，轴3能够与从动装置10同轴地设置。
调节设备1具有谐波传动机构12，以便产生在驱动装置9和从动装置10之间的相对扭转，以改变在曲轴和轴之间的相位。谐波传动机构12通过波发生器13、从动轮4和正齿轮装置14形成。波发生器13也称为谐波减速器(Harmonicdrive)。
波发生器13在轴向俯视图中具有椭圆形状并且能够通过未示出的驱动装置置于旋转。正齿轮装置14具有外齿部段15并且在该区域中构成为弹性的和/或柔性的套筒。波发生器13在径向内侧接触正齿轮装置14。
内齿部段6在两个接合区域中与外齿部段15接合。外齿部段15的和内齿部段6的齿数不同地构成，使得接合区域沿围绕调节设备2的主轴线H的环绕方向的发展变化引起在从动轮4和正齿轮装置14之间的相对转动。
附图标记列表
1 调节传动装置
2 谐波传动装置
3 轴
4 驱动轮
5 止挡盘
5a 第一止挡盘端面
5b 第二止挡盘端面
6a 内齿部段
6b 容纳部段
7 变形部段
7a 接触面
7b 变形面
7c 变形区域
8 紧固机构
9 驱动装置
10 从动装置
11 齿轮体部
12 谐波传动机构
13 波发生器
14 正齿轮装置
15 外齿部段

Claims (10)

1.一种用于车辆的调节传动装置(1)，具有：
轴(3)，
用于调节所述轴(3)的谐波传动装置(2)，其中所述谐波传动装置(2)具有从动轮(4)，其中所述从动轮(4)限定主转动轴线(H)，
紧固机构(8)，其中所述轴(3)通过所述紧固机构(8)与所述从动轮(4)连接，其中所述紧固机构(8)将所述轴(3)和所述从动轮(4)沿轴向方向压在一起，使得形成夹紧连接件，其中所述夹紧连接件至少包括所述轴(3)和所述从动轮(4)作为夹紧连接件元件，
其特征在于，
至少一个夹紧连接件元件(3)具有变形部段(7)，其中所述变形部段(7)具有接触面(7a)和变形面(7b)，其中在第一装配状态下，所述变形部段(7)以所述接触面(7a)接触夹紧连接件元件中的另一夹紧连接件元件，并且同时所述变形面(7b)形成关于所述夹紧连接件元件的空的变形区域(7c)，其中所述接触面(7a)相对于所述变形区域(7c)设置在径向外部，并且其中在第二装配状态下，所述接触面(7a)和所述变形面(7b)平面地贴靠在所述另一夹紧连接件元件上。
2.根据权利要求1所述的调节传动装置(1)，其特征在于，在所述第一装配状态下，在沿着所述主转动轴线(H)的纵剖面中观察，所述空的变形区域(7c)关于所述主转动轴线(H)径向地朝所述接触面(7a)的方向逐渐变窄地伸展。
3.根据权利要求1或2所述的调节传动装置(1)，其特征在于，在所述第一装配状态下，所述变形部段(7)凹形地或锥形地构成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动装置(1)，其特征在于，所述谐波传动装置(2)构成为VCT系统或VCR系统和/或构成为电的谐波传动装置。
5.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动装置(1)，其特征在于，所述从动轮(4)具有容纳部段(6b)和内齿部段(6a)，其中这两个部段(6a，b)轴向彼此错开，其中所述变形部段(7)在所述内齿部段(6a)和所述容纳部段(6b)之间延伸。
6.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动装置(1)，其特征在于，所述轴(3)具有至少一个轴端面，其中所述变形部段(7)设置在所述轴端面上。
7.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动装置(1)，其特征在于，所述谐波传动装置(2)具有止挡盘(5)，其中所述止挡盘(5)作为所述夹紧连接件的夹紧连接件元件设置在所述从动轮(4)和所述轴(3)之间。
8.根据权利要求7所述的调节传动装置(1)，其特征在于，所述止挡盘(5)具有第一和第二止挡盘端面(5a，b)，其中在所述第一和/或第二止挡盘端面(5a，b)上设置有另一变形部段。
9.根据上述权利要求中任一项所述的调节传动装置(1)，其特征在于，所述空的变形区域(7c)关于所述主转动轴线(H)在轴向方向上不大于0.1mm。
10.一种用于装配根据上述权利要求中任一项所述的调节传动装置(1)的方法，其中
-使所述接触面(7a)与所述夹紧连接件元件贴靠，使得所述变形面(7b)形成关于所述夹紧连接件元件的空的变形区域(7c)，并且形成所述第一装配状态，
-将所述紧固机构(8)轴向地朝所述轴(3)的方向旋入，其中所述变形部段(7)变形，使得所述变形面(7b)平面地贴靠在所述夹紧连接件元件上，并且形成所述第二装配状态。
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