CN1629454A - 带有相对于曲轴调整凸轮轴旋转角度的液压装置的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带有相对于曲轴调整凸轮轴(2)旋转角度的液压装置(1)的内燃机，包括：带有其中设置叶片(10)且与凸轮轴(2)抗扭连接的转子(6)，端侧具有端壁(5)且与由曲轴传动的传动齿轮(3)抗扭连接的管状定子(4)，其中，叶片(10)的两侧具有压力室，每一压力室都通过定子(4)的连接壁和在切线方向上分布的壁限制，并可通过液压系统加注和卸空液压液体。另一方面在将泄漏降低到最低限度的同时，该装置的质量减少由此得以实现，即定子(4)与端壁(5)作为罐(19)整体构成，其中，罐包括可能设置在其中的密封盘(14)并作为无切削加工的板材件制造。

Description

带有相对于曲轴调整凸轮轴旋转角度的液压装置的内燃机
技术领域
本发明涉及带有相对于曲轴调整凸轮轴旋转角度的液压装置的内燃机，包括：带有上面设置叶片且与凸轮轴抗扭连接的转子，端侧具有端壁且与由曲轴传动的传动齿轮抗扭连接的定子，其中，叶片的两侧具有压力室，其分别通过定子的连接壁和在切线方向上彼此同心分布的内壁以及外壁限制，并可通过液压系统施压而加注或者卸空液压液体。
背景技术
DE 101 34 320 A1公开了一种带有用于调整凸轮轴旋转角度的分类构成的液压装置的内燃机，该装置可相对于曲轴改变凸轮轴的相位。这种装置由转子和定子组成，其中作为叶轮构成的前者包括凸轮轴，利用中心螺栓固定在上面并与其同步旋转。定子一侧通过可以是包围定子的外壳一部分的端壁和另一侧通过传动齿轮压力油密封封闭。定子包括转子并与由曲轴传动的传动齿轮同步旋转。定子内基本上径向分布的连接壁只允许转子有限的旋转角度并与该转子构成多个可施压加注或者卸空液压液体的压力室。
然而，这种公知装置中的缺点是，该装置的零件主要由钢或者铁通过烧结或者切削制造。由此造成
1  用于旋转角度调整的该装置很高的质量，
2  在烧结件加工时切削费用很高的加工成本，
3  多孔的烧结件不希望的油外泄漏。
因为在粉末冶金中，较薄的壁厚特别是在密度分布以及强度和刚性方面与壁厚变化的相互关系上存在问题，而且带有不同填料高度的
复杂造型常常只有利用昂贵的滑阀在工具上才能实现，所以迄今为止用于调整旋转角度的装置大多由相当沉重和实心的部件制成。切削加工制造的装置也存在类似的问题；与负荷配合的复杂造型与很高的切削加工费用相联系。
通过部件由铝或者铝合金或者其他轻金属制造来减少调整旋转角度装置质量的方案可以参阅例如DE 101 48 687 A1或者DE 101 34320。这种方案的缺点是，由于热膨胀系数不同，泄漏间隙通过受热会增大并因此形成很高的泄漏。此外，在尺寸相同的情况下，铝在负荷下变形高于钢或铁。特别是如果零件通过外壳螺丝相互夹紧的话，相当大的间隙必然引起变形。外壳螺丝增加了制造费用，从而成本上升并由此造成该装置没有最佳的力线。
发明内容
本发明的目的因此在于，对相对于内燃机曲轴调整凸轮轴旋转角度的装置这样进行设计，一方面减少该装置的质量，与此同时另一方面将泄漏降到最低限度。
该目的在具有权利要求1前序部分所述特征的用于内燃机的一种装置中由此得以实现，即定子与端壁作为罐整体构成，其中，定子包括可能设置在其中的密封盘作为无切削加工的板材件制造。传动侧作为构成压力室单元的实心烧结部件因此由薄壁的板材件和板材成型件取代。不言而喻，取代板材也可以使用带材，其中，下面板作为板材或者带材的主要概念使用。因为由此必然减少烧结件的加工，所以减少了切削加工的费用，并通过取消多孔的烧结件减少了外部的油泄漏。不言而喻，无切削加工制造定子和外壳并不意味着这些部件不进行切削的精加工，如果证明需要的话还要进行。
进一步减少油泄漏直接来自于定子和端壁依据本发明的整体性。存在于这些部件之间的接合部位少于公知的装置，因此也无需进行密封。通过这种整体性也降低了部件费用或加工费用，因为端壁无需额外与定子连接。最后，与力量合理的轴向螺旋连接相比减少了压缩应力变形。
为使该装置尽管其更小的质量但仍具有较高的刚性和负荷能力，薄壁的板材件和板材成型件可以局部沿负荷方向通过修整或者相应的成型理想地与负荷相配合，而不需要整体加大壁厚并因此也无需增加质量。与例如DE 101 34 320 A1提出的通过使用轻金属减少质量相比的优点是，所有部件的热膨胀系数保持相同，因此不会由于热效应而出现泄漏。
定子由通过端壁构成的底部，在切线方向上分布的内壁和外壁以及连接壁组成，连接壁分别连接在切线方向上分布的相邻内壁和外壁的两端，基本上径向分布并相对于一个设想的外壁限制切口。与由薄壁板材制造和不与端壁整体构成的定子相比明显提高了稳定性，因为罐的端壁大大抑制了由径向力造成的振动或阻止了其产生。由此可以取消环绕罐的外壳并因此再次减少了装置的质量。
无环绕罐的外壳而将其连接在传动齿轮上可以由此实现，即远离端壁侧面上的切口通过法兰盘限制。这些法兰盘与传动齿轮连接。例如，在法兰盘上构成贯通开口，罐通过这些开口可与传动齿轮旋接。法兰盘这种构成方式的优点是，罐结构非常紧凑，而且罐通过法兰盘的表面额外增加了稳定性，因为它们可以彼此相对支承各压力室。但总的来说，部件定子和传动齿轮连接通过变形技术的连接工艺或通过一般力量、造型、摩擦材料合理的工艺例如滚花、卷边、焊接、冲压、铆接、粘接或者弯曲的止动钩得到保证。
罐采用深冲法由圆片坯加工而成。在切线方向上分布的内壁和外壁以及连接壁可以通过径向深冲成型。在这种情况下，一般罐的定子壁与罐的端壁没有形成精确的直角。但为了完全密封压力室需要这种直角。因此，为避免泄漏损失具有优点的是，密封盘直接设置在端壁的前面，从而在装入带有叶片的转子后形成直角的压力室。
密封盘最好由薄壁钢板成型并在尺寸和形状上这样与罐配合，使密封盘在端壁前面压力油密封封闭压力室。如果密封盘与端壁固定连接的话，密封盘还满足了额外提高罐稳定性的其他目的。取代密封盘与端壁的连接，同样可以在端壁前压铸出处于凸轮轴侧的空间，以便取得尽可能平面的和相对于连接壁并在切线方向上分布的外壁压力室的直角密封。作为压铸材料例如可以使用塑料或者可液态加工，在工作状态下为固态的其他材料。
处于连接壁之间的切口可以通过塑料或者金属材料填充，可以额外强化和加固罐。
如果防止转子的叶片在其各自的终端位置上与定子的连接壁接触并对其施加压力，可以进一步降低定子连接壁的壁厚。为此有必要限制调整角度。例如可以通过将与转子连接的部件与相应滑槽相配合来实现这种限制。
因此，依据本发明构成的装置与现有技术的装置相比更轻，所需的切削加工费用更少并因此降低了加工成本，所需的零件更少并由此降低了安装成本，还可以取消为密封现在不再需要的烧结材料而进行的人造树脂浸渍或者水蒸汽处理。该装置降低了接合部位的数量以及所需密封件的数量并由此将泄漏损失降到最低限度。
附图说明
下面借助附图的实施例对本发明作详细说明。其中：
图1示出旋转角度调整装置的纵剖面图，其中，定子与端壁整体构成；
图2示出图1该装置两个横截面的组合；
图3示出第二装置的纵剖面；
图4示出第三装置的透视图。
具体实施方式
图1示出液压调整装置1的主要部件，用于相对于未示出的曲轴调整凸轮轴2的旋转角度，该装置作为液压伺服传动装置用于改变内燃机换气阀的打开和关闭时间。该装置1由通过例如未详细示出的链条与曲轴连接的传动齿轮3传动。装置1基本上由定子4和转子6组成，前者与传动齿轮3固定连接，与端壁5作为罐19整体构成并通过该端壁以及传动齿轮3压力油密封封闭，后者通过中心螺栓18与凸轮轴2抗扭连接，其中，转子6作为叶轮构成。特别是通过定子4和端壁5作为罐的整体性，在定子4和端壁5之间不存在接合部位。在图1中，定子4与传动齿轮3通过焊缝13连接。
图2示出装置1的定子4，通过连接壁7，7，7并通过在切线方向上分布的外壁8，8，8和内壁9，9，9与转子6及其叶片10构成第一压力室11，11，11和第二压力室12，12，12，加注液压液体的这些压力室在转子6和定子4之间产生角度调整。压力室11，11，11，12，12，12在凸轮轴侧通过传动齿轮3封闭，在远离凸轮轴的侧面上通过罐19的端壁5封闭。第一压力室11，11，11和第二压力室12，12，12在有选择或者同时利用液压液体施加压力的情况下，在最大摆动角的范围内使转子6相对于传动齿轮3摆动运动或者定位，并因此使凸轮轴相对于内燃机的曲轴相对扭转。
此外，图1还示出与转子6连接的部件16(图1)用于限制调整角度，可以看到该部件与相应的滑槽17(图1)配合。利用该部件对转子6的调整范围进行限制，从而降低了定子4或罐19的负荷。在此方面，滑槽17作为环形的限制槽构成。
图3示出作为罐19构成的定子4的第二方案。出于密封压力室11，11，11，12，12，12的目的，在凸轮轴侧罐19内的端壁5上设置一个与罐19的内部形状相配合的密封盘14。只要从定子4向罐19的端壁5过渡没有形成精确的直角，该密封盘就会减少泄漏损失。
最后从图4可以看出，罐19在凸轮轴侧具有法兰盘20，它从它那方面具有用于接受固定件(未示出)的开口21。法兰盘20彼此相对支承压力室并加固罐19。固定件将罐与传动齿轮3力量合理地连接。
总而言之，由于无切削加工制造的定子4和端壁5整体化构成罐19，减少了所使用部件的数量并因此降低了安装费用。同时减少了泄漏损失，因为减少了接合部位，与烧结的装置相比，通过取消多孔的烧结件可以取消复杂的水蒸汽处理或者人造树脂浸渍。

Claims (12)

1.带有相对于曲轴调整凸轮轴(2)旋转角度的液压装置(1)的内燃机，包括：带有上面设置叶片(10)且与凸轮轴(2)抗扭连接的转子(6)，至少一个端侧具有端壁(5)且与由曲轴传动的传动齿轮(3)抗扭连接的定子(4)，其中，叶片(10)的两侧具有压力室(11，11，11，12，12，12)，每一压力室都通过定子(4)的连接壁(7，7，7)和在切线方向上彼此同心分布的内壁(9，9，9)以及外壁(8，8，8)限制，并可通过液压系统而施压加注或者卸空液压液体，其特征在于，定子(4)和端壁(5)作为罐(19)整体构成，而且罐(19)作为无切削加工的板材件制造。
2.按权利要求1所述的装置，其中，从端壁(5)出发，定子(4)的每一个扇形段通过无切削加工成型步骤在轴向上这样偏移，一方面其与端壁(5)的一个扇形段的在切线方向上共同分布的外壁(8，8，8)以及与其共同构成的连接壁(7，7，7)构成压力室(11，11，11，12，12，12)，另一方面端壁(5)的在切线方向上分布的内壁(9，9，9)、连接壁(7，7，7)和轴向偏移的扇形段构成扇形切口(15，15，15)。
3.按权利要求2所述的装置，其中，切口(15，15，15)进行加固或者支承。
4.按权利要求1所述的装置，其中，压力室(11，11，11，12，12，12)端侧通过涂覆在端壁(5)上的材料直角封闭。
5.按权利要求4所述的装置，其中，该材料作为配合定子形状的密封盘(14)构成。
6.按权利要求5所述的装置，其中，密封盘(14)与罐(19)固定连接。
7.按权利要求4所述的装置，其中，压力室(11，11，11，12，12，12)端侧通过喷涂在端壁(5)上的塑料封闭。
8.按权利要求1所述的装置，其中，转子(6)内设置用于限制调整角度且与相应滑槽(17)配合的部件(16)。
9.按权利要求1所述的装置，其中，罐(19)由板材毛坯件通过深冲制造。
10.按权利要求1所述的装置，其中，切口(15，15，15)在远离端壁(5)的侧面上通过法兰盘(20)封闭，其中，法兰盘(20)为定子(4)的一部分。
11.按权利要求10所述的装置，其中，法兰盘(20)具有用于接受固定件的开口(21)。
12.按权利要求1所述的装置，其中，部件罐(19)和传动齿轮(3)通过例如滚花、卷边、焊接、冲压、铆接、粘接等变形技术的连接工艺或者弯曲的止动钩彼此固定。
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