CN1671950A - 用于改变内燃机的控制时间的装置 - Google Patents

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Abstract

用于改变内燃机的控制时间的装置，具有用于改变主动轮(2)和凸轮轴(凸轮轴1的端部段)之间的旋转角度且作为摆动式传动机构构成的调整装置，其中，主动轮(2)具有第一端面啮合(9)，圆盘(10)具有第二端面啮合(11)，它们局部接合，其中，端面啮合的齿数彼此相差至少一个齿。为降低该装置的结构尺寸和避免啮合间隙，圆盘(10)一方面抗扭地与凸轮轴(1)连接，另一方面作为凸轮轴(1)轴向上的柔性部件构成，其中，圆盘(10)通过定位装置(压盘17)在轴向上变形。

Description

用于改变内燃机的控制时间的装置
技术领域
本发明涉及用于改变内燃机的控制时间的装置，其具有用于改变主动轮和凸轮轴之间的旋转角度且作为轴向偏心传动机构构成的调整装置，带有具有第一端面啮合且与主动轮抗扭连接的调整元件并带有在其径向外部区域内具有第二端面啮合的圆盘，其第二端面啮合通过定位装置处于调整运动状态，其中，端面啮合局部接合，其中，端面啮合彼此相差至少一个齿。
背景技术
公知用于改变控制时间的装置，其中，凸轮轴相对于主动轮液压进行调整，也就是说，通过一个在凸轮轴的轴向上移动的活塞和一个与该活塞有效连接的斜齿啮合进行旋转调整，或者液压调整系统具有摆动叶片-或者叶片传动装置，它可以无需使用斜齿啮合直接将液压压力转换成旋转运动。此外公知的还有具有行星齿轮装置的电动机调整系统，其中，轴之一与电动机的转子连接。
依据权利要求1前序部分所述的改变内燃机控制时间的装置由EP1 178 185 A2有所公开。据此，圆盘具有至少一个端面啮合，它局部既与处于与主动轮抗扭连接的第一部件啮合，也与处于与凸轮轴抗扭连接的另一部件啮合。圆盘本身通过滚动轴承在定位装置的轴颈上可转动引导。在此方面，该轴承结构整体上接受一个以一个角度向凸轮轴的纵轴横向平面偏移的位置。由此圆盘处于一种摆动运动的状态，从而圆盘的齿与两个部件的齿局部处于啮合状态。
由于存在着啮合和轴向偏心传动机构作为摆动传动装置构成，这种调整装置的结构尺寸非常不利，从而不能与装入汽车上的内燃机端面上的所有预先规定的结构空间相配合。此外突出的问题是，这种变扭器(调整传动机构)的啮合可以彼此无间隙运行。因此在内燃机工作期间在很大程度上会产生不希望的噪音，其原因主要在于凸轮轴的强变化变换扭矩，还有就是啮合间隙造成的。与调整轴向传动装置的传动轴或从动轴传动比的相应转换，在传动装置内也可能出现间隙。但与此同时存在的部件间隙也受到转化，从而调整轴和啮合对应齿轮啮合之间较小的啮合旋转齿隙加大并加速了噪音产生。此外，在一种摆动传动机构中，由于摆动而在调整期间产生一种所谓的装配力矩(不平衡力矩)。
发明内容
本发明的目的因此在于，避免所述的这些缺陷并因此提供一种高速传动的三轴传动装置，它一方面利用相应的重量优势具有非常紧凑的结构形式，另一方面该结构形式没有不平衡力矩并将该传动机构上的啮合间隙降到最低限度。
依据本发明该目的由此得以实现，即圆盘与凸轮轴抗扭连接并作为凸轮轴轴向上的柔性部件构成，其中，定位装置将该柔性圆盘在轴向上变形。因此可以取消圆盘和凸轮轴之间的第二啮合以及定位装置轴颈上圆盘的滚动或滑动轴承支承。整体上由此可以实现该装置的一种更加紧凑的结构形式。此外，由于圆盘的柔性构成还可以实现圆盘和对应啮合之间的一种无间隙啮合接合。根据轴向偏心传动机构在与所进行的啮合接合下的构成和运动中产生的运动学，出现两个或者多个啮合接合，它们产生一种大数量的支承齿并因此产生一种紧凑式结构。为实现一种高速传动的三轴传动机构，如通常那样，圆盘和调整元件之间的齿数至少相差一个齿。
在本发明的进一步构成中，定位装置作为压盘构成，紧贴在与柔性圆盘的第二啮合相对的外表面上。该压盘与电动机的转子连接并将圆盘以这种方式变形，使它的啮合在一个或者多个部位上局部与对应啮合接合。
此外，压盘在其靠近圆盘的表面具有一个或者多个局部凸起部。当然也存在这种可能性，即压盘的上述表面整体上作为与凸轮轴的横向表面倾斜分布的平面构成。但该平面的分布也可以按其他方式类似于谐波构成，例如通过相应于正弦函数分布。压盘具有凸起部的段的数量与接合点的数量相应。每个接合点多个齿接合，其中，支承齿的数量随着在传动轴和从动轴之间作用的力矩上升。压盘的旋转带动凸起段旋转，由此产生圆盘与调整元件的相对调整。
此外，压盘在其远离圆盘的表面上可以支承在调整装置的外壳壁上。按照这种方式存在着这种可能性，即压盘薄壁或者由更轻的材料制造。压盘和/或转子例如可以由轻金属或者塑料制造或者由复合材料组成。由此以具有优点的方式将相对运动部件的惯性矩降到最低限度。
调整元件靠近圆盘的表面最好基本上球状构成。由此在凸轮轴上抗扭定位的圆盘可以有利的方式环绕其固定的点变形，其中，在其外圆周上具有的啮合在局部变形的区域内平面紧贴在对应啮合内。
在本发明的进一步构成中，压盘接受滚动体，通过滚动体将压盘轴向支承在圆盘上。在此方面，压盘可以具有例如凹面构成的槽，里面引导滚动体。以同样方式也可以在压盘靠近外壳壁的侧面上具有滚动体。通过压盘的这种轴向滚动支承可以整体上实现一种无摩擦传动，由此当然还可以防止部件过早磨损。滚动体最好作为滚柱或者滚针构成。也可以在保持架内引导滚动体并构成直径不同的滚动体。
在本发明的进一步构成中，圆盘在其径向内段上通过至少一个在凸轮轴上借助于定中螺钉夹紧的环抗扭定位。在凸轮轴的环形接触面和该环之间圆盘在其径向内段上夹紧，从而形成部件圆盘和凸轮轴之间力量合理的连接。通过附加的碳化金刚石或者碳化钨涂层的垫圈可以提高力量合理的连接。如果这种力量合理的连接不能满足功能要求，那么取代其也可以具有造型合理的连接，其中，圆盘在其径向内段上具有缺口或者凸起部，既与环也与凸轮轴接触面的相应缺口和凸起部接合。
最后，无论是压盘还是与其共同作用的转子均支承在凸轮轴上。在此方面，存在这种可能，即在将圆盘与凸轮轴夹紧的环的外圆周上具有这种最好作为滚针轴承构成的这种轴承结构。
附图说明
本发明的其他特征来自于下列的说明和其中简化示出本发明实施例的附图。其中：
图1示出依据本发明的用于改变内燃机的控制时间的装置的纵剖面图；
图2示出在图1装置中所使用的局部变形的圆盘的视图；
图3示出与轴向偏心传动机构连接的电动机连同气缸盖固定定子的一种设置的示意图；
图4示出与轴向偏心传动机构连接的电动机在主动轮内的一种设置的示意图。
具体实施方式
在图1中，内燃机凸轮轴的端部段采用1标注，在其上可转动支承作为链轮构成的主动轮2。该主动轮2从内燃机凸轮轴的一个未详细示出的从动轮出发，通过一同样未示出的链条传动。不言而喻，取代链条也可以具有齿轮皮带传动或者齿轮传动，其中，然后具有与齿轮皮带的齿距配合的相应主动轮。利用主动轮2通过固定螺钉3将外壳4夹紧，该外壳由环形外壳件5和盘形外壳壁6组成。主动轮2、环形外壳件5和盘形外壳壁6共同构成外壳4的内腔7。
主动轮2在其靠近内腔7的端面上具有作为调整元件8使用的段，该段具有第一端面啮合9。在凸轮轴的端部段1上抗扭设置可在凸轮轴的轴向上变形的圆盘10。圆盘10具有第二端面啮合11，在它不变形的状态下不与第一端面啮合9接合。圆盘10由此在凸轮轴的端部段1上定位，利用定中螺钉14将其夹紧在法兰盘12和环13之间。在此方面，具有凸缘的定中螺钉14轴向旋入凸轮轴的端部段1内。此外，环13用于支承转子15，如下面图3和4示意示出的那样，转子与电动机传动装置的定子16共同作用。在此方面，转子15作为调整轴构成并与未详细示出的发动机轴连接。
与转子15抗扭连接一个作为定位装置使用的压盘17。压盘17在其靠近圆盘10端面的至少一个部位上具有凸起部18，其中，该凸起部18可参阅图1剖面图的下半部分。圆盘10通过该凸起部18在轴向上相应变形，从而其第二端面啮合11与调整元件的第一端面啮合9局部接合。在此方面，第一端面啮合9具有球状轮廓。在压盘17中设置两组滚柱19和20，其中，第一组滚柱19紧贴在圆盘10远离第二端面啮合11的端面上，而压盘17借助于第二组滚柱20支承在盘形的外壳壁6上。此外，转子15与压盘17共同借助于滚针轴承21支承在环13的外圆周上。
对此可选择取消滚柱19，其中，相应构成的压盘在圆盘上滑动。此外存在的可能性是滚柱仅设置在保持架内，其中，这种设置取代压盘。滚柱然后可以不同的直径构成。
从图2可看出圆盘10的柔性变形。圆盘10具有第二端面啮合11的边缘在该示意图中在第一区域22和第二区域23内相应在轴向上变形，从而在这两个区域22和23内端面啮合9和11接合。
图3示意示出三轴传动机构的结构，其中定子16设置在气缸盖24的内部。也就是说定子16处于静止状态，并且在最好是电动机绕流时，转子15由于不同于主动轮2旋转速度的固有旋转速度造成图1所示压盘17的扭转。
在图4中，定子16′设置在主动轮2′的内部，因此以主动轮2′的转速或内燃机凸轮轴的一半转速旋转。在此方面，电动机借助于未详细示出的滑环或者变频器绕流。
特别是如图1在与图2结合下可看出的那样，在依据本发明的用于改变内燃机的控制时间的装置中，控制时间的调整，也就是凸轮轴(凸轮轴的端部段1)相对于主动轮2的扭转借助于轴向偏心传动装置进行，该轴向偏心传动装置非常紧凑构成并可以避免其上面出现不希望的啮合间隙。在调整过程期间，具有至少一个轴向上凸起部18的压盘这样相对于主动轮2扭转，使圆盘10的端面啮合11和调整元件8设置在主动轮2上的啮合9的整个段局部依次相互接合。在两个端面啮合9和11相差一个齿的情况下，压盘转动一圈凸轮轴1相对于主动轮2调整一个齿的角度。上面提到的这些优点由此取得，即壁非常薄和柔性的圆盘10与凸轮轴的端部段1抗扭连接并借助于压盘17在轴向上变形。
附图符号
1  凸轮轴的端部段
2  主动轮
2′主动轮
3  固定螺钉
4  外壳
5  环形外壳部件
6  盘形外壳壁
7  4的内腔
8  调整元件
9  第一端面啮合
10圆盘
11第二端面啮合
12法兰盘
13环
14定中螺钉
15转子
16定子
16′定子
17压盘
18凸起部
19第一组滚柱
20第二组滚柱
21滚针轴承
22第一区域
23第二区域
24气缸盖

Claims (9)

1.用于改变内燃机的控制时间的装置，其带有用于改变主动轮(2)和凸轮轴(凸轮轴1的端部段)之间的旋转角度且作为轴向偏心传动机构构成的调整装置，带有具有第一端面啮合(9)且与主动轮(2)抗扭连接的调整元件(8)并带有在其径向外部区域内具有第二端面啮合(11)的圆盘(10)，其第二端面啮合通过定位装置(压盘17)处于调整运动状态，其中，端面啮合(9和11)彼此相差至少一个齿，其特征在于，圆盘(10)与凸轮轴(凸轮轴1的端部段)抗扭连接并作为凸轮轴(凸轮轴1的端部段)轴向上的柔性部件构成，其中，定位装置(压盘17)将圆盘(10)在轴向上变形。
2.按权利要求1所述的装置，其中，定位装置作为压盘(17)构成，紧贴在与柔性圆盘(10)的第二啮合(11)相对的外表面上。
3.按权利要求1所述的装置，其中，定位装置作为压盘(17)构成，紧贴在与柔性圆盘(10)的第二啮合(11)相对的外表面上，其中，压盘(17)靠近圆盘(10)的表面具有一个或者多个局部凸起部。
4.按权利要求1所述的装置，其中，定位装置作为压盘(17)构成，紧贴在与柔性圆盘(10)的第二端面啮合(11)相对的外表面上，其中，压盘(17)在其远离圆盘(10)的表面上支承在调整装置的外壳壁(6)上。
5.按权利要求1所述的装置，其中，调整装置(8)靠近圆盘(10)的表面基本上球状构成。
6.按权利要求1所述的装置，其中，定位装置作为压盘(17)构成，紧贴在与柔性圆盘(10)的第二端面啮合(11)相对的外表面上，其中，压盘(17)在其远离圆盘(10)的表面上支承在调整装置的外壳壁(6)上，并且其中，压盘接受滚动体(20)，压盘通过该滚动体轴向支承在外壳壁(6)上。
7.按权利要求1所述的装置，其中，定位装置作为压盘(17)构成，紧贴在与柔性圆盘(10)的第二端面啮合(11)相对的外表面上，并且压盘(17)接受滚动体(19)，压盘通过该滚动体轴向支承在圆盘(10)上。
8.按权利要求1所述的装置，其中，圆盘(10)在其径向内段上通过至少一个在凸轮轴(凸轮轴1的端部段)且借助于定中螺钉夹紧的环(13)抗扭定位。
9.按权利要求1所述的装置，其中，无论是压盘(17)还是与其共同作用的转子(15)均支承在凸轮轴(凸轮轴1的端部段)上。
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