用于凸轮轴装置的凸轮轴调整器和凸轮轴装置

摘要

本发明涉及一种用于凸轮轴装置(1)的凸轮轴调整器(4)凸轮轴装置具有内部的凸轮轴(2)和与内部的凸轮轴同心地设置的外部的凸轮轴(3)，凸轮轴调整器具有至少一个转子(8)、定子(9)以及至少一个用于补偿轴向的和/或径向的和/或角度的公差的补偿元件(5)，并且定子能至少间接地经由驱动轮(13)与外部的凸轮轴抗扭地连接，并且转子能与内部的凸轮轴抗扭地连接，驱动轮能作为与定子分开的构件抗扭地固定在外部的凸轮轴上，并且定子能可相对转动地支承在内部的凸轮轴上。根据本发明设有多个补偿元件，补偿元件优选沿环周方向均匀分布地设置，补偿元件沿环周方向抗扭地构成，并且在定子和与定子轴向地间隔开的驱动轮之间设置和固定。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于凸轮轴装置的凸轮轴调整器，所述凸轮轴装置具有内部的凸轮轴和与所述内部的凸轮轴同心地设置的外部的凸轮轴，其中凸轮轴调整器具有至少一个转子、定子以及至少一个用于补偿轴向的和/或径向的和/或角度的公差的补偿元件，并且定子能够至少间接地经由驱动轮与外部的凸轮轴抗扭地连接，并且转子能够与内部的凸轮轴抗扭地连接，其中驱动轮能够作为与定子分开的构件抗扭地固定在外部的凸轮轴上，并且定子能够可相对转动地支承在内部的凸轮轴上。此外，本发明涉及一种凸轮轴装置。

背景技术

已知的是，可调整的凸轮在其在凸轮轴上的定位方面尤其在阀控的内燃机中调节用于有针对性地改变内燃机的阀的控制时间，从而能够调整发动机的功率进而废气排放。为了调整至少一个凸轮，将外部的凸轮轴相对于内部的凸轮轴转动，所述内部的凸轮轴设置在所述外部的凸轮轴之内。由此，与外部的轴可转动地、然而与内部的凸轮轴固定地连接的凸轮相对于与外部的轴固定地连接的凸轮运动。为了凸轮相互间的调整而使用转子，所述转子支承在定子上并且使内部的轴相对于外部的轴转动，从而能够实现阀控制时间的相移进而能够改变阀的开启持续时间。

这种具有内部的凸轮轴和与所述内部的凸轮轴同心地设置的外部的凸轮轴的双凸轮轴系统与具有唯一的凸轮轴的系统相比要求更好的公差补偿，因为在凸轮轴调整器和凸轮轴的各个构件运行和/或安装时可能出现位置不准确性，所述位置不准确性尤其由系统相关地要求的公差造成。所述不准确性能够导致摩擦力矩提高，直至卡住尤其在定子和转子之间的各个构件。

从DE 10 2008 033 230 A1中例如已知一种用于控制分层次构造的双凸轮轴的凸轮轴调整器，所述凸轮轴调整器具有转子类型的第一输出体和转子类型的第二输出体，所述第一输出体和所述第二输出体相对于彼此以其转动翼体部件平行地设置，其中每个输出体规定成侧向地从凸轮轴调整器中央引出的双凸轮轴的至少一个凸轮轴的容纳部，其中为了将至少一个输出体相对于双凸轮轴定向设有补偿元件，以便制订用于内燃机的阀传动装置的重要部件，所述阀传动装置具有凸轮轴，如具有两个可相对于彼此调整的凸轮的换向阀控制轴，所述凸轮尤其直接邻接。根据DE 10 2008 033 230 A1，补偿元件是万向节或滑键。

从DE 10 2012 105 284 A1中已知一种具有内部的和外部的凸轮轴的以及具有凸轮轴调整器的凸轮轴装置，其中在内部的凸轮轴和凸轮轴调整器的转子之间设置有补偿元件。补偿元件具有盘状的形状以及用于内部的凸轮轴的球冠状的贴靠面，所述内部的凸轮轴具有相应地构成的端面。

从DE 10 2015 113 356 A1中得知一种具有相位调整器的可调整的凸轮轴。相位调整器的转子借助于螺栓法兰围绕旋转轴线定心，其中在转子和螺栓法兰之间设置有柔韧元件，经由所述柔韧元件能够在补偿位置错误的条件下传递转矩。

发明内容

本发明的目的是，在结构上和/或功能上改进用于凸轮轴装置的凸轮轴调整器。

本发明的另一目的是，在结构上和/或功能上改进凸轮轴装置。

提出一种用于凸轮轴装置的凸轮轴调整器，所述凸轮轴装置具有内部的凸轮轴和与所述内部的凸轮轴同心地设置的外部的凸轮轴。凸轮轴调整器包括至少一个转子和定子以及至少一个用于补偿轴向的和/或径向的和/或角度的公差的补偿元件，其中定子能够至少间接地经由驱动轮与外部的转子轴抗扭地连接，并且转子能够与内部的凸轮轴抗扭地连接，其中驱动轮作为与定子分开的构件抗扭地在外部的凸轮轴上固定，并且定子可相对转动地支承在内部的凸轮轴上。

双凸轮轴系统与具有唯一的凸轮轴的系统相比要求改进的公差补偿，因为在制造和安装两个凸轮轴时相互间的不准确性可能导致卡住或过高的摩擦系数。优选是叶片式的凸轮轴调整器，凸轮轴调整器此外要求小的间隙公差，否则公差和形状偏差可能导致凸轮轴装置的功能的明显损害。

根据本发明设有多个补偿元件，所述补偿元件优选沿环周方向均匀分布地设置，其中补偿元件沿环周方向抗扭地构成，并且在定子和与定子轴向间隔开的驱动轮之间设置和固定。补偿元件的抗扭性的构造能够实现在驱动轮和定子之间的无间隙的、均匀的转矩传递。同时，补偿元件沿其他所有方向相应地柔性地构成，使得可以补偿轴向的和角度的公差。

凸轮轴调整器和与内燃机的驱动轴连接的驱动轮的分离在此有利地形成构件的脱开。存在可变的接口，所述接口在凸轮轴调整器结构相同的情况下仅要求调整补偿元件。

根据本发明的一个有利的构造方案，补偿元件形状配合地或材料配合地与定子和驱动轮连接。在此，考虑全部对本领域技术人员已知的连接技术。通过凸轮轴调整器和驱动轮的分离，补偿元件与凸轮轴调整器或驱动轮可以简单的连接。

以简单且低成本的方式，补偿元件能够分别借助于螺纹连接在定子上和在驱动轮上固定。替选地，考虑焊接连接。

根据本发明的一个有利的实施方式，补偿元件由弹簧钢构成。由弹簧钢构成的补偿元件尤其适合于提供柔韧的连接，所述柔韧的连接允许所需的公差补偿。

优选地，补偿元件分别具有用于固定在定子上的中间的固定部段，在所述中间的固定部段上分别在端侧连接有用于固定在驱动轮上的外部的固定部段。这种构造方案能够实现所述固定部段的有利的分隔。

根据一个有利的实施方式，在中间的固定部段和外部的固定部段之间分别设有波浪状的中间部段。波浪状的中间部段提供下述可能性，使补偿元件的柔韧性匹配于凸轮轴调整器的预设的特性。

中间的固定部段优选地固定在定子的盖元件上，其中盖元件具有径向构成的固定突出部以用于设置中间的固定部段。固定突出部能够实现补偿元件的简单的安装。同时，能够避免盖元件在转子的区域中的薄弱部。

优选地，固定突出部分别具有两个用于固定中间的固定部段的孔，所述孔在围绕凸轮轴调整器的中间轴线的第一分度圆上设置。

根据本发明的一个有利的实施方案，中间的固定部段分别具有用于固定盖元件的两个孔，并且在外部的固定部段上分别设有用于固定在驱动轮上的孔，其中中间的固定部段的孔和外部的固定部段的孔设置在共同的第二分度圆上，所述第二分度圆与第一分度圆是相同的。由此，能够优化在驱动轮和定子之间传递力矩时的力流。

转子优选地借助于中央螺栓与内部的凸轮轴连接。根据本发明的一个改进方案，可以在中央螺栓和转子之间插入连接件。

此外，提出一种凸轮轴装置，所述凸轮轴装置具有内部的凸轮轴和相对于所述内部的凸轮轴同心地设置的外部的凸轮轴、在外部的凸轮轴上固定的驱动轮以及凸轮轴调整器。

附图说明

其它优点从下面的附图说明中得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含大量特征的组合。本领域技术人员以符合目的的方式单独地考虑这些特征并且将其组合成其它合理的组合。

附图示出：

图1示出凸轮轴装置的剖面图，所述凸轮轴装置具有两个同轴的凸轮轴、凸轮轴调整器、驱动轮和补偿元件；

图2示出具有补偿元件的凸轮轴调整器的另一实施例的第一立体图；

图3示出根据图2的凸轮轴调整器的后视图的第二立体图；

图4示出根据图2的凸轮轴调整器的后视图；

图5示出根据图2的凸轮轴调整器的侧视图；

图6示出根据图2的凸轮轴调整器的前视图；

图7示出根据图2的凸轮轴调整器的沿着C-C的横剖面；

图8示出根据图2的凸轮轴调整器的分解图；

图9示出根据图2的凸轮轴调整器的补偿元件的放大的立体图；

图10示出根据图9的补偿元件的前视图；并且

图11示出根据图10的补偿元件的沿着A-A的剖面。

具体实施方式

图1示出凸轮轴装置1的局部的剖面图，所述凸轮轴装置具有同轴的凸轮轴2、3、凸轮轴调整器4和多个补偿元件5。凸轮轴装置1具有内部的凸轮轴2和外部的凸轮轴3，其中内部的如轮轴2是实心轴并且外部的凸轮轴3是空心轴。内部的凸轮轴2设置在外部的凸轮轴3之内，从而凸轮轴2、3相对于彼此同心地并且同轴地设置。形成用于内燃机的中央的凸轮轴的凸轮轴2、3分别具有凸轮并且能相对于彼此受限地转动。凸轮轴2、3形成一个用于内燃机的中央的凸轮轴。凸轮轴2、3彼此的相对转动在该情况下引起进气侧的和/或排气侧的控制时间在“早”和“晚”之间移动。同样地，凸轮轴2、3可以形成两个用于内燃机的凸轮轴。凸轮轴2、3彼此的相互转动那么引起进气侧或排气侧的控制时间的延长或缩短。

凸轮轴2、3分别具有朝向凸轮轴调整器4的端部6、7，其中内部的凸轮轴2的端部6朝向凸轮轴调整器4相对于外部的凸轮轴7的端部突出。

构成为叶片式调整器的凸轮轴调整器4具有转子8和定子9，所述定子和转子能相对于彼此受限地转动。定子9在示出的实施例中具有柱形的定子基本体10和两个在其上密封地借助于螺栓元件34固定的盖元件11、12。定子9至少间接地经由驱动轮13与外部的凸轮轴3连接。驱动轮13与未示出的作为内燃机的驱动轴的曲轴连接。对此，所述驱动轮具有外齿部14。替选地，驱动轮可以构成为皮带轮或链轮。如从图1中可见的那样，驱动轮13与外部的凸轮轴3抗扭地连接。

反之，凸轮轴调整器4的转子8与内部的凸轮轴2抗扭地连接，所述内部的凸轮轴如已经描述的那样突出于外部的凸轮轴3。为了将转子8与内部的凸轮轴2连接，设有中央螺栓15，所述中央螺栓拧入到内部的凸轮轴2的孔16中。在此，在插入连接件18的条件下，中央螺栓15的螺栓头17将转子8沿轴向方向撑到内部的凸轮轴2的端部6上。在壳体19中可转动地支承并且密封的连接件18具有所表明的用于控制凸轮轴调整器4的液压通道20、21。

具有内部的和外部的凸轮轴2、3的双凸轮轴系统与具有唯一的凸轮轴的系统相比要求更好的公差补偿，因为在制造和安装两个凸轮轴2、3时相互间的不准确性可能导致卡住和提高的摩擦系数。凸轮轴调整器4此外要求小的间隙公差，否则公差、形状和位置偏差可能导致凸轮轴调整装置的明显的损害。

为了补偿轴向的和角度的公差，凸轮轴装置1至少具有多个沿环周方向均匀分布的补偿元件5。

补偿元件5沿环周方向抗扭地构成并且沿轴向方向设置在驱动轮5和定子9的在图中在左侧设置的盖元件12之间。在此，能够考虑形状配合的或材料配合的固定(例如螺接、焊接等)。示例性地示出在补偿元件5和盖元件12或驱动轮13之间的螺纹连接。对此，补偿元件5在其端部上分别具有螺栓孔22、23，所述螺栓孔分别借助于螺栓元件24、25固定在盖元件12或驱动轮13上。

补偿元件5优选由弹簧钢构成，所述弹簧钢尤其适合于提供柔性的连接，所述柔性的连接允许所需的公差补偿。同时，能够可靠地无间隙地在驱动轮13和盖元件12之间传递转矩。

补偿元件5的螺栓孔22、23通过接片26连接，所述接片的形状允许驱动轮13和盖元件12沿轴向方向的分离。由于凸轮轴调整器4和驱动轮12的这种分离，构件可能脱开，从而存在可变的接口，所述接口在凸轮轴调整器4构造相同的情况下仅要求调整补偿元件5。示出的实施例具有台阶状的接片26。

本发明的另一实施例在图2至图11中详细示出。相同的或相似的构件设有相同的附图标记。关于构造的普遍描述，参见对第一实施例的描述。

图9至图11在此示出其中一个所述构造相同的补偿元件5的放大图并且部分作为剖面示出。可见的是，补偿元件5具有设为用于固定在定子9上的中间的固定部段，在所述固定部段上分别在端侧上连接有用于固定在驱动轮13上的外部的固定部段28。固定部段27、28由此有利地彼此分隔，由此能够明显地简化安装。

在中间的固定部段27和外部的固定部段28之间分别设有波浪状的中间部段29，所述中间部段提供如下可能性，即通过调整波浪状轮廓，使补偿元件5的柔性匹配于凸轮轴调整器4的预设的特性。

如尤其从图2、图3和图6中可见的那样，中间的固定部段固定在定子9的盖元件12、所谓的锁紧盘上，其中盖元件12具有径向构成的固定突出部30以用于设置中间的固定部段27。固定突出部30能够实现补偿元件5的简单的安装。这适用于将补偿元件5固定在锁紧盘上以及固定在未示出的驱动轮13上。中间部段29和外部的固定部段突出于固定突出部30并且在安装在定子9上之后分别反向地沿环周方向延伸，如尤其从图6中明显可见的那样。

为了补偿轴向的和角度的公差，第二实施例的凸轮轴调整器4具有三个沿环周方向均匀地分布的补偿元件5。也能够考虑仅两个或多于三个的补偿元件5的均匀的布置方式。在此，补偿元件5的布置方式在传递力矩时影响力线。

锁紧盘的固定突出部30分别具有两个用于固定中间的固定部段27的孔31，所述孔在图4所示出的围绕凸轮轴调整器4的中轴线M的第一分度圆K1上设置。

同样地，中间的固定部段27分别具有两个相应的孔32以用于固定在盖元件12上，并且在外部的固定部段28上分别设有孔33以用于固定在驱动轮13上，其中中间的固定部段27的孔32和外部的固定部段28的孔33设置在共同的、第二分度圆K2上，所述第二分度圆与第一分度圆K1是相同的。由此，能够优化在驱动轮13和定子9之间传递转矩时的力流。