專利名稱：終身潤滑的內(nèi)燃機凸輪軸傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有凸輪軸調(diào)節(jié)器的內(nèi)燃機凸輪軸傳動裝置。
背景技術(shù)：
從DE 689 04 842 T2中已知的凸輪軸傳動裝置能夠借助凸輪軸調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)并且固定內(nèi)燃機曲軸相對于凸輪軸的相關(guān)轉(zhuǎn)角位置。凸輪軸調(diào)節(jié)器擁有外殼，外殼支撐在凸輪軸調(diào)節(jié)器的側(cè)面上。凸輪軸調(diào)節(jié)器的外殼通過端蓋以密封不透氣的方式閉鎖在位于凸輪軸對面的端面上。借助來自油槽的機油泵給凸輪軸調(diào)節(jié)器供給液體，該液體用作工作液體并承擔(dān)潤滑的作用。
從DE 102 48 355 A1中已知的凸輪軸調(diào)節(jié)器擁有由三軸變速器構(gòu)建的調(diào)節(jié)變速器和雙偏心輪。凸輪軸傳動裝置在這種情況下?lián)碛杏米鳡恳龁卧凝X鏈。凸輪軸調(diào)節(jié)器被集成在氣缸頭中。伺服驅(qū)動裝置在密封之下也被集成在氣缸頭中。彼此相對運動的凸輪軸調(diào)節(jié)器組件的接觸面與滾動軸承借助存在于氣缸頭中的潤滑物得以潤滑。
同樣，對應(yīng)于DE 100 38 354 C2并擁有變頻變速器的凸輪軸調(diào)節(jié)器借助齒鏈被驅(qū)動并被集成在氣缸頭中，從而借助存在于氣缸頭中的潤滑物使得潤滑得以實施。

發(fā)明內(nèi)容
出于以上原因，本發(fā)明的任務(wù)是，公開一種凸輪軸傳動裝置，使得凸輪軸調(diào)節(jié)器的潤滑在長期工作中通過簡單的方法得以實現(xiàn)。
按照發(fā)明能夠使得該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求1的特征得以解決。
凸輪軸調(diào)節(jié)相應(yīng)擁有終身潤滑。這樣的終身潤滑在制造凸輪軸調(diào)節(jié)器的時候一次性地裝入到凸輪軸調(diào)節(jié)器中，并且不必在預(yù)定的保養(yǎng)期間內(nèi)進(jìn)行更新，而是為內(nèi)燃機或凸輪軸調(diào)節(jié)器預(yù)定的壽命設(shè)置足夠的潤滑。對終身潤滑來說，在這里可以將其任選為一種適宜的潤滑物，特別是脂肪或油。
終身潤滑從凸輪軸調(diào)節(jié)器中的泄漏可能會短期或長期導(dǎo)致凸輪軸調(diào)節(jié)器功能的損害，按照發(fā)明可以通過下述避免泄漏，即凸輪軸調(diào)節(jié)器擁有一個相對于周圍密封的外殼，終身潤滑設(shè)置在該外殼中。在這里，密封應(yīng)理解為足以阻止?jié)櫥飶耐鈿ぶ幸绯龅娜我饷芊?。用于密封外殼的適宜的措施在這里應(yīng)與潤滑物的粘度相匹配。另外還可以借助密封的外殼避免雜物、比如臟的微小顆粒進(jìn)入凸輪軸調(diào)節(jié)器中。
本發(fā)明的根本優(yōu)點在于，借助密封的外殼以及終身潤滑使得外殼與其它潤滑物回路的連接喪失必要性。更確切的說，凸輪軸調(diào)節(jié)器關(guān)于潤滑描述有一個分離的獨立的組件。這一組件對于凸輪軸調(diào)節(jié)器的安裝與拆卸具有優(yōu)點，因為不需要考慮可能的與其它潤滑物回路的連接。作為其它的優(yōu)點而言，當(dāng)潤滑物回路崩潰或者發(fā)生變化或者被污染的時候，這種按照發(fā)明的構(gòu)造不會給凸輪軸調(diào)節(jié)器的功能帶來反作用。如不然，可能會使得凸輪軸調(diào)節(jié)器功能損害，從而導(dǎo)致凸輪軸調(diào)節(jié)器中潤滑物的污染，但不會導(dǎo)致其它潤滑物回路的損害。因此能夠避免例如在氣缸頭區(qū)域中產(chǎn)生較大的相應(yīng)損傷。
另外按照發(fā)明得以實現(xiàn)的是，凸輪軸調(diào)節(jié)器不必非要設(shè)置在內(nèi)燃機的氣缸頭中，而是能夠設(shè)置于其外。由此會產(chǎn)生很多結(jié)構(gòu)上的可能性。例如使得這樣的凸輪軸調(diào)節(jié)器關(guān)聯(lián)皮帶傳動而加以應(yīng)用。
按照發(fā)明的凸輪軸調(diào)節(jié)器的其它結(jié)構(gòu)，外殼擁有至少一側(cè)敞開的內(nèi)腔。依靠這樣的外殼能夠通過內(nèi)腔的至少一個敞開側(cè)方便地安裝和/或拆卸。在工作期間借助密封蓋實施密封，密封蓋向外將外殼閉鎖。這樣的密封蓋特別是指被壓入或被夾入的密封蓋。密封蓋在這里能夠單獨滿足一個或多個密封位置上的密封功能，從而應(yīng)將密封蓋實施為擁有較小的壁厚或較為柔軟的形式。這樣的密封蓋除了密封功能還能夠滿足其它的功能，例如支撐凸輪軸調(diào)節(jié)器的組件。
為了保證密封可以為此考慮任意已知的組件。特別涉及到的是O形環(huán)、曲徑式密封、間隙密封和/或徑向軸密封圈。借助這類密封措施不但可以保障靜止組件(例如外殼與密封蓋)之間的密封，而且能夠保障彼此相對運動的組件之間有效的密封作用。適宜的密封措施的選擇需按照出現(xiàn)的相對速度、潤滑物的粘度以及密封位置來實施。例如與彼此不發(fā)生相對運動的組件之間的密封位置相比，因為施加在潤滑物上的離心力而旋轉(zhuǎn)的組件的密封位置擁有較少的密封要求。
本發(fā)明的另外一個實施例中，凸輪軸在密封下以末端區(qū)域從氣缸頭中伸出。通過該密封能夠使得凸輪軸調(diào)節(jié)器與氣缸頭分離構(gòu)造。凸輪軸調(diào)節(jié)器的外殼在朝向氣缸頭的側(cè)面上相對于氣缸頭、相對于凸輪軸末端區(qū)域或者相對于伴隨凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)的組件密封。由此可以保障的是，不會使得潤滑物從凸輪軸調(diào)節(jié)器的外殼中沿著氣缸頭的方向溢出，并且不會使得雜物進(jìn)入到外殼之中。當(dāng)凸輪軸與一個從凸輪軸調(diào)節(jié)器的外殼中伸出的旋轉(zhuǎn)的凸輪軸調(diào)節(jié)器組件可以形成抗扭連接時，應(yīng)優(yōu)選凸輪軸調(diào)節(jié)器的外殼相對于該組件密封。在這樣的情況中實施的是凸輪軸單獨的密封，例如相對于氣缸頭的密封。在該情況下，為了拆卸凸輪軸，凸輪軸調(diào)節(jié)器在朝向氣缸頭的一側(cè)上也應(yīng)實施密封。同樣，與凸輪軸調(diào)節(jié)器的安裝無關(guān)地，凸輪軸相對于氣缸頭向外被施以密封。在背離氣缸頭的側(cè)面上，凸輪軸調(diào)節(jié)器的外殼相對于伺服電機的調(diào)節(jié)軸(或者相對于伴隨調(diào)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)的組件)被密封。利用這種方法，外殼(可能的話和密封蓋、調(diào)節(jié)軸以及凸輪軸一起)能構(gòu)筑一個向外被密封的內(nèi)腔，在該內(nèi)腔中，凸輪軸調(diào)節(jié)器的變速器設(shè)有終身潤滑。
優(yōu)選的其它構(gòu)造能夠從下述權(quán)利要求、描述以及視圖中顯現(xiàn)出來。


本發(fā)明的其它特征顯示在下面的描述以及相應(yīng)的視圖中的發(fā)明實施例中圖1帶有外殼的凸輪軸傳動裝置，外殼借助密封蓋密封；圖2按照圖1的凸輪軸傳動裝置的空間視圖的前視圖；圖3按照圖1的凸輪軸傳動裝置的空間視圖的后視圖。
具體實施例方式
在發(fā)明的凸輪軸傳動裝置10中含有凸輪軸調(diào)節(jié)器13，它按照控制裝置的指示調(diào)節(jié)驅(qū)動元件11與凸輪軸12之間的角位置，驅(qū)動元件11被牽引單元、例如鏈條或皮帶驅(qū)動，通過考慮駕駛員功率要求、尾氣排放要求、燃料節(jié)省要求以及發(fā)動機參數(shù)、傳動參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，控制裝置確定出用于調(diào)節(jié)凸輪軸調(diào)節(jié)器13的適宜的調(diào)整信號。
在凸輪軸傳動裝置10中可以使用任意一個基于重疊變速器或三軸變速器工作的凸輪軸調(diào)節(jié)器。在這種變速器中，從驅(qū)動元件11到凸輪軸12的傳動運動的傳遞依靠調(diào)節(jié)軸14的運動來進(jìn)行，調(diào)節(jié)軸14與伺服驅(qū)動裝置保持驅(qū)動連接。
圖1所示的實施例涉及的變速器是雙偏心輪變速器。就這種變速器而言，在驅(qū)動連接形成下(亦或是在有彈性的耦合元件41處于中間連接下)的調(diào)節(jié)軸14進(jìn)入雙偏心輪軸15的中心孔中。在突出調(diào)節(jié)軸14末端的雙偏心輪軸15末端區(qū)域中含有兩個軸向偏移的偏心圓周面16、17，它們分別支撐滾動軸承18、19。這兩個圓周面16、17的極限(從凸輪軸調(diào)節(jié)器的縱軸X-X到圓周面16、17的最大距離范圍)在圓周方向上彼此相差180°。
滾動軸承18、19在它們的外側(cè)面上各自支撐中間齒輪20、21。中間齒輪20、21擁有許多分布在圓周方向上的孔22、23。通過孔22、23貫穿有一共同的連接片24，連接片24平行于凸輪軸調(diào)節(jié)器13的縱軸X-X延伸。連接片24在其末端區(qū)域內(nèi)被中間齒輪20、21從外面分別支撐在圓環(huán)形支撐元件25、26中。通過支撐元件25的內(nèi)孔貫穿有含有徑向間隙的雙偏心輪軸15。支撐元件26在徑向上在內(nèi)部與凸輪軸12抗扭連接。此外，支撐元件26借助旋入凸輪軸12端面的夾緊螺栓27撐牢凸輪軸12。
凸輪軸調(diào)節(jié)器13的外殼28擁有壁29，壁29呈空心圓柱狀，它在徑向上在外面支撐驅(qū)動元件11、特別是皮帶輪，并且在徑向上在里面構(gòu)成齒環(huán)30。在雙偏心輪軸15的極限范圍內(nèi)、也就是在面對的圓周區(qū)域中，中間齒輪20、21分別與齒環(huán)30嚙合。圖1中所示的實施例展示了中間齒輪20圓周面16的極限，中間齒輪20在這里與齒環(huán)30嚙合。圓周面17的極限在圖1中位于未被示出的半平面中，中間齒輪21的齒部在所示區(qū)域內(nèi)不會與齒環(huán)30的內(nèi)齒部嚙合。孔22、23相對于連接片直徑擁有一個這樣的過盈，使得在中間齒輪20、21與連接片24之間通過極限而引起相關(guān)運動成為可能。
在夾緊螺栓27的頭部與雙偏心輪軸15之間連接有另外一個滾動軸承，這里為滾針軸承31。凸輪軸12在密封元件32的密封之下從氣缸頭33中伸出。
面對著外殼28的支撐元件25、26能夠借助適宜的滑動軸承被引入，并且在齒環(huán)30的根部向內(nèi)支撐、而且各自借助適宜的安全鎖緊元件34沿縱軸X-X的方向向外支撐。
當(dāng)調(diào)節(jié)軸14通過伺服驅(qū)動裝置被一個偏離凸輪軸12的角速度所驅(qū)動時，極限開始移動，并且中間齒輪20、21之間的接觸點在圓周方向上相對于齒環(huán)30移動。對此，驅(qū)動元件11與凸輪軸12之間的角度也隨之變化。
關(guān)于帶有雙偏心輪變速器的凸輪軸調(diào)節(jié)器的構(gòu)造的其它原理細(xì)節(jié)在申請人的公開文獻(xiàn)DE 102 48 355 A1中有所指點。
彼此關(guān)聯(lián)運動并且相對滾落的接觸面以及滾動軸承18、19、31設(shè)有終身潤滑。通過應(yīng)用密封蓋36、37可以避免這種終身潤滑從外殼28中溢出，它們能將壁29的兩個開口閉鎖。
圖1所示的實施例中，密封蓋36、37與外殼28一起旋轉(zhuǎn)。密封蓋36被夾入外殼28的相適宜的槽中。徑向內(nèi)部有一密封元件38連接在密封蓋36與調(diào)節(jié)軸14之間。
密封元件39在密封蓋37與外殼28之間連接。在徑向上在內(nèi)部的密封蓋37擁有軸環(huán)，密封元件40在徑向上在內(nèi)部支撐軸環(huán)，密封元件40與氣缸頭33在徑向上在外部進(jìn)入有效連接。
對于不管是徑向內(nèi)部的還是徑向外部的接觸區(qū)域的、帶有相鄰組件的密封蓋36，37，可以替代地或積累地想到例如下述的解決方案-密封蓋36，37能夠以力封閉的形式被置入或被夾入相鄰的組件中。在這里，密封蓋36，37通過密封蓋36、37的彈性自行被壓向相鄰組件、或通過附帶的彈性元件被壓向相鄰組件，從而形成密封作用。
-接著，密封蓋能夠被相鄰組件以形式封閉的形式容納，例如容納在槽中。
-在密封蓋36、37與相鄰組件之間連接有密封元件，例如密封墊圈或徑向密封圈。
-然后可以應(yīng)用間隙密封或曲徑式密封，它們適合特殊的傳動要求，例如轉(zhuǎn)動速度、離心力、潤滑粘度以及出現(xiàn)的溫度。
密封蓋36首要應(yīng)在徑向在外的末端區(qū)域內(nèi)支撐壁29。替代的可能是支撐支撐元件25，在這種情況下必須在支撐元件25與壁29之間設(shè)置另外的密封。
密封蓋36在徑向上在內(nèi)部支撐調(diào)節(jié)軸14。同樣可替代的可能是密封蓋36支撐雙偏心輪軸15。在這種情況下必須保證的是，調(diào)節(jié)軸14與雙偏心輪軸15之間形成緊密的連接。
密封蓋37在軸向上在外面支撐壁29?？梢蕴娲氖敲芊馍w37支撐支撐元件26，這種情況下在支撐元件26與壁29之間設(shè)有密封。密封蓋37在徑向上在內(nèi)部支撐氣缸頭33或凸輪軸12。
當(dāng)凸輪軸12和/或調(diào)節(jié)軸14未被插入凸輪軸調(diào)節(jié)器、而是在其外部與從凸輪軸調(diào)節(jié)器13中伸出的軸耦合時，對于這根伸出來的軸的密封得以實施。
密封蓋36，37應(yīng)優(yōu)選為不易彎曲的元件，例如鐵皮件?？梢蕴鎿Q的是密封蓋構(gòu)成為至少部分較軟，特別是構(gòu)成為密封皮腔或類似物。如果考慮外殼28、支撐元件25、連接片25、雙偏心輪軸15和調(diào)節(jié)軸14之間或者是外殼28、支撐元件26、連接片24和凸輪軸12之間的密封，對本發(fā)明的其它實施例來說，可以完全棄用密封蓋36，37。
在遵循本發(fā)明的另外一個實施例中，在調(diào)節(jié)軸14與雙偏心輪軸15之間連接了一根具備如橡膠般彈性的耦合元件41。這樣就能夠使得密封蓋36相對于彈性耦合元件41或相對于調(diào)節(jié)軸的密封得以實施。在這種情況下設(shè)置間隙密封就夠了，因為由于離心力，終身潤滑在徑向上會被甩向外面。
在發(fā)明中設(shè)置的凸輪軸調(diào)節(jié)器涉及的是一種可以是任意構(gòu)造的凸輪軸調(diào)節(jié)器。作為調(diào)節(jié)單元而言可以實施例如帶有BLDC電動機的方案、帶有稀土磁的方案以及帶有固定的定子的方案，特別是帶有雙向控制的方案。其它任意的發(fā)動機、比如通過電刷保障的直流發(fā)電機也是可行的。
此外凸輪軸調(diào)節(jié)器單元也是適用的，依靠其可使發(fā)動機與變速器一起轉(zhuǎn)動。
作為調(diào)節(jié)軸14與電動機之間的耦合元件可以把具備橡膠般彈性的耦合元件41集成到調(diào)節(jié)軸14中，當(dāng)然也有其它可能，例如應(yīng)用滑鍵或者是花鍵軸的凸出部分。在所述的雙內(nèi)偏心變速器旁也能按照已知的類型和方法設(shè)置其它的變速器，例如單向內(nèi)偏心變速器、變頻變速器、瓦楞變速器、行星齒輪變速器以及其它高換算變速器。
終身潤滑應(yīng)該首選為終身脂肪填料。在被提高的密封要求下，其它的潤滑例如機油(比如在利用鏈傳動驅(qū)動的發(fā)動機中)也是可行的。
附圖標(biāo)記10凸輪軸傳動裝置11驅(qū)動元件12凸輪軸13凸輪軸調(diào)節(jié)器14調(diào)節(jié)軸15雙偏心輪軸16圓周面17圓周面18滾動軸承19滾動軸承20中間齒輪21中間齒輪22孔23孔24連接片25支撐元件26支撐元件27夾緊螺栓28外殼29壁30齒環(huán)31滾針軸承32密封元件33氣缸頭34安全鎖緊元件36密封蓋37密封蓋38密封元件39密封元件
40密封元件41彈性耦合元件
權(quán)利要求
1.帶有凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)的內(nèi)燃機凸輪軸傳動裝置，其特征在于，凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)具有相對于周圍密封的外殼(28)，在該外殼(28)中設(shè)置有終身潤滑。
2.按照權(quán)利要求1所述的凸輪軸傳動裝置，其中，凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)擁有皮帶傳動的驅(qū)動元件(11)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的凸輪軸傳動裝置，其中，外殼(28)擁有至少一側(cè)敞開的內(nèi)腔，該內(nèi)腔為了實現(xiàn)密封而利用密封蓋(36，37)向外被鎖緊。
4.按照前述權(quán)利要求之一所述的凸輪軸傳動裝置，其中，借助密封元件(32；38；39；40)實施密封，尤其借助O形環(huán)、曲徑式密封、間隙密封和/或徑向軸密封圈。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的凸輪軸傳動裝置，其中，a)在凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)處于中間連接的情況中與驅(qū)動元件(11)保持驅(qū)動連接的凸輪軸(12)在密封之下以末端區(qū)域從氣缸頭(33)中伸出，b)凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)的外殼(28)在朝向氣缸頭(33)的側(cè)面上相對于氣缸頭(33)或相對于凸輪軸(12)的末端區(qū)域或相對于伴隨凸輪軸(12)一起轉(zhuǎn)動的組件施以密封，并且c)凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)的外殼(28)在朝向氣缸頭(33)的側(cè)面上相對于伺服電機的調(diào)節(jié)軸(14)或相對于伴隨調(diào)節(jié)軸(14)一起轉(zhuǎn)動的組件施以密封。
6.按照權(quán)利要求5所述的凸輪軸傳動裝置，其中，凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)的外殼(28)在徑向上在內(nèi)部容納凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)的變速器，外殼(28)擁有兩個相對的敞開端面，端面被分別利用密封蓋(36，37)鎖緊，凸輪軸(12)穿過在朝向氣缸頭(33)的側(cè)面上設(shè)置的密封蓋(37)，調(diào)節(jié)軸(14)穿過另一密封蓋(36)。
7.按照權(quán)利要求6所述的凸輪軸傳動裝置，其中，外殼(28)與驅(qū)動元件(11)形成一體。
8.按照前述權(quán)利要求之一所述的凸輪軸傳動裝置，其中，凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)設(shè)置在氣缸頭(33)之外。
9.按照權(quán)利要求8所述的凸輪軸傳動裝置，其中，驅(qū)動元件(11)是皮帶輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)擁有終身潤滑時可以使得凸輪軸調(diào)節(jié)裝置能夠長時間的工作并保障其功能，該終身潤滑設(shè)置在借助密封蓋(36，37)相對于周圍密封的外殼(28，36，37)中。通過發(fā)明可以實現(xiàn)的是，凸輪軸調(diào)節(jié)器不必非要設(shè)置在氣缸頭(33)之內(nèi)，而是可以不依賴于潤滑循環(huán)而作為單獨的單元安裝在氣缸頭(33)或內(nèi)燃機上。因此，凸輪軸調(diào)節(jié)器(13)的使用范圍能夠擴展到皮帶傳動上。
文檔編號F01L1/344GK101048575SQ200580036346
公開日2007年10月3日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者延斯·舍費爾, 馬丁·施泰格瓦爾德, 安德烈亞斯·特爾克 申請人:謝夫勒兩合公司