本發(fā)明涉及一種凸輪軸調整裝置,例如葉片式類型,用來驅動和/或調節(jié)內燃機的凸輪軸,它具有定子和能旋轉地安置在定子內的同中心的轉子,其中,至少定子具有用來容納凸輪軸的中心容納槽。本發(fā)明還涉及一種具有根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸調整裝置和凸輪軸的凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元。本發(fā)明最后還涉及一種用來裝配凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元的方法。
現(xiàn)有技術
上述類型的凸輪軸調整裝置例如由de102012223582a1已知,它涉及一種具有凸輪軸調整裝置和凸輪軸的凸輪軸調整系統(tǒng),其中,所述凸輪軸調整裝置具有驅動件和相對于驅動件可偏轉移動安置的從動件,其中,該從動件與凸輪軸抗扭地連接,其中,遮蓋件與從動件抗扭地固定連接,并且將遮蓋件的套筒件安置在驅動件和凸輪軸之間,其中,遮蓋件的徑向的延伸方向大于遮蓋件與凸輪軸的接觸面的直徑。
能夠通過凸輪軸的凸輪操作內燃機的換氣閥。通過凸輪的布置和形狀能夠有針對性地確定換氣閥的打開和關閉時間。通常通過內燃機的曲軸操作、驅動和/或控制凸輪軸。內燃機的換氣閥的打開和關閉時間點在此通常通過在凸輪和曲軸之間的相對旋轉位置和/或相位和/或角位置而預先確定。通過相對地改變在凸輪軸和曲軸之間的這種相對旋轉位置能夠實現(xiàn)換氣閥的打開和關閉時間點的可變化的調整。通過對換氣閥的打開和關閉時間的可變化的調整能夠根據(jù)內燃機的實時的運行狀態(tài)例如有利地影響廢氣特性,能夠降低燃料消耗,能夠提高效率,和/或能夠提高內燃機的最大扭矩和/或最大功率。
能夠通過在曲軸和凸輪軸之間設置的凸輪軸調整單元或凸輪軸調整器件或這種凸輪軸調整裝置能夠實現(xiàn)對換氣閥的打開和關閉時間點的可變化的調整。
為此,通常將凸輪軸調整裝置設在曲軸和凸輪軸之間的動力鏈中。凸輪軸調整裝置的一部分,下面稱為定子,與曲軸抗扭地連接。凸輪軸調整裝置的另一部分,下面稱為轉子,與凸輪軸抗扭地連接。在這種情況下,在定子和轉子之間通常設有傳動機構。這種傳動機構在葉片式類型的液壓凸輪軸調整裝置中通常設為液壓操作的葉片或者多個這種葉片。通過對葉片加載液壓力,能夠可變地調整換氣閥的打開和關閉時間點。這種設計方案還能夠被稱為旋轉活塞式調整裝置。在此需要注意,本發(fā)明不是只限制在葉片式類型的凸輪軸調整裝置,而是原則上還能夠應用在其他類型的凸輪軸調整裝置中。
通常,為了裝配,將在相應的凸輪軸上的凸輪軸調整裝置在凸輪軸的軸向方向上延伸的圓柱面上置中。這在de102012223582a1中例如被稱為遮蓋件的套筒。然而這種圓柱面的設置具有缺點。因此需要,這種圓柱面具有一定的軸向延伸,也被稱為定心深度,并且由此需要占用在凸輪軸調整裝置中的結構空間。這種結構空間或這種體積因此不再能夠用于另外的結構設計,例如孔的設置。這種設計在總體上需要很多的結構空間,這本身就是不希望出現(xiàn)的。在此還有另外的缺點,該凸輪軸調整裝置在裝配時會被調節(jié),例如角度位置或者相位會被調節(jié),或者皮帶傳動、鏈條傳動或者類似傳動機構會在調整裝置上被調節(jié)或安設在該調整裝置上,而且凸輪軸調整裝置在軸向方向上不能被固持來防止滑落或脫離。
技術實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明所要解決的技術問題是,消除或者至少減少由現(xiàn)有技術已知的缺點,并且尤其節(jié)省在凸輪軸調整裝置中的結構空間。本發(fā)明的另外的技術問題是,在裝配時、優(yōu)選在調整時或在裝配期間調整相位時固持凸輪軸調整裝置以防止掉落/相互分離。在這種情況下希望,以較低的結構成本或者以較低的材料成本和/或成本低廉地設置凸輪軸調整裝置和/或凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元以及減少裝配成本。
根據(jù)本發(fā)明,所述技術問題在上述類型的凸輪軸調整裝置中被如此解決,即在中心容納槽的徑向內緣上設置至少一個徑向向內凸出的凸出部,用來接合在凸輪軸的徑向向外凸出的連接板的后方。為此所需的結構空間限制在凸出部的軸向和徑向延伸上,從而最終能夠節(jié)省結構空間。通過連接板與凸出部的后方接合(hintergreifen)形成形狀配合。這種后方接合還能夠由側凹、底切或咬邊形成。
在從屬權利要求中要求保護了有利的實施方式,并且在下面還會被詳細闡述。
因此能夠設定,在預設的裝配方向上將凸出部設在與地球重力、即重力方向相反的部段上,也就是說在裝配位置上設在中心容納槽的徑向內緣的表面部段上。因此,凸出部與連接板嵌接,并且通過重力而被牢靠地固持在這個位置上。由此特別可靠地避免了凸輪軸調整裝置的軸向滑落或軸向脫離。
如果通過標記、例如刻印(它即使在裝配時也是可見的)示出凸出部,則能夠使得裝配工更容易確定凸出部的位置,并且由此快速、精準和成本低廉地裝配零件。
如果例如材料上和/或幾何結構上預備用于軸向嵌入連接板的凸出部,則可以特別有效地實現(xiàn)固持凸輪軸調整裝置以防止軸向滑落或脫離的優(yōu)點。
在結構空間上特別有利的是,通過定子例如集成地、一體式地或者多部件式地構成凸出部。例如,定子能夠在凸輪軸側具有遮蓋件,從而該凸出部通過定子的遮蓋件構成。在這種情況下能夠進一步設定,遮蓋件是板件,并且遮蓋件尤其是沖壓件。這是因為在遮蓋件是沖壓件的情況下,凸出部能夠成本適中地被制造。
能夠設定,凸出部在圓周方向僅逐段地延伸,因此能夠節(jié)省材料、重量并最后節(jié)省成本。
有利的是,預備轉子用以在連接板上置中,因為由此通過借助凸出部嵌接連接板的裝配步驟能夠同時使得轉子相對于凸輪軸置中,并且由此節(jié)省了裝配步驟。在這種情況下,能夠進一步設定,轉子具有內部輪廓,例如在幾何結構上和/或材料上預備這種內部輪廓用以在連接板上置中。
還能夠由此預備轉子,借助能夠容納在轉子中的中心閥而使轉子在凸輪軸上置中。因此,借助將中心閥容納于或導入到轉子中,能夠將轉子在凸輪軸上置中。為此,特別可靠地保證了置中,和/或節(jié)省了裝配步驟,例如置中的步驟。
如果在凸輪軸調整裝置上在中心容納槽的區(qū)域內設置止動件,以便優(yōu)選可拆卸地將凸輪軸調整裝置軸向地固持在凸輪軸上,則凸輪軸調整裝置能夠在裝配時特別可靠地被軸向地固持在凸輪軸上。根據(jù)這種改進方案,能夠在中心容納槽的徑向內緣上設置止動件,從而利用(單個)制造步驟空間上相對于凸出部固定止動件。如果凸出部只是在圓周方向上逐段地被設置,則在待安裝的杠桿力方面有利的是,止動件設置在中心容納槽的與凸出部對置的部段上。
如果借助中心閥能夠在軸向上將凸輪軸調整裝置抗扭地固持在凸輪軸上,則能夠在凸輪軸調整裝置的使用壽命期間實現(xiàn)凸輪軸調整裝置在凸輪軸上特別牢靠的固定。
本發(fā)明還涉及具有根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸調整裝置和凸輪軸的凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元,所述凸輪軸具有在徑向上凸出的連接板。
能夠進一步設定,凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元具有中心閥。
本發(fā)明還涉及一種用于將凸輪軸調整裝置裝配在凸輪軸上的方法,和/或用于裝配凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元的方法,其中,所述方法包括步驟:將凸出部,優(yōu)選軸向地在凸輪軸側的連接板安設在凸輪軸上,其中,凸輪軸調整裝置優(yōu)選繞著安裝位置相對于凸輪軸偏轉預定的角度α,并且使得凸輪軸調整裝置繞著安裝位置偏轉,從而凸輪軸調整裝置與凸輪軸大體上在縱向上(即軸向上)對齊地定向。因此,凸輪軸調整裝置能夠借助兩個工作步驟在利用空間上的優(yōu)點的情況下被裝配在凸輪軸上。
為了實現(xiàn)凸輪軸調整裝置的特別可靠的運行,還能夠設定,所述方法在偏轉后具有步驟:將凸輪軸調整裝置在軸向方向上固持在凸輪軸上,其中,所述固持優(yōu)選包括將中心閥安裝在凸輪軸上,例如還用來使得兩個模件相互抗扭地貼靠。
附圖說明
下面結合更多的實施方式來描述本發(fā)明。附圖為:
圖1根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式示出在裝配前的狀態(tài)下的凸輪軸調整裝置和部分凸輪軸的俯視圖,
圖2示出由圖1所示的凸輪軸調整裝置和部分凸輪軸在開始裝配的狀態(tài)下的縱向剖面圖,
圖3示出由圖1所示的凸輪軸調整裝置和部分凸輪軸在比圖2所示的狀態(tài)更晚的狀態(tài)下的裝配期間的縱向剖面圖,以及
圖4示出由圖1所示的凸輪軸調整裝置和部分凸輪軸在裝配完成后的狀態(tài)下的縱向剖面圖,其中,安裝有中心閥。
所示附圖只是示意性的,并且只用來理解本發(fā)明。相同或相似的部件被用相同的附圖標記標示,并且能夠相互替換。即它們是能夠替換的。
具體實施方式
圖1示出處于裝配前狀態(tài)下的凸輪軸調整裝置1和凸輪軸2。也就是說,凸輪軸調整裝置1和凸輪軸2在這種狀態(tài)下相互任意定向。
凸輪軸調整裝置1具有配備遮蓋件4和定子殼體5的定子3以及轉子6。轉子6能傾斜地/相對于定子能旋轉地安置在定子3內。此外,轉子6與定子3同中心地安置。即,轉子6和定子3具有共同的縱軸線7。遮蓋件4還能夠被稱為定子遮蓋件、凸輪軸調整裝置遮蓋件或者調整裝置遮蓋件??v軸線7還能夠被稱為凸輪軸調整裝置縱軸線7或者如下面稱為調整裝置縱軸線7。
在轉子6中,在(徑向)中間或中央構成大體上圓柱形的內部輪廓8和圓柱形的容納區(qū)域9。在容納區(qū)域9的內緣上的內徑能夠被稱為轉子6/凸輪軸調整裝置1的中心直徑32。內部輪廓8和容納區(qū)域9一起構成穿過轉子6的通孔。在定子3中設置孔10。更準確地說,在遮蓋件4中構成孔10。在此,容納區(qū)域9和孔10一起構成用于容納在凸輪軸調整裝置1中的凸輪軸2的中央容納部31。在第一實施方式中,中央容納部31也通過定子3和轉子6構成。
以在凸輪軸調整裝置1的由遮蓋件4限定的定子端側11為起始處,沿著調整裝置縱軸線7排列著孔10、容納區(qū)域9和內部輪廓8。定子端側11還能夠被稱為遮蓋件端側,凸輪軸調整裝置端側,調整裝置端側或者如下面稱為端側。
孔10具有內緣12,它的直徑至少等于容納區(qū)域9的直徑,或者優(yōu)選大于容納區(qū)域9的直徑???0還具有凸出部13。凸出部13在繞著調整裝置縱軸線7的圓周方向上貼靠在內緣12上。凸出部13在圓周方向上分段式地構造,即凸出部13沒有完全地在圓周方向上圍繞調整裝置縱軸線7。從調整裝置縱軸線7到凸出部13的最小距離14小于容納區(qū)域9的半徑。換言之,凸出部13從內緣12和從容納區(qū)域9觀察分別沿著徑向向內凸出。即,凸出部13和容納區(qū)域9從定子端側11觀察構成底切。向內凸出的凸出部13在孔10的直徑方面是隆起的,并且因此還能夠被稱為增高部。
凸輪軸2具有縱軸線15。該縱軸線15還能夠被稱為凸輪軸縱軸線或者簡稱為軸縱軸線。在凸輪軸2上構成多個凸輪16、至少一個凸輪軸支承區(qū)域17和固持部段18。在凸輪軸2的固持部段18上構成圓柱形的自由位置19。從自由位置19沿徑向向外凸出或伸出連接板20,該連接板還能夠被稱為凸鼻。連接板20的外徑21還能夠被稱為中心直徑或定心直徑。
從凸輪軸2的端側22出發(fā),沿著縱軸線15依次有固持部段18、凸輪軸支承區(qū)域17以及凸輪16。端側22還能夠被稱為凸輪軸端側或者軸端側。連接板20與凸輪軸2的端側22軸向相鄰。特別有利地是,連接板20直徑地鄰接在端側22上,因為這種設置只要求在凸輪軸調整裝置1內的較少的結構空間。在自由位置19的與連接板20相間隔的端部上還能夠構成另外的連接板23,如圖1至4所示。從端側22觀察,連接板20和自由位置18構成底切。
從調整裝置縱軸線7觀察,在此沿著徑向方向在凸出部13后方、徑向向外地在定子端側11上設有標記24。例如借助印??逃≡摌擞?4。當然,該標記24還能夠根據(jù)需要設在另外的位置上。但是,有利的是這樣定位該標記24,使得凸出部13在裝配時朝上。因為轉子6和定子4能夠相互旋轉,所以有利的是,標記24相對于凸出部13抗扭地設置,也就是說,因為凸出部13在此設在定子3上,所以在此還能夠在定子3上安裝標記24。為了在組裝定子3時進一步降低成本,標記還能夠和凸出部13一樣設在相同的構件上,也就是說,因為凸出部13在遮蓋件4上構成,所以標記24設在遮蓋件4上。
下面,結合圖2至4描述凸輪軸調整裝置1在凸輪軸2上的裝配。在這種情況下可知,凸輪軸2被定位在(未示出的)內燃機上,并且例如支承在至少一個凸輪軸支承區(qū)域17上。
首先,定子端側11朝向凸輪軸2的端側22對齊,從而端側11、22大體上相互對準。在這種情況下需要注意,標記24在地球重力、即重力方向上觀察是朝上的。接著,在此之前或在此將凸輪軸調整裝置1繞著水平方向傾斜或偏轉角度α,從而在地球重力反向上優(yōu)選沒有凸輪軸調整裝置1的其他區(qū)域與凸出部13相對置。隨后,將凸出部13在軸向凸輪軸端側上安放在連接板20上或者安放在自由位置19上。這個步驟還能夠被稱為凸輪軸2“接合”
在圖2中示出在裝配期間的狀態(tài)。這種狀態(tài)能夠(根據(jù)時間關系或者在時間順序上)被稱為中間裝配狀態(tài)、裝配中間步驟,或者由于將凸輪軸調整裝置1貼靠在凸輪軸2上,所以還能夠被稱為安裝狀態(tài)。
凸輪軸調整裝置1在這種狀態(tài)下在裝配到凸輪軸2上期間貼靠到的位置在下面將被稱為安裝位置25。隨后,將凸輪軸調整裝置1繞著安裝位置25往回擺動角度α,從而調整裝置縱軸線7與軸縱軸線15對準。
在偏轉后,凸輪軸調整裝置1相對于凸輪軸2位于裝配位置上。在圖3中示出這種狀態(tài)。在圖3中還可見,容納區(qū)域9和孔10在此構成根據(jù)要求的中心容納裝置31。凸輪軸調整裝置1和凸輪軸2構成凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元26。
凸輪軸調整裝置1現(xiàn)在通過定心直徑32在凸輪軸2的外徑21上置中。在此需要注意,在凸輪軸調整裝置1和凸輪軸2裝配完成后的狀態(tài)下凸出部13能夠相對于凸輪軸2、尤其相對于連接板20和/或相對于自由位置19旋轉。特別優(yōu)選的是,凸出部13能夠相對于凸輪軸2旋轉,同時不會接觸到自由位置19和/或不會與凸輪軸2的表面發(fā)生摩擦。
結果是,連接板20形狀配合地作用在凸出部13的后方,并且因此在裝配期間根據(jù)需要地將凸輪軸調整裝置1固持在凸輪軸2上以防止脫離。但是,在這種情況下,轉子6仍沒有與凸輪軸2抗扭地連接,從而例如使在凸輪軸2和轉子6之間的角度能夠被輕微地調節(jié),或者例如能夠將皮帶或鏈條(兩者都未示出)安置在定子3上,以便連接曲軸(未示出)。特別地,凸輪軸調整裝置1在凸輪軸2上的固持性和在轉子6與凸輪軸1之間的可旋轉性被同時滿足,可以簡化裝配。
在另外的裝配步驟中,將凸輪軸調整裝置1運行穩(wěn)定地固持在凸輪軸2上。為此,中心閥27穿過內部輪廓8、容納區(qū)域9和孔10在軸向上被引入到在凸輪軸2中構成的閥容納槽28中。例如借助(未示出的)螺紋對將中心閥27旋擰入閥容納槽28中。在這種情況下,中心閥27的端側29與凸輪軸調整裝置1的端側30相接觸。中心閥27的端側29還能夠被稱為中心閥端側或者閥端側。凸輪軸調整裝置1的端側30優(yōu)選構成在轉子6上,并且還能夠被稱為(另外的)凸輪軸調整裝置端側,調整裝置端側或者轉子端側。
因此,在裝配期間將凸輪軸調整裝置1固持在凸輪軸2上,以防止脫離,并且在運行準備完成的狀態(tài)下防止了定子3在凸輪軸2上摩擦。
本發(fā)明的另外的實施方式未在圖中示出,但是將會在下面被闡述。在第二實施方式中,在內緣12上設置一個或多個止動件。止動件在內緣12上與凸出部13相對置地被安置。如此設計該止動件的幾何結構,使得能夠以通常裝配所需的止動力實現(xiàn)對該止動件的裝配。準確地說,該止動件能夠實現(xiàn),以通常裝配所需的力偏轉貼靠在連接板20上的凸輪軸調整裝置1。該止動件尤其在沒有超過預定的極限力的情況下避免了偏轉的回復。因此,在另外的裝配中實現(xiàn)了更高的牢靠性,以防止脫離。
下面還將簡短地闡述同樣在圖中未示出的本發(fā)明的另外的實施方式。在第三實施方式中,容納區(qū)域9未在轉子6中,而是只在定子3中,優(yōu)選只在定子3的遮蓋件4中構成。因此,在該實施方式中中心容納槽31只在定子3中構造。也就是說,凸輪軸調整裝置1的底切優(yōu)選只通過遮蓋件4構成。這種設計具有的優(yōu)點是,能夠在轉子6中節(jié)省特別多的結構空間,和/或能夠用于不同的結構。在這種情況下有利的是,連接板的外徑如此多的小于容納區(qū)域9的內徑,使得在運行準備完成的狀態(tài)下避免定子3在凸輪軸2上的摩擦,如在之前的實施方式中所述。在此還有利的是,借助中心閥27將轉子6在凸輪軸2上置中。
附圖標記列表
1凸輪軸調整裝置
2凸輪軸
3定子
4遮蓋件
5定子殼體
6轉子
7調整裝置縱軸線
8內部輪廓
9容納區(qū)域
10孔
11定子的端側
12內緣
13凸出部
14在調整裝置縱軸線和凸出部之間的最小距離
15凸輪軸的縱軸線
16凸輪
17凸輪軸支承區(qū)域
18固持部段
19自由位置
20連接板
21凸輪軸的連接板的外徑
22凸輪軸的端側
23連接板
24標記
25安裝位置
26凸輪軸調整裝置-凸輪軸組合單元
27中心閥
28閥容納槽
29中心閥的端側
30轉子的端側
31中心容納槽
32凸輪軸調整裝置的定心直徑
α角度