用于將凸輪軸調(diào)節(jié)器與凸輪軸的凸輪軸端部連接的固定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將凸輪軸調(diào)節(jié)器與凸輪軸的凸輪軸端部連接的固定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]凸輪軸調(diào)節(jié)器在內(nèi)燃機中用于改變?nèi)紵覛忾T的配氣相位，以便可以將曲軸與凸輪軸之間的相位關(guān)系在限定的角度范圍內(nèi)、在最大的提前位置與最大的滯后位置之間可變地構(gòu)造。配氣相位與當(dāng)前的負(fù)載和轉(zhuǎn)速的匹配降低了油耗和排放。為了這個目的，將凸輪軸調(diào)節(jié)器整合到動力總成系統(tǒng)中，通過該動力總成系統(tǒng)將扭矩從曲軸傳遞到凸輪軸上。該動力總成系統(tǒng)例如可以構(gòu)造為皮帶傳動裝置、鏈條傳動裝置或齒輪傳動裝置。
[0003]在液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器中，從動元件和驅(qū)動元件構(gòu)造出一對或多對可以加載以液壓介質(zhì)的彼此相對作用的壓力室。驅(qū)動元件和從動元件同軸地布置。通過填充和排空各壓力室來產(chǎn)生驅(qū)動元件與從動元件之間的相對運動。在驅(qū)動元件與從動元件之間旋轉(zhuǎn)作用的彈簧將驅(qū)動元件相對于從動元件沿有利方向擠壓。這種有利方向可以與扭轉(zhuǎn)方向同向或反向。
[0004]液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器的一種結(jié)構(gòu)形式是葉片式調(diào)節(jié)器。葉片式調(diào)節(jié)器具有定子、轉(zhuǎn)子和帶有外齒部的驅(qū)動輪。轉(zhuǎn)子構(gòu)造為大多能與凸輪軸抗相對轉(zhuǎn)動地(drehfest)連接的從動元件。驅(qū)動元件包含定子和驅(qū)動輪。定子和驅(qū)動輪抗相對轉(zhuǎn)動地相互連接或為此備選地彼此一體式地構(gòu)造。轉(zhuǎn)子與定子同軸地布置并且布置在定子的內(nèi)部。轉(zhuǎn)子和定子利用其徑向延伸的葉片形成相對作用的油室，這些油室可以通過油壓加載并且能夠?qū)崿F(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子之間相對轉(zhuǎn)動。葉片要么與轉(zhuǎn)子或定子一體式地構(gòu)造，要么作為“插入的葉片”布置在轉(zhuǎn)子或定子的為此設(shè)置的槽內(nèi)。此外，葉片式調(diào)節(jié)器具有各種各樣不同的密封蓋。定子和密封蓋通過多個連接螺栓彼此鎖定。
[0005]液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器的另一種結(jié)構(gòu)形式是軸向柱塞式調(diào)節(jié)器。在這種情況下，通過油壓使移動元件軸向移動，該移動元件通過斜齒部產(chǎn)生驅(qū)動元件與從動元件之間的相對轉(zhuǎn)動。
[0006]凸輪軸調(diào)節(jié)器的另一種結(jié)構(gòu)形式是具有三軸傳動裝置(例如行星傳動裝置)的機電式凸輪軸調(diào)節(jié)器。在此，其中一根軸形成驅(qū)動元件，而第二軸形成從動元件。通過第三軸，可以借助伺服裝置、例如電動機或制動器向系統(tǒng)輸送旋轉(zhuǎn)能量或從系統(tǒng)輸出旋轉(zhuǎn)能量。附加地可以布置有對驅(qū)動元件與從動元件之間的相對轉(zhuǎn)動進(jìn)行支持或復(fù)位的彈簧。
[0007]DE 10 2009 051 309 Al示出一種用于凸輪軸調(diào)節(jié)器的設(shè)備，其中，凸輪軸調(diào)節(jié)器以其輪轂相對凸輪軸的止擋元件止擋，并且通過固定元件實現(xiàn)凸輪軸調(diào)節(jié)器與凸輪軸之間的軸向拉緊。固定元件在這種情況下構(gòu)造為鎖緊螺母。
[0008]WO 2007/082600示出一種借助中央閥固定在凸輪軸上的凸輪軸調(diào)節(jié)器。中央閥包括可以軸向運動的控制活塞，該控制活塞通過與其對齊的中央磁鐵來操作。
[0009]EP I 544 419 Al示出一種利用無閥功能的中央螺栓固定在凸輪軸上的凸輪軸調(diào)節(jié)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于將凸輪軸調(diào)節(jié)器與凸輪軸的凸輪軸端部連接的固定裝置，該固定裝置能夠?qū)⑼馆嗇S調(diào)節(jié)器特別節(jié)省空間且可靠地固定在凸輪軸上。
[0011]該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征解決。
[0012]用于將凸輪軸調(diào)節(jié)器與凸輪軸的凸輪軸端部連接的固定裝置，其中，凸輪軸調(diào)節(jié)器具有與凸輪軸端部通過固定螺栓連接的輪轂，根據(jù)本發(fā)明以如下方式來解決該任務(wù)，即，輪轂具有內(nèi)錐形面，該內(nèi)錐形面從凸輪軸調(diào)節(jié)器離開地變細(xì)并在該內(nèi)錐形面與固定螺栓之間固定有夾緊元件，其中，固定螺栓將輪轂與凸輪軸端部通過夾緊元件拉緊。
[0013]由此實現(xiàn)的是，在擰緊固定螺栓時，內(nèi)錐形面將力分成徑向和軸向的力矢量。為了獲得像現(xiàn)有技術(shù)中那樣的軸向力矢量所需的預(yù)緊力而進(jìn)一步擰緊固定螺栓，由此該固定螺栓在其長度上被更多地延展并因此提供用以在使用壽命上抵抗收縮性所需的彈性。通過內(nèi)錐形面的角度可以限定期望的預(yù)緊力。夾緊元件被設(shè)置成用于在固定螺栓與內(nèi)錐形面之間夾緊，并且在拉緊該裝置期間通過徑向的力矢量被擴寬。該夾緊支持了固定裝置的螺栓連接的抗相對轉(zhuǎn)動強度。
[0014]內(nèi)錐形面優(yōu)選在周向上閉合地構(gòu)造，但可以通過凹部、例如槽或凹口被中斷。作為內(nèi)錐形面的備選也可以使用將力分成軸向和徑向的力矢量的其他表面形狀、例如拱曲面。
[0015]在本發(fā)明的一種設(shè)計方案中，夾緊元件構(gòu)造為環(huán)或套筒。夾緊元件優(yōu)選在其外周面上具有與輪轂的內(nèi)錐形面互補地構(gòu)造的外錐形面。外錐形面優(yōu)選在周向上閉合地構(gòu)造成，但可以通過凹部、例如槽或凹口被中斷。此外，環(huán)在周向上可以是閉合的或由縫隙中斷的，其中，通過縫隙有利地提高了夾緊元件的彈性。有利地，夾緊元件構(gòu)造為錐體。
[0016]可選地，夾緊元件可與固定螺栓一體式地構(gòu)造或作為與固定螺栓分開的構(gòu)件存在。夾緊元件此外可以力鎖合地(kraftschlUssig)、形狀鎖合地(formschlUssig)和/或材料鎖合地(StoffschlUssig)與固定螺栓連接，以便簡化安裝，在安裝中，夾緊元件在與輪轂拼接之前就已經(jīng)防丟失地固定在固定螺栓上。
[0017]在一種有利的設(shè)計方案中，凸輪軸端部在內(nèi)周邊上具有內(nèi)錐形面，該內(nèi)錐形面朝凸輪軸調(diào)節(jié)器變細(xì)，并且在固定螺栓與該內(nèi)錐形面之間固定有螺紋環(huán)。因此，該凸輪軸端部管狀地構(gòu)造，并且設(shè)有具有內(nèi)周邊的在端部側(cè)敞開的空腔。內(nèi)周邊本身可以具有內(nèi)錐形面，其中，內(nèi)錐形面由凸輪軸端部的材料一體式地構(gòu)造。備選地可以設(shè)置有單獨的構(gòu)件，該構(gòu)件在其內(nèi)周邊上具有內(nèi)錐形面并與凸輪軸端部力鎖合地、形狀鎖合地和/或材料鎖合地連接。
[0018]內(nèi)錐形面優(yōu)選在周向上閉合地構(gòu)造，但可以通過凹部、例如槽或凹口被中斷。作為內(nèi)錐形面的備選也可以使用將力分成軸向和徑向的力矢量的其他表面形狀、例如拱曲面。
[0019]在凸輪軸端部的內(nèi)錐形面與固定螺栓之間設(shè)置有螺紋環(huán)。在固定螺栓的外螺紋與螺紋環(huán)的內(nèi)螺紋嚙合之前，螺紋環(huán)優(yōu)選防丟失地固定在凸輪軸端部的內(nèi)錐形面上。這種固定可以通過鎖定元件、例如鎖定環(huán)來實現(xiàn)，其布置在內(nèi)錐形面的擴寬的側(cè)，其中，螺紋環(huán)布置在鎖定元件與內(nèi)錐形面的變細(xì)的側(cè)之間。因此，螺紋環(huán)在兩個軸向方向上在其運動自由度上受到限制。
[0020]在一種特別優(yōu)選的設(shè)計方案中，螺紋環(huán)的外周面具有與凸輪軸端部的內(nèi)錐形面互補的外錐形面。外錐形面優(yōu)選在周向上閉合地構(gòu)造成，但可以通過凹部、例如槽或凹口被中斷。有利地，螺紋環(huán)構(gòu)造為帶有內(nèi)螺紋的錐體。
[0021]在本發(fā)明的一種設(shè)計方案中，固定螺栓與螺紋環(huán)的內(nèi)螺紋嚙合，由此夾緊元件與螺紋環(huán)在軸向上相互拉緊，其中，夾緊元件和螺紋環(huán)在軸向方向上彼此間隔開。這種間隔可以通過在軸向方向上在輪轂與凸輪軸端部之間的止擋件直接地或間接通過單獨的間隔元件來實現(xiàn)。夾緊元件和螺紋環(huán)通過旋擰首先互相運動，但支撐在首先也互相運動的相應(yīng)的內(nèi)錐形面上。如果接觸到在軸向方向上在輪轂與凸輪軸端部之間的止擋件，那么輪轂就支撐在凸輪軸端部上，并且阻止在借助固定螺栓旋擰時，在內(nèi)錐形面之間的并因此也在夾緊元件與螺紋環(huán)之間的間距的減少。隨后，在進(jìn)一步進(jìn)行的旋擰過程中，固定螺栓被延展，由此實現(xiàn)了固定裝置的拉緊。
[0022]在一種優(yōu)選的構(gòu)造方案中，凸輪軸端部的內(nèi)錐形面由單獨的構(gòu)件構(gòu)成，該構(gòu)件與凸輪軸端部材料鎖合地、形狀鎖合地和/或力鎖合地連接。該單獨的構(gòu)件至少相對于凸輪軸端部在軸向方向上固定。在周向上的固定可以有選擇地設(shè)置。至少禁止單獨的構(gòu)件在軸向方向上朝向輪轂運動的自由度，其中，單獨的構(gòu)件在軸向方向上從輪轂離開的自由度完全可以存在。在軸向方向上朝向輪轂運動的自由度的禁止優(yōu)選通過在凸輪軸端部與單獨的構(gòu)件之間的止擋件來構(gòu)造。
[0023]在本發(fā)明的另一種設(shè)計方案中，凸輪軸端部的內(nèi)錐形面和輪轂的內(nèi)錐形面在軸向方向上彼此間隔開，并且在內(nèi)錐形面的軸向間隙內(nèi)布置有間隔元件。間隔元件可以作為單獨的構(gòu)件以環(huán)或套筒的形式存在。備選地，間隔元件可以由凸輪軸端部、輪轂、螺紋環(huán)、夾緊元件或單獨的構(gòu)件一體式地構(gòu)造，該單獨的構(gòu)件具有針對凸輪軸端部的內(nèi)錐形面并與凸輪軸端部力鎖合地、形狀鎖合地和/或材料鎖合地連接。間距可以通過間隔元件來限定，由此可以使用相應(yīng)長的固定螺栓，其長度又有利地影響固定裝置的拉緊。
[0024]在本發(fā)明的一種構(gòu)造方案中，間隔元件構(gòu)造為單獨的構(gòu)件。作為形式為環(huán)或套筒的單獨的構(gòu)件，間隔元件可以簡單地在與輪轂拼接之前裝入凸輪軸端部內(nèi)。具有高的彈性模量的材料適用于構(gòu)造間隔元件并且可以有助于支持螺栓連接的彈性并且因此進(jìn)一步改進(jìn)固定裝置。此外，作為間隔元件或作為對間隔元件的附加可以設(shè)置有在軸向方向上拉緊螺栓連接的彈簧。優(yōu)選布置有盤形彈簧，作為對間隔元件的替代或作為在軸向方向上對間隔元件的附加。
[0025]在一種有利的設(shè)計方案中，間隔元件具有液壓介質(zhì)通道。液壓介質(zhì)通道可以構(gòu)造為徑向孔、軸向縫隙，其完全沿間隔元件的