具有不连续轮廓的凸轮轴调节器和凸轮轴调节器装置的制作方法

专利检索2022-05-11  1



1.本发明涉及一种用于在机动车动力传动系中调节凸轮轴相对于曲轴的相位的凸轮轴调节器,其具有驱动件、相对于该驱动件在限定的角度范围内可旋转的从动件和输出锚固件,其中,所述输出锚固件用于将所述从动件与凸轮轴抗扭地连接并且所述从动件通过作用力配合式和/或形状配合式的连接件、尤其是通过(纵向)压配合部固定在输出锚固件上。本发明还涉及一种凸轮轴调节器装置,其具有凸轮轴调节器和与其连接的凸轮轴。


背景技术:

2.由现有技术已经已知这种类型的凸轮轴调节器。例如ep 2875216 b1公开一种用于内燃机的凸轮轴,该凸轮轴具有轴和至少一个与该轴接合的构件,该构件经由构件侧的接合面与轴侧的接合面连接。所述构件侧的接合面和/或所述轴侧的接合面具有借助激光引入的且硬化的粗糙度,其中,粗糙度还具有由各个激光点组成的轨迹,并且各个激光点的中点彼此错开地设置并且各个激光点彼此重叠地设置。
3.由ep 2427285 b1、de 102011005408 b4、de 54224 b4和de 102005062522 b4已知其它的现有技术。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题是,提供一种凸轮轴调节器,其尽可能简单地构造和制造以及能够实现高载荷地连接到凸轮轴上,其中,同时给出存在的液压通道的足够的密封性。
5.这根据本发明通过以下方式实现,即从动件和/或输出锚固件的与连接件一起作用的径向侧具有表面轮廓化的第一区段和在周向方向上和/或在轴向方向上连接所述第一区段的第二区段,该第二区段具有恒定的直径,该第二区段环形地构造并且在实现密封的情况下包围液压通道的朝向所述径向侧输出的通入区域。换句话说,从动件或输出锚固件具有在周向方向上(仅)局部地构造的表面结构/表面轮廓。表面结构例如理解为一种宏观结构。通过该表面结构提高了待相互连接的构件的接触表面,从而所述连接具有更高的强度。通过有针对性地调节表面轮廓,局部增强了所述连接并且同时局部避免了由于设置表面轮廓而产生的缺点(例如应力或者在接合时形成的切屑)。
6.由此,即使存在较高的负荷也足够强烈地实现从动件在输出锚固件上的固定,其中,同时确保所述两个组成部分的尽可能精确的定心。此外,通过第二区段的凸出成形部,液压通道在从动件与输出锚固件之间的接合位置中尽可能可靠地被密封。
7.其它有利的进一步改进方案利用从属权利要求来要求保护并且在下面进行详细阐述。
8.因而特别有利的是,输出锚固件在其径向侧(径向的外侧)上设有至少一个第一区段和至少一个第二区段。更优选地,从动件的径向侧(径向的内侧)在该情况下因此(具有保持相同的直径)环形地延伸。由此进一步降低了制造耗费。
9.替代于此,特别有利的是,输出锚固件在其径向侧(径向的内侧)上设有至少一个第一区段和至少一个第二区段。更优选地,从动件的径向侧(径向的外侧)在该情况下因此(具有保持相同的直径)环形地延伸。由此同样降低了制造耗费。
10.特别优选地,输出锚固件因此构造成车削件。从动件优选构造成烧结构件。由此进一步降低了制造耗费。
11.在另一种优选的实施方式中,不仅从动件而且输出锚固件分别在其径向侧上设有至少一个第一区段和至少一个第二区段。
12.如果至少一个第一区段在从动件或输出锚固件的初始成形过程(烧结过程)中直接一起成形,则进一步降低了制造耗费。
13.此外有利的是,从动件和/或输出锚固件的径向侧设有多个第一区段和多个第二区段,他们在周向方向上交替地布置。通过第一区段局部地加强作用力配合式的(压)连接。同时,在接合/压入时通过第二区段的变形被最小化或补偿或者被固定到特定的区域、即第一区段上。换句话说,所述连接件在周向方向上局部地构造有较高的表面粗糙度(第一区段)并且局部地构造有较低的表面粗糙度(第二区段)。
14.此外,对于能以尽可能少的时间耗费制造的宏观结构已经证实为有利的是,第一区段的表面结构构造/引入为激光结构或点阵结构。
15.根据一种有利的改进方案,至少一个第二区段构造成用于在从动件上定心地支承输出锚固件的径向支承面。由此确保了两个待连接的构件的定心的支承。也就是说,在滚花/表面结构的接合/压入时的变形对径向支承没有影响。
16.此外有利的是,凸轮轴调节器构造成叶片类型的(液压)凸轮轴调节器并且用于将从动件相对于驱动件调节的液压通道引入从动件中和/或输出锚固件中。由此实现了液压通道的可靠密封。也避免了切屑在连接件的接合时到达液压通道中。
17.替代地,凸轮轴调节器也构造成电的凸轮轴调节器。也就是说,在从动件与输出锚固件之间的连接件处的表面结构的构型与所述调节的类型无关地设置。
18.此外,有利的是,从动件在(至少一个)第二区段中具有比在(至少一个)第一区段中更小的内径。由此确保了第二区段用作径向支承面。
19.因此,根据替代的实施方案适宜的是,输出锚固件在(至少一个)第二区段中比在(至少一个)第一区段中具有更大的外径。由此也确保了第二区段用作径向支承面。
20.此外有利的是,输出锚固件在轴向的端部区域上具有构造用于支承在从动件上的、径向向外伸出的边缘,该边缘沿轴向方向连接到第一区段上。由此能够提供用于从动件的轴向的止挡部/轴向的限定部。
21.也有利的是,第一构件组在第二区段上沿着第一圆周线分布地设置,并且第二构件组在第二区段上沿着相对于第一圆周线沿轴向错开的第二圆周线分布地设置。由此,凸轮轴调节器的相反作用的部分腔室能够可靠地彼此密封。
22.还适宜的是,第一区段具有多个沿轴向延伸的以及在周向方向上并排设置的凹部/细长凹槽。由此进一步增强了液压通道的密封性。
23.如果相应的第二区段由附加的环绕的封闭的/环形的激光轨迹限定/包围,则进一步改进了密封作用。
24.本发明要解决的技术问题也通过一种凸轮轴调节器装置来解决,其具有根据前述
实施方式中任一项所述的根据本发明的凸轮轴调节器和凸轮轴,该凸轮轴通过压配合部与输出锚固件抗扭地连接。
附图说明
25.下面借助附图来阐述本发明。在附图中:
26.图1示出根据一种优选的实施例的纵向剖切的根据本发明的凸轮轴调节器的立体图,该凸轮轴调节器已经安装在内燃机的凸轮轴上,
27.图2以全视图示出凸轮轴调节器的设有根据本发明的表面轮廓的从动件的根据图1所示的凸轮轴调节器装置的立体图,
28.图3示出在从动件和凸轮轴旁边的设有根据本发明的表面轮廓的输出锚固件的分解立体图,以及
29.图4示出已经在图3中示出的组成部分的部分分解立体图,其中,从动件已经固定在输出锚固件上。
具体实施方式
30.附图仅仅是示意性的、并且仅用于理解本发明。相同的部件使用相同的附图标记。
31.图1和图2示出根据一种优选的实施例的根据本发明的凸轮轴调节器1。该凸轮轴调节器1用于调节凸轮轴2相对于内燃机(未示出)的曲轴的相位。因此,凸轮轴调节器1优选在机动车动力传动系的内燃机中使用。
32.此外可以看到,凸轮轴调节器1转换成叶片类型的液压的凸轮轴调节器1。替代于此,凸轮轴调节器1在其它实施方案中也设计为电的凸轮轴调节器1。
33.凸轮轴调节器1在图1示出的凸轮轴调节器装置20中以其从动件3经由输出锚固件5与凸轮轴2固定连接。也被称作转子或轮毂的从动件3设计成,相对于凸轮轴调节器1的驱动件4在限定的角度范围内旋转(以用于调节相位)。也被称为定子的驱动件4在运行中经由连续牵引机构(在这里是链条)与曲轴旋转耦联。
34.输出锚固件5用作在从动件3与凸轮轴2之间的连接轴。尤其是,输出锚固件5构造成空心轴。输出锚固件5因此用作凸轮轴调节器1的凸轮轴连接件。
35.从动件3和输出锚固件5通过作用力配合式的和材料锁合的连接件6相互连接。尤其是在从动件3与输出锚固件5之间构造有(第一)压配合部14、即纵向压配合部。从动件3的径向的内侧9/内周边面在构造连接件6的情况下与输出锚固件5的径向的外侧10/外周边面连接/压紧。
36.从动件3与输出锚固件5之间的连接件6具有至少一个第一区段7和至少一个第二区段8,在此多个第一区段7具有较高表面粗糙度,多个第二区段8具有较低表面粗糙度。因此,相应的第一区段7和相应的第二区段8有针对性地、即非随机地例如由于制造引起的起伏而构造在连接件6上。
37.连接件6构造在从动件3的径向的内侧9与输出锚固件5的径向的外侧10之间。在根据图1至图4的优选的实施例中,多个第一区段7和多个第二区段8有针对性地被引入到输出锚固件5的径向的外侧10中。换句话说,第一区段7形成连续的(即套筒形的/环形的)表面结构,该表面结构部分地被第二区段8岛状地中断。
38.第二区段8分别环形地(在周面中观察)构造。第二区段8上的第一构件组26a沿着第一圆周线分布地设置。第二区段8上的第二构件组26b沿着相对于第一圆周线轴向地错开的第二圆周线分布地设置。
39.由此,输出锚固件5的径向的外侧10设有多个第一区段7和多个第二区段8,而从动件3的径向的内侧9优选地构造有保持不变的/恒定的直径(没有表面轮廓)。
40.在这方面需要指出的是,在另一种优选的实施方式中,仅从动件3的径向的内侧9设有多个第一区段7和多个第二区段8,而输出锚固件5的径向的外侧10优选构造成具有保持不变的/恒定的直径(没有表面轮廓)。此外,对于所述替代的实施方案有效的是,表面结构15/从动件3的相应的第一区段7直接在从动件3的初始成形过程(在此为烧结过程)中一起构造。因此,凹部19直接通过烧结技术产生。
41.另一方面,根据进一步优选的实施方案也有利的是,多个第一区段7和多个第二区段8不仅被引入到从动件3的径向的内侧9中而且被引入到输出锚固件5的径向的外侧10中。
42.第一区段7分别设有一个表面结构15/表面轮廓。第一区段7在所示的实施方式中通过具有轴向平行的凹部19/细长凹槽/沟槽的滚花构成。
43.第二区段8构造成用于将输出锚固件5定心地支承在从动件3上的径向支承面。第二区段8分别配备有(在周向方向和轴向方向上)保持不变的直径。此外,所有第二区段8的直径同样是相同的。此外,第二区段8具有比在第一区段7的区域中更大的外径。
44.根据第一和第二区段7、8构造在从动件3上的替代的实施方式,第二区段8分别具有比在第一区段7的区域中更小的直径、在此为内径。由此避免了在接合时由于第一区段7的径向变形而对支承功能造成的影响。
45.如已经提到的那样,在所示出的实施方式中,凸轮轴调节器1构成为叶片类型的液压的凸轮轴调节器1。凸轮轴调节器1具有液压通道11,其用于相对于驱动件4调节从动件3。液压通道11径向向外地通入到在凸轮轴调节器1的叶片21之间形成的工作腔室/部分工作腔室中。因此,液压通道11将从动件3的径向外侧与在输出锚固件5内部的径向的内部空间23连接。在根据图1的工作状态中,在径向的内部空间23中设置有用于控制通过液压通道11的液压介质流动的中央阀22。所述液压通道11在径向方向上延伸穿过从动件3和输出锚固件5。
46.液压通道11设置在相应的第二区段8中。也就是说,液压通道11在第二区段8中朝向相应的径向侧9、10通入/出来。在图3中可特别清楚地看到,每个被引入输出锚固件5中的液压通道11在其朝向径向的外侧10的通入区域12中由环形的第二区段8完全包围。因此,第一区段7(在周向方向上并且在轴向方向上)与液压通道11错开地设置。
47.还应当指出的是,相应的第二区段8优选具有在径向方向上围绕通入区域12的1mm到5mm之间的密封长度。此外,进一步优选的是,相应的第二区段8由附加的环绕的封闭的/环形的激光轨迹限定/包围。
48.输出锚固件5具有在径向方向上向外伸出的边缘27。所述边缘27在周向方向上环绕地、例如根据法兰的类型构造。边缘27设置在输出锚固件5的轴向的(背离凸轮轴的)第一端部区域18a中。边缘27在轴向方向上连接到第一区段7上、也就是说连接到表面结构15上。边缘27形成用于从动件3的轴向止挡部。替代地,也可以使用固定环来固定从动件3相对于输出锚固件5的轴向位置。从动件3在端侧具有轴向空隙部13。边缘27在所述轴向空隙部13
的区域中贴靠在从动件3上。
49.输出锚固件5通过另一个(表面结构化的)压配合部24与凸轮轴2连接。输出锚固件5在其(面向凸轮轴的)轴向的端部区域18b上在其径向的外侧上具有另一个表面结构25(或表面轮廓)。表面结构25在所示的实施方式中由具有轴向平行的沟槽的滚花构成。表面结构25在圆周方向上环绕地构造。在将凸轮轴2/凸轮轴2的凸轮轴管16接合到输出锚固件5的轴向的端部区域18b上时,形成通过表面结构25增强的压配合部24。在第二压配合部24的轴向区域中,在凸轮轴管16的径向的外侧上设置有传感轮17,该传感轮增强压配合部24。
50.换句话说,根据本发明,在宏观结构中在所构造的转子3的衔铁5的接合面处建议设置局部的密封区域8,该密封区域由宏观结构形成。这些密封区域8这样定位,使得在将衔铁5以角度定向的方式接合到转子3中之后,这些密封区域经由略微平滑的压配合部14精确地密封转子3和衔铁5中的径向油道11的出口。为了增强密封效果,密封区域8利用环绕的封闭的激光轨迹附加地限定和密封。
51.宏观结构15可以通过在空气气氛中的激光结构化来制造。在压配合部中衔铁5上的宏观结构15与第二接合面之间的硬度差通过已经存在的衔铁材料的铁芯硬度和从动件3(转子)的相对较软的烧结材料产生,所述衔铁材料优选由硬的钢材料制成。
52.在径向方向上在油道开口5周围的密封长度优选为1mm至5mm。
53.替代地,宏观结构15可以利用针式打印装置来制造。在这种方法中,宏观结构15由各个在位置上相对彼此错开的单个点构成,在点边缘上具有环绕的材料凸起部。这些点应当在油道开口12周围设定具有优选1mm至5mm的最小距离,以便避免光滑的压配合部14围绕油道开口12的变形并且由此避免泄漏。
54.替代地,也适宜的是,在电凸轮轴调节器的传动装置中以所述相同的技术和连接设计来制造所构造的从动齿圈。
55.附图标记列表
[0056]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
凸轮轴调节器
[0057]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
凸轮轴
[0058]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
从动件
[0059]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动件
[0060]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
输出锚固件
[0061]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
连接件
[0062]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一区段
[0063]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二区段
[0064]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
内侧
[0065]
10
ꢀꢀꢀꢀ
外侧
[0066]
11
ꢀꢀꢀꢀ
液压通道
[0067]
12
ꢀꢀꢀꢀ
通入区域
[0068]
13
ꢀꢀꢀꢀ
轴向空隙部
[0069]
14
ꢀꢀꢀꢀ
第一压配合部
[0070]
15
ꢀꢀꢀꢀ
表面结构
[0071]
16
ꢀꢀꢀꢀ
凸轮轴管
[0072]
17
ꢀꢀꢀꢀ
传感轮
[0073]
18a
ꢀꢀꢀ
第一端部区域
[0074]
18b
ꢀꢀꢀ
第二端部区域
[0075]
19
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0076]
20
ꢀꢀꢀꢀ
凸轮轴装置
[0077]
21
ꢀꢀꢀꢀ
叶片
[0078]
22
ꢀꢀꢀꢀ
中央阀
[0079]
23
ꢀꢀꢀꢀ
内部空间
[0080]
24
ꢀꢀꢀꢀ
第二压配合部
[0081]
25
ꢀꢀꢀꢀ
表面结构
[0082]
26a
ꢀꢀꢀ
第一构件组
[0083]
26b
ꢀꢀꢀ
第二构件组
[0084]
27
ꢀꢀꢀꢀ
边缘。
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