凸轮轴调整装置

摘要

本发明公开了一种用来驱动和/或调整内燃机的凸轮轴(2)的凸轮轴调整装置(1)，所述凸轮轴调整装置具有定子(3)和能旋转地安置在所述定子内的同中心的转子(6)，其中，至少定子(3)具有用来容纳凸轮轴(2)的中心容纳槽(31)，并且其中，在中心容纳槽(31)的径向内缘(12)上设置至少一个径向向内凸出的凸出部(13)，用来嵌入凸轮轴(2)的径向向外凸出的连接板(20)。本发明还涉及一种具有所述凸轮轴调整装置(1)和凸轮轴(2)的凸轮轴调整装置‑凸轮轴组合单元(26)，所述凸轮轴具有径向凸出的连接板(20)，其中，凸出部(13)优选接合在连接板(20)的后方。最后，本发明还涉及一种用于装配凸轮轴调整装置‑凸轮轴组合单元(26)的方法。

权利要求

1.一种用来驱动内燃机的凸轮轴(2)的凸轮轴调整装置(1)，所述凸轮轴调整装置具有定子(3)和能旋转地安置在所述定子内的同中心的转子(6)，其中，所述定子(3)具有用来容纳凸轮轴(2)的中心容纳槽(31)，其特征在于，在中心容纳槽(31)的径向内缘(12)上设置至少一个径向向内凸出的凸出部(13)，用来接合在凸轮轴(2)的径向向外凸出的连接板(20)的后方。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调整装置(1)，其特征在于，预先设置凸出部(13)，以用于在轴向上接合在连接板(20)的后方。

3.根据上述权利要求中任一项所述的凸轮轴调整装置(1)，其特征在于，所述凸出部(13)通过定子(3)构成。

4.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调整装置(1)，其特征在于，出于定中心或被置中的目的，在连接板(20)处预备所述转子(6)，和/或所述转子(6)这样被预备，借助于能够在所述转子(6)中容纳的中央阀(27)而在凸轮轴(2)上被置中。

5.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调整装置(1)，其特征在于，在凸轮轴调整装置(1)上的中心容纳槽(31)的区域内设有用于将凸轮轴调整装置(1)固持在凸轮轴(2)上的止动件。

6.根据权利要求1或2所述的凸轮轴调整装置(1)，其特征在于，借助中心阀(27)能够将凸轮轴调整装置(1)轴向固持在凸轮轴(2)上。

7.一种凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元(26)，具有根据上述权利要求中任一项所述的凸轮轴调整装置(1)和凸轮轴(2)，所述凸轮轴具有径向凸出的连接板(20)，其中，所述凸出部(13)接合在连接板(20)的后方。

8.根据权利要求7所述的凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元(26)，其特征在于，所述凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元具有中心阀(27)。

9.一种用于装配根据上述权利要求中任一项所述的凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元(26)的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：将凸出部(13)轴向地在凸轮轴侧贴靠凸轮轴(2)上的连接板(20)，其中，凸轮轴调整装置(1)绕着安装位置(25)相对于凸轮轴(2)偏转预定的角度(α)，并且使得凸轮轴调整装置(1)绕着安装位置(25)偏转，从而凸轮轴调整装置(1)与凸轮轴(2)大体上在轴向上对齐地定向。

10.根据权利要求9所述的用于装配凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元(26)的方法，其特征在于，所述方法在偏转后具有下述步骤：沿着轴向方向将凸轮轴调整装置(1)固持在凸轮轴(2)上。

说明书

凸轮轴调整装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种凸轮轴调整装置，例如叶片式类型，用来驱动和/或调节内燃机的凸轮轴，它具有定子和能旋转地安置在定子内的同中心的转子，其中，至少定子具有用来容纳凸轮轴的中心容纳槽。本发明还涉及一种具有根据本发明的凸轮轴调整装置和凸轮轴的凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元。本发明最后还涉及一种用来装配凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元的方法。现有技术

[0002] 上述类型的凸轮轴调整装置例如由DE 10 2012 223 582 A1已知，它涉及一种具有凸轮轴调整装置和凸轮轴的凸轮轴调整系统，其中，所述凸轮轴调整装置具有驱动件和相对于驱动件可偏转移动安置的从动件，其中，该从动件与凸轮轴抗扭地连接，其中，遮盖件与从动件抗扭地固定连接，并且将遮盖件的套筒件安置在驱动件和凸轮轴之间，其中，遮盖件的径向的延伸方向大于遮盖件与凸轮轴的接触面的直径。

[0003] 能够通过凸轮轴的凸轮操作内燃机的换气阀。通过凸轮的布置和形状能够有针对性地确定换气阀的打开和关闭时间。通常通过内燃机的曲轴操作、驱动和/或控制凸轮轴。内燃机的换气阀的打开和关闭时间点在此通常通过在凸轮和曲轴之间的相对旋转位置和/或相位和/或角位置而预先确定。通过相对地改变在凸轮轴和曲轴之间的这种相对旋转位置能够实现换气阀的打开和关闭时间点的可变化的调整。通过对换气阀的打开和关闭时间的可变化的调整能够根据内燃机的实时的运行状态例如有利地影响废气特性，能够降低燃料消耗，能够提高效率，和/或能够提高内燃机的最大扭矩和/或最大功率。

[0004] 能够通过在曲轴和凸轮轴之间设置的凸轮轴调整单元或凸轮轴调整器件或这种凸轮轴调整装置能够实现对换气阀的打开和关闭时间点的可变化的调整。

[0005] 为此，通常将凸轮轴调整装置设在曲轴和凸轮轴之间的动力链中。凸轮轴调整装置的一部分，下面称为定子，与曲轴抗扭地连接。凸轮轴调整装置的另一部分，下面称为转子，与凸轮轴抗扭地连接。在这种情况下，在定子和转子之间通常设有传动机构。这种传动机构在叶片式类型的液压凸轮轴调整装置中通常设为液压操作的叶片或者多个这种叶片。通过对叶片加载液压力，能够可变地调整换气阀的打开和关闭时间点。这种设计方案还能够被称为旋转活塞式调整装置。在此需要注意，本发明不是只限制在叶片式类型的凸轮轴调整装置，而是原则上还能够应用在其他类型的凸轮轴调整装置中。

[0006] 通常，为了装配，将在相应的凸轮轴上的凸轮轴调整装置在凸轮轴的轴向方向上延伸的圆柱面上置中。这在DE 10 2012 223 582 A1中例如被称为遮盖件的套筒。然而这种圆柱面的设置具有缺点。因此需要，这种圆柱面具有一定的轴向延伸，也被称为定心深度，并且由此需要占用在凸轮轴调整装置中的结构空间。这种结构空间或这种体积因此不再能够用于另外的结构设计，例如孔的设置。这种设计在总体上需要很多的结构空间，这本身就是不希望出现的。在此还有另外的缺点，该凸轮轴调整装置在装配时会被调节，例如角度位置或者相位会被调节，或者皮带传动、链条传动或者类似传动机构会在调整装置上被调节或安设在该调整装置上，而且凸轮轴调整装置在轴向方向上不能被固持来防止滑落或脱离。

发明内容

[0007] 因此，本发明所要解决的技术问题是，消除或者至少减少由现有技术已知的缺点，并且尤其节省在凸轮轴调整装置中的结构空间。本发明的另外的技术问题是，在装配时、优选在调整时或在装配期间调整相位时固持凸轮轴调整装置以防止掉落/相互分离。在这种情况下希望，以较低的结构成本或者以较低的材料成本和/或成本低廉地设置凸轮轴调整装置和/或凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元以及减少装配成本。

[0008] 根据本发明，所述技术问题在上述类型的凸轮轴调整装置中被如此解决，即在中心容纳槽的径向内缘上设置至少一个径向向内凸出的凸出部，用来接合在凸轮轴的径向向外凸出的连接板的后方。为此所需的结构空间限制在凸出部的轴向和径向延伸上，从而最终能够节省结构空间。通过连接板与凸出部的后方接合(Hintergreifen)形成形状配合。这种后方接合还能够由侧凹、底切或咬边形成。

[0009] 在从属权利要求中要求保护了有利的实施方式，并且在下面还会被详细阐述。

[0010] 因此能够设定，在预设的装配方向上将凸出部设在与地球重力、即重力方向相反的部段上，也就是说在装配位置上设在中心容纳槽的径向内缘的表面部段上。因此，凸出部与连接板嵌接，并且通过重力而被牢靠地固持在这个位置上。由此特别可靠地避免了凸轮轴调整装置的轴向滑落或轴向脱离。

[0011] 如果通过标记、例如刻印(它即使在装配时也是可见的)示出凸出部，则能够使得装配工更容易确定凸出部的位置，并且由此快速、精准和成本低廉地装配零件。

[0012] 如果例如材料上和/或几何结构上预备用于轴向嵌入连接板的凸出部，则可以特别有效地实现固持凸轮轴调整装置以防止轴向滑落或脱离的优点。

[0013] 在结构空间上特别有利的是，通过定子例如集成地、一体式地或者多部件式地构成凸出部。例如，定子能够在凸轮轴侧具有遮盖件，从而该凸出部通过定子的遮盖件构成。在这种情况下能够进一步设定，遮盖件是板件，并且遮盖件尤其是冲压件。这是因为在遮盖件是冲压件的情况下，凸出部能够成本适中地被制造。

[0014] 能够设定，凸出部在圆周方向仅逐段地延伸，因此能够节省材料、重量并最后节省成本。

[0015] 有利的是，预备转子用以在连接板上置中，因为由此通过借助凸出部嵌接连接板的装配步骤能够同时使得转子相对于凸轮轴置中，并且由此节省了装配步骤。在这种情况下，能够进一步设定，转子具有内部轮廓，例如在几何结构上和/或材料上预备这种内部轮廓用以在连接板上置中。

[0016] 还能够由此预备转子，借助能够容纳在转子中的中心阀而使转子在凸轮轴上置中。因此，借助将中心阀容纳于或导入到转子中，能够将转子在凸轮轴上置中。为此，特别可靠地保证了置中，和/或节省了装配步骤，例如置中的步骤。

[0017] 如果在凸轮轴调整装置上在中心容纳槽的区域内设置止动件，以便优选可拆卸地将凸轮轴调整装置轴向地固持在凸轮轴上，则凸轮轴调整装置能够在装配时特别可靠地被轴向地固持在凸轮轴上。根据这种改进方案，能够在中心容纳槽的径向内缘上设置止动件，从而利用(单个)制造步骤空间上相对于凸出部固定止动件。如果凸出部只是在圆周方向上逐段地被设置，则在待安装的杠杆力方面有利的是，止动件设置在中心容纳槽的与凸出部对置的部段上。

[0018] 如果借助中心阀能够在轴向上将凸轮轴调整装置抗扭地固持在凸轮轴上，则能够在凸轮轴调整装置的使用寿命期间实现凸轮轴调整装置在凸轮轴上特别牢靠的固定。

[0019] 本发明还涉及具有根据本发明的凸轮轴调整装置和凸轮轴的凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元，所述凸轮轴具有在径向上凸出的连接板。

[0020] 能够进一步设定，凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元具有中心阀。

[0021] 本发明还涉及一种用于将凸轮轴调整装置装配在凸轮轴上的方法，和/或用于装配凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元的方法，其中，所述方法包括步骤：将凸出部，优选轴向地在凸轮轴侧的连接板安设在凸轮轴上，其中，凸轮轴调整装置优选绕着安装位置相对于凸轮轴偏转预定的角度α，并且使得凸轮轴调整装置绕着安装位置偏转，从而凸轮轴调整装置与凸轮轴大体上在纵向上(即轴向上)对齐地定向。因此，凸轮轴调整装置能够借助两个工作步骤在利用空间上的优点的情况下被装配在凸轮轴上。

[0022] 为了实现凸轮轴调整装置的特别可靠的运行，还能够设定，所述方法在偏转后具有步骤：将凸轮轴调整装置在轴向方向上固持在凸轮轴上，其中，所述固持优选包括将中心阀安装在凸轮轴上，例如还用来使得两个模件相互抗扭地贴靠。

附图说明

[0023] 下面结合更多的实施方式来描述本发明。附图为：

[0024] 图1根据本发明的第一实施方式示出在装配前的状态下的凸轮轴调整装置和部分凸轮轴的俯视图，

[0025] 图2示出由图1所示的凸轮轴调整装置和部分凸轮轴在开始装配的状态下的纵向剖面图，

[0026] 图3示出由图1所示的凸轮轴调整装置和部分凸轮轴在比图2所示的状态更晚的状态下的装配期间的纵向剖面图，以及

[0027] 图4示出由图1所示的凸轮轴调整装置和部分凸轮轴在装配完成后的状态下的纵向剖面图，其中，安装有中心阀。

[0028] 所示附图只是示意性的，并且只用来理解本发明。相同或相似的部件被用相同的附图标记标示，并且能够相互替换。即它们是能够替换的。

具体实施方式

[0029] 图1示出处于装配前状态下的凸轮轴调整装置1和凸轮轴2。也就是说，凸轮轴调整装置1和凸轮轴2在这种状态下相互任意定向。

[0030] 凸轮轴调整装置1具有配备遮盖件4和定子壳体5的定子3以及转子6。转子6能倾斜地/相对于定子能旋转地安置在定子3内。此外，转子6与定子3同中心地安置。即，转子6和定子3具有共同的纵轴线7。遮盖件4还能够被称为定子遮盖件、凸轮轴调整装置遮盖件或者调整装置遮盖件。纵轴线7还能够被称为凸轮轴调整装置纵轴线7或者如下面称为调整装置纵轴线7。

[0031] 在转子6中，在(径向)中间或中央构成大体上圆柱形的内部轮廓8和圆柱形的容纳区域9。在容纳区域9的内缘上的内径能够被称为转子6/凸轮轴调整装置1的中心直径32。内部轮廓8和容纳区域9一起构成穿过转子6的通孔。在定子3中设置孔10。更准确地说，在遮盖件4中构成孔10。在此，容纳区域9和孔10一起构成用于容纳在凸轮轴调整装置1中的凸轮轴2的中央容纳部31。在第一实施方式中，中央容纳部31也通过定子3和转子6构成。

[0032] 以在凸轮轴调整装置1的由遮盖件4限定的定子端侧11为起始处，沿着调整装置纵轴线7排列着孔10、容纳区域9和内部轮廓8。定子端侧11还能够被称为遮盖件端侧，凸轮轴调整装置端侧，调整装置端侧或者如下面称为端侧。

[0033] 孔10具有内缘12，它的直径至少等于容纳区域9的直径，或者优选大于容纳区域9的直径。孔10还具有凸出部13。凸出部13在绕着调整装置纵轴线7的圆周方向上贴靠在内缘12上。凸出部13在圆周方向上分段式地构造，即凸出部13没有完全地在圆周方向上围绕调整装置纵轴线7。从调整装置纵轴线7到凸出部13的最小距离14小于容纳区域9的半径。换言之，凸出部13从内缘12和从容纳区域9观察分别沿着径向向内凸出。即，凸出部13和容纳区域9从定子端侧11观察构成底切。向内凸出的凸出部13在孔10的直径方面是隆起的，并且因此还能够被称为增高部。

[0034] 凸轮轴2具有纵轴线15。该纵轴线15还能够被称为凸轮轴纵轴线或者简称为轴纵轴线。在凸轮轴2上构成多个凸轮16、至少一个凸轮轴支承区域17和固持部段18。在凸轮轴2的固持部段18上构成圆柱形的自由位置19。从自由位置19沿径向向外凸出或伸出连接板20，该连接板还能够被称为凸鼻。连接板20的外径21还能够被称为中心直径或定心直径。

[0035] 从凸轮轴2的端侧22出发，沿着纵轴线15依次有固持部段18、凸轮轴支承区域17以及凸轮16。端侧22还能够被称为凸轮轴端侧或者轴端侧。连接板20与凸轮轴2的端侧22轴向相邻。特别有利地是，连接板20直径地邻接在端侧22上，因为这种设置只要求在凸轮轴调整装置1内的较少的结构空间。在自由位置19的与连接板20相间隔的端部上还能够构成另外的连接板23，如图1至4所示。从端侧22观察，连接板20和自由位置18构成底切。

[0036] 从调整装置纵轴线7观察，在此沿着径向方向在凸出部13后方、径向向外地在定子端侧11上设有标记24。例如借助印模刻印该标记24。当然，该标记24还能够根据需要设在另外的位置上。但是，有利的是这样定位该标记24，使得凸出部13在装配时朝上。因为转子6和定子4能够相互旋转，所以有利的是，标记24相对于凸出部13抗扭地设置，也就是说，因为凸出部13在此设在定子3上，所以在此还能够在定子3上安装标记24。为了在组装定子3时进一步降低成本，标记还能够和凸出部13一样设在相同的构件上，也就是说，因为凸出部13在遮盖件4上构成，所以标记24设在遮盖件4上。

[0037] 下面，结合图2至4描述凸轮轴调整装置1在凸轮轴2上的装配。在这种情况下可知，凸轮轴2被定位在(未示出的)内燃机上，并且例如支承在至少一个凸轮轴支承区域17上。

[0038] 首先，定子端侧11朝向凸轮轴2的端侧22对齐，从而端侧11、22大体上相互对准。在这种情况下需要注意，标记24在地球重力、即重力方向上观察是朝上的。接着，在此之前或在此将凸轮轴调整装置1绕着水平方向倾斜或偏转角度α，从而在地球重力反向上优选没有凸轮轴调整装置1的其他区域与凸出部13相对置。随后，将凸出部13在轴向凸轮轴端侧上安放在连接板20上或者安放在自由位置19上。这个步骤还能够被称为凸轮轴2“接合”到凸轮轴调整装置1中。对于这种接合，特别有利的是，内缘12的直径大于定心直径32。

[0039] 在图2中示出在装配期间的状态。这种状态能够(根据时间关系或者在时间顺序上)被称为中间装配状态、装配中间步骤，或者由于将凸轮轴调整装置1贴靠在凸轮轴2上，所以还能够被称为安装状态。

[0040] 凸轮轴调整装置1在这种状态下在装配到凸轮轴2上期间贴靠到的位置在下面将被称为安装位置25。随后，将凸轮轴调整装置1绕着安装位置25往回摆动角度α，从而调整装置纵轴线7与轴纵轴线15对准。

[0041] 在偏转后，凸轮轴调整装置1相对于凸轮轴2位于装配位置上。在图3中示出这种状态。在图3中还可见，容纳区域9和孔10在此构成根据要求的中心容纳装置31。凸轮轴调整装置1和凸轮轴2构成凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元26。

[0042] 凸轮轴调整装置1现在通过定心直径32在凸轮轴2的外径21上置中。在此需要注意，在凸轮轴调整装置1和凸轮轴2装配完成后的状态下凸出部13能够相对于凸轮轴2、尤其相对于连接板20和/或相对于自由位置19旋转。特别优选的是，凸出部13能够相对于凸轮轴2旋转，同时不会接触到自由位置19和/或不会与凸轮轴2的表面发生摩擦。

[0043] 结果是，连接板20形状配合地作用在凸出部13的后方，并且因此在装配期间根据需要地将凸轮轴调整装置1固持在凸轮轴2上以防止脱离。但是，在这种情况下，转子6仍没有与凸轮轴2抗扭地连接，从而例如使在凸轮轴2和转子6之间的角度能够被轻微地调节，或者例如能够将皮带或链条(两者都未示出)安置在定子3上，以便连接曲轴(未示出)。特别地，凸轮轴调整装置1在凸轮轴2上的固持性和在转子6与凸轮轴1之间的可旋转性被同时满足，可以简化装配。

[0044] 在另外的装配步骤中，将凸轮轴调整装置1运行稳定地固持在凸轮轴2上。为此，中心阀27穿过内部轮廓8、容纳区域9和孔10在轴向上被引入到在凸轮轴2中构成的阀容纳槽28中。例如借助(未示出的)螺纹对将中心阀27旋拧入阀容纳槽28中。在这种情况下，中心阀
27的端侧29与凸轮轴调整装置1的端侧30相接触。中心阀27的端侧29还能够被称为中心阀端侧或者阀端侧。凸轮轴调整装置1的端侧30优选构成在转子6上，并且还能够被称为(另外的)凸轮轴调整装置端侧，调整装置端侧或者转子端侧。

[0045] 因此，在装配期间将凸轮轴调整装置1固持在凸轮轴2上，以防止脱离，并且在运行准备完成的状态下防止了定子3在凸轮轴2上摩擦。

[0046] 本发明的另外的实施方式未在图中示出，但是将会在下面被阐述。在第二实施方式中，在内缘12上设置一个或多个止动件。止动件在内缘12上与凸出部13相对置地被安置。如此设计该止动件的几何结构，使得能够以通常装配所需的止动力实现对该止动件的装配。准确地说，该止动件能够实现，以通常装配所需的力偏转贴靠在连接板20上的凸轮轴调整装置1。该止动件尤其在没有超过预定的极限力的情况下避免了偏转的回复。因此，在另外的装配中实现了更高的牢靠性，以防止脱离。

[0047] 下面还将简短地阐述同样在图中未示出的本发明的另外的实施方式。在第三实施方式中，容纳区域9未在转子6中，而是只在定子3中，优选只在定子3的遮盖件4中构成。因此，在该实施方式中中心容纳槽31只在定子3中构造。也就是说，凸轮轴调整装置1的底切优选只通过遮盖件4构成。这种设计具有的优点是，能够在转子6中节省特别多的结构空间，和/或能够用于不同的结构。在这种情况下有利的是，连接板的外径如此多的小于容纳区域9的内径，使得在运行准备完成的状态下避免定子3在凸轮轴2上的摩擦，如在之前的实施方式中所述。在此还有利的是，借助中心阀27将转子6在凸轮轴2上置中。

[0048] 附图标记列表

[0049] 1   凸轮轴调整装置

[0050] 2   凸轮轴

[0051] 3   定子

[0052] 4   遮盖件

[0053] 5   定子壳体

[0054] 6   转子

[0055] 7   调整装置纵轴线

[0056] 8   内部轮廓

[0057] 9   容纳区域

[0058] 10  孔

[0059] 11  定子的端侧

[0060] 12  内缘

[0061] 13  凸出部

[0062] 14  在调整装置纵轴线和凸出部之间的最小距离

[0063] 15  凸轮轴的纵轴线

[0064] 16  凸轮

[0065] 17  凸轮轴支承区域

[0066] 18  固持部段

[0067] 19  自由位置

[0068] 20  连接板

[0069] 21  凸轮轴的连接板的外径

[0070] 22  凸轮轴的端侧

[0071] 23  连接板

[0072] 24  标记

[0073] 25  安装位置

[0074] 26  凸轮轴调整装置-凸轮轴组合单元

[0075] 27  中心阀

[0076] 28  阀容纳槽

[0077] 29  中心阀的端侧

[0078] 30  转子的端侧

[0079] 31  中心容纳槽

[0080] 32  凸轮轴调整装置的定心直径

[0081] α   角度