专利名称：凸轮轴调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸轮轴调节器。
背景技术：
凸轮轴调节器使用在内燃机中用于改变燃烧室阀的控制时间，以便在曲柄轴与凸轮轴之间的相位关系能够在限定的角度范围内(在最大提前位置与最大延迟位置之间)可变化地设计。控制时间与当前负重和转速的匹配降低了消耗和排放。为此目的，凸轮轴调节器集成到传动系中，通过该传动系将转矩从曲柄轴传递到凸轮轴上。这个传动系可以构造为例如皮带传动机构、链条传动机构或齿轮传动机构。在液压凸轮调节器的情况下，从动元件和驱动元件构成一对或多对相互作用的压力室，能对该压力室施以液压介质。驱动元件和从动元件共轴地布置。通过填充和排空各压力室在从动元件与驱动元件之间产生相对运动。旋转地作用于驱动元件与从动元件之间的弹簧使驱动元件在有利方向上相对从动元件施压。该有利方向可以与转动方向相同或相反。液压凸轮轴调节器的结构型式是叶片调节器。叶片调节器具有定子、转子和带外齿部的驱动轮。转子大多构造为与凸轮轴可抗扭地连接的从动元件。驱动元件包含定子和驱动轮。定子和驱动轮抗扭地彼此连接或者可替选地彼此一体式地构造。转子与定子共轴地布置并且布置在该定子内。转子和定子与其径向延伸的叶片一起形成相互作用的储油室，其可通过油压力来施加并且能够实现在定子与转子之间的相对转动。叶片要么与转子或定子一体式地构造要么作为“插接的叶片”布置在定子或转子的为此设置的槽中。此外，叶片调节器具有各种不同的密封盖。定子和密封盖通过多个螺纹连接件彼此固定。液压凸轮轴调节器的其他结构型式是轴向柱塞调节器。在此情况下，通过油压力使移动元件轴向移动，该移动元件通过斜齿部产生在驱动元件与从动元件之间的相对转动。凸轮轴调节器的其他结构型式是电机械凸轮轴调节器，其具有三轴传动机构(例如行星传动机构)。在此，轴之一形成驱动元件而第二轴形成从动元件。通过第三轴可以借助伺服装置例如电动机或制动器将旋转能量输送给系统或将旋转能量从系统输出。可以附加地布置弹簧，该弹簧辅助或回引在驱动元件与从动元件之间的相对转动。DE 10 2007 020 524 Al公开了一种叶片结构形式的液压凸轮轴调节器。这个凸轮轴调节器为了轴向限定工作室具有两个侧盖或止推盘，其通过旋紧而与内轮和凸轮轴连接。为了密封，设置有第一密封元件和第二密封元件并且利用一体式模制的套筒区段布置在各自的止推盘与驱动轮之间。DE 10 198 30 100 Al公开了一种带有叶轮的凸轮轴调节装置。压力室借助密封笼来密封，该密封笼此外也应将压力室相对于驱动轮的侧壁彼此压力介质密封地密封。DE 10 2008 019 745 Al公开了一种液压凸轮轴调节器，其壳体相对于在其轴向端面上布置的侧盖通过呈O环形的第二密封装置来密封，从而使得在接合部位中不会出现泄漏。
发明内容
本发明的任务是说明一种凸轮轴调节器，其相对于周围环境特别可靠地密封。根据本发明，该任务通过权利要求1和权利要求7所述的特征来解决。根据本发明的凸轮轴调节器具有驱动元件和从动元件，其中，驱动元件和从动元件可相对彼此转动地布置并且凸轮轴调节器还具有盖元件，其中，盖元件具有固定部位并且通过这个固定部位利用固定机构固定在驱动元件或从动元件上；该凸轮轴调节器为了解决该任务在密封盖上在其固定部位外具有变形区域，该变形区域以如下方式变形，即，使得在盖元件和与该盖元件固定在一起的驱动元件或从动元件之间存在轴向预紧力。尤其是在液压凸轮轴调节器中需要构造凸轮轴调节器的可靠密封。为了防止液压介质进入周围环境中，本发明的应用领域不仅是叶片结构形式的液压凸轮轴调节器的类型而且还有轴向柱塞结构形式的液压凸轮轴调节器的类型；其中，叶片结构形式的液压凸轮轴调节器具有分别构成多个叶片的驱动元件和从动元件，其中，叶片划分相互作用的工作室并且能对这些工作室施以液压介质，以便实现在驱动元件与从动元件之间绕凸轮轴调节器的转动轴线的相对转动；在轴向柱塞结构形式的液压凸轮轴调节器中，移动元件通过液压介质轴向移动并且由此驱动元件和从动元件相对彼此转动。此外，在皮带调节器和链条调节器方面是不同的。不同在于用于驱动元件的驱动装置。在皮带调节器的情况下，驱动元件通过皮带来驱动，而在链条调节器的情况下这通过链条来进行。补充地，提到还是这种凸轮轴调节器，其驱动元件通过齿轮传动机构来驱动。更为奇异地，可考虑通过与之不同的传动机构类型例如摩擦轮传动机构来驱动。根据本发明实现了尤其是在液压凸轮轴调节器的情况下，与现有技术目前所了解的相比，工作室相对于周围环境大大改善的密封。根据本发明的盖元件在驱动元件或从动元件上的固定根据本发明引起了预紧力，该预紧力将盖元件从各自连接的元件压离。这个预紧力抵消了通过液压介质压力峰值在工作室中产生的力。这些力优选彼此相反地取向。在理想情况下，这些力在液压介质压力峰值出现时相互抵消，然而在本发明的意义下预紧力至少大于液压介质压力峰值的力。因此，这个液压介质压力峰值不再能够使盖元件弯曲并且保持盖元件与各自的与其牢固连接的元件彼此对置优选平面地接触。保持在这两个彼此牢固连接的元件的接合部位中的接触，由此使泄漏明显减小到最低。优选力锁合的连接元件尤其是螺钉用作固定机构。可替选地，可考虑形状锁合的或材料锁合的连接元件。同样可以提供由连接元件彼此构成的组合。盖元件具有至少一个固定部位并且至少一个变形区域。固定部位设置用于将盖元件与驱动元件或从动元件不可松脱地或可松脱地固定。变形区域优选与盖元件一体式地构造并且布置在固定部位外。变形区域使得盖元件作为存在的单个部件在该区域中有针对性地变形。这个变形区域相对于固定部位的区域具有明显的轴向偏差。变形区域弹性回弹地构造，由此在盖元件固定之后这个变形区域支撑在驱动元件或从动元件上。在通过固定机构进行固定并且因此安装结束之后，在理想情况下最大程度地消除或克服变形区域的轴向偏差。可替选地，根据实施形式可以保留轴向偏差，只要在盖元件与各自连接的元件之间存在预紧力。甚至在此情况下尤其是出现液压介质压力峰值时接合部位彼此保持平面接触并且使相对于周围环境的密封得到改善。变形区域可以构造为槽、卷边、凹坑、接片等等，只要优选由在固定部位与变形区域的限定的接触部位之间利用杠杆臂形成的弯曲应力产生了弹性回弹特性，该杠杆臂在安装时首先支撑在驱动元件或从动元件上。回弹特性的特性通过弹簧常数和绝对长度改变来表征。固定部位的壁厚度由于通过例如螺钉对盖元件的材料压缩而引起的长度改变在本发明中并无意义。尤其是在小的壁厚的情况下，该效应小到可忽略不计并且还未展现出根据本发明所形成预紧力的作用，该作用可以起作用地并且有效地抵消作用于盖元件的来自工作室中的液压介质压力。根据本发明的预紧力应防止在盖元件与驱动元件或从动元件之间的接合部位中尤其是围绕工作室的接触，尤其在工作室中液压介质压力处于主导的情况下，保持并且不松脱。可替选地，弹性回弹特性可以源自压力应力而非弯曲应力。形状锁合和力锁合的连接元件如螺钉、销钉、铆钉、钩、开口销考虑作为固定机构或必要时材料锁合的连接技术如焊接、钎焊、粘合也考虑作为固定手段。可考虑形状锁合、力锁合和材料锁合的混合。在本发明的设计方案中，在盖元件的多个固定部位之间构造有变形区域，其中，变形区域弹性变形并且这样产生预紧力。具有优点地，由此在固定部位与变形区域或其接触部位之间构造有最佳的杠杆臂，并且实现了在固定部位之间的变形区域的最大程度上上对称的变形。因此，盖元件非常均匀地接触驱动元件或从动元件。在具有优点的设计方案中，盖元件的变形区域存在多个并且均匀地分布到盖元件的周界上。具有优点的地，通过构造多个变形区域并且因此构造多个并行起作用的预紧力以及其弹簧常数实现了更高的总预紧力，其将盖元件更为可靠地相对驱动元件或从动元件施压并且使泄漏进一步减小到最低。盖元件的支撑预紧力的接触部位的数目得到提高并且由此实现了盖元件在驱动元件或从动元件上的均匀靠置。在另一设计方案中，变形区域围绕固定部位地布置。这种布置是具有优点的，以便将固定部位的负重对称地构造，由此减小横向力并且使横向移动减小到最低。作用于固定部位上的横向力会使固定部位在一定程度上横向于预紧力的方向移动，使得切力作用于固定机构上并且使其使用寿命缩短。可替选地，这可以通过将固定部位相应大地构造而抵消，例如作为与固定螺钉连接的长孔。在可替选的构造方案中，盖元件具有一体式模制的回弹的接片，用于产生预紧力。这些接片具有优点地可以在待密封的区域外支撑在驱动元件或从动元件上。在具有优点的构造方案中，驱动元件或从动元件具有相对于盖元件非平坦的接触面，该接触面使盖元件以如下方式变形，即，使得存在预紧力。驱动元件或从动元件相对于盖元件的接触面可以是拱状的或瓦楞状的，或拥有至少一个任意形状的突起部，其在与驱动元件或从动元件接合之后使盖元件变形。为此，盖元件的接触面，尤其是变形区域的接触面，具有优点地平坦地实施。同样可考虑盖元件尤其是变形区域相对于驱动元件或从动元件的接触面。在此情况下，盖元件的回弹行程以及盖元件的预紧力得到提高。在特别优选的设计方案中，盖元件由板材构成。板材或薄壁的材料(可替选地塑料)具有良好的回弹特性并且能够实现制造中的简单成型。板材件可以良好地变形并且因此容易地构造变形区域。在由塑料构成时类似内容适用。塑料盖元件尽管通过变形方法来制造，但是这样的盖元件可以通过事后的变形方法来配备变形区域。优选可以使用如下材料，例如轻质金属、塑料必要时还有纤维强化的塑料或不同材料的混合物。根据本发明，提出了一种方法来解决该任务，其中，根据本发明的凸轮轴调节器的安装具有如下步骤顺序:.变形区域与驱动元件或从动元件靠置，.固定机构将盖元件与驱动元件或从动元件接合，从而使得盖元件的变形区域变形。.变形区域在接合过程期间具有预紧力，以及.在进行安装之后变形区域以如下方式变形，即，使得盖元件平面地靠置在驱动元件或从动元件上并且变形区域的预紧力使盖元件和驱动元件或从动元件彼此施压。.其中通过预紧力在凸轮轴调节器工作中保持平面接触。通过根据本发明的预紧力，尤其是在工作室中存在液压介质压力时保持接合部位的平面的接触。在优选的构造方案中提出了根据本发明的凸轮轴调节器的盖元件。盖元件本身可以具有优点地根据所需的要求，例如对密度的要求有针对性地设有变形区域的各自的构造方案。多个具有根据本发明的特征的盖元件可以固定在凸轮轴调节器上，例如优选固定在凸轮轴调节器的两个轴向端面上。具有根据本发明的变形区域的盖元件具有高的形状稳定性。在本发明的特别优选的构造方案中，盖元件具有几乎一样的壁厚并且变形区域在盖元件未安装的状态中在轴向方向上凸出。几乎保持不变的壁厚具有优点地引起盖元件的高的柔韧性。变形区域相对于固定部位的区域的轴向偏差具有优点地达到直到壁厚的10%(包括10%)。该轴向偏差具体针对所使用的材料和与此联系的弹簧常数。可替选地，轴向偏差可以大于10%，尤其是在极其薄壁的盖元件的情况下。在本发明的意义下决定性的是，预紧力大于、至少等于来自工作室中的液压介质压力的力，由此存在可靠的密封。在本发明的优选的构造方案中，盖元件是瓦楞状的盘。以这种方式构造的盖元件在壁厚较小的情况下具有最好的形状稳定性用于在安装和运输中的非常良好的操作。通过根据本发明的布置实现了极其可靠的密封，尤其是防止在凸轮轴调节器工作中出现的压力介质压力峰值。
本发明的实施例在附图中示出。其中:图1以前视图示出了凸轮轴调节器，其带有为了无遮挡地看到其内部而隐藏的盖元件；图2示出了根据图1的带有预安装的盖元件的凸轮轴调节器的侧视图；图3示出了带有预安装的盖元件的按照图1的剖切线1-1的剖面图；图4示出了在进行盖元件的完整安装之后的凸轮轴调节器的按照图1中的剖切线1-1的剖面图；以及
图5示出了根据本发明的盖元件的立体图。
具体实施例方式在图1至图4中示例性地示出了叶片结构形式的液压凸轮轴调节器1，其具有驱动元件2和从动元件3，它们分别构成多个叶片11、12，其中，叶片11、12划分相互作用的工作室A、B并且工作室A、B能由液压介质施压，以实现在驱动元件2与从动元件3之间绕凸轮轴调节器I的转动轴线16的相对转动。驱动元件2具有抗扭地设置的齿部10。在这个示例中，齿部10适于未进一步示出的由现有技术公知的链条传动机构并且与驱动元件2 —体式地构造。图5示出了这样的凸轮轴调节器I的盖元件4。这样的凸轮轴调节器I的基本构造和功能已充分公开了。以下介绍这个示例性的实施形式的特点和细节。图1以前视图示出了凸轮轴调节器1，其带有为了无遮挡地看到其内部而隐藏的盖元件4。驱动元件2拥有三个叶片11，其在周界方向上均匀地以偏差角度120°彼此错开地布置。与此相对应地，从动元件3同样具有三个叶片12。驱动元件2的每个叶片11具有用于固定机构6 (在此情况下为螺钉17)的容纳部。螺钉17相对于各自的叶片11最大程度上对称地放置。在每对叶片11之间，驱动元件2 —体式构成在周界方向上分布的室壁
13。类似于此，从动元件3在每对叶片12之间也构成室壁15。从动元件3的叶片12可以与从动元件3分开地或与其一体式地构造。这两个室壁13和15在径向方向上限定工作室A和B。在两个螺钉17之间或者在盖元件4的两个固定部位5之间的角平分线上示意性地设置有用于靠置盖元件4的变形区域7的接触部位14。通过角平分线构成在接触部位14与固定部位5之间的最佳杠杆臂。接触部位14因此在室壁13上最大程度上居中地布置。对称性对于盖元件4的均匀变形是具有优点的。接触部位14同样(意思是在周界方向上均匀分布)以角度120°布置三个。由此，在盖元件4与驱动元件2的接触面9接触时实现了“三点接触”，这种“三点接触”在安装过程期间极其稳定并且在安装结束之后实现盖元件4的均匀靠置。图2示出了根据图1的带有预安装的盖元件4的凸轮轴调节器I的侧视图。在该安装状态中，盖元件4借助螺钉17固定在驱动元件2上，使得盖元件4的变形区域7在为其设置的接触部位14上接触驱动元件2的接触面9。在图中可清楚看到的是，盖元件4的预安装的状态和在盖元件4内的变形区域7的轴向偏差Y。变形区域7在应与接触部位14对置的位置上具有最大轴向偏差。图3示出了带有预安装的盖元件4的按照图1的剖切线1-1的剖面图。变形区域的轴向偏差Y对应于在安装状态中的缝隙。叶片11被螺钉17穿通。螺钉17以其螺钉头作用于盖元件4的固定部位5处。螺钉17的螺纹侧的端部与另一盖元件18旋紧。盖元件18具有优点地可以具有根据本发明的与盖元件4 一样的结构。而在这个实施例中，盖元件18构造为由现有技术中公知的锁止盖。在盖元件18之后在轴向方向8上连接弹簧元件19和随后构造为弹簧盖20的盖元件。图4示出了在进行盖元件的完整安装之后的凸轮轴调节器I的根据图1中的剖切线1-1的剖面图。在螺钉17完全拧紧之后，轴向偏差Y会被克服并且盖元件4与驱动元件2的接触面9尤其是密封面平面靠置。盖元件4现在通过拧紧螺钉17变形，使得在驱动元件2与盖元件4之间的接合部位中存在平坦的、平面的并且密封的接触。盖元件4的变形区域7现在处于预张紧下并且其预紧力力求将在盖元件4与驱动元件2之间的接合部位压在一起。现在如果在工作室A、B中液压介质压力作用到盖元件4上，则根据本发明的预紧力与液压介质压力相对地并且防止盖元件4的隆起。在完整安装之后盖元件4的变形不会影响在驱动元件2与从动元件3之间的相对运动。图5示出了根据本发明的盖元件的立体图。盖元件4具有三个在周界方向上均匀分布的固定部位5并且在固定部位5之间的角平分线的位置中分别具有变形区域7，即总共三个变形区域7。盖元件4构造为瓦楞状的环形盘。具有优点地，盖元件4首先是平坦的，而不制造变形区域7，并且配备有与驱动元件2匹配的孔图案。随后，盖元件4受到变形工艺，优选地在温度作用下受到变形工艺并且变形区域7被成型。固定部位5构造为孔。优选地，固定部位5与固定机构6 —起提供间隙,使得在盖元件4与驱动元件2或从动元件3安装在一起并且夹紧时不会出现强制力。附图标记表I)凸轮轴调节器2)驱动元件3)从动元件4)盖元件5)固定部位6)固定机构7)变形区域8)轴向方向9)接触面10)齿部11)叶片12)叶片13)室壁14)接触部位15)室壁16)转动轴线17)螺钉18)盖元件(锁止盖)19)弹簧元件20)弹簧盖A)工作室B)工作室X)角度Y)偏差
权利要求
1.一种凸轮轴调节器(1)，其具有驱动元件(2)和从动元件(3)，其中，所述驱动元件(2)和所述从动元件(3)能够相对彼此转动并且所述凸轮轴调节器(I)还具有盖元件(4)，其中，所述盖元件(4 )具有固定部位(5 )并且通过该固定部位利用固定机构(6 )固定在所述驱动元件(2)或所述从动元件(3)上，其特征在于，所述盖元件(4)在其固定部位(5)外部具有变形区域(7)，该变形区域变形，使得在所述盖元件(4)和与所述盖元件(4)固定在一起的所述驱动元件(2)或从动元件(3)之间存在轴向的预紧力。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述变形区域(7)构造在所述盖元件(4)的多个固定部位(5)之间，所述变形区域弹性变形并且这样产生预紧力。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述盖元件(4)的所述变形区域(7)存在有多个，并且均匀地分布在所述盖元件(4)的周界上。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述变形区域(7)围绕固定部位(5)地布置。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述驱动元件(2)或所述从动元件(3)具有相对于所述盖元件(4)不平坦的接触面(9)，所述接触面使所述盖元件(4)变形，从而存在预紧力。
6.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器，其特征在于，所述盖元件(4)由板材构成。
7.一种用于安装根据上述权利要求之一所述的凸轮轴调节器的方法，其中，所述驱动元件(2)和所述从动元件(3)能够彼此相对转动运动，其特征在于， -令所述变形区域(7)与所述驱动元件(2)或所述从动元件(3)靠置， -所述固定机构(6)将所述盖元件(4)与所述驱动元件(2)或所述从动元件(3)接合，从而所述盖元件(4)的所述变形区域(7)变形， -所述变形区域(7)在接合过程期间具有预紧力，以及 -在进行安装之后令所述变形区域(7 )变形，使得所述盖元件(4 )平面地靠置在所述驱动元件(2)或所述从动元件(3)上并且所述变形区域(7)的预紧力使所述盖元件(4)与所述驱动元件(2)或所述从动元件(3)彼此施压， -其中，通过预紧力在所述凸轮轴调节器工作中保持平面接触。
8.根据上述权利要求之一所述的凸轮轴调节器(I)的盖元件(4)。
9.根据权利要求8所述的盖元件(4)，其特征在于，所述盖元件(4)具有几乎一样的壁厚，并且所述变形区域(7)在所述盖元件(4)未安装的状态中在轴向方向(8)上凸出。
10.根据权利要求8所述的盖元件(4)，其特征在于，所述盖元件(4)作为瓦楞状的盘存在。
全文摘要
提出了一种凸轮轴调节器(1)，其具有盖元件(4)，该盖元件具有至少一个变形区域(7)，该变形区域在盖元件(4)与驱动元件(2)或从动元件(3)安装在一起的情况下变形，使得预紧力起作用，该预紧力使盖元件(4)与驱动元件(2)或从动元件(3)彼此施压。
文档编号F01L1/344GK103195533SQ201310001510
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月4日 优先权日2012年1月5日
发明者马里奥·阿诺德 申请人:谢夫勒科技股份两合公司