專利名稱：電動凸輪軸調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種特別是按權(quán)利要求1前序部分所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，用于相對于往復式活塞內(nèi)燃機的曲軸調(diào)節(jié)和定位凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角位置。
背景技術(shù)：
DE 41 10 195 A1公開了一種凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，用于相對于往復式活塞內(nèi)燃機的曲軸調(diào)節(jié)和定位凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)角位置，帶有一個高傳動比和低摩擦的變速傳動機構(gòu)，它具有一個與曲軸固定連接的傳動軸，一個與凸輪軸抗扭連接的從動軸和一個與伺服電動機的伺服電動機軸連接的調(diào)節(jié)軸。
在該解決方案中，伺服電動機軸與變速傳動機構(gòu)的調(diào)節(jié)軸整體構(gòu)成。由此在伺服電動機失效時必須始終更換整個凸輪軸調(diào)節(jié)裝置。此外，該裝置的安裝非常麻煩，因為整體的伺服電動機不能預安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種低成本運轉(zhuǎn)的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置。
該目的依據(jù)本發(fā)明通過獨立權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)。通過伺服電動機和變速傳動機構(gòu)的分開構(gòu)成，伺服電動機可以整體預安裝，并由于可脫開的聯(lián)軸節(jié)而可以簡單方式裝入或更換。通過聯(lián)軸節(jié)的無旋轉(zhuǎn)間隙，保證其低磨損和低噪音運行。
變速傳動機構(gòu)和伺服電動機之間可脫開聯(lián)軸節(jié)依據(jù)本發(fā)明的設置不取決于伺服電動機的類型。特別適用的是電動的伺服電動機。這種電動機與液壓電動機相比的優(yōu)點是不取決于內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速并因此在其停機時仍可正常工作。此外，對其功能沒有油粘度的影響。與氣動電動機相比的優(yōu)點是，電動的伺服電動機在正常情況下本來就存在供電和不復雜的可調(diào)節(jié)性。
它提供的加工和成本優(yōu)勢在于，聯(lián)軸節(jié)具有兩個可連接的部件，其中一個與伺服電動機軸，另一個與調(diào)節(jié)軸抗扭連接。
伺服電動機的簡單安裝由此得以實現(xiàn)，即兩個部件的一個作為外部件，另一個作為內(nèi)部件構(gòu)成，其中，兩個部件可無旋轉(zhuǎn)間隙地相互插入。
本發(fā)明一種具有優(yōu)點的進一步構(gòu)成在于，聯(lián)軸節(jié)作為齒形軸聯(lián)軸節(jié)，最好作為雙棱軸聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成，它在外部件上具有兩個聯(lián)軸節(jié)工作表面，在內(nèi)部件上具有兩個聯(lián)軸節(jié)工作表面，其中，最好后者具有避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置。已經(jīng)得到證明，雙棱軸聯(lián)軸節(jié)為安置傳遞轉(zhuǎn)矩和避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置提供足夠的位置。作為聯(lián)軸節(jié)也可以考慮像多邊軸、齒軸、花鍵軸和多棱軸聯(lián)軸節(jié)這樣的棱鍵聯(lián)軸節(jié)和齒形聯(lián)軸節(jié)。也可以設想帶有相應配合件(類似于雙棱，但只有一個直面)的單面銑削的軸。將避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置安裝在內(nèi)部件上與其同樣可以安裝在外部件上相比，具有安裝和結(jié)構(gòu)空間上的優(yōu)點。
一種常規(guī)的解決方案在于，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置在內(nèi)部件和外部件的聯(lián)軸節(jié)工作表面之間具有緊公差配合的最小間隙。對此要求的加工精度決定相應的制造成本。
一種低成本的解決方案在于，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置具有預張緊的金屬彈簧或者塑料彈簧，它消除聯(lián)軸節(jié)工作表面之間的間隙。由于彈簧的預張緊及其足夠的彈簧行程，聯(lián)軸節(jié)工作表面之間的間隙和其公差可以相當大地選擇，由此相應降低制造成本。
具有優(yōu)點的是，金屬彈簧最好作為扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧構(gòu)成，塑料彈簧最好作為聚合物帶或者作為聚合物O形環(huán)構(gòu)成，并最好設置在內(nèi)部件聯(lián)軸節(jié)工作表面的槽或環(huán)形槽內(nèi)。聚合物彈簧安裝在內(nèi)部件聯(lián)軸節(jié)工作表面的環(huán)形槽內(nèi)首先是使防止丟失設置在那里的聚合物帶和聚合物O形環(huán)的安裝變得容易。
傳遞轉(zhuǎn)矩和避免旋轉(zhuǎn)間隙所要求的彈簧力和安裝力相當?shù)?，因為所要傳遞的轉(zhuǎn)矩相當?shù)偷匦∮?Nm，從而在相應的彈簧剛性下不會出現(xiàn)電動機軸和調(diào)節(jié)軸的相對扭轉(zhuǎn)。通過彈簧還可以補償這些軸小的定中誤差。具有優(yōu)點的是，扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧作為整體的彈簧卡箍構(gòu)成，最好卡在內(nèi)部件的角上。按照這種方式，扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧成對構(gòu)成一個單元，防丟失地固定在內(nèi)部件上并這樣使伺服電動機的安裝變得容易。
本發(fā)明一種具有優(yōu)點的構(gòu)成在于，聯(lián)軸節(jié)作為管軸聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成，帶有一個空心圓柱體的外部件和一個同軸圓柱體的內(nèi)部件，該內(nèi)部件帶有設置在外部件內(nèi)的間隙并最好具有避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置。兩個部件作為簡單和低成本加工的車削件構(gòu)成。同樣具有優(yōu)點的是，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置具有最好是金屬的可彈性變形的公差環(huán)，它最好設置在同軸圓柱體內(nèi)部件圓周上的一個徑向槽內(nèi)并以確定的尺寸徑向凸出該內(nèi)部件。原則上公差環(huán)也可以設置在外部件的內(nèi)圓周上，但依據(jù)本發(fā)明的設置易于安裝。
通過公差套管的過盈配合，在安裝時產(chǎn)生該套管的彈性變形，從而使內(nèi)部件和外部件之間力量合理地連接。在選擇過盈配合時必須注意的是可傳遞伺服電動機的轉(zhuǎn)矩，而不會明顯妨礙內(nèi)部件和外部件彼此的軸向移動以及熱膨脹。公差環(huán)也可以考慮聚合物環(huán)。
通過本發(fā)明一具有優(yōu)點的構(gòu)成，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置具有至少一個定位球或者一個圓錐形削尖末端的最好圓柱體的定位銷，它們在最好同軸圓柱體內(nèi)部件的徑向孔或貫通孔內(nèi)帶有間隙引導，并在空心圓柱體的外部件內(nèi)與這些孔定中的其他徑向孔的更小的直徑內(nèi)在壓力彈簧或貫通彈簧的壓力下可以以更小直徑限制的尺寸移動。也可以具有優(yōu)點的方式用兩個或多個定位球或圓柱體定位銷來代替一個。它們也可以設置在外部件內(nèi)并徑向嵌入內(nèi)部件的相應孔內(nèi)。作為對圓柱體銷的替代，也可以使用例如正方形或者長方形或者其他任意形狀的橫截面。在這種變化中，也可以補償伺服電動機和調(diào)節(jié)軸之間小的定中誤差。貫通孔與所取代的兩個徑向孔相比的優(yōu)點是加工簡單和定位球或定位銷加壓均勻。
通過相應設計壓力彈簧或貫通彈簧的彈力和/或者圓柱體銷的圓錐角，可以限制管軸聯(lián)軸節(jié)可傳遞的轉(zhuǎn)矩。該聯(lián)軸節(jié)然后起到保護性聯(lián)軸節(jié)的作用，方法是當過載時，定位球或者圓柱體定位銷逆相當小的彈力從外部件內(nèi)的孔擠出，兩個軸因此脫開。對于裝備定位球或者圓柱體定位銷的管軸聯(lián)軸節(jié)的軸向移動性來說，必要的是其他徑向孔作為在軸向上定向的長孔構(gòu)成。
具有優(yōu)點的是，聯(lián)軸節(jié)作為爪式聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成，其兩個部件具有按相同直徑設置相互嚙合的軸向爪，其中，爪之間具有距離，通過彈性預張緊的聚合物齒圈的齒部件無旋轉(zhuǎn)間隙地消除。爪式聯(lián)軸節(jié)由于聚合物齒圈的彈性還可以補償小的軸位移。此外，它起到減振的作用。
另一種具有優(yōu)點的聯(lián)軸節(jié)作為齒形軸聯(lián)軸節(jié)，最好作為齒軸聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成，其內(nèi)部件或者外部件，特別是其內(nèi)嚙合齒或者外嚙合齒由彈性塑料構(gòu)成?？紤]到所要傳遞的相當小的轉(zhuǎn)矩，例如多邊軸或者多棱軸聯(lián)軸節(jié)等各種各樣的聯(lián)軸節(jié)適用于塑料的半面結(jié)構(gòu)。齒軸聯(lián)軸節(jié)的特征在于安裝特別簡單。由于彈性的塑料齒圈還可以補償小的軸位移。通過塑料的固有減振它同樣起到減振作用。
對于經(jīng)濟地加工和緊湊式結(jié)構(gòu)來說具有優(yōu)點的是，由塑料構(gòu)成的內(nèi)嚙合齒或者外嚙合齒最好直接硫化在齒軸聯(lián)軸節(jié)的相應部件上或者相應構(gòu)成的金屬中間軸套上；中間軸套最好通過壓合座與齒軸聯(lián)軸節(jié)連接。
本發(fā)明一種具有優(yōu)點的構(gòu)成在于，聯(lián)軸節(jié)作為磁性軸聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成，其兩個部件具有相對的永久磁鐵，它們將伺服電動機的傳動力矩通過磁力無接觸和無旋轉(zhuǎn)間隙地從伺服電動機軸傳遞到調(diào)節(jié)軸上。永久磁鐵可以由像Samarium-Kobat或者Neodym-Eisen-Bor這種鐵氧體或者稀土材料制成。由于從伺服電動機軸傳遞到調(diào)節(jié)軸上很小的轉(zhuǎn)矩，該調(diào)節(jié)軸由磁力幾乎同步，也就是無旋轉(zhuǎn)間隙地隨動。該聯(lián)軸節(jié)也可以作為過載時空轉(zhuǎn)的保護性聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成。因為這是一種無接觸式聯(lián)軸節(jié)，所以無振動地傳遞轉(zhuǎn)矩。此外，還可以補償小的軸位移。
具有優(yōu)點的是永久磁鐵最好軸向設置，它們之間具有油密封閉伺服電動機的帶雙面間隙的非磁性膜片。在軸向設置磁鐵的情況下必須注意的是，不超過其用于傳遞轉(zhuǎn)矩允許的最高距離。另一方面，永久磁鐵不得接觸膜片。與此相比，磁鐵同樣可以的徑向設置對軸向移動相當不敏感，但是膜片在這些磁鐵之間的構(gòu)成變得困難。


下面借助附圖的實施例對本發(fā)明的其他特征進行說明。其中圖1示出凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，帶有分開的電動伺服電動機和調(diào)節(jié)軸，它們通過雙棱軸聯(lián)軸節(jié)可脫開連接；圖2示出圖1細部X雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面；圖3示出圖2雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的縱剖面；圖4示出類似于圖3雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的縱剖面，但帶有傳遞轉(zhuǎn)矩和避免旋轉(zhuǎn)間隙的金屬彈簧；圖5示出圖4雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面；圖6示出類似于圖5雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面，但帶有整體的彈簧卡箍；圖7示出類似于圖4雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的縱剖面，但帶有作為聚合物彈簧的扁平帶；圖8示出類似于圖7雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的縱剖面，但帶有作為聚合物彈簧的O形環(huán)；圖9示出圖7和8雙棱軸聯(lián)軸節(jié)的X-X橫截面；圖10示出管軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面，帶有在一個同軸圓柱體內(nèi)部件的分開徑向孔內(nèi)兩個彈簧加載的相對定位球；圖11示出類似于圖10管軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面，但帶有一個徑向貫通孔，孔內(nèi)設置用于兩個定位球的貫通彈簧；圖12示出類似于圖10管軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面，但帶有兩個圓柱體定位銷取代兩個定位球；圖13示出類似于圖11管軸聯(lián)軸節(jié)的橫截面，但帶有兩個圓柱體定位銷取代兩個定位球；圖14示出管軸聯(lián)軸節(jié)的縱剖面，帶有一個圓柱體的內(nèi)部件，在其外圓周上具有一個環(huán)行槽，處于槽內(nèi)的是可彈性變形的金屬公差環(huán)；圖15示出爪式聯(lián)軸節(jié)的部分縱剖面；圖16示出圖15爪式聯(lián)軸節(jié)的軸向視圖；圖17示出圖15和16爪式聯(lián)軸節(jié)彈性體齒圈的視圖；圖18示出帶有塑料內(nèi)嚙合齒的齒軸聯(lián)軸節(jié)外部件的軸向視圖；圖19示出圖18外部件帶有塑料內(nèi)嚙合齒的部分縱剖面；圖20示出用于與圖18和19外部件配合帶有金屬外嚙合齒的內(nèi)部件軸向視圖；圖21示出圖20內(nèi)部件的側(cè)視圖；圖22示出類似于圖1凸輪軸調(diào)節(jié)裝置的縱剖面，但帶有磁性軸聯(lián)軸節(jié)取代雙棱軸聯(lián)軸節(jié)。
具體實施例方式
圖1示出電動凸輪軸調(diào)節(jié)裝置1帶有變速傳動機構(gòu)2和電動的伺服電動機3，它們作為分開的單元構(gòu)成并通過聯(lián)軸節(jié)可脫開連接。
變速傳動機構(gòu)2是一種三軸傳動機構(gòu)，它作為偏心輪傳動機構(gòu)具有高減速比(減速比范圍1∶30～1∶250)和高效率。變速傳動機構(gòu)2具有一個傳動軸和一個從動軸以及一個調(diào)節(jié)軸9。傳動軸作為鏈輪5構(gòu)成并與未示出的曲軸通過同樣未示出的鏈條抗扭連接。從動軸作為封閉壁6構(gòu)成，借助于夾緊螺栓7與凸輪軸8抗扭連接。調(diào)節(jié)軸9作為偏心軸構(gòu)成，通過雙棱軸聯(lián)軸節(jié)4與伺服電動機軸10實際無旋轉(zhuǎn)間隙但可軸向移動連接。調(diào)節(jié)軸9用于傳動兩個正齒輪11、12，后者與鏈輪5的內(nèi)嚙合齒13嚙合并將調(diào)節(jié)力矩通過銷釘14和封閉壁6傳遞到凸輪軸8上。電動的伺服電動機3具有固定在氣缸蓋16上的定子15和隨同凸輪軸8旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵轉(zhuǎn)子17。
圖2和3放大示出圖1作為細部X標注的雙棱軸聯(lián)軸節(jié)4的橫截面和縱剖面。雙棱軸聯(lián)軸節(jié)4的內(nèi)部件18與伺服電動機軸10整體構(gòu)成，外部件19與調(diào)節(jié)軸9整體構(gòu)成。兩個部件18、19各自具有相同的聯(lián)軸節(jié)工作表面20、21，它們之間具有軸向移動(熱膨脹，安裝)所需的最小間隙。按照這種方式，還可以達到最小的扭轉(zhuǎn)間隙，對于施加交變力矩的雙棱軸聯(lián)軸節(jié)4的耐用性和降噪來說是重要的。然而對于兩個部件18、19上的小間隙和公差所需的加工成本卻很可觀。
這種缺陷通過圖4和5在縱剖面和橫截面中示出的雙棱軸聯(lián)軸節(jié)4′得以消除。在這種情況下，在內(nèi)部件18′的聯(lián)軸節(jié)工作表面20′內(nèi)各有一個槽22，槽內(nèi)裝入帶有預張緊的扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧23。彈簧23通過預張緊和彈簧行程消除內(nèi)部件18′和外部件19′之間現(xiàn)在允許的相當大的間隙，并承擔傳遞伺服電動機3轉(zhuǎn)矩的作用。因為該轉(zhuǎn)矩＜1Nm相當小，所以所需的彈簧力和安裝力也很小，并在相應的彈簧剛性情況下，調(diào)節(jié)軸和伺服電動機軸9、10之間不會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)。因為伺服電動機3的轉(zhuǎn)矩僅通過彈簧23傳遞，所以不接觸部件18′、19′的聯(lián)軸節(jié)工作表面20′、21’。彈簧23在與聯(lián)軸節(jié)工作表面20′、21′之間相當大間隙的結(jié)合下，可以補償調(diào)節(jié)軸和伺服電動機軸9、10之間小的軸位移。
圖6示出作為圖4和5變化的一個聯(lián)軸節(jié)4′，其中，兩個彈簧23和內(nèi)部件18′的槽22通過彈簧夾24組成一個整體的彈簧卡箍25，防丟失地卡在內(nèi)部件18′的角26上。這種防丟失性意味著提高了易于安裝性。
圖7和8示出雙棱軸聯(lián)軸節(jié)4″的縱剖面，圖9示出橫截面，其中，取代扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧23的是聚合物帶28或者聚合物O形環(huán)29。它們在內(nèi)部件18′的環(huán)行槽30、31內(nèi)′過盈配合地安裝至其聯(lián)軸節(jié)工作面20，從而它們在裝入狀態(tài)下預張緊。由此消除內(nèi)、外部件18′、19′的聯(lián)軸節(jié)工作表面20′、21′之間在該變化中較大的間隙，而不與這些部件接觸。這里在聚合物帶28和聚合物O形環(huán)29相應剛性的情況下，傳遞伺服電動機3相當?shù)偷霓D(zhuǎn)矩，而內(nèi)部件和外部件18′、19′無相對扭轉(zhuǎn)。
在圖9中可以看到帶有聚合物帶28和聚合物O形環(huán)29的內(nèi)部件18′內(nèi)的環(huán)行槽30、31，它們起到最佳消除聯(lián)軸節(jié)4″內(nèi)部件18′和外部件19′之間間隙的作用。
圖10-13示出管軸聯(lián)軸節(jié)32的橫截面，帶有一個空心圓柱體的外部件33和一個帶有間隙設置在空心圓柱體外部件33內(nèi)的同軸圓柱體內(nèi)部件34。
在圖10的圓柱體內(nèi)部件34內(nèi)，具有兩個從其圓周出發(fā)的定中的相同徑向孔35，孔內(nèi)各設置一個壓力彈簧36。這些彈簧各作用于一個在徑向孔35內(nèi)帶有間隙引導的定位球37并將它們擠入外部件33內(nèi)的各一個其他徑向孔38內(nèi)。其他徑向孔38在圓柱體內(nèi)部件34的一確定的轉(zhuǎn)向位置上與徑向孔35定中。由于其他徑向孔38相對于徑向孔35更小的確定直徑，定位球37只能到達其他徑向孔38內(nèi)確定的深度，足夠傳遞伺服電動機3的轉(zhuǎn)矩。在此方面，定位球支承在其他徑向孔38的出口邊緣43上。通過選擇其他徑向孔38的直徑，可以確定可傳遞轉(zhuǎn)矩的程度。按照這種方式，管軸聯(lián)軸節(jié)32成為保護性聯(lián)軸節(jié)。
在圖11中，通過一個帶有貫通彈簧40的貫通孔39取代兩個徑向孔35。這種解決方案與圖10的相比，優(yōu)點是更少的制造成本和兩個定位球37可更精確確定可傳遞轉(zhuǎn)矩的均勻的壓力負荷。
圖12和13管軸聯(lián)軸節(jié)32的結(jié)構(gòu)與圖10和11相應。區(qū)別在于使用圓柱體定位銷41取代定位球37，帶有圓錐形削尖的末端42，借助于貫通孔39內(nèi)壓力彈簧36′或貫通彈簧40′的壓力伸入其他徑向孔38′內(nèi)并支承在其出口邊緣43′上。在這種變化中，可傳遞的轉(zhuǎn)矩可以通過圓錐形削尖末端42圓錐角的尺寸限制。由此該管軸聯(lián)軸節(jié)32也可以作為保護性聯(lián)軸節(jié)使用。
圖14作為聯(lián)軸節(jié)的進一步變化示出一種管軸聯(lián)軸節(jié)32′。在這種情況下，通過一個設置在徑向槽45內(nèi)可彈性變形的金屬公差環(huán)44，達到圓柱體內(nèi)部件34′和空心圓柱體外部件33′之間力量合理的力矩轉(zhuǎn)遞。公差環(huán)44以確定的尺寸凸出徑向槽45，從而確定彈性變形和取決于此的力量連接。
圖15示出一個帶有爪47、48的爪式聯(lián)軸節(jié)46局部橫截面。這些爪抗扭設置在相同直徑的調(diào)節(jié)軸和伺服電動機軸9、10的自由端上。它們帶有距離相互嚙合，這些距離通過圖17示出帶有齒部件50的彈性預張緊聚合物齒圈49無旋轉(zhuǎn)間隙地消除。
圖16示出爪式聯(lián)軸節(jié)46的軸向視圖，其中，虛線示出各八個爪47、48以及帶有八個齒弧50的聚合物齒圈49。爪式聯(lián)軸節(jié)46補償調(diào)節(jié)軸和伺服電動機軸9、10之間小的定中誤差并在其之間也可以進行小的軸向移動。
圖18示出一齒軸聯(lián)軸節(jié)外部件55的軸向視圖，帶有彈性塑料的內(nèi)嚙合齒56。圖19示出圖18外部件55的局部縱剖面。內(nèi)嚙合齒56硫化在中間軸套58的徑向槽57內(nèi)。在徑向延長段內(nèi)每個齒59的后面具有徑向孔60，孔內(nèi)填充塑料并利用類似于鉚釘頭的蓋61封閉。處于徑向孔60內(nèi)的塑料提高內(nèi)嚙合齒56可傳遞的轉(zhuǎn)矩。中間軸套58可以作為調(diào)節(jié)軸9或者伺服電動機軸10的部件使用或者壓入該軸內(nèi)。
圖20和21示出金屬的內(nèi)部件62連同具有外齒64的外嚙合齒63。這些外齒窄于塑料的內(nèi)齒59，因為它們具有更高的強度。內(nèi)齒間隙65相應窄于外齒間隙66。原則上外嚙合齒63也可以用塑料構(gòu)成。但是內(nèi)嚙合齒56由于可能更大的材料體積適用于此。
圖22示出凸輪軸調(diào)節(jié)裝置1′，其調(diào)節(jié)軸9與伺服電動機軸10′通過永久磁鐵軸聯(lián)軸節(jié)51無接觸式和無旋轉(zhuǎn)間隙地連接。在調(diào)節(jié)軸和伺服電動機軸9、10′的自由端上固定永久磁鐵52、53，它們之間分布一個非磁性的膜片54，將伺服電動機3油密封閉。按照這種方式，伺服電動機3被密封封閉而無需產(chǎn)生摩擦的密封件。
附圖符號1、1′凸輪軸調(diào)節(jié)裝置2變速傳動機構(gòu)3電動伺服電動機4、4′、4″雙棱軸聯(lián)軸節(jié)5鏈輪6封閉壁7夾緊螺栓8凸輪軸9調(diào)節(jié)軸10、10′伺服電動機軸11正齒輪12正齒輪13內(nèi)嚙合齒14銷釘15定子16氣缸蓋17永久磁鐵轉(zhuǎn)子18、18′內(nèi)部件19、19′外部件20、20′聯(lián)軸節(jié)工作表面21、21′聯(lián)軸節(jié)工作表面22槽23扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧24彈簧夾25彈簧卡箍26角27橫槽28聚合物帶29聚合物O形環(huán)
30環(huán)形槽31環(huán)形槽32、32′管軸聯(lián)軸節(jié)33、33′空心圓柱體外部件34、34′同軸圓柱體內(nèi)部件35徑向孔36、36′壓力彈簧37定位球38、38′其他徑向孔39貫通孔40、40′貫通彈簧41圓柱體定位銷42圓錐形削尖末端43、43′出口邊緣44公差環(huán)45徑向槽46爪式聯(lián)軸節(jié)47爪48爪49聚合物齒圈50齒部件51永久磁鐵軸聯(lián)軸節(jié)52永久磁鐵53永久磁鐵54膜片55外部件56內(nèi)嚙合齒57徑向槽58中間軸套59內(nèi)齒
60徑向孔61蓋62內(nèi)部件63外嚙合齒64外齒65內(nèi)齒間隙66外齒間隙
權(quán)利要求
1.凸輪軸調(diào)節(jié)裝置(1，1′)，用于相對于往復式活塞內(nèi)燃機的曲軸調(diào)節(jié)和定位凸輪軸(8)的相對旋轉(zhuǎn)角位置，帶有一個高傳動比和低摩擦的變速傳動機構(gòu)(2)，該變速傳動機構(gòu)(2)具有一個與曲軸抗扭連接的傳動軸，一個與凸輪軸(8)抗扭連接的從動軸和一個與伺服電動機的伺服電動機軸(10)連接的調(diào)節(jié)軸(9)，其特征在于，變速傳動機構(gòu)(2)和伺服電動機(3)作為分開的單元構(gòu)成并通過無旋轉(zhuǎn)間隙的可脫開的聯(lián)軸節(jié)(4、4′、4″；32、32′；46；51)相互連接。
2.按權(quán)利要求1所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，伺服電動機最好為電動的伺服電動機(3)。
3.按權(quán)利要求2所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，聯(lián)軸節(jié)(4、4′、4″；32、32′；46；51)具有兩個可連接的部件，其中一個與伺服電動機軸(10)且另一個與調(diào)節(jié)軸(9)抗扭連接或與軸(9、10)整體構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求3所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，兩個部件的一個作為外部件(19、19′；33、33′)，另一個作為內(nèi)部件(18、18′；34、34′)構(gòu)成，其中，兩個部件可無旋轉(zhuǎn)間隙地相互插入。
5.按權(quán)利要求4所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，聯(lián)軸節(jié)作為齒形軸聯(lián)軸節(jié)，最好作為雙棱軸聯(lián)軸節(jié)(4、4′、4″)構(gòu)成，它在外部件(19、19′)上具有兩個聯(lián)軸節(jié)工作表面(21、21′)，在內(nèi)部件(18、18′)上具有兩個聯(lián)軸節(jié)工作表面(20、20′)，其中，最好在后者上具有避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置。
6.按權(quán)利要求5所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置，在內(nèi)部件和外部件(18、19)的聯(lián)軸節(jié)工作表面(20、21)之間具有緊公差配合的最小間隙。
7.按權(quán)利要求5所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置，具有預張緊的金屬彈簧或者塑料彈簧，它消除聯(lián)軸節(jié)工作表面(20、20′)之間的間隙。
8.按權(quán)利要求7所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，金屬彈簧最好作為扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧(23)構(gòu)成，塑料彈簧最好作為聚合物帶(28)或者作為聚合物O形環(huán)(29)構(gòu)成，并最好設置在內(nèi)部件(18′)的聯(lián)軸節(jié)工作表面(20′)的槽(22)或環(huán)形槽(30、31)內(nèi)。
9.按權(quán)利要求8所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，扁平彎曲彈簧或者盤形彈簧(23)作為整體的彈簧卡箍(25)構(gòu)成，最好卡在內(nèi)部件(18′)的角(26)上。
10.按權(quán)利要求4所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，聯(lián)軸節(jié)作為管軸聯(lián)軸節(jié)(32、32′)構(gòu)成，帶有一個空心圓柱體的外部件(33、33′)和一個同軸圓柱體的內(nèi)部件(34、34′)，該內(nèi)部件(34、34′)帶有設置在外部件(33、33′)內(nèi)的間隙并最好具有避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置。
11.按權(quán)利要求10所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置，具有最好是金屬的可彈性變形的公差環(huán)(44)，它最好設置在同軸圓柱體內(nèi)部件(34′)圓周上的一個徑向槽(45)內(nèi)并以確定的尺寸徑向凸出該內(nèi)部件。
12.按權(quán)利要求10所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，作為避免旋轉(zhuǎn)間隙的裝置，具有至少一個定位球(37)或者一個圓錐形削尖末端(42)的最好圓柱體的定位銷(41)，它們在最好同軸圓柱體內(nèi)部件(34)的徑向孔或貫通孔(35、39)內(nèi)以間隙引導，并在空心圓柱體的外部件(33)內(nèi)與這些孔定中的其他徑向孔(38、38′)的更小的直徑內(nèi)，在壓力彈簧或貫通彈簧(36、36′；40、40′)的壓力下可以移動由更小直徑限制的尺寸。
13.按權(quán)利要求12所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，其他徑向孔(38、38′)作為在軸向上定向的長孔構(gòu)成。
14.按權(quán)利要求3所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，聯(lián)軸節(jié)作為爪式聯(lián)軸節(jié)(46)構(gòu)成，其兩個部件具有按相同直徑設置且相互嚙合的軸向爪(47、48)，其中，爪(47、48)之間具有距離，該距離通過彈性預張緊的聚合物齒圈(49)的齒部件(50)無旋轉(zhuǎn)間隙地消除。
15.按權(quán)利要求4所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，聯(lián)軸節(jié)作為齒形軸聯(lián)軸節(jié)，最好作為齒軸聯(lián)軸節(jié)構(gòu)成，其外部件或者內(nèi)部件(55、65)，特別是其內(nèi)嚙合齒或者外嚙合齒(56、63)由彈性塑料構(gòu)成。
16.按權(quán)利要求15所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，由塑料構(gòu)成的外嚙合齒(56、63)最好直接硫化在齒軸聯(lián)軸節(jié)的相應部件上或者相應構(gòu)成的金屬中間軸套(58)上；中間軸套(58)最好通過壓合座與齒軸聯(lián)軸節(jié)連接。
17.按權(quán)利要求3所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，聯(lián)軸節(jié)作為磁性軸聯(lián)軸節(jié)(51)構(gòu)成，其兩個部件具有相對的永久磁鐵(52、53)，它們將伺服電動機(3)的傳動力矩通過磁力無接觸和無旋轉(zhuǎn)間隙地從伺服電動機軸(10′)傳遞到調(diào)節(jié)軸(9)上。
18.按權(quán)利要求17所述的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，其中，永久磁鐵(52、53)最好軸向設置；它們之間具有油密封閉伺服電動機(3)且?guī)в须p面間隙的非磁性膜片(54)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凸輪軸調(diào)節(jié)裝置(1)，用于相對于往復式活塞內(nèi)燃機的曲軸調(diào)節(jié)和定位凸輪軸(8)的相對旋轉(zhuǎn)角位置，其帶有一個高傳動比和低摩擦的變速傳動機構(gòu)(2)，該變速傳動機構(gòu)(2)具有一個與曲軸抗扭連接的傳動軸，一個與凸輪軸(8)抗扭連接的從動軸和一個與伺服電動機的伺服電動機軸(10)連接的調(diào)節(jié)軸(9)。一種低成本運轉(zhuǎn)的凸輪軸調(diào)節(jié)裝置(1)由此得以實現(xiàn)，即變速傳動機構(gòu)(2)和伺服電動機(3)作為分開的單元構(gòu)成并通過無旋轉(zhuǎn)間隙可分開的聯(lián)軸節(jié)(4)相互連接。
文檔編號F16D3/76GK1694999SQ200380100786
公開日2005年11月9日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者延斯·舍費爾, 馬丁·施泰格瓦爾德, 約格·德格爾曼, 約恩·海伍德 申請人:依納-謝夫勒兩合公司