用于内燃机的凸轮轴调整器
专利汇可以提供用于内燃机的凸轮轴调整器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于 内燃机 的 凸轮 轴调整器(1)，该 凸轮轴 调整 器具有 定子 (2)，该定子具有在其圆周上分布的向内凸起的定子 叶片 (3)，该定子叶片具有至少一个设置在定子(2)内的定子叶片支承室(4)，该支承室向内敞开并且里面支承定子叶片行星 齿轮 (5)，其中，在定子(2)内支承有 转子 (6)， 转子叶片 (7)具有至少一个向外敞开的转子叶片支承室(8)，里面支承转子叶片行星齿轮(9)，其中，定子叶片行星齿轮(5) 啮合 于设置在转子(6)的外圆周上位于各个转子叶片(7)之间的齿形段(10)，并且转子叶片行星齿轮(9)啮合于设置在定子(2)的内圆周上位于各个定子叶片(3)之间的齿形段(11)。，下面是用于内燃机的凸轮轴调整器专利的具体信息内容。
1.用于内燃机的凸轮轴调整器(1)，具有定子(2)，所述定子具有 在其圆周上分布的向内凸起的定子叶片(3)，所述定子叶片具有至少一 个设置在定子(2)内的定子叶片支承室(4)，所述定子叶片支承室向 内敞开并且里面支承定子叶片行星齿轮(5)，其中，定子(2)内支承 有转子(6)，转子叶片(7)具有至少一个向外敞开的转子叶片支承室 (8)，所述转子叶片支承室里面支承转子叶片行星齿轮(9)，其中，定 子叶片行星齿轮(5)啮合于设置在转子(6)的外圆周上位于各个转子 叶片(7)之间的齿形段(10)，并且转子叶片行星齿轮(9)啮合于设 置在定子(2)的内圆周上位于各个定子叶片(3)之间的齿形段(11)。
2.如权利要求1所述的用于内燃机的凸轮轴调整器(1)，其特征在 于，定子(2)具有至少两个定子叶片(3)并且转子(6)具有至少两 个转子叶片(7)。
3.如权利要求1所述的用于内燃机的凸轮轴调整器(1)，其特征在 于，定子(2)具有三个定子叶片(3)并且转子(6)具有三个转子叶 片(7)。
4.如权利要求1所述的用于内燃机的凸轮轴调整器(1)，其特征在 于，定子(2)具有四个定子叶片(3)并且转子(6)具有四个转子叶 片(7)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的用于内燃机的凸轮轴调整器 (1)，其特征在于，定子(2)、内部转子(6)和/或行星齿轮(5)、(9) 由烧结金属构成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的用于内燃机的凸轮轴调整器 (1)，其特征在于，定子(2)、内部转子(6)和/或行星齿轮(5)、(9) 由塑料构成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的用于内燃机的凸轮轴调整器 (1)，其特征在于，定子(2)、内部转子(6)和/或行星齿轮(5)、(9) 具有至少近似相等的热膨胀系数。
技术领域
背景技术
依据监测和控制电子装置的设定值，旋转运动传递到凸轮轴上并由此 相对于内燃机的曲轴进行凸轮轴各自所要求的预调整。
传统的凸轮轴调整器大多采用液压传动。调整凸轮轴所需的油压从各 自内燃机配置有的润滑油回路中获取。在这种情况下存在的问题是，凸轮 轴恰恰是在排气临界的发动机启动阶段尚未处于相对于曲轴期望的相对位 置上。
凸轮轴调整器无级改变凸轮轴角位置的实际产生通过根据可逆式电动 机原理构成的系统体现。
这种系统的优点是无级调整凸轮轴和紧凑且低成本的结构。用于低成 本制造凸轮轴调整器的方法是也适用于大批量制造的烧结法。
上述系统通过油泵从发动机的润滑油循环中供给压力油，其中，在所 谓的“热怠速”期间该系统也必须在发动机怠速转速时的150℃油温和＜ 0.5bar压力下工作。根据发动机工作时所达到的最大150℃的温度而可能 出现的热影响在部件尺寸和公差的设计中必须予以考虑。
DE 100 62 981 A1公开了一种根据所谓叶片原理工作的凸轮轴调整装 置。主动轮具有通过一个圆周壁和两个侧壁形成的空腔，里面通过至少两 个分界壁形成至少一个液压工作室。一个在液压工作室内延伸的叶片将液 压工作室分为两个液压压力室。在压力油分配器的顶端与主动轮一个侧壁 的穿孔之间和/或在外壳面与主动轮另一个侧壁的穿孔之间的间隙通过耐 磨密封件密封以防止压力油泄漏。
DE 198 08 619 A1介绍了一种用于叶片式调整装置的闭锁装置。在那 里，通过至少一个既作为叶轮回转件同时也作为闭锁件构成的叶轮的可轴 向移动叶片在叶轮与主动轮之间产生机械连接。
DE 100 20 120 A1公开了一种叶片式调整装置，其中在一个回转叶轮 与一个主动轮之间具有加大构成的径向间隙，而密封件则作为可在回转叶 轮的两个转动方向上回转的摆动密封板条构成，它们利用液压压力油的压 力可向主动轮或者回转叶轮上的各自对应面回转。
在DE 101 09 837 A1的叶片式调整装置中，主动单元通过多个径向的 支承部位支承在被动单元上，其中，至少主动单元各径向支承段的表面和 被动单元相对径向支承段的表面以及可选择地还有主动单元与被动单元之 间的轴向接触面采用减少摩擦的涂层。
日本专利文献JP11013431的专利摘要公开了一种叶片式调整装置，其 中为取得紧凑式的结构，旋转运动借助嵌入叶片式调整装置外壳上相应长 孔内的三个螺栓进行传递。
这种凸轮轴调整器存在的问题是，为避免压力室较大的内部泄漏必须 遵守严格的公差，特别是在这种部件采用烧结技术制造的情况下这些公差 才能高成本地得到遵守。在烧结技术制造中，这些公差因此只有通过相应 复杂的机械加工，或者通过明显降低部件数量才能实现。此外，在大多数 凸轮轴调整器上必须装入闭锁装置或者复位弹簧，以便在所谓“热怠速” 时保证功能。
发明内容
该目的根据本发明通过一种用于内燃机的凸轮轴调整器得以实现，该 凸轮轴调整器具有定子，该定子具有在其圆周上分布的向内凸起的定子叶 片，该定子叶片具有至少一个设置在定子内的定子叶片支承室，该支承室 向内敞开并且里面支承定子叶片行星齿轮，其中，定子内支承有转子，转 子叶片具有至少一个向外敞开的转子叶片支承室，里面支承转子叶片行星 齿轮，其中，定子叶片行星齿轮啮合于设置在转子的外圆周上位于各个转 子叶片之间的齿形段，并且转子叶片行星齿轮啮合于设置在定子的内圆周 上位于各个定子叶片之间的齿形段。
定子与内部转子的接触部位之间以间隙损失方式出现的内部径向泄 漏，必须通过在内部转子与定子之间安装密封件或者通过减小公差加以防 止。通过在内部转子上的两个转子叶片之间以外啮合形式布置的齿形段和 在定子叶片中设置的与内部转子的齿形段啮合的行星齿轮可以防止间隙损 失。作为补充，在定子上设有在定子叶片之间以内啮合方式的齿形段，其 中，在转子叶片中支承转子叶片行星齿轮，该行星齿轮与定子的齿形段啮 合。
在内部转子的角位置向定子变化时，定子行星齿轮在内部转子的齿形 段上滚动，而支承在转子叶片上的转子叶片行星齿轮则在定子的齿形段上 滚动。
为避免啮合干扰，齿部的几何形状必须这样设计，使得支承在转子叶 片和定子叶片上的行星齿轮的啮合参数相同。由此也可以降低制造成本， 因为在烧结技术制造转子叶片行星齿轮和定子行星齿轮时仅需要一个模 具。内部转子的调整通过向压力室加压进行，其中，依据加压的压力室产 生对着内部转子叶片的压力并且使其与此相应地转动。通过压力室内的油 压，与内部转子的齿形段啮合的定子叶片行星齿轮被加压，其中，通过这 种加压定子叶片行星齿轮的齿顶被压靠于定子叶片支承室的壁，而定子叶 片行星齿轮的齿面则被压靠于内部转子齿形段的齿面。
通过齿顶和齿面的压紧形成很大的密封面，所述密封面将压力室径向 绝对密封地与无压力的室分开。由此实现凸轮轴调整器径向密封。
在本发明有利的构成中，定子具有至少两个定子叶片和转子具有至少 两个转子叶片。在进一步有利的构成中，定子具有三个定子叶片和转子具 有三个转子叶片。在同样有利的构成中，定子具有四个定子叶片和转子具 有四个转子叶片。已知的凸轮轴调节器大多具有四个定子叶片和四个转子 叶片，因此凸轮轴可能的扭转角在结构上受到限制。将定子叶片和转子叶 片的数量降低到两个或者三个叶片产生的结果是，一方面能实现更大的扭 转角并且另一方面凸轮轴调整器重量减轻并减少了所要运动部件的质量。 结构上也可以采用四个以上的叶片。
在本发明特别有利的构成中，定子、内部转子和/或行星齿轮由烧结金 属构成。这些部件可以更大的公差采用烧结技术加工，而不降低径向密封 性。此外降低对受污染油的敏感性。
相对大加工公差的另一个优点是可以使用其他材料如烧结铝或者塑 料。有利的是转子、定子和行星齿轮具有至少近似相等的热膨胀系数，以 便使这些部件可以相互配对。在热膨胀系数近似相等的情况下，例如可以 采用由烧结钢制成的转子和定子以及由塑料(热固性塑料)制成的行星齿 轮。由此特别是降低了烧结钢/塑料配合产生的噪声。
附图说明
本发明的其他特征、优点和有利的构成来自从属权利要求以及借助附 图对本发明的下列说明。其中：
图1示出根据本发明具有四个定子叶片和转子叶片的凸轮轴调整器的 剖面图；
图2示出图1“X”的细部；以及
图3示出根据本发明具有两个定子叶片和转子叶片的凸轮轴调整器的 剖面图。
具体实施方式
定子叶片3径向向内凸入在两个转子叶片7之间的间隙内。相同内容 也适用于各自凸入间隙内的转子叶片7。因此产生近似星形构成的转子6。
设置在定子叶片3内的定子叶片行星齿轮5啮合到设置在转子6的在 各个转子叶片7之间的外圆周上的齿形段10内。设置在转子叶片7内的转 子叶片行星齿轮9啮合到设置在定子2的在各个定子叶片3之间的内圆周 上的齿形段11内。
在定子2与内部转子6的接触部位之间以间隙损失方式出现的内部径 向泄漏通过使用齿形段和啮合到该齿形段内的行星齿轮来防止。
转子6的调整以下面的方式进行，即通过压力孔12向压力室13内施 加压力或者用于可选的旋转方向向压力室15内施加压力。依据加压的压力 室13、15产生对着转子叶片7的压力，由此该转子叶片相应地转动。通过 在压力室13或15内的油压，与转子6的齿形段10啮合的定子叶片行星齿 轮5受到加压，其中，通过这种加压定子叶片行星齿轮5的齿顶被压靠于 定子叶片支承室4的壁，而定子叶片行星齿轮5的齿面则被压靠于转子6 齿形段10的齿面。通过齿顶与齿面的压紧产生将压力室13、15径向绝对 密封与各自无压室13、15分开的大密封面，从而实现凸轮轴调整器1径向 密封。
图2利用局部示出的凸轮轴调整器1示出图1中的“X”细部，该调整 器由一个定子2和一个支承在该定子内的转子6组成，其中，示出压力室 15例如借助液压液体加压的状态。
通过压力孔14压力施加到压力室15内，其中，由液压液体占据的加 压空间被涂黑。可以看出，除了由在定子叶片3与转子叶片7之间的空间 形成的压力室15之外其他的区域也被加压。
通过压力室15加压将压力施加到转子叶片7上，由此转子沿箭头A的 方向扭转。同时支承在转子叶片支承室8内的转子叶片行星齿轮9也沿箭 头B的方向转动，而该行星齿轮则在设置在定子叶片3之间的齿形段11 上滚动。通过加压转子叶片行星齿轮9的齿顶16被压靠于转子叶片支承室 8的壁17。同时转子叶片行星齿轮9的齿面18被压靠于齿形段11的齿面 19。通过齿顶16在壁17上和齿面18在齿形段11齿面19上的压紧，产生 将压力室15与无压室13径向绝对密封分开的大密封面，从而保证凸轮轴 调整器1的径向密封。
这种密封在压力室的一面上通过转子叶片行星齿轮9区域内的密封并 且在压力室的另一面上通过定子叶片行星齿轮5区域内的密封实现。在定 子叶片行星齿轮5上，相应地将定子叶片行星齿轮的齿顶20压靠于定子叶 片支承室4的壁21并且同时将定子叶片行星齿轮5的齿面22压靠于齿形 段10的齿面23上。
图3示出一个带有定子2的用于未示出的内燃机的凸轮轴调整器1， 该定子具有在其圆周上分布的径向向内凸起的定子叶片3。定子叶片3具 有各自一个定子叶片支承室4，该室向内敞开并且里面支承定子叶片行星 齿轮5。定子2中支承有具有转子叶片7的转子6。每个转子叶片7具有一 个向外敞开的转子叶片支承室8，里面支承转子叶片行星齿轮9。定子叶片 3径向向内凸入在两个转子叶片7之间的间隙内。相同内容也适用于各自 凸入间隙内的转子叶片7。因此产生近似星形构成的转子6。设置在定子叶 片3内的定子叶片行星齿轮5啮合到设置在转子6的在各个转子叶片7之 间的外圆周上的齿形段10内。设置在转子叶片7内的转子叶片行星齿轮9 啮合到设置在定子2的在各个定子叶片3之间的内圆周上的齿形段11内。 在定子2与内部转子6的接触部位之间以间隙损失方式出现的内部径向泄 漏通过使用齿形段和啮合到该齿形段内的行星齿轮来防止。转子6的调整 以下面的方式进行，即通过压力孔12向压力室13内施加压力或者用于可 选的旋转方向向压力室15内施加压力。依据加压的压力室13、15情况产 生对着转子叶片7的压力，由此该转子叶片相应地转动。通过压力室13 或15内的油压，与转子6的齿形段10啮合的定子叶片行星齿轮5受到加 压，其中，通过这种加压定子叶片行星齿轮5的齿顶被压靠于定子叶片支 承室4的壁，而定子叶片行星齿轮5的齿面则被压靠于转子6齿形段10 的齿面。通过齿顶与齿面的压紧产生将压力室13、15与各自无压室13、 15径向绝对密封分开的大密封面，从而实现凸轮轴调整器1径向密封。由 于图3中的凸轮轴调整器1仅具有两个定子叶片3和两个转子叶片7，通 过将定子叶片和转子叶片的数量从四个叶片3、7降低到两个叶片，一方面 可以实现更大的扭转角和另一方面凸轮轴调整器变轻并减小所要运动部件 的质量。此外降低了摩擦，因为同时减少了啮合到相应齿形段内的行星齿 轮数量。
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