用于传递一种转矩的轴的制作方法
【专利摘要】公开了一种用于传递转矩的轴（10），该轴具有至少一个处于内部的空间区域（16）中的、轴向的第一区段（14）和一处于外部的空间区域（20）中的、轴向的第二区段（18）。所述两个空间区域（16、20）通过一具有至少一个开口（24）的壁体（22）来隔开，并且所述轴（10）从所述壁体（22）的开口（24）中穿过。在所述轴（10）上如此接纳了一未对所述轴（10）进行支撑的滚动轴承（26），使得所述壁体（22）的开口（24）借助于所述滚动轴承（26）被封闭，以保护性地防止来自所述外部的空间区域（20）的固态的异物。
【专利说明】用于传递一种转矩的轴
[0001]本发明涉及一种用于传递一转矩的轴，该轴具有至少一个处于内部的空间区域中的、轴向的第一区段和一处于外部的空间区域中的、轴向的第二区段，其中所述两个空间区域通过一具有至少一个开口的壁体来隔开，并且所述轴从所述壁体的开口中穿过地延伸。
[0002]在内燃机中，轴、尤其是曲轴经常穿过多个空间区域来延伸，所述空间区域通过一壁体彼此隔开。在此，所述壁体经常尤其用于将内部的空间区域与外部的空间区域隔开，用于在所述内部的空间区域中布置特定的、尤其是具有用于进行动力传递的齿带的组件、t匕如控制传动装置(Steuertrieb)，以防止来自外部的空间区域的影响。所述轴通道典型地为了将摩擦降低到最低限度而无接触地、比如借助于迷宫式密封件或者借助于干式运行的密封圈得到密封，以防止异物、尤其是尘埃。但是，在实际上在尤其受到尘埃负荷的领域内，已经经过证实的是，这些措施并不总是够用，并且尽管如此可能还有不能接受的量的异物首先会在所述轴的套管处挤入。
[0003]由文献DE 40 04 767 Al公开了一种单独的、用于尤其是用于链锯内燃机的、曲轴的轴套。所述轴套包括一环状的部件和一盘状的部件，其中所述环状的部件包围着处于所述曲轴箱的端壁的轴承接纳部中的滚柱轴承，而所述盘状的部件则包括一个具有唇形件(Lippen)的、用于密封地将所述曲轴包围住的密封圈。在这种装置中，所述具有唇形件的密封圈而不仅仅是所述滚柱轴承具有一种密封的作用。
[0004]本发明的任务是，提供一种从处于壁体中的开口穿过的延伸的轴，该轴的套管得到足够好的密封，用于用在受到异物、尤其是环境空气中的尘埃的负荷的领域中。
[0005]该任务按照本发明通过一种具有按照权利要求1的特征的、用于传递转矩的轴得到解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中体现了特点。
[0006]按本发明的、用于传递转矩的轴，具有至少一个处于内部的空间区域中的、轴向的第一区段和一处于外部的空间区域中的、轴向的第二区段。所述两个空间区域通过一具有至少一个开口的壁体来隔开，并且所述轴从所述壁体的开口中穿过地延伸。在所述轴上如此接纳了一未对所述轴进行支撑的滚动轴承，使得所述壁体的开口借助于所述滚动轴承被封闭，以保护地防止来自所述外部的第二空间区域的固态的异物。
[0007]尤其所述壁体的开口可以借助于所述滚动轴承被封闭，用于保护地防止小于
12.5_、优选小于2.5mm或者甚至小于1.0mm的固态的异物,特别优选防止尘埃或者防尘。除此以外，所述壁体的开口尤其由汽车的应用方案看来也可以得到保护，以防止溅出的水、优选喷射水、尤其是巨大的并且处于提高了的压力下的喷射水、防止浸没、特别优选甚至防止在高压清洗和/或蒸汽喷射清洗时的水。
[0008]换句话说:按照本发明，滚动轴承用作轴密封件，而没有将该密封用的滚动轴承用于支承或者支撑所述轴。因为基本上、优选根本没有传递力，所以可以有利地使用具有较低的承载量的滚动轴承。通过这种方式可以实现一种成本低廉的解决方案。
[0009]所述滚动轴承不支撑或者支承所述轴，这一点尤其意味着，所述滚动轴承至少除了能够忽略的较小的部分之外，优选根本没有支撑或者支承所述轴的力和/或转矩。换句话说:来自所述轴的力和/或转矩尤其是其重力至少除了能够忽略的很小的部分之外不是由按本发明所使用的、密封地对所述开口进行封闭的滚动轴承来承受。
[0010]所述轴尤其可以通过一个或者多个轴承尤其被支撑或者接纳在内燃机中，其中所述轴承尤其可以承受所述轴的重力。所述轴向的第二区段尤其可以是轴头或者轴端。所述滚动轴承可以充满润滑脂。
[0011]在所述按本发明的、用于传递转矩的轴的一种实用的实施方式中，在所述处于内部的空间区域中的、轴向的第一区段上接纳了齿带轮。所述齿带轮尤其可以适合于或者是内燃机的控制传动装置的一部分，比如适合于所述内燃机的可变的阀传动装置。在这种实施方式中，所述壁体形成了一种齿带壳体的一部分，所述齿带壳体典型地以塑料制成。
[0012]按照本发明，所述轴无轴套地并且/或者无密封地从所述壁体中穿过。一种具体的结构可以在这个基础之上特别容易地得到实现。在有利的结果中，避免在轴套和/或密封件上的磨损。特别有利地用于避免固体以及尤其是尘埃的挤入，如果所述滚动轴承构造为被封装的结构。可以以有利的方式利用可以容易地获得的、尤其是成本低廉的标准件。
[0013]所述按本发明的轴的、滚动轴承的优选的实施方式是向心球轴承、(优选)自动调位轴承或者滚针轴承。尤其自动调心球轴承可以有利地对所述轴的、尤其是轴头的轻微的摆动进行补偿。所述向心球轴承和/或自动调位轴承可以为单排结构。
[0014]所述按本发明的轴的、一种有利的改进方案附加地包括一公差补偿元件:所述滚动轴承在这样的改进方案中间接地通过公差补偿元件被接纳在所述壁体中。具体来讲，所述按本发明的轴的公差补偿元件可以具有至少一个抗转矩(drehmomentsteif )的弹性体轮廓。尤其所述(优选无缝隙的和/或无刃棱的)弹性体轮廓完全地沿着所述滚动轴承的径向的四周将其包围住。
[0015]所述公差补偿元件能够实现对于所述轴的、相对于比如齿带壳体的壁体的公差补偿，因为一方面所述壁体的、相对于所述轴的相对位置可能具有偏离处于公差间隔之内的额定位置的偏差，并且/或者另一方面可能存在轴的轴向间隙。
[0016]在所述按本发明的、用于传递转矩的轴的大量实施方式中，可以在所述处于第二空间区域中的第二区段上接纳一减振器。该减振器尤其可以被构造用来补偿或者消耗所述轴的不受欢迎的振动。
[0017]特别重要的是，所述按本发明的设置方式用于曲轴。换句话说，所述按本发明的轴最好是内燃机的曲轴。
[0018]内燃机、尤其是外源点火的或者(优选)自动点火的内燃机处于按本发明的构思的关联中。按本发明的内燃机包括至少一根具有按照该图示的各个特征或者特征组合的、用于传递转矩的轴。一大批按本发明的内燃机由具有一种带有齿带驱动装置的控制传动装置的内燃机所构成，其中所述齿带被封装在一壳体中，并且缠绕着所述轴。如果所述按本发明的内燃机的实施方式包括公差补偿元件，那么所述公差补偿元件就优选如此构成，从而不仅可以沿着所述内燃机的竖轴线的方向而且可以沿着其横轴线的方向进行公差补偿。
[0019]所述按本发明的内燃机的具体的实施方式可以用在车辆、优选无轨的陆上运输工具中。尤其所述陆上运输工具可以是客车、载货车、比如建筑机械或者特种车辆等等。
[0020]借助于下面的说明参照附图来描述本发明的其它优点和有利的实施方式以及改进方案。附图详细地示出:
图1是按本发明的轴、在此是曲轴的一种实施方式；并且图2是用于所述按本发明的轴的在图1中示出的实施方式的、公差补偿元件的、一种实施方式的视图。
[0021]图1示意性地示出了按本发明的轴的一种实施方式。这根轴10是内燃机12的曲轴。所述内燃机12具有用于可变的阀传动装置的控制传动装置。这个控制传动装置包括一齿带驱动装置，该齿带驱动装置从所述轴10上截取转矩:在所述轴10上，在处于内部的空间区域16中的、轴向的第一区段14中接纳了齿带轮28。这个齿带轮与这里未在图1中示出的齿带处于作用连接之中，所述齿带缠绕着所述轴10。所述齿带驱动装置、尤其是所述齿带轮28被一固定在所述内燃机12上的壳体所包围，尤其用于防止来自外部的影响作用于所述齿带驱动装置。
[0022]所述轴10具有一处于外部的空间区域20中的、轴向的第二区段18，并且通过开口24尤其从壁体22中穿过，在该实施方式中从所述齿带驱动装置的壳体的、外部的壁体中穿过。按照本发明，所述开口 24通过以下方式被封闭:在所述轴10上在所述壁体22的穿透位置处接纳了滚动轴承26。该滚动轴承26在该实施方式中有利地间接地通过公差补偿元件30被装配到所述壁体22的开口 24中。通过这种方式，防尘地对所述开口 24或者所述轴套管进行密封，从而不会有来自外部的空间区域20的异物及尘埃到达所述内部的空间区域16中。
[0023]因为所述轴10借助于未在图1中示出的轴承被接纳在所述内燃机12中，所以所述按本发明使用的滚动轴承26按照设计基本上没有通过所述轴10受到力的加载。在实际上，振动或者偏离了额定位置的偏差可能导致一种较小的、先天的、不受欢迎的力的作用。
[0024]在所述外部的空间区域20中，在所述轴10的轴向的第二区段18上、在自由的轴端上，接纳了用于对所述轴10的振动进行抑制的减振器36。
[0025]图2示出了在图1中示出的实施方式的、公差补偿元件30的一种实施方式。所述抗扭转的公差补偿元件30包围着所述滚动轴承26，并且被直接地装配到所述壁体22的开口 24中(参见图1)。它包括两个弹性体轮廓32，这两个弹性体轮廓通过两条缝隙34彼此隔开。
[0026]所述两条缝隙34的走向分别沿着所述滚动轴承26的、较长的一侧的、外部的轮廓的延长线进行定向。正如在图1中也用图形所示出的那样，所述弹性体轮廓32的、垂直于壁体22伸展的横截面拥有两个边相等的、对称的梯形的形状，所述梯形的较短的平行边彼此邻接。因此，随后所述轴10为了进行公差补偿而以能够沿着两个垂直于自身的轴线的、正交的方向运动的方式被接纳，但是其中防止所述轴10或者所述公差补偿元件30旋转。
[0027]也可以取代所述滚动轴承的、正如在图1和2的实施方式中所示出的那样的、有弹性的悬架或者配合结构(Einpassung),作为对此的可替代的方案来规定,在安装时通过所述滚动轴承的配合座来使所述齿带壳体实现定中心，并且随后才将其固定住，从而不需要有弹性的悬架。
[0028]此外，为了为所述按本发明所使用的滚动轴承在轴向上提供足够的空间位置，所述减振器可以构造为罐状(getopft)。
[0029]附图标记列表:
10轴；
12内燃机；14 轴向的第一区段；
16内部的空间区域；
18轴向的第二区段；
20外部的空间区域；
22壁体；
24 开□;
26滚动轴承；
28齿带轮；
30公差补偿元件；
32弹性体轮廓；
34 缝隙；
36减振器。
【权利要求】
1.用于传递转矩的轴(10)，该轴具有至少一个处于内部的空间区域(16)中的、轴向的第一区段(14)和一处于外部的空间区域(20)中的、轴向的第二区段(18)，其中所述两个空间区域(16、20)通过一具有至少一个开口(24)的壁体(22)来隔开，并且所述轴(10)从所述壁体(22)的开口(24)中穿过地延伸， 其特征在于， 在所述轴(10)上如此地接纳了一未对所述轴(10)进行支撑的滚动轴承(26)，使得所述壁体(22)的开口(24)借助于所述滚动轴承(26)被封闭，以保护地防止来自所述外部的空间区域(20)的固态的异物。
2.按权利要求1所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 在所述处于内部的空间区域(16)中的、轴向的第一区段(14)上接纳了齿带轮(28)。
3.按权利要求1或2所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 所述轴(10)无轴套地并且/或者无密封件地穿过所述壁体(22)延伸，并且/或者所述滚动轴承(26)被封装。
4.按前述权利要求中任一项所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 所述滚动轴承(26)是向心球轴承、自动调位轴承或者滚针轴承。
5.按前述权利要求中任一项所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 所述滚动轴承(26)间接地通过一种公差补偿元件(30)被接纳在所述壁体中。
6.按权利要求5所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 所述公差补偿元件(30 )包括至少一个抗转矩的弹性体轮廓(32 )。
7.按前述权利要求中任一项所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 在所述处于外部的空间区域(20)中的第二区段(18)上接纳了减振器(36)。
8.按前述权利要求中任一项所述的、用于传递转矩的轴(10)， 其特征在于， 所述轴(10)是内燃机(12)的曲轴。
9.内燃机(12)， 其特征在于 按前述权利要求中任一项所述的、用于传递转矩的轴(10)。
10.按权利要求9所述的内燃机， 其特征在于， 所述内燃机(12)具有一拥有齿带驱动装置的控制传动装置，其中所述齿带被封装在壳体中并且缠绕着所述轴。
【文档编号】F02B67/06GK104204428SQ201380017710
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】S.诺伊恩多夫, R.普普克斯, E.波特, D.瓦内克 申请人:大众汽车有限公司