凸轮轴调节器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的凸轮轴调节器。
【背景技术】
[0002]凸轮轴调节器通常在内燃机的气门传动装置中使用，以便改变气门打开和关闭时间，由此，通常可以改善内燃机的油耗值和运行特性。
[0003]凸轮轴调节器的在实践中经验证的实施方式具有叶片调节器，其具有界定出环形空间的定子和转子，通过凸起部和叶片将该环形空间划分成多个工作室。这些工作室可选地能以压力介质来加载，该压力介质在压力介质循环回路中经由压力介质泵从压力介质储备器中输送到转子的叶片的一侧上的工作室中，并且从叶片的相应的另外的侧上的工作室中又输送回到压力介质储备器中。对压力介质流进而是凸轮轴调节装置的调节运动的控制例如借助中央阀来实现，该中央阀具有穿流开口和控制边缘的复杂的结构以及能在中央阀中移动的阀体，该阀体依赖于其位置地封闭或打开穿流开口。
[0004]中央阀与中央螺栓一起贯穿过转子的中央开口并且拧接到凸轮轴中，从而紧接着转子与凸轮轴压紧成抗相对转动的(drehfest)联合体。由于转子相对于凸轮轴的位置对于凸轮轴调节器的功能来说有重要的意义，并且该位置在压紧之后应尽可能不再改变，因此为了提供尽可能抗相对转动的压紧联合体，中央螺栓必须以相应很高的预紧力拧接到凸轮轴中，由此在中央螺栓中、转子中和凸轮轴中又出现比较高的构件应力。这些构件应力不允许超过最大的材料特征变量，从而构件的规格受到限制。此外，比较高的构件应力也会导致构件的使用寿命的缩短。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的任务是，提供一种具有较少构件负荷的凸轮轴调节器。
[0006]根据本发明的基本构思，为了解决该任务而提出，转子的和/或凸轮轴的卡夹面中的至少一个是至少以区段的方式构型化的，用以提供形状锁合的(fromschlilssig)连接。通过构型化和由此提供的转子与凸轮轴之间的形状锁合的连接，使周向力现在经由形状锁合的连接来传递，而不再如迄今为止那样经由纯表面挤压来传递，从而中央螺栓为了提供抗相对转动的联合体必然以很小的、经由中央螺栓施加的预应力和凸轮轴、转子和中央螺栓的由此引起的较小的构件负荷来压紧，用以传递预先给定的周向力。在理想情况下，周向力仅通过形状锁合的连接来传递，而预紧力仅用于维持住构件。此外，由此明显更好地锁定了转子以防相对凸轮轴的意外扭转。在本发明的意义下，术语“构型”应被理解为各种刻意地通过对构件的加工或通过构件的特定的制造方式来提供的表面结构，该表面结构在构件压紧时适合于:通过嵌入到相对置的卡夹面来提供构件沿周向方向，也就是说，横向于张紧方向的形状锁合的连接。
[0007]另外提出，对转子的或凸轮轴的其中一个卡夹面构型化，而在相应另一部件上的相对置的卡夹面是非构型化的，并且构型化了的卡夹面的表面硬度大于非构型化的卡夹面的表面硬度。一个部件的构型化的表面由于较大的表面硬度而在构件压紧时有意地挤入到非构型化的部件的表面中，从而紧接着建立了两个构件的形状锁合的连接。在此，通过对其中仅一个表面构型化可以降低加工费用。在此，不同的表面硬度要么可以通过选定不同的材料来实现，要么也可以通过相应的表面处理来实现，其中，制造构型化了的表面可以额外地有益于提升硬度。
[0008]通过如下方式可以提供特别良好的形状锁合的连接，S卩，转子的和凸轮轴的相对置的卡夹面是构型化的，并且其中一个卡夹面是相应另一个卡夹面的对峙压痕(Negativabdruck)。通过所提出的卡夹面的构造方案，可以利用卡夹面沿周向方向的同时尽可能大的形状锁合的重合来获得两个构件的尽可能大的贴靠面。对峙压痕例如可以通过相同齿部几何形状的两个齿部形成，这两个齿部如下这样地彼此取向，即，其中一个齿部的齿嵌入到相应另一齿部的齿根中。
[0009]另外提出，构型化了的卡夹面通过凹陷部和隆起部的有规律的布置来形成。通过凹陷部和隆起部的有规律的布置(尤其基本上至少分组地具有相同的高度或深度)可以获得均匀的面负荷和对周向力的均匀传递，从而使卡夹面尽可能均匀地受负荷并且在卡夹面中的最大构件应力尽可能小。
[0010]在此，根据改进方案提出，不仅在转子上而且在凸轮轴上都设置有具有凹陷部和隆起部的构型化了的卡夹面，并且凹陷部和隆起部以如下方式取向和布置，即，它们在卡夹面贴靠时交叉。通过交叉的凹陷部和隆起部，构件可以通过如下方式额外地彼此连接，即，其中一个构件的卡夹面的隆起部埋入到相应另一个构件的卡夹面的凹陷部中。在此，在隆起部的交叉点中，基于逐点的负荷而在拧紧中央螺栓期间有意地产生了非常大的应力，从而在较小的经由中央螺栓施加的预应力的情况下，也已经可以导致隆起部的埋入。
[0011]在此，当转子的或凸轮轴的构型化了的卡夹面的凹陷部和隆起部沿径向方向延伸并且相对置的卡夹面的凹陷部和隆起部沿周向方向延伸时，可以获得两个表面的特别良好的且对于周向力的传递来说有效的形状锁合的重合。此外，构件通过如下方式既沿周向方向，又沿径向方向形状锁合地彼此连接，即，两个卡夹面的隆起部侵入到相对置的卡夹面的隆起部中。
[0012]另外提出，凹陷部和/或隆起部通过至少一组具有比凹陷部更小深度和/或比隆起部更小高度的相同高度或深度的凸肩或接片进行结构化。通过提出的凸肩或接片以及由此提供的在卡夹面的表面中的中间平面，提供了额外的形状锁合的贴靠面，经由这些贴靠面，构件也可以额外地沿隆起部或凹陷部的延伸方向形状锁合地彼此连接。
[0013]在该情况下，当凹陷部和隆起部与凸肩或接片以如下方式布置，S卩，凹陷部或隆起部与相邻的凹陷部的凸肩或接片的假想的连接线一起形成均匀的格栅结构时，可以特别均匀地设计出两个构件的形状锁合的联合体。
[0014]在此，当凹陷部和隆起部呈线形时，制造构型化的卡夹面是特别简单的。此外，由此可以在卡夹面中获得对构件的进一步均匀的负载。
[0015]尤其地，凸轮轴的凹陷部和隆起部可以通过切削加工来制造并且转子的凹陷部和隆起部可以通过烧结法来制造。由于转子是具有大量彼此间处于不同的取向和布置中的对功能关系而言重要的面的复杂的空间上的构件，因此以烧结法提供制造具有构型化的卡夹面的转子，这是因为通过烧结也可以非常简单地制造复杂的表面。相反地，凸轮轴由于其形状而可以简化地进行切削加工，这是因为凸轮轴对于切削加工来说可以非常简单地夹入和加工。通过切削加工可以实现具有表面的尤其是相对于凸轮轴的转动轴线进而也是间接地相对于转子的转动轴线的非常高的形状精度的卡夹面。
【附图说明】
[0016]下面结合多个优选的实施例详细阐述本发明。其中:
[0017]图1以截面图示出凸轮轴调节装置；并且
[0018]图2至图7示出在转子上和凸轮轴上具有不同构型化的卡夹面的不同的凸轮轴调节装置。
【具体实施方式】
[0019]在图1中可以看到根据本发明的具有定子2和转子I的内燃机的凸轮轴调节器。定子2在其外侧配设有齿部3，用以经由链或齿带由曲轴来驱动。转子I以已知的方式借助中央螺栓5与凸轮轴4连接，并且经由定子2受驱动而转动运动。此外，定子2具有多个定子接片，这些定子接片将存在于定子2与转子I之间的环形空间划分成多个压力腔12。转子I具有多个叶片，这些叶片在径向向外地延伸至定子2的内壁，并且压力腔分别划分成两个工作室。此外，设置有两个密封盖6和7，这两个密封盖侧向地对工作室进行密封。在内燃机运行期间，压力腔至少在内燃机的特定的启动阶段之后以压力介质来填充，由此定子2的转动运动传递到转子I上并且最后传递到凸轮轴4上。
[0020]转子I利用中央螺栓5与凸轮轴4压紧，其中，转子I夹在中央螺栓5的头部12与凸轮轴4的端侧之间。中央螺栓5拧入到凸轮轴4的螺纹中并且经由相对置的卡夹面10与11以及9与8将转子I与凸轮轴4压紧成抗相对转动的联合体。
[0021]由于由转子I和凸轮轴4构成的联合体仅通过中央螺栓5的应力来维持，并且为了传递转动连接，联合体必须相应固定地压紧，因此在中央螺栓5、转子I和凸轮轴4中，尤其是在卡夹面8、9、10和11的区域中得到比较高的构件应力。
[0022]为了避免这些构件应力，卡夹面8在图2中所示的实施例中构型化地构造有由尖形的隆起部和凹陷部构成的有规律的布置。这种构型化的表面可以通过滚压制成。转子I的相对置的卡夹面9不是构型化的，也就是说，除了由制造引起的在几个微米的数量级的表面粗糙度外而平坦地构造。在转子I经由中央螺栓5压紧时，构型化的卡夹面5利用尖形的隆起