凸轮轴调节器的制作方法

本发明涉及一种可通过电动马达操纵的凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器包括呈谐波传动装置形式的调整传动装置，所述谐波传动装置具有柔性的传动元件，所述传动元件构成为凸缘套筒。

背景技术：

用于内燃机的凸轮轴调节器可借助于不同类型的三轴传动装置实现。除了双偏心轮传动装置和行星传动装置之外，尤其考虑谐波传动装置。谐波传动装置根据原理借助于可变形的传动元件工作。在最简单的情况下，这种可变形的传动元件具有纯的环形形状，其中所述传动元件称为柔性环。同样，谐波传动装置的柔性的传动元件具有径向向内或向外指向的法兰。在第一种提到的情况下，传动元件表现为罐形形状，在后一种情况下表现为凸缘套筒形式。

谐波传动装置的不同构型例如由文献wo2017/041802a1和de102016207046a1已知，这些构型分别包括构成为凸缘套筒的弹性的、带有齿部的传动元件。

技术实现要素：

本发明基于如下目的，相对于现有技术在特别紧凑和制造友好的构造方面研发一种具有谐波传动装置的凸轮轴调节器，其中同时应给出高的运行可靠性和用于密封的干燥皮带应用的可能性。

该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的凸轮轴调节器实现。凸轮轴调节器具有构成为谐波传动装置的调整传动装置，其中调整传动装置的壳体是可旋转的。谐波传动装置的柔性的、构成为凸缘套筒的传动元件借助于压配合与壳体连接。在调整传动装置的背离待调节的凸轮轴的端侧上，前盖设置在所述凸缘套筒之前，所述前盖径向向外以及径向向内地伸出超过所述凸缘套筒，并且相对于所述壳体静态密封以及相对于所述调整传动装置的调节轴动态密封。

借助于压配合联接在壳体上的凸缘套筒通过前盖以特别受保护的方式容纳在调整传动装置中，所述前盖以不同方式相对于壳体以及相对于调节轴密封，其中几乎不通过所述前盖产生额外的空间需求。

在优选的设计方案中，除了凸缘套筒之外，前盖也借助于压接与调整传动装置的壳体连接。在一方面所述前盖和另一方面所述壳体或与所述壳体连接的部件之间，例如可以置入o形环密封件作为静态密封件。o形环密封件在此可置入壳体中的槽中和/或前盖中的槽中。

压配合例如形成在轴向支承盘和壳体本身之间，凸缘套筒借助于所述压配合保持在调整传动装置的壳体上，由此也固定轴向支承盘。固定于壳体的轴向支承盘在此设置用于轴向支承与凸缘套筒共同作用的、自身刚性的、例如构成为齿圈的传动元件。

唯一的、相对于调整传动装置的中轴线法向的进而相对于待调节的凸轮轴的旋转轴线法向的平面以特别节省空间的构型与壳体和凸缘套筒之间的压配合部相交，以及与前盖和壳体之间的压接部相交。此外，该平面优选还与动态密封件相交，前盖借助于所述动态密封件相对于调节轴密封。

优选地，前盖承担轴向的锁定功能，其方式在于，所述前盖沿轴向方向支撑调整传动装置的波发生器的至少一个组件，也就是说形成沿轴向方向起作用的止挡。如果调整传动装置的波发生器包括滚动轴承、尤其滚珠轴承，那么前盖优选具有沿轴向方向起作用的、相对于所述滚动轴承的外环的止挡功能。在相反的轴向方向上，外环优选通过输出元件，尤其通过上面提到的齿圈支撑。

在对安装特别友好的构型中，前盖在其与壳体形成连接的压接的区域中具有基本上为柱形的形状，所述柱形的形状具有漏斗形向外定向的、构成为引入斜坡的扩宽部。

在调整传动装置的背离前盖的端侧上，能够以不同类型提供相对于另外的机械元件的密封。例如，以在壳体和待调节的凸轮轴之间起作用的密封件的形式提供密封。替选地，调整传动装置的作为整体可旋转的壳体相对于具有凸轮轴调节器的内燃机的气缸盖通过动态密封件密封。

凸轮轴调节器尤其可设计为机电的调节器，所述调节器通过干式运行的皮带传动装置驱动。

附图说明

下面，借助于附图详细阐释本发明的两个实施例。在此示出：

图1以简化的剖视图局部地示出凸轮轴调节器的第一实施例，

图2以类似于图1的示图示出凸轮轴调节器的第二实施例。

下文的阐释涉及两个实施例，除非另有说明。彼此相应的或原则上起相同作用的部件在两个图中以相同的附图标记表示。

具体实施方式

设置为使用在内燃机中、即往复式活塞发动机中的凸轮轴调节器1包括构成为谐波传动装置的调整传动装置2，所述调整传动装置可借助于未示出的电动马达操纵。电动马达的马达轴与调节轴3抗转动地连接，所述调节轴是构成为三轴传动装置的调整传动装置2的三个轴中的一个。调整传动装置2的第二轴的功能通过壳体4承担，所述壳体与皮带轮5固定连接。皮带轮5以自身已知的方式通过内燃机的曲轴驱动，其中皮带轮以曲轴转速的一半旋转。调整传动装置2的第三轴以齿圈6的形式存在。齿圈6作为调整传动装置2的输出侧的传动元件与待调节的凸轮轴固定连接，所述凸轮轴以附图标记7表示。以没有示出的方式限制在齿圈6和壳体4之间的扭转角度。这可借助于齿圈6上以及壳体4上的止挡轮廓或者借助于单独的止挡盘实现，所述止挡盘与齿圈6连接并且在壳体4处的止挡之间可枢转。

调节轴3与调整传动装置2的波发生器9的内环8抗转动地连接。内环8是滚动轴承10的轴承环，所述滚动轴承还包括外环11以及在轴承环8、11之间滚动的滚动体12，所述滚动体在保持架13中引导。

内环8是本身为刚性的构件，其具有非圆的、椭圆形的外轮廓。相对于此，外环11是柔性的构件，其永久匹配于内环8的非圆的形状。外环11被凸缘套筒14直接包围，所述凸缘套筒同样构成为弹性柔韧的构件。

凸缘套筒14的外齿部以本身已知的方式在两个彼此对角对置的部位处嵌接在齿圈6的、也就是说本身为刚性的传动元件的内齿部中。借助于一方面凸缘套筒14的外齿部和另一方面齿圈6的内齿部的小的、即数目为二的差别齿数实现将内环8的转一整圈转换为齿圈6相对壳体4仅微小的扭转。在齿圈6和壳体4之间的这种枢转等同于凸轮轴7相对于曲轴的相位调节。与此相反，只要调节轴3以壳体4的转速旋转，则凸轮轴7的相位保持不变。

凸缘套筒14的外齿部位于凸缘套筒的柱形部段15处，其中柱形部段的不带齿部的区域沿轴向方向伸出超过凸缘套筒14的外齿部。柱形部段15的不带齿部的区域过渡到径向向外指向的法兰16中，也就是凸缘套筒14的凸缘中。轴向支承盘17轴向地位于凸缘16和齿圈6之间，所述轴向支承盘经由压入与凸缘套筒14一起固定在壳体4中，并且用于轴向支承齿圈6。

弹性传动元件的、也就是凸缘套筒14的法兰16在其外环周处过渡到柱形的安装部段18中，所述安装部段与壳体4固定地连接。在此，在凸缘套筒14和壳体4之间的固定连接通过压配合形成，其中柱形安装部段18嵌入到在轴向轴承盘17和壳体4的柱形边缘部段19之间的环形空间中。

在边缘部段19的外侧上，在前盖20和壳体4之间形成另一压接。在根据图1和图2象征性示出的示图中可看到的、在壳体4的边缘部段19和前盖20的外柱形部段21之间的径向间距经由在部件20、4之间建立的压接事实上是闭合的。柱形部段21的边缘以倒角形式稍微弯起，这在安装方面是有利的。在边缘部段19和外部的柱形部段21之间设置的密封件22置入在槽23中，所述密封件可构成为o形环密封件或构成为成型密封件，所述槽位于所述边缘部段19的外侧面上。

在外部的柱形部段21上连接有外部的盘形部段24，所述外部的盘形部段作为前盖20的集成的组成部分沿径向方向向外和向内伸出超过凸缘套筒14。在其内边缘处，外部的盘形部段24过渡到前盖20的中间的柱形部段25中，所述中间的柱形部段沿轴向方向延伸直至滚动轴承10并且其外环11沿轴向方向被锁定防止从调整传动装置2移出。

在中间的柱形部段25上连接有内部的盘形部段26，所述内部的盘形部段沿径向方向向内延伸直至内环8的高度上。内部的盘形部段26最终过渡到内部的柱形部段27中，所述内部的柱形部段——与外部的柱形部段21和中间的柱形部段25一样——同心于凸轮轴调节器1的中轴线m形成。

前盖20的内部的柱形部段27相对于调节轴3通过呈径向轴密封环形式的动态密封件28密封。密封塞位于调节轴3的内部，所述密封塞在安装中央螺栓之后压入并且作用为静态的密封件，所述中央螺栓待旋入到凸轮轴7中，所述静态密封件密封调整传动装置2。密封件28位于相对于中轴线m法向的平面e中，所述平面此外也与轴向支承盘17以及两个压接部相交，借助于所述压接部，凸缘套筒14以及前盖20保持在壳体4上。

在凸轮轴调节器1的两个在图中绘制的结构方式中，在调整传动装置2的背离前盖20的端侧上的密封件不同地构成：在图1的情况下，设有在壳体4和凸轮轴7之间起作用的密封件29，而壳体4在图2的情况下借助于密封件30相对于内燃机的以附图标记31表示的气缸盖密封。驱动皮带轮5的齿形皮带在内燃机的没有用油润滑的、也就是干燥的区域中运行。

附图标记列表

1凸轮轴调节器

2调整传动装置

3调节轴

4壳体

5皮带轮

6齿圈

7凸轮轴

8内环

9波发生器

10滚动轴承，滚珠轴承

11外环

12滚动体

13保持架

14凸缘套筒，弹性传动元件

15柱形部段

16法兰

17轴向支承盘

18安装部段

19边缘部段

20前盖

21外部的柱形部段

22密封件

23槽

24外部的盘形部段

25中间的柱形部段

26内部的盘形部段

27内部的柱形部段

28密封件

29密封件

30密封件

31气缸盖

m中轴线

e平面