凸輪軸調節系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種凸輪軸調節系統。
【背景技術】
[0002]凸輪軸調節系統安裝在內燃機中，用以改變燃燒室閥的配氣相位，以便可以在最大的提前位置和最大的遲滯位置之間的限定的角度范圍內可變地建立起曲軸與凸輪軸之間的相位關系。配氣相位與當前的負載和轉速的匹配會降低消耗和排放。出于該目的，將凸輪軸調節器整合到驅動系統中，經由該驅動系統，轉矩從曲軸傳遞至凸輪軸。該驅動系統例如可以構造為皮帶傳動裝置、鏈條傳動裝置或齒輪傳動裝置。
[0003]在液壓凸輪軸調節器中，從動元件和驅動元件構造出一對或多對相互作用的壓力腔，這些壓力腔可以被加載液壓介質。驅動元件和從動元件同軸地布置。通過填充和排空各壓力腔產生驅動元件與從動元件之間的相對運動。在驅動元件與從動元件之間起旋轉作用的彈簧使驅動元件沿優勢方向朝向從動元件擠壓。該優勢方向可以與扭轉方向同向或反向。
[0004]液壓凸輪軸調節器的結構類型是葉片式調節器。葉片式調節器具有定子、轉子和帶外齒部的驅動輪。轉子作為從動元件大多以能與凸輪軸抗相對轉動地連接的方式構造。驅動元件包含定子和驅動輪。定子和驅動輪抗相對轉動地彼此連接，或者作為對此的替選，彼此一體式地構造。轉子相對于定子同軸地布置，并且布置在定子內部。轉子和定子以其徑向延伸的葉片構造出相互作用的油腔，該油腔可以被油壓加載，并且能夠實現定子與轉子之間的相對轉動。葉片要么與轉子或定子一體式地構造，要么作為“插入式葉片”布置到轉子或定子的為此設置的槽中。此外，葉片式調節器具有不同的密封蓋。定子和密封蓋經由多個螺栓連接件相互鎖定。
[0005]液壓凸輪軸調節器的另一結構類型是軸向活塞調節器。在此，通過油壓使移動元件軸向移動，該移動元件經由斜齒部產生驅動元件與從動元件之間的相對轉動。
[0006]凸輪軸調節器的另一結構形式是電磁凸輪軸調節器，其具有三軸式傳動機構(例如行星齒輪傳動機構)。在此，其中一個軸形成驅動元件，第二軸形成從動元件。借助調整裝置、例如電機或制動器，旋轉能量可以經由第三軸輸送給系統或從系統中輸出。可以附加地布置有支持或阻止驅動元件與從動元件之間的相對轉動的彈簧。
【發明內容】
[0007]本發明的任務是，說明一種凸輪軸調節系統，其具有特別簡單和可靠的結構。
[0008]根據本發明，該任務通過權利要求1的特征來解決。
[0009]設置有具有凸輪軸調節器和凸輪軸的凸輪軸調節系統設，其中，凸輪軸調節器具有從動元件和驅動元件，該驅動元件以能相對于從動元件進行樞轉運動的方式布置，其中，從動元件抗相對轉動地與凸輪軸連接；并且此外還存在有蓋元件，該蓋元件抗相對轉動地與從動元件固定，并且蓋元件的輪轂布置在從動元件與凸輪軸之間，其中，蓋元件的徑向延伸方向的尺寸大于蓋元件的輪轂與凸輪軸的接觸面的直徑。
[0010]由此實現的是，凸輪軸調節系統在軸向方向上需要特別小的結構空間，并且同時，通過凸輪軸調節器優選借助中心螺栓與凸輪軸的固定，蓋元件抗相對轉動且可靠地固定。
[0011]蓋元件沿徑向方向延伸超出其輪轂與凸輪軸的接觸面的直徑，從而使得凸輪軸調節器的整個凸輪軸側的端側優選幾乎被蓋元件覆蓋。
[0012]在本發明的設計方案中，蓋元件構造為觸發輪或彈簧蓋。借助觸發輪可以獲知抗相對轉動地與觸發輪連接的凸輪軸以及進而還有從動元件的角位置。彈簧蓋沿軸向方向覆蓋彈簧的卷旋。彈簧使驅動元件在周向方向上朝向從動元件張緊，并且彈簧要么構造為帶軸向定向的卷旋體的彈簧，要么構造為帶徑向定向的卷旋體的彈簧。
[0013]在有利的設計方案中，蓋元件覆蓋凸輪軸調節器的彈簧，并且本身具有觸發輪的功能。在該實施方式中，蓋元件沿徑向方向從其輪轂出發幾乎延伸經過整個凸輪軸調節器，并且以其背離凸輪軸的端面覆蓋彈簧，其中，在蓋元件的靠外的周側面上布置有用于觸發輪功能的標記，這些標記可以由傳感器探測到。靠外的周側面可以由蓋元件的彎曲的區段來構造。
[0014]在特別優選的設計方案中，輪轂配設有增加摩擦的機構。這種機構可以是如下覆層或結構，它們增加了摩擦系數并且進而能夠實現能在構件之間傳遞的更高的力矩。
[0015]由于通過這種機構進一步增加了最大可傳遞的力矩，所以可以減少將從動元件、蓋元件和凸輪軸抗相對轉動地相互固定的螺栓連接件的必需的預緊力，并且進而可以使最大可傳遞的力矩匹配于用于轉矩傳遞所需的力矩。
[0016]減少必需的螺栓預緊力例如可以通過減少中心螺栓的伸展長度來實現，由此有利的是，螺栓連接件沿軸向方向看整體上變短，并且可以節省結構空間。
[0017]中心螺栓可以具有空腔，該空腔可以設置用于中心閥。
[0018]增加摩擦的覆層可以具有增加蓋元件的輪轂的接觸面的摩擦系數的顆粒，該接觸面與凸輪軸或從動元件接觸。按照有利方式，在生產中，整個蓋元件可以配設有覆層，由此與僅為目標區域、尤其僅為輪轂進行有針對性地覆層相比，能夠降低費用。增加摩擦的覆層可以在輪轂或整個蓋元件的面向凸輪軸和/或背離凸輪軸的端側上實現。
[0019]增加摩擦的結構可以借助沖壓方法、激光方法或電腐蝕方法(ECM)至少加工到蓋元件的輪轂區域中。在此，將具有特別圖案的結構加工到表面上/或中，該表面于是以與凸輪軸或從動元件接觸的方式形成形狀鎖合(Formschluss)。增加摩擦的結構可以在輪轂或整個蓋元件的面向凸輪軸和/或背離凸輪軸的端側上實現。優選的是，蓋元件、尤其是在增加摩擦的結構的區域中比從動元件或凸輪軸更硬地構造，由此該結構可以嵌入相應另一構件中。借助不同的硬化方法、例如碳氨共滲、碳硝化或氮化，該結構(替選地也可以是整個構件)可以具有比從動元件或凸輪軸更高的硬度。
[0020]增加摩擦的覆層可以與增加摩擦的結構一起設置在蓋元件上。
[0021]此外，在蓋元件與從動元件的接觸面上可以設置有增加摩擦的覆層，在蓋元件與凸輪軸的接觸面上可以設置有增加摩擦的結構。
[0022]替選地，在蓋元件與凸輪軸的接觸面上可以設置有增加摩擦的覆層，而在蓋元件與從動元件的接觸面上可以設置有增加摩擦的結構。
[0023]在本發明的設計方案中，蓋元件整個配設有增加摩擦的結構。
[0024]按照有利方式，在生產中，整個蓋元件可以配設有覆層，由此與僅為目標區域、尤其僅為輪轂進行有針對性地覆層相比，能夠降低費用。增加摩擦的覆層可以在輪轂或整個蓋元件的面向凸輪軸和/或背離凸輪軸的端側上實現。
[0025]在優選的構造方案中，增加摩擦的機構構造為蓋元件的表面的形貌結構或者覆層。覆層可以通過熱噴涂法施布到蓋元件上，其中，承載液體混有硬的顆粒。顆粒可以由碳化鎢或其他陶瓷材料構造成。表面的形貌結構在意義上相應于開頭提到的增加摩擦的結構。按照優選方式，蓋元件、尤其是在表面的形貌結構的區域中比從動元件或凸輪軸更硬地構造，由此該結構可以嵌入相應另一構件中。形貌結構可以具有不同的幾何表現形狀，例如同心圓、螺旋形、由點狀突起或平行線或從共同的點(優選圓中心點)延伸出的射束構成的圖案。
[0026]替選地，具有增加摩擦的覆層的薄膜可以布置在蓋元件與從動元件之間和/或蓋元件與凸輪軸之間。增加摩擦的覆層可以在兩側或一側施布在膜上。在將各個構件相互拼接之前，膜首先可以借助粘合劑防松脫地布置在零件，例如蓋元件、從動元件或凸輪軸上。
[0027]此外，具有增加摩擦的覆層的多個膜可以以多個膜復合的形式設置在從動元件與蓋元件之間或者蓋元件與凸輪軸之間。
[0028]在本發明的另一設計方案中，蓋元件與凸輪軸的接觸面以比蓋元件的其余部分更高的粗糙度來構造。通過對蓋元件的接觸面的粗加工使該表面變得粗糙，從而構造出不規則的形貌結構。按照有利方式，在此有針對性地取消了精加工，并且表面質量保持得很低，從而對于與外圍構件的連接來說實現了根據本發明的抗扭強度。附加地，借助硬化方法，蓋元件的接觸面的表面至少可以配設有比外圍構件更高的硬度，該外圍構件以抗相對轉動的連接方式接觸蓋元件。
[0029]替選地，必要時所需的附加的硬化方法可以通過蓋元件的有針對性的材料選擇來代替，其中，蓋元件的材料在其未處理的狀態下已經具有比外圍構件更高的硬度，該外圍構件以抗相對轉動的連接方式接觸蓋元件。
[0030]在本發明的構造方案中，定心區段聯接到蓋元件的輪轂上，該定心區段使蓋元件相對于凸輪軸或相對于從動元件定心。輪轂的壁沿軸向方向延伸，并且構造出靠外的周側面、尤其是圓柱面。通過該周側面，蓋元件與從動元件或凸輪軸同軸地取向。通過蓋元件輪轂的周側面與從動元件或凸輪軸的壓配合，蓋元件防松脫地與從動元件或凸輪軸連接。
[0031]替選地，周側面的構造可以具有與圓柱形不同的形狀、例如四邊形等，為了與從動元件或凸輪軸同軸地取向，該周側面附加地具有蓋元件與從動元件或凸輪軸之間預先限定的角位置。這尤其是在蓋元件具有觸發輪功能的構造方案下是有利的，這是因為借助周側面的造型實現了從動元件或凸輪軸與蓋元件之間限定的角位置。在特殊情況下，周側面在其形狀上是唯一的，從而僅可以實現從動元件或凸輪軸與蓋元件之間唯一的角位置。
[0032]根據本發明，在有利的構造方案中，也設置有凸輪軸調節系統的具有蓋元件的凸輪軸調節器。按照有利方式，在將凸輪軸調節器與凸輪軸拼接之前，凸輪軸調節器可以具有已裝配好的蓋元件。
[0033]根據本發明，