[發明專利]凸輪軸調節器的轉子、具有這種轉子的凸輪軸調節器和用于制造轉子的方法

在審

• 申請號: 201380057373.6
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104769237A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 馬里奧·阿諾德
• 申請（專利權）人: 舍弗勒技術股份兩合公司
• 主分類號: F01L1/344
• 分類號: F01L1/344;B22F3/24
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

技術領域

本發明涉及一種具有轉子和定子的凸輪軸調節器，其中，轉子具有用于抗相對轉動地緊固凸輪軸的連接區域，并且其中，轉子至少區段式地由燒結材料構成。

本發明還涉及一種用于制造用于凸輪軸調節器的轉子的方法。

背景技術

由現有技術、例如由DE?100?44?423?A1公開了這種類型的凸輪軸調節器。在該文獻里公開了一種用于內燃機的氣門正時控制設備。在該文獻里也公開了具有控制鏈的內燃機。由此，鏈輪以同步于馬達轉動的方式被驅動。公開了用于操縱進氣閥或排氣閥的凸輪軸。在此，氣門正時控制設備包括：第一轉動件、例如定子，鏈輪一體式地構造在該第一轉動件上；第二轉動件、例如轉子，該第二轉動件能相對于第一轉動件轉動并且能與凸輪軸一起轉動；多個限定在兩個轉動件之間的工作流體腔；以及用于輸送到工作流體腔和從工作流體腔輸出的工作流體的輸送/輸出裝置，該工作流體導致兩個轉動件之間的相對轉動。鏈輪和第一轉動件的至少一個基礎部件由多孔的金屬部件形成。向工作流體腔輸送的工作流體可以穿過基本部件進入到鏈輪中，并且導致對鏈輪與控制鏈之間的作用區段的充分潤滑。在此，多孔的金屬部件可以由燒結金屬制成。

原則上公知的是，要對燒結材料、例如燒結鐵進行再處理，尤其是以便可以制造出表面硬化的工件。因此，例如DE?41?40?148?A1公開了一種用于由燒結的材料、尤其是燒結鐵來制造工件的方法，其中，在燒結之后，為了在表面上構造出氧化層，該工件經受了在500℃之下、尤其是在430℃至480℃的溫度下并且在20mbar至80mbar、尤其是在30mbar至50mbar的水蒸氣分壓下的水蒸氣處理以及后續的邊緣層硬化處理。在此，得到了具有耐磨的表面并且具有在芯部中沒有通過硬化發生改變的特性的工件、尤其是用于起動器的齒圈。

此外，最接近的現有技術、也就是EP?1?400?660?A1公開了用于在可變的氣門控制機構中使用的一體式的齒環和殼體。在此，一體式的齒環和殼體包括齒環部分，該齒環部分以基本上呈圓形的形狀構造，并且在其外周上具有齒。此外，還包括殼體部分，該殼體部分構造在齒環部分內部，并且該殼體部分具有在殼體部分的內周上延伸的容納部，該殼體部分與齒環部分一體式地成形為由含鐵的粉末材料構成的燒結體。齒環部分和殼體部分的全部的表面以通過蒸鍍處理成形的水蒸氣氧化層來覆蓋，以及以通過在蒸鍍處理之后的氣體軟氮化處理成形的氮化層來覆蓋。

作為凸輪軸調節器的組成部分的轉子通常借助螺絲以力鎖合的方式(kraftschlüssig)抗相對轉動地緊固在凸輪軸上。這種轉子往往由燒結材料制成，其中，按照標準使用燒結材料Sint?D11。

作為用于將凸輪軸緊固在轉子上的緊固機構，通常使用釘頭螺絲或帶閥芯的空心螺絲。

通常使用含碳且含銅的以及摻入MoS₂的燒結鋼，尤其優選使用燒結材料Sint?D11。然而，該材料并不是針對所有的應用領域都在具有很低的成本水平的同時具有最優的特性。尤其是在強度、尺寸穩定性、可加工性以及在將來的接觸區中的摩擦方面需要改進，其中，同時應降低成本水平。

那些在凸輪軸與轉子的連接中使用的螺絲也始終經受不斷的重量優化和功能優化。

由于在凸輪軸傳動裝置中要傳遞的越來越高的交變轉矩，凸輪軸與凸輪軸調節器之間的交接部位應相匹配。在轉子上的與之相關的區域尤其應得到改進。在相匹配的情況下，需要考慮緊固機構和被張緊的部件的負荷能力。

發明內容

根據本發明，針對這種類型的凸輪軸調節器，該任務通過如下方式來解決，即，使轉子具有在制造中通過加載水蒸氣而產生的氧化層。

交變轉矩經由施加的螺絲預應力并且依賴于螺紋連接的接觸區中的摩擦系數地進行傳遞。在不斷提高的交變轉矩下，這對于螺紋連接來說意味著預應力和/或摩擦系數的提高。

在這里，螺紋連接可以理解為凸輪軸經由螺絲與轉子的連接。

預應力僅可以被提高直至達到被張緊的部件的可承受的應力。通過用水蒸氣加載轉子可以傳遞提高的應力和力。

減小重量的措施一方面迫使預應力減小，但這在根據本發明的凸輪軸調節器中可以通過加載水蒸氣來抵抗。由此，利用了設計上有效的增大摩擦系數的方法，其中，同時也提高了轉子的整體強度。

可以放棄到目前為止公知的措施，例如在接觸區中使用金剛石砂輪或金剛石涂層或者印制出激光結構化的表面，這是因為這些措施是非常昂貴的。