JP2009519401A - カムシャフト調整器 - Google Patents

Abstract

従来のカムシャフト調整器の潤滑剤の不純物により問題が引き起こされ、そのカムシャフト調整器の機能が低下し、耐用年数が短縮する可能性がある。本発明によれば、潤滑剤回路に、不純物が遠心力の結果として沈殿することができるデッドチャンバ（３７）を備えた流路領域が提供される。代わりにまたはさらに、不純物を沈殿させるためにラビリンスが使用される。

Description

本発明は、特に請求項１、３または５の前提部分に記載の、内燃機関のためのカムシャフト調整器であって、内部で潤滑が潤滑剤の流れを介して引き起こされる、カムシャフト調整器に関する。

カムシャフト調整器を、おおまかに以下のように分類することができる。
Ａ．たとえば液圧式に、電気的にまたは機械的に生成される質量流またはエネルギーの流れに関与し、カムシャフト調整器の歯車エレメントと同時回転する作動部材、すなわち、機能ユニットを備えた位相調整器。
Ｂ．作動部材を制御するために必要な操作変数がコントローラ出力変数から形成される別個のアクチュエータ、すなわち機能ユニットを備え、かつ別個の作動部材を備えた位相調整器。ここでは、以下の構成の形態がある。
ａ．同時回転するアクチュエータを備え、かつ同時回転する作動部材、たとえば、調整軸を、同時回転する液圧モータまたは遠心力モータを用いて順方向に調整することができ、バネを用いて逆方向に調整することができる高増速の歯車を備えた位相調整器。
ｂ．同時回転する作動部材を備え、固定された、モータ固定アクチュエータ、たとえば電気モータもしくは電気的または機械的ブレーキを備えた位相調整器。独国特許出願公開第１００ ３８ ３５４ Ａ１号明細書、独国特許出願公開第１０２ ０５ ０３４ Ａ１号明細書および欧州特許第１ ０４３ ４８２ Ｂ１号明細書も参照されたい。
ｃ．ａ．およびｂ．による解決法の方向に依存する組合せ、たとえばモータ固定ブレーキを備えた位相調整器であって、たとえば、ブレーキのスイッチが切られた後に後方調整を可能にするバネに張力をかけるために、ブレーキ動力の一部が、調整を促進するために利用される位相調整器。独国特許出願公開第１０２ ２４ ４４６ Ａ１号明細書、国際公開第０３−０９８０１０号パンフレット、米国特許出願公開第２００３ ０２２６５３４号明細書および独国特許出願公開第１０３ １７ ６０７ Ａ１号明細書も参照されたい。

Ｂ.ａ〜Ｂ．ｃ．によるシステムでは、アクチュエータおよび作動部材は、調整軸によって互いに連結される。この連結は、切替え可能または切替え不可能、解放可能または解放不可能、遊びなしまたは遊びあり、かつ可撓性または剛性であってもよい。構成の形態に関わらず、調整エネルギーを、駆動力および／または制動力を提供することにより、かつ軸系の動力損失（たとえば摩擦）および／または慣性力および／または遠心力を利用することによって、生成してもよい。好ましくは「減速」調整方向における制動もまた、カムシャフトの摩擦力を完全に利用するかまたは同時利用することによって引き起こすことが可能である。カムシャフト調整器に、調整範囲の機械的制限を与えても与えなくてもよい。カムシャフト調整器で使用される歯車は、たとえば、斜板歯車、偏心歯車、遊星歯車、調和歯車、カム・ディスク歯車、マルチジョイントまたはカップリング歯車、もしくは多段構造における個々の構成の形態の組合せとしての構成の形態において、単段または多段３軸歯車および／またはマルチジョイントまたはカップリング歯車である。

カムシャフト調整器を動作させるために、潤滑点、特に軸受点および／または回転歯に潤滑剤を供給することが必要であり、潤滑剤は、互いに対して移動するカムシャフト調整器の構造要素を潤滑しおよび／または冷却する役割を果たす。この目的のために、カムシャフト調整器は、たとえば内燃機関の潤滑剤回路に結合されることが可能な潤滑剤回路を有する。

独国特許出願公表第６９６ ０６ ６１３ Ｔ２号明細書から、ベーンセルタイプの構成のカムシャフト調整器のための作動流体が、異物を含む可能性があることが知られている。かかる異物が、ベーンとベーンの端部位置を画定するチャンバ壁との間に沈殿する場合、ベーンの端部位置が変化する。この結果、カムシャフト調整器の最大進み状態または遅れ状態をもはや正確に達成することができないことになり、このため、望ましいように弁制御時間を調整することが不可能になる可能性がある。さらに、異物は、ベーンの上部とチャンバの外周壁との間に侵入する可能性があり、その結果、カムシャフト調整器の作動のための作動力が増大し、および／またはベーンの両側に配置される圧力チャンバ間の流体密封性が損なわれる。これにより、カムシャフト調整器の応答挙動が低減する可能性がある。

さらに、独国特許発明第４０ ０７ ９８１ Ｃ２号明細書から、カムシャフト調整器において、ベルトプーリとカムシャフトとの間に、カムシャフトにおけるトルク変化の取込みまたは吸収に役立つダンパを挿入することが知られている。ダンパは、この場合、粘性流体で充填される環状ラビリンス流路を備えた粘性ダンパとして設計される可能性がある。

本発明が基づく目的は、潤滑剤回路における汚染された潤滑剤に対してさえも動作信頼性および／または機能性が高いということで特徴付けられるカムシャフト調整器を提案することである。

本発明によれば、上記目的は、請求項１の特徴によって達成される。

本発明が基づく目的を達成するさらなる解決法は、請求項３の特徴から発生する。本発明が基づく目的を達成する代替的なまたは追加の解決法は、請求項５の特徴によって提供される。

本発明は、不純物が、調整機構における動作故障をもたらす可能性がある、という認識に基づく。不純物は、たとえば、潤滑剤内の粒子または沈殿物か、またはエンジンオイルに含まれる燃焼および汚物残留物であり得る。汚染によってもたらされる動作故障または動作障害は、たとえば、
独国特許出願公表第６９６ ０６ ６１３ Ｔ２号明細書によるもの、
潤滑剤ダクトの閉塞、
潤滑剤ダクトの流れ断面の変動、
摩耗の増大、および／または
調整中の機能面における汚物粒子の結果としての出力損の増大
があり得る。

さらに、状況によっては、不純物は、調整機構において事実上遠心分離され、したがって従来技術による歯車は詰まる可能性がある。

さらに、本発明の改良は、カムシャフト調整器の構造要素において、カムシャフトの駆動動作中に、および／またはカムシャフト調整器の調整動作中に回転するよう設定される、フローダクト領域が形成される、という認識に基づく。この結果、潤滑剤内に位置しかつ潤滑剤自体より密度が高い不純物が、フローダクトを含む構造要素の回転軸から離れて径方向に移動し、フローダクト領域の境界において回転軸から径方向外側に沈殿することになる。

一方では、この結果は、不純物がフローダクト領域に永久的に沈殿することとなる可能性があり、その結果、フローダクト領域の構造的に事前に確定され、かつ状況によっては正確に選択された断面が変化する。このために、カムシャフト調整器の機能を損なう流れ状態の変動がもたらされる可能性がある。

他方では、一時的にのみ沈殿している不純物が、潤滑剤の流れによって随伴され、カムシャフト調整器の機能面まで搬送され、そこでこれらが障害をもたらす、ということもあり得る。この場合、フローダクト領域の境界における沈殿により、「塊化」がもたらされる可能性もあり、このため、望ましくない障害が増大する。

本発明によれば、上述した認識を、潤滑剤における望ましくない不純物の取込みに対し正確に役立つ隙間空間を提供することによって利用し得る。隙間空間は、この場合、特に供給のための入口ポートと、特に潤滑剤を機能面に移送するための出口ポートと、に、潤滑剤連通される。さらに、隙間空間は、少なくとも部分的に、入口ポートおよび出口ポートに対して、関連する構造要素の回転軸から径方向外側に形成される。このタイプの構成の結果、入口ポートからフローダクト領域を通る出口ポートまでの潤滑剤の流れにおいて、不純物が、遠心加速の結果として径方向外側に隙間空間内へ加速され、これに沈殿することができる。これにより、不純物が出口ポートを介して別の機能面に供給される状況が回避される。

隙間空間は、入口ポートと出口ポートの間で、フローダクト領域において、その断面の拡幅を構成することが好ましく、そのさらなる結果として、状況によっては、隙間空間の領域でかつ入口ポートと出口ポートの間で潤滑剤の流速が低減し、このため、遠心加速の効果および隙間空間への不純物の搬送の効果を強化することができる。

本発明による隙間空間は、たとえば、フローダクトの断面の拡幅、径方向外側ポケット、周辺切込み、径方向外側に向けられた凹部等であってもよい。回転軸を中心とする円周方向における不純物の移動が防止されるべきである場合、円周方向に延在する隙間空間に対し、追加の径方向に向けられた仕切りを設けてもよい。

隙間空間を、カムシャフト調整器の全動作時間中に不純物を取り込むように適当に構成してもよい。代替実施形態では、隙間空間は、入口ポートおよび出口ポートから径方向外側に追加の出口ポートを有する。この追加の出口ポートは、不純物の濃度が増大した潤滑剤の排出に対し、および／または隙間空間内に位置する不純物の排出に対し役立つ。したがって、隙間空間の径方向内側領域は、潤滑剤を出口ポートまで移送する役割を果たし、潤滑剤はそこから機能面および作動ユニットに到達し、一方で隙間空間の径方向外側領域は、潤滑剤を収集し排出する役割を果たす。この場合、排出を、カムシャフト調整器の他の部分領域に対して行ってもよく、そこで、不純物の結果としての障害の危険が少なくとも低減し、それにより、隙間空間の領域において潤滑剤流の分岐が発生する。あるいは、追加の出口ポートがある種の「バイパス」を形成することも可能であり、それにより、不純物の濃度が増大している場合もある遠心分離された潤滑剤が、カムシャフト調整器の機能面を通過して案内されるか、または不純物を除去する特別な装置に搬送される。

本発明が基づく目的を達成するためのさらなる解決法では、カムシャフト調整器の取付状態において、入口ポートおよび出口ポートより測地学的に低い高さに配置される隙間空間が提供される。この場合、不純物を隙間空間内へ搬送する動作は、フローダクト領域の回転の結果としての遠心力に基づかず、代りに、不純物を下方に、すなわち隙間空間内に沈殿させる、不純物の重力に基づく。

不純物を有する潤滑剤のための追加の出口ポートを通して搬送作用をもたらすために、遠心加速を利用してもよい。この場合、追加の出口ポートに対し、径方向外側に向けられたダクトを割り当てることが適当である。代わりにまたはさらに、出口ポートを通る搬送作用のために、出口ポートに割り当てられる下流ダクトに対しての隙間空間における圧力降下を利用してもよい。

上述した解決法に対し、隙間空間に位置しかつ不純物を有する潤滑剤が、カムシャフト調整器の動作中に搬送されなければならない場合、隙間空間は、入口ポートおよび出口ポートより低い測地学的高さに追加の出口ポートを有し、この場合、追加の出口ポートを通る搬送作用は、潤滑剤および不純物の重力によって達成される。

本発明が基づく目的を達成するためのさらなる解決法は、フローダクト領域がラビリンス領域を有するということによりもたらされる。この場合、潤滑剤の流れはラビリンス内を案内される。この結果、潤滑剤は、
制動され再び加速されるか、または
多様に偏向される
可能性がある。

潤滑剤より密度の高い不純物は、潤滑剤自体ほど急速に再び加速されない場合があり、またはそれほど迅速に偏向されず、したがって、不純物はラビリンスの領域に沈殿し得る。これにより、不純物を分離する確実な可能性が提供される。ラビリンスは、この文脈では、特に、カムシャフト調整器の長手方向軸に対して任意の所望の向きで、しかしながら好ましくはこれに対して径方向または軸方向の向きで、
往復流路、
蛇行流路、
ジグザグ状流路、または
種々の形状の曲がりを有する流路
を意味するように理解される。

ラビリンス領域の出口ポートおよび／またはラビリンス領域の入口ポートは、フローダクト領域の回転軸に対して径方向内側に、および／または高い測地学的高さに位置することが好ましい。さらに、不純物を有する潤滑剤を迂回させるために、ラビリンス領域の領域に、好ましくは低い測地学的高さに、または回転軸から長い径方向距離に、さらなる出口ポートを配置してもよい。

隙間空間は、特に、潤滑剤がより静止しているかまたは静止していない空間であってもよく、それにより、隙間空間は、潤滑剤の通過流ゾーンを直接構成しない領域を形成する。かかる隙間空間を、便宜上、歯車自体に配置してもよい。

隙間空間は、カムシャフトのおよび／またはカムシャフトの端面を受け入れる中空軸の中央端面ボアの領域における径方向切込みとして配置されることが好ましい。

本発明の有利な発展形態は、特許請求の範囲、明細書本文および図面から明らかとなり得る。明細書本文の概説に記載されている特徴およびいくつかの特徴の組合せの利点は、単に例示的なものであり、これらは本発明による実施形態によって必ずしも達成される必要はない。

さらなる特徴は、図面、特にいくつかの構成要素の図示された幾何学的形状および互いに対する相対的な寸法、ならびにそれらの相対的な配置および動作的連結から明らかとなり得る。特許請求の範囲の選択された後方参照に反して、本発明の種々の実施形態の特徴または種々の特許請求の範囲の特徴の組合せが、同様に可能であり、かつここで示唆される。これはまた、別々の図面において図示されるかまたはこれらの説明において記載される特徴にも当てはまる。これらの特徴を、種々の特許請求の範囲の特徴と組み合わせてもよい。同様に、特許請求の範囲において列挙される特徴を、本発明のさらなる実施形態に対して省略してもよい。

本発明のさらなる特徴は、以下の説明と、本発明の例示的な実施形態を概略的に図示する添付図面とから明らかとなり得る。

図面において、構成および／または機能に関して互いに対応する構造要素には、部分的に同じ参照符号を与える。

図１は、カムシャフト調整器１の概略図を示し、そこでは、歯車２において、２つの入力エレメント、ここでは駆動輪３および調整軸４（ウォブル軸とも呼ぶ）の移動が、カムシャフトに回転に関して固定して連結される出力エレメント、ここでは従動軸５、または直接カムシャフト６の出力移動に重なる。駆動輪３は、たとえばチェーンまたはベルトまたは適当な歯等の引張手段を介して、内燃機関のクランク軸に駆動連結され、その場合、駆動輪３はチェーンホイールまたはベルトホイールとして設計され得る。

調整軸４は、電気モータ７によって駆動されるか、またはブレーキに動作可能に連結される。電気モータ７は、周囲、たとえばシリンダヘッド８、または別のモータ固定部に対して支持される。

図２は、斜板タイプの構造の歯車２を有するカムシャフト調整器１の例示的な実施形態を示す。ハウジング９が、駆動輪３に、回転に関して固定して連結され、軸方向端部領域において封止エレメント１０を介して調整軸４に対して封止される。反対の軸方向端部領域では、ハウジング９は、封止エレメント１１によってシリンダヘッド８に対して封止される。カムシャフト６の端部領域は、ハウジング９およびシリンダヘッド８によって形成される内部空間３６内に突出する。さらに、内部空間には、軸継手１２を介して調整軸４に連結される偏心軸１３と、軸受エレメント１４、たとえば転り軸受を介して取り付けられる斜板１５と、軸受エレメント１７、たとえば転り軸受を介して偏心軸１３の中央凹部において内側に位置するように支持される中空軸１６と、が配置され、内部空間は従動かさ歯車１８を収容する。従動かさ歯車１８は、取付具１９を介してハウジング９に対して支持される。ハウジング９は、その内側に、駆動かさ歯車２０を形成する。斜板１５は、両端面に適当な歯を有する。偏心軸１３は軸受エレメント１４および斜板とともに、長手方向軸２１−２１に対して傾斜している軸を中心に回転し、それにより、斜板は、円周方向において互いに対してずれている部分的領域において、一方では駆動かさ歯車２０と噛み合い、他方では従動かさ歯車１８と噛み合い、駆動かさ歯車と従動かさ歯車との間に段階的上昇かまたは段階的減少が提供される。従動かさ歯車１８は、カムシャフト６に、回転に関して固定して連結される。

図２に示す例示的な実施形態の場合、中空軸１６は従動かさ歯車１８により、中空軸１６内を延在する中央ねじ２２によってカムシャフト６の端面にねじ留めされる。潤滑剤、特に油による潤滑が、潤滑点２３、２４の領域において必要であり、それには、たとえば、
駆動かさ歯車２０と斜板１５との間の接触面、
斜板１５と従動かさ歯車１８との間の接触面、
取付具１９、
軸受エレメント１４、および／または
軸受エレメント１７
があり得る。

この目的のために、潤滑剤ダクトを介する、潤滑剤の連続した、周期的な、脈動するまたは間欠的な供給および／または移送が、行われる。潤滑剤は、シリンダヘッド８の供給凹部２５を介してカムシャフト６のフローダクト２６まで供給され、前記フローダクト２６は、中空軸１６の内面領域２８と中央ねじ２２の外面領域２９との間に中空円筒状に形成されるフローダクト２７と連通する。潤滑剤は、フローダクト２７から径方向外側に中空軸１６の径方向ボア３０を介して移動し、潤滑点に供給されることが可能である。

図３は、概略的な潤滑剤回路を示す。潤滑剤は、貯蔵器３１、たとえばオイルパンまたはオイルタンクから、ポンプ３２、たとえばエンジンオイルポンプを介して、フィルタ３３、特にエンジンオイルフィルタを通り、供給凹部２５およびカムシャフト６のフローダクト２６まで搬送される。潤滑剤は、カムシャフト調整器１またはそのハウジング９から出口ポート３４を介して出て、貯蔵器３１に再循環する。

図３による実施形態とは対照的に、図４による概略的な潤滑剤回路は、追加のフィルタエレメント３５を有する。フィルタエレメント３５は、カムシャフト調整器１に割り当てられることが好ましく、たとえば潤滑剤回路の潤滑されるべきさらなる要素への分岐の下流に配置され、カムシャフト調整器を潤滑する役割を果たす潤滑剤回路のその分岐に対してのみ割り当てられる。この場合、フィルタ３５は、カムシャフト調整器１の取付位置に可能な限り近くに、またはカムシャフト調整器自体に配置される。フィルタエレメント３５は、シリンダヘッドおよびカムシャフトのフローダクトに、フィルタエレメント３５の上流に配置されるフローダクト内の加工残留物を近づけないようにする役割を果たし得る。さらに、潤滑剤の中の製造残留物および汚物粒子を、カムシャフト調整器１の歯車２に近づけないようにすることができる。さらに、フィルタエレメント３５のダイヤフラム特性または絞り作用を、潤滑剤の流れ状態、特に圧力、容積流および速度に影響を与えるために、正確な方法で採用することができる。フィルタエレメント３５は、好ましくは、想定される最大汚染の場合の流れ状態を考慮して、カムシャフト調整器の稼動時間中に粒子および汚物により閉塞するかまたは目詰まりする可能性がないように実装されるべきである。この目的のために、たとえば立上りラインにおけるおよび／または部分流フィルタとしての配置が有利である。

フィルタエレメント３５を、たとえば
スクリーン、
リングフィルタ、
プラグインフィルタ、
キャップフィルタ、
フィルタプレート、
フィルタネット、または
焼結フィルタ
として構成してもよい。

図５によれば、潤滑剤は、たとえば上述した例示的な実施形態に従ってハウジング９の内部空間３６内に搬送され、内部空間３６の潤滑点と接触する。内部空間３６は、内部空間３６の径方向にもっとも遠く離れた点に配置される隙間空間３７に潤滑剤連通される。隙間空間３７の内部空間３６への結合を、溢流断面を介してまたは別個のダクトを介して広い面積にわたって形成してもよく、それを介した潤滑剤の隙間空間３７への入口および隙間空間３７からの出口が可能である。

図５に示す例示的な実施形態の場合、隙間空間３７は、円周方向環状ダクトとして構成される。隙間空間３７は、特に、潤滑剤が低速で移動するかまたは事実上停止状態である空間であってもよく、したがって、隙間空間３７は、潤滑剤の直接の最大通過流ゾーンには配置されない。潤滑剤は、ハウジング９の回転の結果として隙間空間３７において遠心力に晒され、その結果、潤滑剤内の重い成分および懸濁粒子が外側に押し出され、径方向外壁３８上に沈殿することができ、潤滑点に戻るように案内されない。さらに、環状隙間空間３７が、中間壁によって円周方向において分割されることが可能であり、それにより、円周方向に複数の個々のチャンバが形成され、これにより、潤滑剤が隙間空間３７内でハウジング９に対して円周方向に移動する可能性がある状況が回避される。したがって、汚物の分離が、回転遠心分離機と同様に行われる。

隙間空間３７による隙間空間を、歯車におけるかつカムシャフトの領域における任意の所望の位置に配置してもよく、これにより達成され得ることは、たとえば隙間空間のすぐ近くの重要な機能面は、歯車において遠心分離された汚物によって「詰まる」ことがない、ということである。遠心作用は、長手方向軸２１−２１からの隙間空間の間隔を増大させることにより強化される。

第１実施形態によれば、隙間空間にはそれ以上の流出はなく、その結果、遠心分離された汚物粒子は永久的に隙間空間３７に沈殿する。図５に示す好ましい実施形態によれば、隙間空間は少なくとも１つの追加の出口ポート３９、４０を有し、出口ポート３９は軸方向に向けられ、出口ポート４０は径方向に向けられる。隙間空間３７内の径方向遠心力および／またはカムシャフト調整器１の周囲に比較した圧力状態の結果として、潤滑剤は、沈殿した汚物粒子とともに、出口ポート４０から出て径方向に移動し、汚物粒子の搬送は遠心作用によって促進される。これとは対照的に、出口ポート３９を通る搬送は、一方では隙間空間３７における、他方ではカムシャフト調整器１の周囲における圧力差の結果としてのみ行われる。

代替実施形態として、汚物分離は、潤滑剤がフローダクトにおいてラビリンス状にまたはジグザグ状に経路指定されることで行われる。このタイプのラビリンス状汚物分離器による汚物分離は、潤滑剤と潤滑剤内の妨害粒子との慣性が異なることに基づく。特に流速が速い場合、潤滑剤流の急な偏向により、粒子は偏向せず、代りにラビリンスの境界に沈殿する状況になる可能性がある。ラビリンスの個々のダクトが径方向に向けられている場合、このタイプのダクトにおいてかつ同様に軸状ダクトにおいて、上述した遠心作用の結果として、ラビリンスにおける沈殿が径方向外面に発生する可能性がある。潤滑剤が制動され加速される場合、代替的なまたは追加的な分離作用が発生する可能性があり、その場合、汚物粒子を後に残して、軽い方の潤滑剤をより容易に加速することができる。

ハウジング９またはカムシャフト調整器１の他の部分の回転の結果として遠心作用が生成されることだけでなく、遠心作用を、少なくとも部分的に、潤滑剤を搬送するフローダクトが円形状にまたは螺旋状に向けられることにより生成してもよく、それにより、単に潤滑剤が湾曲したフローダクト内を移動するだけで、フローダクトの外側境界における沈殿が発生し得る。

図３および図４に示す潤滑剤回路の例示的な実施形態とは対照的に、図６に示す概略的な潤滑剤回路は、入口側ダイヤフラム４１および入口側スロットル４２と、出口側ダイヤフラム４３および出口側スロットル４４と、を有する。ダイヤフラム４１、４３およびスロットル４２、４４は、潤滑剤回路における流れ状態に影響を与えるフローエレメントを形成する。上述したフローエレメントは、カムシャフト調整器１にのみ作用する並列潤滑剤経路に割り当てられる。好ましくは、フローエレメントは、カムシャフト調整器１の近くに配置され、または、少なくとも部分的にカムシャフト調整器１、カムシャフト、またはシリンダヘッドのカムシャフトに対する軸受点の領域内に組み込まれる。

カムシャフト調整器への容積流の絞りは、ダイヤフラム４１、４３およびスロットル４２、４４によって行われる。さらなる絞りを、フィルタエレメント３５を使用することによってもたらしてもよい。有利には、フィルタエレメントは、流れ方向においてフローエレメントの上流に配置され、それにより、フローエレメントが粒子によって閉塞されず、かつ時間の経過において目詰まりしない。

一定の流れ特性を有するフローエレメントを使用するだけでなく、連続的にまたは段階的に可変のフローエレメントを使用してもよい。流れ作用が、
エンジン速度に応じて、
ポンプ３２の搬送容積に連動して、および／または
カムシャフト調整器１または潤滑剤の温度に応じて
可変である、フローエレメントを使用することが可能であり、前記変化を、機械的に、またはフローエレメントに作用する適当な制御または調整装置により自動的にもたらしてもよい。

フローエレメントの変化は、たとえば、潤滑剤の容積流が、潤滑剤の温度とは無関係に一定の値で維持されるように引き起こされる。同様に、影響を受けているフローエレメントにより、より高い潤滑剤または冷却の要求もしくはより低いかかる要求がある動作範囲において、容積流を増大させるかまたは低減することが可能である。

スロットル４２、４４およびダイヤフラム４１、４３の形態でのフローエレメントの構成の場合、たとえば円形断面領域を有するボアの代りに環状ギャップまたは環状断面が採用される実施形態が使用されなければならない場合があり、それは、ボアが環状ギャップより容易に閉塞し得る場合があるからである。

図７に示す例示的な実施形態では、潤滑剤の供給は、カムシャフト６の複数のボア４５を介して行われ、ボア４５は、長手方向軸２１−２１および径方向に対して傾斜している。カムシャフト６は端面止まり穴ボア４６を有し、それは、円錐状面取り部４７と一体化して中央ねじ２２を受け入れるねじ山になる。ボア４５は、面取り部４７内に通じる。面取り部４７の反対側にある端部領域において、ボア４５には、シリンダヘッド８の供給溝から潤滑剤を供給される。図示する長手方向断面において矩形である形状を有する径方向円周方向切込み４８が、ボア４５内のほぼ中央に導入される。

ボア４５およびボア４６を介して切込み４８に供給される潤滑剤の一部は、切込み４８内に通じるカムシャフト６の軸方向ボア４９と、部分的に重なるが径方向にずれている、ハウジング９の軸方向ボア５０と、を介して、歯車２の内部空間の潤滑点まで、たとえば軸受エレメント１７、軸受エレメント１４、斜板１５の回転歯付き連結部および／または取付具１９まで移動する。

切込み４８に供給される潤滑剤の他の部分は、中空軸１６の内面領域と中央ねじ２２の外面領域との間に形成される、環状断面のフローダクト５１を介して、少なくとも１つの径方向ボア５２を通り、潤滑点、たとえば軸受点１７まで、または歯車２の内部空間まで移動する。切込み４８は、ボア４９を越える径方向の広がりを有するように構成され、それにより、円周方向環状隙間空間３７が径方向外側に形成される。互いに対して径方向にずれているボア４９、５０の間で溢流を可能にするために、ボア４９、５０間に、径方向溝等の凹部の形態の遷移領域５３を形成してもよい。互いに整列しないボア４９、５０の形態において、ボアが部分的に重なるように、遷移断面積またはダイヤフラム断面積が小さなある種のダイヤフラムを提供してもよいが、ボア４９、５０自体が、比較的大きい径で、したがって粗い器具を用いて製造される可能性がある。

他の点は図７に対応する構造において、図８に示す例示的な実施形態では、長手方向における中空軸１６の広がりが、中空軸が切込み４８内まで突出するように延長される。ボア４６の内面領域と切欠き部の境界を画する横断面５５とによって形成される周辺縁部５４と、中空軸１６の外面領域５７と中空軸１６の端面５８とによって形成される縁部５６と、の間に、ボア４６から切込み４８への潤滑剤の溢流のためにダイヤフラムが形成される。

他の点は上述した実施形態に対応する構造において、図９によるカムシャフト６は、切込み４８を有していない。図９による例示的な実施形態では、ボア４９、５０および遷移領域５３もまた設けられておらず、したがって、潤滑剤が完全にボア４６からフローダクト５１に供給される。ボア４６内に形成されかつ矩形片側断面を有し、中央ねじ２２の表面領域によりかつ中空軸１６の端面５８によって径方向内側に境界が画される環状フローダクトにはフローエレメント５９が配置され、このフローエレメントは、中央ねじ２２上に嵌め込まれた、たとえばプラスチックまたはエラストマからなる、リングであってもよい。図９に示す例示的な実施形態では、フローエレメント５９は、略Ｔ字型長手方向片側断面を有し、Ｔの横方向の脚は、弾性圧力下で中央ねじ２２の表面領域に径方向内側にもたれかかり、Ｔの垂直方向の脚は、径方向外側に延在し、この脚の端面は、ボア４６とともに環状ギャップ６０を形成し、それによりダイヤフラムを提供する。

対照的な実施形態では、フローエレメント５９を、たとえば径方向外側にボア４６に対して固定してもよく、この場合、環状ギャップ６０がフローエレメントの内面と中央ねじとの間に形成される。たとえばカムシャフトまたは中央ねじの適当な溝に、フローエレメント５９を形状嵌合により受け入れることも考えられる。たとえば段階的遷移でまたは連続的遷移で流れ状態に対し影響を与えるために、環状ギャップ６０の領域におけるフローエレメント５９の輪郭のいかなる所望の構造も可能である。

図１０に示す例示的な実施形態では、中空軸１６は、フローダクト５１の領域において径方向の円周方向切込み６１を有し、切込み６１は、面取り部４７に面する側において、径方向内側に向く周辺径方向突起６２により境界が画される。突起６２と中央ねじ２２の表面領域との間に、ダイヤフラムを構成する環状ギャップ６３が形成される。切込み６１は、径方向外側に隙間空間３７を形成し、それは、環状ギャップ６３およびフローダクト５１の両方が、隙間空間３７から径方向内側に切込み６１内に通じるためである。

カムシャフト６に、シリンダヘッド８の潤滑剤通路から潤滑剤が供給される。一般的に、潤滑剤の移送は、エンジン固定シリンダヘッド８から回転カムシャフト６まで、それ自体既知である回転伝達装置によって行われる。これらは従来、カムシャフト６の外面領域における環状溝６４である。環状溝６４は、シリンダヘッド８の対応する円筒状表面領域６５によって包囲され、環状溝６４に対して軸方向に向けられるタップボア６６が、潤滑剤通路からそこに至る。タップボア６６は、図１１に示すように、表面領域６５を径方向に貫通してもよく、またはたとえばこれを接線方向に貫通してもよい。

回転伝達装置を、カムシャフト６のためのラジアル軸受に、または別個の肩に配置してもよい。しかしながら、後者の場合、通常より大きい径方向ギャップのために、封止リング６７、６８、たとえばスチール、鋳造またはプラスチックの封止リングが必要であることが多い。回転伝達装置をカムシャフト６のラジアル軸受に配置する場合、軸受幅は環状溝の幅の量だけ低減されることを確実にするよう注意がなされなければならない。

さらなる実施形態では、環状溝を、シリンダヘッドに対して、たとえば軸受、軸受ブリッジ、または挿入された軸受ブシュにおいて固定させて形成してもよい。そして、カムシャフトにはいかなる環状溝６４も不要である。

上述した回転伝達装置を使用することにより、環状溝６４をボア４６に連結する周辺環状溝および径方向ボア６９のため、シリンダヘッド８からカムシャフト６内に潤滑剤が連続的に流れるという効果がある。

特定の構造では、タップボア６６および環状溝６４は、軸方向において互いに対してずれるように配置され、そのため、潤滑剤がタップボア６６から環状溝６４まであふれ出るときでさえも、ある種のスロットルがもたらされ、タップボア６６と環状溝６４との間における軸方向のずれが大きいほど、そのスロットルの開放断面が小さくなる。この場合、絞り作用はまた、タップボア６６の径が比較的大きく環状溝６４の幅が広い場合にも達成することが可能であり、そのため、汚物の影響を受け易くかつ製造に関して影響を受け易い小さいボアまたは溝を設ける必要がない。

特定のさらなる実施形態によれば、潤滑剤の供給は、周期的な潤滑剤供給によって行われる。かかる場合、環状溝６４は省略され、そのため、ボア６６、６９が互いに整列するかまたは部分的に重なるカムシャフト６の回転位置に対してのみ、タップボア６６とボア６９の間に潤滑剤連通がなされる。長い溢流時間が望まれる場合、シリンダヘッド８またはカムシャフト６の表面領域は、タップボア６６とボア６９との間の遷移領域において円周の一部にわたって走る溝を有してもよく、それにより、タップボア６６からボア６９までの溢流が、これらボア６６、６９が溝によって互いに連結される限り可能になる。さらに、潤滑剤の移送を、溝の幅輪郭の構造によって変更可能にしてもよい。このため、潤滑剤の容積流および質量流を、構造的にかつ循環的に事前に確定することができる。さらに、脈動する潤滑剤流をもたらしてもよく、その結果、たとえばよりすぐれた潤滑剤による混合および潤滑剤による潤滑点の湿潤のために、圧力変動を使用することが可能になる。さらに、脈動する潤滑剤流によって、たとえばダイヤフラムまたはスロットルの閉塞の危険を低減することができる。かかる潤滑剤脈動により、潤滑剤回路における脈動振動がもたらされる場合、潤滑剤回路に、特にシリンダヘッド８の領域に、カムシャフトの領域に、および／または歯車に逆止め弁を配置してもよい。

図１２は、歯車２に、カムシャフトの径方向止まり穴ボア７０と、止まり穴ボア７０内に通じる軸方向端面止まり穴ボア７１と、ハウジング９のタップボア７２と、を介して、潤滑剤が供給される、例示的な実施形態を示す。カムシャフトのボア７１とハウジング９のボア７２との間の遷移領域に周辺環状溝７３が設けられる場合、組立が簡略化され、その結果、組立中にボア７１、７２を互いに対して同軸上に方向付ける必要がない。

図１３は、図９による例示的な実施形態に本質的に対応する１つの例示的な実施形態を示すが、フローエレメント５９は設けられていない。

図１４は、環状溝６４が、長手方向軸２１−２１および横方向軸に対し傾斜しているボア７４を介して環状ダクト７３に直接連結される、例示的な実施形態を示す。

図１５に示す例示的な実施形態の場合、環状ダクト７３および環状溝６４の直接連結は、端面においてカムシャフト内に導入され、環状溝６４内に通じ、かつ環状ダクト７３を貫通するボア７５を介して行われる。

流れ断面をシリンダヘッドにおいてかつカムシャフトにおいて構成するための構造的方法に加えて、歯車において潤滑剤回路内の流れ状態に影響を与えることが可能である。この場合、スロットルまたはダイヤフラムを使用して、流入ボアの絞りを行ってもよい。代わりにまたはさらに、たとえば、調整軸とともに、特にギャップ高さが０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲である環状ギャップを形成するシートメタルカバーを用いて、歯車を後方側で閉鎖することにより、流出の絞りが可能である。

さらに、歯車において、封止エレメントを備えた軸受を使用することが可能である。図１６によれば、中空軸１６と中央ねじ２２との間の環状ダクトは、０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲のリング幅を有する。このフローダクトと歯車の内部空間との間の径方向連結ボアは、０．５ｍｍと３ｍｍとの間の直径を有することが好ましい。構造的に事前に確定することができ、潤滑剤に対し流れ断面またはダイヤフラムまたはスロットルを形成することができる軸方向および／または径方向ギャップ７６を規定することにより、さらなる影響もしくはスロットルまたはダイヤフラムをもたらしてもよい。

カムシャフト調整器１のさらなる実施形態によれば、ハウジング９の外面領域は凹部または開口部７７を有し、それらは、円周方向に均一に分散されても非均一に分散されてもよい（図１７を参照）。

図１８は、カムシャフト調整器１の一端面の領域における凹部またはオリフィス７８の配置に関するさらなる可能性を示す。潤滑剤がオリフィス７８、７７を通って歯車２に供給される場合、カムシャフトを介する潤滑剤の移送を省略してもよい。たとえば、潤滑剤を、オリフィス７７、７８を通して潤滑剤噴霧器を介して搬送してもよい。このタイプの潤滑剤噴霧器を、シリンダヘッドにまたはチェーンケースに対して固定して配置してもよい。潤滑剤噴霧器は、最も単純な場合、単に潤滑剤ボアであってもよく、その潤滑剤ボアから、細かい潤滑剤噴射が出て、たとえばオリフィス７７、７８を通って歯車の外側または歯車の内側の点に突き当たる。特に、かかる点は、歯車の内部において回転軸に対して可能な限り近くにあってもよい。回転系において潤滑剤に作用する遠心力により、潤滑剤は外側方向に、潤滑点に、たとえば軸受および／または歯に分散される。

さらに、歯車ハウジングのオリフィス７７、７８の配置により、潤滑剤を歯または他の潤滑点に直接噴霧することができる。同様に、潤滑剤による噴霧が、他のエンジン部品、たとえばチェーンまたはテンショナへの潤滑剤供給と組み合わされることも考えられる。同様に、歯車２ｍの外側の点または面が潤滑剤によって噴霧されることも考えられる。そして、潤滑は、それによってもたらされる、はね返る潤滑剤かまたは潤滑剤ミストによって確実になる。

代替実施形態によれば、潤滑剤供給を、いかなる場合もチェーンケースに存在し、オリフィス７７、７８を通してカムシャフト調整器に浸透することができる、潤滑剤ミストを介して行ってもよい。

図２０による潤滑剤供給のさらなる実施形態では、歯車の外側に滴下板８０が設けられ、その滴下板８０の上で潤滑剤ミストが凝縮しそこから滴下する。あるいは、またはさらに、オリフィス７７、７８の方向に正確に向けられる特別な液滴潤滑剤ノズルを設けてもよい。

潤滑剤が低温である場合であっても、または低温始動の間であっても、潤滑剤ミスト、潤滑剤液滴または潤滑剤噴射による潤滑中の機能を確実に保証するために、潤滑点、たとえば平軸受および／または歯に、緊急運転特性が備えられるべきである。かかる緊急運転特性を、たとえば
機能的相手材のコーティングにより、または
潤滑剤貯蔵器の導入により
保証してもよい。

特に、潤滑剤貯蔵器は、潤滑点の微小なまたは肉眼で見える小さいポケットによって提供され、そのポケットは、潤滑剤を低温始動のために、または潤滑剤低温時に貯蔵することができる。また、好ましくは、可能な限り回転取付具が軸受点に設けられる場合、より優れた緊急運転特性があり得る。

さらに、潤滑のために、油潤滑式引張手段（制御チェーン）から滴下しハウジングのオリフィスを通過する油を使用してもよい。状況によっては、浸漬または噴霧注油を介して、または油を塗ったチェーン・テンショナまたは偏向レールから油を払拭することにより、引張手段が潤滑される。このようにチェーンから搬送される油の一部は、歯車の駆動輪（チェーンホイール）の上に滴下し、そのため下部にある歯車のオリフィス内に入ることができる。さらに、油を歯車に、またはその上方にある滴下点に毛管作用によって搬送することが可能である。また、油が、例えば制御駆動装置または調整器部分の駆動移動の結果としてもたらされる空気流により、潤滑点に事実上「吹きつけられる」ことも可能である。

カムシャフト調整器の概略図を示す。 斜板歯車を備えたカムシャフト調整器の概略図を示す。 潤滑剤回路を備えたカムシャフト調整器を概略図で示す。 フィルタエレメントが組み込まれた潤滑剤回路を備えたカムシャフト調整器を概略図で示す。 汚物粒子の沈殿のための隙間空間を備えたカムシャフト調整器を長手方向片側断面図で示す。 入口側と出口側との両方にスロットルとダイヤフラムとが備えられた潤滑剤回路を備えるカムシャフト調整器を概略図で示す。 フローダクトにおいて潤滑剤を経路指定するカムシャフト調整器を長手方向断面図で示す。 ２つのダイヤフラムがフローダクトにおいて並列に連結されるカムシャフト調整器を長手方向断面図で示す。 中央ねじに取り付けられカムシャフトの内面領域と共にダイヤフラムを形成するフローエレメントを備えたカムシャフト調整器を長手方向断面図で示す。 中空軸と中央ねじとの間にダイヤフラムが形成されたカムシャフト調整器を長手方向断面図で示す。 潤滑剤がシリンダヘッドの出口ポートから溢流断面を介してカムシャフトの入口断面まで供給されるカムシャフト調整器を長手方向断面図で示す。 カムシャフトおよびカムシャフト調整器への潤滑剤の供給のさらなる実施形態を長手方向断面図で示す。 カムシャフトおよびカムシャフト調整器への潤滑剤の供給のさらなる実施形態を長手方向断面図で示す。 カムシャフトおよびカムシャフト調整器への潤滑剤の供給のさらなる実施形態を長手方向断面図で示す。 カムシャフトおよびカムシャフト調整器への潤滑剤の供給のさらなる実施形態を長手方向断面図で示す。 潤滑剤の流れに影響を与えるためのダイヤフラムまたはスロットルの配置の異なる例を備えたカムシャフト調整器を長手方向断面図で示す。 潤滑剤が液滴、潤滑剤ミストまたは噴霧潤滑剤の形態で通過するための歯車のハウジングのポートを備えたカムシャフト調整器を３次元図で示す。 ポートのさらなる可能性を含む、図１７によるカムシャフト調整器のさらなる３次元図を示す。 液滴、潤滑剤ミストおよび／または噴霧潤滑剤による潤滑の可能性を含む、取り付けられた状態のカムシャフト調整器を示す。 油ミストの液滴が沈殿しかつカムシャフト調整器の内部の方向に滴下する滴下板を備えた、取り付けられた状態のカムシャフト調整器の側面図を示す。

符号の説明

１ カムシャフト調整器
２ 歯車
３ 駆動輪
４ 調整軸
５ 従動軸
６ カムシャフト
７ 電気モータ
８ シリンダヘッド
９ ハウジング
１０ 封止エレメント
１１ 封止エレメント
１２ 軸継手
１３ 偏心軸
１４ 軸受エレメント
１５ 斜板
１６ 中空軸
１７ 軸受エレメント
１８ 従動かさ歯車
１９ 取付具
２０ 駆動かさ歯車
２１ 長手方向軸
２２ 中央ねじ
２３ 潤滑点
２４ 潤滑点
２５ 供給凹部
２６ フローダクト
２７ フローダクト
２８ 表面領域
２９ 表面領域
３０ ボア
３１ 貯蔵器
３２ ポンプ
３３ フィルタ
３４ 出口ポート
３５ フィルタエレメント
３６ 内部空間
３７ 隙間空間
３８ 壁
３９ 出口ポート
４０ 出口ポート
４１ ダイヤフラム
４２ スロットル
４３ ダイヤフラム
４４ スロットル
４５ ボア
４６ 止まり穴ボア
４７ 面取り部
４８ 切込み
４９ ボア
５０ ボア
５１ フローダクト
５２ ボア
５３ 遷移領域
５４ 縁部
５５ 横断面
５６ 縁部
５７ 表面領域
５８ 端面
５９ フローエレメント
６０ 環状ギャップ
６１ 切込み
６２ 突起
６３ 環状ギャップ
６４ 環状ギャップ
６５ 表面領域
６６ タップボア
６７ 封止リング
６８ 封止リング
６９ ボア
７０ 止まり穴ボア
７１ 止まり穴ボア
７２ タップボア
７３ 環状ダクト
７４ ボア
７５ ボア
７６ ギャップ
７７ オリフィス
７８ オリフィス
７９ 端面
８０ 滴下板
８１ 空間
８２ 部分領域
８３ 部分領域
８４ フローダクト
８５ 入口ポート
８６ 出口ポート
８７ フローダクト領域

Claims (7)

1. 駆動エレメント（駆動輪３）と従動エレメント（カムシャフト６）との間の相対角度位置を維持し調整する、内燃機関のためのカムシャフト調整器（１）であって、前記駆動エレメント（駆動輪３）および前記従動エレメント（カムシャフト６）が歯車（２）を介して互いに連結され、潤滑が、フローダクト領域（８７）を通る潤滑剤の流れによって行われる、カムシャフト調整器において、
   前記フローダクト領域（８７）が、
   入口ポート（８５）と、
   前記潤滑剤のための出口ポート（８６）と、
   前記入口ポート（８５）および前記出口ポート（８６）から径方向外側に形成される隙間空間（３７）と、
   を有することを特徴とする、カムシャフト調整器。
2. 前記隙間空間（３７）が、前記入口ポート（８５）および前記出口ポート（８６）から径方向外側に追加の出口ポート（３９、４０）を有することを特徴とする、請求項１に記載のカムシャフト調整器。
3. 駆動エレメント（駆動輪３）と従動エレメント（カムシャフト６）との間の相対角度位置を維持し調整する、内燃機関のためのカムシャフト調整器（１）であって、前記駆動エレメント（駆動輪３）および前記従動エレメント（カムシャフト６）が歯車（２）を介して互いに連結され、潤滑が、フローダクト領域（８７）を通る潤滑剤の流れによって行われる、カムシャフト調整器において、
   前記フローダクト領域（８７）が、
   入口ポートと、
   前記潤滑剤のための出口ポートと、
   前記カム調整器の取付状態において、前記入口ポートおよび前記出口ポートより測地学的に低い高さに配置される隙間空間と、
   を有することを特徴とする、カムシャフト調整器。
4. 前記隙間空間が、前記入口ポートおよび前記出口ポートより低い測地学的高さに追加の出口ポート（外側において径方向に広い、小さいＶの領域）を有することを特徴とする、請求項３に記載のカムシャフト調整器。
5. 駆動エレメント（駆動輪３）と従動エレメント（カムシャフト６）との間の相対角度位置を維持し調整する、内燃機関のためのカムシャフト調整器（１）であって、前記駆動エレメント（駆動輪３）および前記従動エレメント（カムシャフト６）が歯車（２）を介して互いに連結され、潤滑が、フローダクト領域（８７）を通る潤滑剤の流れによって行われる、カムシャフト調整器、特に請求項１および／または請求項３に記載のカムシャフト調整器において、前記フローダクト領域がラビリンス領域を有することを特徴とする、カムシャフト調整器。
6. 前記ラビリンス領域が、径方向外側に、または前記フローダクト領域の入口ポートおよび出口ポートより低い測地学的高さに配置される、追加の出口ポートを有することを特徴とする、請求項５に記載のカムシャフト調整器。
7. 前記歯車（２）が斜板として設計されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカムシャフト調整器。

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