專利名稱：用于改變凸輪軸相對于內(nèi)燃機曲軸的相對角位置的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及一種用于改變凸輪軸相對于內(nèi)燃機曲軸的相對角位置的裝置，其 中，裝置包括由曲軸通過齒輪驅(qū)動的驅(qū)動元件，該驅(qū)動元件以能夠相對于凸輪軸轉(zhuǎn)動的 方式支承，其中，在驅(qū)動元件與凸輪軸之間構(gòu)造至少兩個液壓室，這些液壓室能夠被施 加壓力流體，以便調(diào)節(jié)驅(qū)動元件與凸輪軸之間的限定的相對轉(zhuǎn)動位置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中充分公知凸輪軸調(diào)節(jié)裝置，尤其是這種液壓工作的凸輪軸調(diào)節(jié)裝 置。在液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器中存在葉輪，葉片造型或者布置在該葉輪中。葉片位于液壓室 內(nèi)，該液壓室被加工到外轉(zhuǎn)子中。通過給液壓室的各側(cè)相應(yīng)地施加液壓流體，可以實現(xiàn) 內(nèi)轉(zhuǎn)子(與凸輪軸連接)相對于外轉(zhuǎn)子在“提前止擋”和“延遲止擋”之間的調(diào)節(jié)。在 此，通過電控換向閥來控制液壓油的流動。在這種情況下，通過與外轉(zhuǎn)子抗扭地連接的齒輪實現(xiàn)將曲軸轉(zhuǎn)動運動傳遞到外 轉(zhuǎn)子上。在現(xiàn)有技術(shù)中公知解決方案，在這些解決方案中，齒輪被實施為鏈輪并且布置 在外轉(zhuǎn)子的外周上或者與外轉(zhuǎn)子抗扭地連接。對此的例子公開在DE 100 54 798A1、DE 10 2004 007 050A1、DE 10 2004 038 695A1 和 DE 10 2004 062 038A1 中。通常通過如下方式實現(xiàn)凸輪軸在氣缸頭中的軸向支承，S卩，首先借助于中心螺 栓或者通過焊接將凸輪軸端部與凸輪軸調(diào)節(jié)器的內(nèi)轉(zhuǎn)子連接起來。然后內(nèi)轉(zhuǎn)子在凸輪軸 調(diào)節(jié)器中的軸向支承因此也負責凸輪軸的軸向支承。借助提到的齒輪實現(xiàn)將驅(qū)動力矩傳 遞到外轉(zhuǎn)子上。這種類型的軸向支承要求在凸輪軸外殼上帶有直徑差異的梯級式止擋。生產(chǎn)這 種在凸輪軸上的軸向止擋的缺點在于附加的制造開支或安裝支出和因此相應(yīng)的成本。此外，通過這種設(shè)計可能失去成本優(yōu)點和重量優(yōu)點，這種成本優(yōu)點和重量優(yōu)點 通過作為凸輪軸基體的普通的管而存在。為了構(gòu)成這種軸向止擋，凸輪軸就必須附加地 在徑向上變形或者被切削加工。以套管形式的止擋元件的力配合或者材料配合的連接有重量缺點和成本缺點。此外，齒輪-被構(gòu)造為正齒輪-由于其在嚙合部輪緣的端側(cè)與調(diào)節(jié)器密封蓋的外 部端側(cè)之間的底切部，對研磨過程來說非常不利如果為了實現(xiàn)足夠的嚙合質(zhì)量而應(yīng)該 研磨齒面，那么研磨工具的生產(chǎn)技術(shù)上要求的出渣口(Auslauf)不再可能實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于通過如下方式改進開頭所稱類型的裝置，S卩，能夠通過如下 方式實現(xiàn)將凸輪軸軸向地支承在凸輪軸調(diào)節(jié)器中或凸輪軸調(diào)節(jié)器上，即，存在重量最優(yōu) 的和成本最優(yōu)的方案。這應(yīng)該可以在已經(jīng)與凸輪軸端部連接的凸輪軸調(diào)節(jié)器上實現(xiàn)。在 此，此外應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)以很高的質(zhì)量無問題地制造所需的部件并且尤其是齒輪的嚙合 部。
該任務(wù)的解決方案通過本發(fā)明的特征在于，齒輪形成用于凸輪軸或者與該凸輪 軸抗扭地連接的構(gòu)件軸向接合的支承面。在此，支承面優(yōu)選構(gòu)造為滑動支承面。該支承面尤其可以構(gòu)造為平的環(huán)形面。齒輪優(yōu)選構(gòu)造為外嚙合的正齒輪。
驅(qū)動元件具有至少一個布置在端側(cè)的蓋部，其中，齒輪在軸向上與蓋部鄰接并 且與該蓋部形狀配合和/或材料配合地連接。在蓋部與齒輪之間特別優(yōu)選地構(gòu)造花鍵連 接部或者多齒連接部。在此，花鍵連接部可以具有一定數(shù)量的徑向向外延伸的花鍵或者 齒，這些花鍵或者齒布置在齒輪上并且延伸到蓋部內(nèi)的相配的凹隙中。在此，花鍵連接 部可以具有以至少一個可塑變形部的形式在齒輪與蓋部之間的軸向固定部，該軸向固定 部被置入到花鍵或齒中和/或被置入到凹隙中?？晒┻x擇地也能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪和蓋部借助于卡緊環(huán)形狀配合地相互連接。此外存在如下方案，S卩，齒輪和蓋部借助于齒輪的卷起的區(qū)段形狀配合地相互 連接。蓋部可以借助于螺栓連接與驅(qū)動元件連接。齒輪優(yōu)選地具有空心圓柱體形的基體。軸向兩側(cè)上在直徑方面縮小的空心圓柱 體形區(qū)段可以與該空心圓柱體形的基體鄰接。面向蓋部的空心圓柱體形區(qū)段在該空心圓 柱體形區(qū)段的端面內(nèi)還可以具有呈環(huán)形槽形狀的車削部。與驅(qū)動元件的外徑相比，齒輪的外徑優(yōu)選地更小。也使本發(fā)明適應(yīng)于如下的設(shè)計，S卩，在密封蓋的端側(cè)與內(nèi)燃機的氣缸頭之間實 現(xiàn)用于凸輪軸-凸輪軸調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的軸向止擋。在此，優(yōu)選將構(gòu)造為正齒輪的齒輪和密 封蓋構(gòu)造為兩部分。為了傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，密封蓋與齒輪之間的連接優(yōu)選構(gòu)造為帶有形狀 配合的多齒-型廓。在已經(jīng)組合成的形狀連接中，以多齒_形狀配合方式的連接的齒隙 可以通過齒輪上的形狀配合型廓的軸向的可塑變形來消除。在此，形狀配合地、力配合地或者材料配合地固定在凸輪軸端部上的凸輪軸調(diào) 節(jié)器呈現(xiàn)為凸輪軸在氣缸頭上的軸向支承。正齒輪的遠離凸輪軸調(diào)節(jié)器的端側(cè)充當軸向 止擋。通過成型、除去(Abtragen)、板疊(Blechpaketieren)、鍛造、澆鑄、燒結(jié)、壓
固、淬火、研磨或以類似方式可以以很高的生產(chǎn)質(zhì)量將正齒輪制造為單件。密封蓋呈現(xiàn)為具有用于與凸輪軸調(diào)節(jié)器的定子產(chǎn)生螺栓連接的螺絲孔或者螺紋 組的環(huán)形構(gòu)件。蓋部可以通過成型、沖壓、除去、鍛造、澆鑄、燒結(jié)、研磨、車削或以 類似方式來制造。實施為正齒輪的齒輪可以在其一個端側(cè)上設(shè)有嚙合的輪轂，其中，該嚙合部徑 向地嵌合到密封蓋的內(nèi)徑上的相配的型廓上，并且因此產(chǎn)生齒輪(正齒輪)與密封蓋之間 的用于將驅(qū)動力矩從正齒輪傳遞到凸輪軸調(diào)節(jié)器的定子上的形狀配合。在將兩個嚙合的構(gòu)件齒輪和密封蓋軸向地接合之后，可以通過如下方式消除導 致嚙合部中齒隙的制造公差，即，在互相作用的嚙合部或者凹隙上進行可塑變形。這可 以借助特殊的工具來實現(xiàn)。由此保證在齒輪與密封蓋之間的無間隙的形狀配合。也可能的是齒隙通過在嚙合的輪轂的內(nèi)徑上的徑向擴展來實現(xiàn)，這可以借助 撐開工具來實現(xiàn)。在此也可能使用壓入的擴展套管。
也可以在端側(cè)上在齒輪的輪轂區(qū)段與密封蓋之間構(gòu)成所稱的形狀配合。在此， 正齒輪軸向地接合到密封蓋中，直至輪轂上的端側(cè)的嚙合部無間隙地軸向地嵌合到密封 蓋內(nèi)的端側(cè)的配合嚙合部中。在此，正齒輪通過輪轂的附加的定心部相對于密封蓋內(nèi)徑 來引導，并且通過橫向支撐在軸向方向上固定在該定心部中。在此也可能實現(xiàn)通過粘合 來防止微小移動的附加地鎖定。通過使凸輪軸軸向支承在正齒輪上或者在凸輪軸調(diào)節(jié)器的密封蓋上并且優(yōu)選通 過將正齒輪和密封蓋實施為兩部分以及通過正齒輪與密封蓋之間的形狀配合連接部可以 減少凸輪軸_凸輪軸調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的重量和成本并且滿足對齒輪的嚙合部的高質(zhì)量要求。


在附圖中示出本發(fā)明的實施例。其中圖1示出用于改變凸輪軸相對于內(nèi)燃機曲軸的相對角位置的裝置的徑向剖面 圖，也就是用于改變凸輪軸調(diào)節(jié)器的相對角位置的裝置；圖2示出凸輪軸調(diào)節(jié)器的蓋部的徑向剖面圖，該蓋部與凸輪軸調(diào)節(jié)器的齒輪連 接；圖3以根據(jù)圖2的視圖“C”示出包括齒輪的凸輪軸調(diào)節(jié)器的蓋部；圖4以根據(jù)圖2的視圖“D”示出包括齒輪的凸輪軸調(diào)節(jié)器的蓋部；圖5以透視圖示出根據(jù)圖2的包括齒輪的凸輪軸調(diào)節(jié)器的蓋部；圖6以透視圖示出根據(jù)圖2的包括齒輪的凸輪軸調(diào)節(jié)器的蓋部；其中，觀察方向 與圖5比較已改變；以及圖7以本發(fā)明的可供選擇的設(shè)計方案示出包括齒輪的凸輪軸調(diào)節(jié)器的蓋部的徑 向剖面圖。
具體實施例方式圖1示出用于改變凸輪軸2相對于(未示出的)內(nèi)燃機曲軸的相對角位置的裝置 1 (凸輪軸調(diào)節(jié)器)。凸輪軸2圍繞轉(zhuǎn)動軸線16轉(zhuǎn)動。裝置的基本組成部分是驅(qū)動元件 4，液壓調(diào)節(jié)裝置并入到該驅(qū)動元件4中，該液壓調(diào)節(jié)裝置可以在外部的環(huán)形件(定子) 與凸輪軸2(轉(zhuǎn)子)之間實現(xiàn)角度扭轉(zhuǎn)，以便以公知的方式影響內(nèi)燃機的控制時間。為此在驅(qū)動元件4和凸輪軸2之間有效地布置成對的液壓室(不能詳盡看出 來)，這些成對的液壓室能夠被施加壓力流體，從而可以調(diào)節(jié)所稱的扭轉(zhuǎn)。在周邊上面存 在多個這種成對的液壓室。驅(qū)動元件4在此抗扭地與曲軸聯(lián)接。這種轉(zhuǎn)動聯(lián)接通過齒輪3來產(chǎn)生，該齒輪 3當前被實施為正齒輪并且抗扭地與定子連接。更準確地說，正齒輪3與蓋部7抗扭地 連接；蓋部7通過螺栓連接12與定子緊固。正齒輪3在其外周上承載嚙合部，該嚙合 部-未示出-與配合齒輪嵌合，該配合齒輪與曲軸抗扭地連接。因此，曲軸的轉(zhuǎn)動運動 通過齒輪3和蓋部7傳遞到驅(qū)動元件4 (定子)上。 基本的是齒輪3在其遠離凸輪軸調(diào)節(jié)器1的端側(cè)上形成用于凸輪軸2或者與該 凸輪軸2抗扭地連接的構(gòu)件6軸向接合的支承面5。當前凸輪軸2與構(gòu)件6固定地連接， 從而構(gòu)件6可以接合在支承面5上，以此針對凸輪軸2實現(xiàn)了在凸輪軸調(diào)節(jié)器1上的軸向支承。此外基本的是在齒 輪3和蓋部7之間可以傳遞用于驅(qū)動元件4的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。 如從另外的圖2至圖6中所獲知的那樣，在那里繪出的實施例中設(shè)置齒輪3由空心圓柱 體形的基體組成，空心圓柱體形區(qū)段13或者14在兩個軸向端部區(qū)域中與該基體鄰接(參 見圖1)。當前通過如下方式實現(xiàn)齒輪3在蓋部7上的限定的軸向接觸面，即，將環(huán)形槽 狀的車削部15加工到在空心圓柱體形區(qū)段13的緊貼在蓋部7上的端側(cè)中。參照圖2至圖6可以看出，通過花鍵連接部8實現(xiàn)齒輪3和蓋部7之間的轉(zhuǎn)矩傳 遞。據(jù)此，空心圓柱體形區(qū)段13在其軸向端部區(qū)域中具有徑向向外延伸的花鍵9，這些 花鍵9形狀配合地嵌合到蓋部7中相配的凹隙中(參見圖3和圖6)。在圖7中繪出齒輪3與蓋部7之間的一種可供選擇的固定方案。這里使用卡緊 環(huán)10，該卡緊環(huán)10布置在具有環(huán)形槽狀的凹隙中，該凹隙通過卷起的區(qū)段11來形成。因而能夠以簡單和成本低的方式實現(xiàn)帶有用于正齒輪3與氣缸頭之間的凸輪軸 的軸向支承的凸輪軸調(diào)節(jié)器。附圖標記列表1裝置(凸輪軸調(diào)節(jié)器)2凸輪軸3 齒輪4驅(qū)動元件5支承面6連接的構(gòu)件7 蓋部8花鍵連接部/多齒連接部9花鍵/齒10卡緊環(huán)11卷起的區(qū)段12螺栓連接13空心圓柱體形區(qū)段14空心圓柱體形區(qū)段15車削部16轉(zhuǎn)動軸線
權(quán)利要求
1.用于改變凸輪軸( 相對于內(nèi)燃機曲軸的相對角位置的裝置(1)，其中，所述裝置 ⑴包括由所述曲軸通過齒輪⑶驅(qū)動的驅(qū)動元件G)，所述驅(qū)動元件以能夠相對所 述凸輪軸( 轉(zhuǎn)動的方式支承，其中，在所述驅(qū)動元件(4)與所述凸輪軸( 之間構(gòu)造 至少兩個液壓室，所述至少兩個液壓室能夠被施加壓力流體，以便調(diào)節(jié)所述驅(qū)動元件(4) 與所述凸輪軸( 之間的限定的相對的轉(zhuǎn)動位置，其特征在于，所述齒輪C3)形成用于所 述凸輪軸( 或者與所述凸輪軸( 抗扭地連接的構(gòu)件(6)軸向接合的支承面(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述支承面( 被構(gòu)造為滑動支承面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述支承面( 被構(gòu)造為平的環(huán)形面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述齒輪(3)被構(gòu)造為外嚙合的正齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動元件(4)具有至少一個布置在 端側(cè)的蓋部(7)，其中，所述齒輪C3)在軸向上與所述蓋部(7)鄰接并且與所述蓋部(7) 形狀配合或者材料配合地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述蓋部(7)與所述齒輪(3)之間構(gòu) 造花鍵連接部(8)或者多齒連接部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述花鍵連接部(8)具有一定數(shù)量的徑 向向外延伸的花鍵(9)或者齒，所述花鍵或者齒布置在所述齒輪C3)上并且延伸到所述蓋 部(7)內(nèi)的相配的凹隙中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述花鍵連接部(8)具有以至少一個可 塑變形部的形式在所述齒輪C3)與所述蓋部(7)之間的軸向固定部，所述軸向固定部被置 入到所述花鍵(9)或齒和/或被置入到所述凹隙中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述齒輪(3)和所述蓋部(7)借助于卡 緊環(huán)(10)形狀配合地相互連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述齒輪(3)和所述蓋部(7)借助于 所述齒輪(3)的卷起的區(qū)段(11)形狀配合地相互連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述蓋部(7)借助于螺栓連接(12)與 所述驅(qū)動元件(4)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述齒輪C3)具有空心圓柱體形的基體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，軸向兩側(cè)上在直徑方面縮小的空心圓 柱體形區(qū)段(13、14)與所述空心圓柱體形的基體鄰接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，面向所述蓋部(7)的所述空心圓柱體 形區(qū)段(1 在所述空心圓柱體形區(qū)段(1 的端面內(nèi)具有呈環(huán)形槽形狀的車削部(15)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，與所述驅(qū)動元件的外徑相比，所 述齒輪(3)的外徑更小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于改變凸輪軸相對于內(nèi)燃機曲軸的相對角位置的裝置，其中，裝置(1)包括由曲軸通過齒輪(3)驅(qū)動的驅(qū)動元件(4)，該驅(qū)動元件(4)以能夠相對于凸輪軸(2)轉(zhuǎn)動的方式安裝，其中，在驅(qū)動元件(4)和凸輪軸(2)之間構(gòu)造至少兩個液壓室，這兩個液壓室能夠被施加壓力流體，以便調(diào)節(jié)驅(qū)動元件(4)與凸輪軸(2)之間的限定的相對的轉(zhuǎn)動位置。為了以重量最優(yōu)和成本最優(yōu)的方式產(chǎn)生凸輪軸的軸向支承，本發(fā)明設(shè)置齒輪(3)形成用于凸輪軸(2)或者與該凸輪軸(2)抗扭地連接的構(gòu)件(6)軸向接合的支承面(5)。
文檔編號F01L1/344GK102022155SQ20101012931
公開日2011年4月20日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者于爾根·韋伯, 克里斯托夫·貝茨, 賴納·奧特斯巴赫 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司