專利名稱：用于對內燃機的換氣閥配氣相位進行可變調整的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于對內燃機的換氣閥配氣相位進行可變調整的裝置，具有驅 動元件、從動元件和凸輪軸，其中，驅動元件可被送入與內燃機的曲軸的驅動連接，其中，從 動元件與凸輪軸抗相對轉動地連接，并且以相對于驅動元件可樞轉的方式布置，其中，凸輪 軸的軸向側面抵靠在從動元件的軸向側面上，其中，在彼此相鄰而置的軸向側面之一上，設 置有形狀鎖合元件，用于將從動元件在凸輪軸上關于凸輪軸的周向對齊，該形狀鎖合元件 嵌接到另一構件的對應形狀鎖合元件中。
背景技術：
在現(xiàn)代的內燃機中使用了用于對換氣閥配氣相位進行可變調整的裝置，以使得在 曲軸與凸輪軸之間的相位關系在限定的角度范圍內、在最大早位置與最大遲位置之間能夠 可變地構成。為了這個目的，該裝置被集成到傳動系中，通過該裝置，扭矩被從曲軸傳遞至 凸輪軸上。例如，該傳動系可實現(xiàn)為皮帶傳動件、鏈條傳動件或齒輪傳動件。這樣的裝置例如由US 5，901，674 A公知。該裝置包括以相對于驅動元件可轉動 的方式布置的從動元件，其中，驅動元件與曲軸保持驅動連接，并且從動元件與凸輪軸抗相 對轉動地連接。在軸向上，該裝置通過各一個側蓋被界定。從動元件、驅動元件和兩個側蓋 對五個壓力腔加以界定，其中，壓力腔中的每一個借助翼板被劃分為兩個彼此相互作用的 壓力室。通過向壓力室中輸入壓力介質，或從壓力室中輸出壓力介質，在壓力腔內部的翼板 在裝置的周向上被推移，由此，使得從動元件相對于驅動元件有針對性地扭轉，進而凸輪軸 相對于曲軸有針對性地扭轉。在凸輪軸的內部設置有多個軸向的壓力介質管路，該壓力介 質管路被構造為孔。通過該孔，壓力介質可被輸入壓力室。每個構造在凸輪軸內部的壓力 介質管路在凸輪軸的軸向側面上通入構造為從動元件中的孔的、并且與至少一個壓力室連 通的相對應的壓力介質管路中。在此，其中一個壓力介質管路的開口在軸向上直接與第二 壓力介質管路的開口相對而置。在這種實施形式中不利的是，在將從動元件裝配到凸輪軸上期間，必須需要的是， 從動元件的孔與凸輪軸的孔對準。在周向上的對齊的偏差導致對準度誤差，由此，在凸輪軸 與從動元件之間的交接部位Gchnittstelle)處出現(xiàn)節(jié)流部(Drosselstelle)。這對相位 調整的調整速度和動力有所妨礙。在偏差過大時，對準度誤差也可導致該裝置的完全失效。通常地，構件彼此間的定向通過壓入銷來確保。為此，不僅在凸輪軸中，而且在從 動元件中設置有孔。在將從動元件裝配到凸輪軸上期間，銷被壓入從動元件的孔中，接著， 該銷同樣力鎖合地固定在凸輪軸的孔中。但是，這是復雜且成本高昂的、分多階段的生產方 法。此外，基于銷的雙重壓配合(Presssitz)，開口彼此的公差偏差不能得到補償。由此，盡 管構件彼此對齊，但在從動元件與凸輪軸之間的交接部位處仍可能出現(xiàn)節(jié)流效應。

發(fā)明內容
本發(fā)明基于如下任務，S卩，完成一種用于對內燃機的換氣閥配氣相位進行可變調節(jié)的裝置，其中，從動元件相對于凸輪軸在周向上的定向在裝配期間得以過程可靠地進行， 而生產成本和裝配成本不被提高。該任務依據本發(fā)明地以如下方式得以解決，S卩，形狀鎖合元件及對應形狀鎖合元 件與相應構件一體式地構造。在本發(fā)明的具體化方案中設置為形狀鎖合元件被構造為側面之一上的軸向突 起。該裝置具有至少一個驅動元件和至少一個從動元件。驅動元件在裝置的裝配狀態(tài) 中通過牽引機構傳動件與曲軸保持驅動連接，所述牽引機構傳動件例如為皮帶傳動件或鏈 傳動件，或者齒輪傳動件。從動元件在限定的角度范圍內以相對于驅動元件可樞轉的方式 布置，并且與凸輪軸抗相對轉動地連接。在此，凸輪軸的軸向側面抵靠在從動元件的軸向側 面上。在凸輪軸與從動元件之間抗相對轉動的連接例如可以借助中心螺栓建立，該中心螺 栓貫穿從動元件，并且嵌接到凸輪軸的螺紋部段中，從而使得在彼此相鄰的側面之間產生 摩擦鎖合的連接為了在將從動元件裝配到凸輪軸上期間，實現(xiàn)構件在周向上彼此相對位置精確的 對齊，在構件之一上設置有形狀鎖合元件，該形狀鎖合元件在彼此相對位置精確地定向期 間，嵌接入構造在另一構件上的對應形狀鎖合元件中。 在此，該形狀鎖合元件與從動元件或凸輪軸一體式地構造。附加地，該對應形狀鎖 合元件與另一構件一體式地構造。例如，形狀鎖合元件可被構造為在從動元件的軸向側面上的軸向突起。在這種情 況下，對應形狀鎖合元件被構造為在凸輪軸的軸向側面上的軸向凹部，其中，對應形狀鎖合 元件的輪廓與形狀鎖合元件的輪廓相對應地構造。在此，例如可涉及到自由豎立的突起，或 構造為其它旋轉對稱結構的偏移部。在裝配期間，該軸向突起防止從動元件被有誤差地裝 配到凸輪軸上。該形狀鎖合元件與從動元件或凸輪軸的一體式的構造表現(xiàn)為一種相對于在現(xiàn)有 技術中設置的、單獨地制造的并且與構件力鎖合地連接的銷而言價格低廉的另選方案。由 于第一開口和/或第二開口的擴大，形狀鎖合元件可以被要求有較大的公差，而不妨礙壓 力介質的傳遞。復雜的精加工步驟不是必需的。該形狀鎖合元件例如可以在燒結構造類型的從動元件的情況下，在燒結工具中就 已被顧及到，由此，該形狀鎖合元件的構造不會引起附加成本。另外，可以設置為，從動元件具有用于接納凸輪軸的定心止口 aentrierbimd)。在 這種情況下，除了將從動元件在軸向上及在周向上相對于凸輪軸得到固定外，在該固定過 程開始之前，同樣進行了徑向的定中心。例如，該定心止口可構造為自從動元件的側面凸出 的結構?？梢钥紤]的例如是，在這里完全在周向上環(huán)繞的結構或中斷的結構。同樣地，定心 止口可以通過在從動元件的軸向側面中構造凹陷部而構成。在這種實施方式的有利的改進方案中，形狀鎖合元件可構造為在定心止口上的徑 向凸部?？梢钥紤]的是，例如，在這里，定心止口的凸部在徑向上向內或向外。該凸部在小 于等于180°的角度區(qū)間上延伸。在這種情況下，對應形狀鎖合元件被構造為在凸輪軸上相 對應的凹部或凸部。


本發(fā)明的其它特征由下面的說明書及由其中簡化地示出本發(fā)明的實施例的圖而 獲得。其中圖1僅非常示意地示出內燃機；圖2示出用于改變內燃機的換氣閥配氣相位的裝置的依據本發(fā)明的實施例的縱 剖圖；圖3示出圖2中的從動元件的俯視圖；圖4示出凸輪軸的從動元件側的端部的俯視圖。
具體實施例方式在圖1中草繪了內燃機1，其中，在汽缸4中示出了置于曲軸2上的活塞3。曲軸2 在示出的實施方式中通過各牽引機構傳動件5與進氣凸輪軸6或排氣凸輪軸7保持連接， 其中，第一裝置和第二裝置11可負責在曲軸2與凸輪軸6、7之間的相對轉動。凸輪軸6、7 的凸輪8操作一個或多個進氣換氣閥9或者一個或多個排氣換氣閥10。同樣可設置為，僅 凸輪軸6、7之一配備有裝置11，或僅設置有一個凸輪軸6、7，并且這一個凸輪軸配備有裝置 11。圖2以縱剖面示出依據本發(fā)明的裝置11的實施方式。裝置11具有驅動元件12 和從動元件14。驅動元件12具有殼體13和兩個側蓋15、16，兩個側蓋15、16設置在殼體 13的軸向側面上。從殼體13的外部圓周壁19出發(fā)，在徑向上向內延伸出5個突起20。在 該示出的實施方式中，突起20與圓周壁19 一體式地構造。驅動元件12借助突起20的在 徑向上內置的支承面20a以相對于從動元件14可轉動的方式相對于從動元件14布置。在圖3中示出的從動元件14呈葉輪的形式構造，并且具有基本上呈圓柱形實施的 轂元件17，在所示實施方式中，五個翼板18從該轂元件17的外部的圓柱形殼面在徑向上向 外延伸。翼板18與轂元件17 —體式地構造。在第一側蓋15的外部殼面上設置有鏈輪21，通過鏈輪21，借助于未示出的鏈傳動 件，能將扭矩從曲軸2傳遞至驅動元件12上。從動元件14借助于中心螺栓22與凸輪軸6、 7連接。此外，中心螺栓22貫穿從動元件14的中心孔22a，并且與凸輪軸6、7擰合。側蓋15、16中的每一個均設置在殼體13的軸向側面之一上，并且抗相對轉動地緊 固在該殼體13上。為了這個目的設置有如下的緊固元件，該緊固元件分別地貫穿一個突起 20和兩個側蓋15、16，并且使它們相互固定。在裝置11的內部，在各兩個在周向上相鄰的突起20之間構造有壓力腔M。每個 壓力腔M在周向上由相鄰突起20的相對置的、基本上在徑向上分布的界定壁來界定，在軸 向上由側蓋15、16來界定，在徑向上向內由轂元件17來界定，并且在徑向上向外由圓周壁 19來界定。翼板18伸入每個該壓力腔M中，其中，翼板18以如下方式構造，即，該翼板18 不僅抵靠在側蓋15、16上，而且抵靠在圓周壁19上。因此，每個翼板18將各壓力腔M分 為兩個相互作用的壓力室26a J6b，壓力室^a 的位置在圖3中示出。從動元件14以在限定的角度范圍內可相對于驅動元件12轉動的方式布置。該角 度范圍在從動元件14的一個轉動方向上被以如下方式界定，即，翼板18與壓力腔M的每 一個相應的界定壁(早止擋)發(fā)生抵靠。類似地，在另一轉動方向上的角度范圍被以如下方式界定，即，翼板18與壓力腔M的另一用作遲止擋的界定壁發(fā)生抵靠。通過對一組壓力室^a、26b進行壓力加載而對另一組壓力室的壓力去負荷，驅動 元件12相對于從動元件14的相位(進而還有凸輪軸6、7相對于曲軸2的相位)是可變的。 通過對兩組壓力室^a、26b進行壓力加載，相位可以保持恒定。從動元件14具有定心止口 25，定心止口 25構造在面向凸輪軸的軸向側面37上。 在示出的實施方式中，定心止口 25通過從動元件14上的凹陷部27構造在圍繞從動元件14 的轉動軸線的區(qū)域中。定心止口 25沿著從動元件14的周向分布，其中，定心止口 25的直 徑與凸輪軸6、7的端部的外直徑匹配。因此，用于凸輪軸6、7的接納部在從動元件14的凸 輪軸側的軸向側面37上為了定心地接納凸輪軸6、7而在徑向上構造。同樣，可以考慮的是 例如如下的定心止口，該定心止口從軸向側面37凸出，并且例如，在周向上具有中斷部。定心止口 25具有形狀鎖合元件觀，形狀鎖合元件觀與構造在凸輪軸6、7上的對 應形狀鎖合元件四(圖4)共同作用。在此，形狀鎖合元件觀和對應形狀鎖合元件四以這 種方式被構造和布置，即，當形狀鎖合元件觀和對應形狀鎖合元件四在軸向上直接相對置 時，凸輪軸6、7僅能以相對于從動元件14確定的定向引入定心止口 25中。形狀鎖合元件 觀與從動元件14 一體式地構造。在所示實施方式中，作為定心止口 25的凸部的形狀鎖合 元件觀在徑向上向內實施，并且作為凹部的對應形狀鎖合元件四被實施在凸輪軸6、7的 外部殼面上。不言而喻地，在凸輪軸6、7的外部殼面上的凸部和相對應的定心止口 25的凸 部也可在徑向上向外地設置。同樣可以考慮的是如下實施方式，其中，形狀鎖合元件觀在 凸輪軸6、7在從動件14的支承面的區(qū)域內構造為徑向的凸部，而對應形狀鎖合元件四構 造為在凸輪軸6、7的從動元件側的側面36上的凹陷部。自然在這里也可以存在反過來的 情況。通過形狀鎖合元件觀或對應形狀鎖合元件四與從動元件14或凸輪軸6、7 —體 式的構造，凸輪軸6、7位置精確的裝配明顯變得容易。必須與每個構件力鎖合地或材料配 合地連接的銷不再是必需的。而是可在構件的生產過程期間成型出軸向或徑向的凸部。在 從動元件14的情況中，例如，定心止口 25的徑向凸部或在凸輪軸6、7的支承面上的軸向抬 高部在無附加的方法步驟的燒結過程期間被構成。為此，僅在造型工具中需要注意所述特 征，從而不存在附加成本。因此，裝置11的構件的數目減小，并且裝置11的生產復雜度和 生產成本降低。在凸輪軸6、7的內部構造有第一壓力介質管路30，第一壓力介質管路30基本上在 軸向上分布，并且通過第一開口 31在凸輪軸6、7的軸向側面36上通出。第一壓力介質管 路30通過第一徑向支孔(Stichbohrung) 35與未示出的壓力介質傳遞件相連通，壓力介質 傳遞件被布置在凸輪軸6、7的外殼面上。在從動元件14的內部，構造有數個第二壓力介質管路32，所述數個第二壓力介質 管路32各自在一側通入第一壓力室26a之一中，在另一側具有第二開口 33，第二開口 33構 造在從動元件14的軸向側面37上。在此，第一開口 31和第二開口 33在軸向上對置。在圖2和圖3中示出的第一實施方式中，第一開口 31的通流面積(橫截面面積) 相應于第一壓力介質管路30的通流面積。在圖3中示出了第二壓力介質管路32的第二開 口 33的構造的多種可能性。例如，第二開口 33可構造為槽34，在這里的情況中，槽34構造 在從動元件14的周向上，其中，兩個相鄰的第一壓力介質管路30和兩個相鄰的第二壓力介
6質管路32不與相同的槽34相連通。同樣可以考慮的是，具有漏斗形擴大部38的第二開口 33被構造，其中，漏斗形擴大部38由從動元件14的軸向側面37開始，朝向第二壓力介質管 路32連續(xù)地逐漸變細，直到該漏斗形擴大部38達到(armehmen)第二壓力介質管路32的 橫截面。同樣可以考慮的例如是橢圓的或矩形的第二開口 33。有利的是，每個第二開口 33的通流面積構造得比第一壓力介質管路30的通流面 積更大。有利的是，每個第二開口 33的延伸不僅在徑向上，而且在周向上構造得比相對應 第一開口 31的相對應延伸更大。通過在徑向上較大的延伸確保的是，公差得到補償。通過 在周向上的較大延伸，可以補償從動元件14相對于凸輪軸6、7在周向上的定向誤差。這引 起以下情況，即，在形狀鎖合元件觀中可容忍較大的公差，并且形狀鎖合元件觀因此不需 要在造型過程后進行復雜的再加工。通過此類構造確保的是，即使當存在較高公差時，每個第二開口 33完全地疊蓋相 應的第一開口 31。由此在凸輪軸6、7與從動元件14之間的傳遞位置上的節(jié)流部被可靠地 避免，并且在凸輪軸6、7和從動元件14的生產期間，復雜的再加工步驟成為多余。另外，第一開口 31同樣可構造有擴大的橫截面。同樣可以考慮的是將第一實施方式反過來。在這種情況下，第二壓力介質管路32 除了徑向孔外，還附加地包括構造為盲孔的軸向孔，該軸向孔在一側通入徑向孔中，并且在 另一側作為第二開口 33在從動元件14的軸向側面37上通出。在此，第一開口 31如上所 述被擴大地構造(圖4)。在所有實施方式中，凸輪軸6、7在周向上相對從動元件14的有誤差定向對于裝置 11的功能是無害的。各開口 31、33的擴展區(qū)域保證了在每個第一壓力介質管路30與第二 壓力介質管路32之間的足夠的重疊面積。另外，凸輪軸6、7具有第二支孔42，第二支孔42通入環(huán)狀腔43中，環(huán)狀腔43布 置在凸輪軸6、7的凸輪軸孔44與中心螺栓22之間。環(huán)狀腔43通到從動元件14的中心孔 22a中，并且通過第三壓力介質管路45與第二壓力室26b相連通。在內燃機1運行期間，壓力介質流朝向壓力室^a、26b或從壓力室中出 來的過程借助控制閥46來控制?？刂崎y46具有流入接口 P、流出接口 T和兩個工作接口 A、B。通過流入接口 P，壓力介質從壓力介質泵47輸送給控制閥46，而流出接口 T與壓 力介質儲備件48連接。第一工作接口 A與第一支孔35相連通，第二工作接口 B與第二支 孔42相連通?？刂崎y46可占據三個控制位置。在第一控制位置中，輸入接口 P與第二工作接口 B連接，并且第一工作接口 A與輸出接口 T連接。因此，壓力介質從壓力介質泵47通過第二 支孔42、環(huán)狀腔43和第三壓力介質管路45到達第二壓力室^b。同時，壓力介質從第一壓 力室^a通過第二壓力介質管路32、開口 31、33、第一壓力介質管路30、第一支孔35以及控 制閥46的第一工作接口 A導出至壓力介質儲備件48。因此，第二壓力室^b以第一壓力室 26a為代價來擴張，由此，從動元件14在圖3的圖示中相對于驅動元件12逆時針地扭轉。在第二控制位置中，工作接口 A、B都不與輸入接口 P或輸出接口 T連接。在這種 情況下，壓力室中的壓力得以維持，由此，從動元件14相對于驅動元件12在周向 上的相位被恒定地保持。
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在第三控制位置中，輸入接口 P與第一工作接口 A連接，并且第二工作接口 B與輸 出接口 T連接。因此，壓力介質從壓力介質泵47通過控制閥46、第一支孔35、第一壓力介 質管路30、開口 31、33以及第二壓力介質管路32到達第一壓力室沈^同時，壓力介質從 第二壓力室26b通過第三壓力介質管路45、環(huán)狀腔43、第一支孔35以及控制閥46的第二 工作接口 B導出至壓力介質儲備件48。因此，第一壓力室^a以第二壓力室^b為代價來 擴張，由此，從動元件14在圖3的圖示中相對于驅動元件12順時針地扭轉。附圖標記
1內燃機
2曲軸
3活塞
4氣缸
5牽引機構傳動件
6進氣凸輪軸
7排氣凸輪軸
8凸輪
9進氣換氣閥
10排氣換氣閥
11裝置
12驅動元件
13殼體
14從動元件
15側蓋
16側蓋
17轂元件
18翼板
19圓周壁
20突起
20a支承面
21鏈輪
22中心螺栓
22a中心孔
24壓力腔
25定心止口
26a第一壓力室
26b第二壓力室
27凹陷部
28形狀鎖合元件
29對應形狀鎖合元件
30第一壓力介質管路
31第--開口
32第二二壓力介質管路
33第二二開口
34槽
35第--支孔
36凸輪軸的軸向側面
37從動元件的軸向側面
38漏斗形擴大部
42第二二支孔
43環(huán)狀腔
44凸輪軸孔
45第三三壓力介質管路
46控制閥
47壓力介質泵
48壓力介質儲備件
A第--工作接口
B第二二工作接口
P輸入接口
T輸出接口
權利要求
1.用于對內燃機(1)的換氣閥(9、10)的配氣相位進行可變調整的裝置(11)，具有 -驅動元件(12)、從動元件(14)和凸輪軸(6,7),-其中，所述驅動元件(12)能被送入與所述內燃機⑴的曲軸(2)的驅動連接中， -其中，所述從動元件(14)與所述凸輪軸(6、7)抗相對轉動地連接，并且以相對于所述 驅動元件(1 能樞轉的方式布置，-其中，所述凸輪軸(6、7)的軸向側面(36)抵靠在所述從動元件(14)的軸向側面(37)上，-其中，在彼此相鄰而置的所述軸向側面(36、37)之一上，設置有形狀鎖合元件(觀)， 用于將所述從動元件(14)在所述凸輪軸(6、7)上關于所述凸輪軸(6、7)的周向對齊，所述 形狀鎖合元件08)嵌接到另一構件的對應形狀鎖合元件09)中，-其特征在于，所述形狀鎖合元件08)及所述對應形狀鎖合元件09)與相應構件 (14、6、7) 一體式地構造。
2.按照權利要求1所述的裝置(11)，其特征在于，所述形狀鎖合元件08)構造為在所 述側面(36、37)之一上的軸向突起。
3.按照權利要求1所述的裝置(11)，其特征在于，所述從動元件(14)具有用于接納所 述凸輪軸(6,7)的定心止口 (25) 0
4.按照權利要求3所述的裝置(11)，其特征在于，所述形狀鎖合元件08)構造為在所 述定心止口 05)上的徑向凸部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對內燃機(1)的換氣閥(9、10)的配氣相位進行可變調整的裝置(11)，具有驅動元件(12)、從動元件(14)和凸輪軸(6、7)，其中，驅動元件(12)能被送入與內燃機(1)的曲軸(2)的驅動連接中，其中，從動元件(14)與凸輪軸(6、7)抗相對轉動地連接，并且以相對于驅動元件(12)能樞轉的方式布置，其中，凸輪軸(6、7)的軸向側面(36)抵靠在從動元件(14)的軸向側面(37)上，其中，在彼此相鄰而置的軸向側面(26、27)之一上，設置有形狀鎖合元件(28)，用于將從動元件(14)在凸輪軸(6、7)上關于凸輪軸(6、7)的周向對齊，該形狀鎖合元件(28)嵌接到另一構件的對應形狀鎖合元件(29)中。
文檔編號F01L1/344GK102089502SQ200980127279
公開日2011年6月8日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2008年7月12日
發(fā)明者艾哈邁德·德內里 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司