CN101555812A - 用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可变地调节内燃机(1)换气阀(9a，9b)的控制时间的装置(10)，其具有驱动元件(22)、输出元件(23)和至少一个侧盖(24)，其中所述驱动元件(22)能够与内燃机(1)的曲轴(2)进行驱动连接，其中所述输出元件(23)能够与内燃机(1)的凸轮轴(6，7)形成驱动连接并且相对于驱动元件(22)可摆动地进行布置，其中所述侧盖(24)轴向界限所述输出元件(23)和/或驱动元件(22)并且借助于至少一个固定元件(32)不可旋转地与驱动元件(22)或输出元件(23)连接，其中所述侧盖(24)具有密封盖(35)和至少一个配对元件(34)，其中所述密封盖(35)至少部分地包括金属材料并且具有至少一个开口(33)，并且所述固定元件(32)至少部分地穿过所述开口(33)并且该密封盖与固定元件(32)一起作用，从而能够在侧盖(24)和输出元件(23)或驱动元件(22)之间形成不可旋转的连接。

Description

用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置
技术领域
本发明涉及一种用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置，该装置具有驱动元件、输出元件和至少一个侧盖，其中该驱动元件能够与内燃机的曲轴形成驱动连接，其中该输出元件能够与内燃机的凸轮轴形成驱动连接并且相对于驱动元件可摆动地进行布置，其中所述侧盖轴向界限所述输出元件和/或驱动元件并且借助于至少一个固定元件不可旋转地与驱动元件或输出元件连接，其中所述侧盖具有密封盖和至少一个配对元件，该密封盖至少部分地包括金属材料并且具有至少一个开口，并且所述固定元件至少部分地穿过所述开口并且该密封盖与固定元件一起作用，从而能够在侧盖和输出元件或驱动元件之间形成不可旋转的连接。此外，本发明涉及用于制造所述可变地调节换气阀的控制时间的装置的侧盖的方法，该侧盖具有密封盖和至少一个与密封盖分开制造的配对元件。
背景技术
在现代的内燃机中使用用于可变地调节换气阀的控制时间的装置，以便能够在确定的角度范围内、即在最大的前位置和最大的后位置之间可变地形成曲轴和凸轮轴之间的相对相位。为此目的，将所述装置集成到传动系中，通过该传动系将扭矩从曲轴传递到凸轮轴上。该传动系例如能够作为皮带传动装置、链传动装置或齿轮传动装置实现。
这种装置例如从EP 0 806 550 B1中公开。该装置包括相对于驱动元件可旋转地布置的输出元件，其中所述驱动元件与曲轴进行驱动连接，并且所述输出元件不可旋转地与凸轮轴连接。该装置沿轴向通过各个侧盖限制。在此，多个螺栓穿过侧盖和驱动元件。在另外的侧盖上为每个螺栓设置更大厚度的区域，在该区域中构造螺纹，所述螺栓拧入该螺纹中。所述输出元件、驱动元件和两个侧盖限制了多个压力室，其中每个压力室借助于叶片分成两个相互作用的压力腔。通过将压力介质输入压力腔或者说将压力介质从压力腔中输出，在压力室内部移动叶片，由此引起输出元件相对于驱动元件的有针对性的扭转并且由此引起凸轮轴相对于曲轴的有针对性的扭转。
该实施方式的缺点是带有螺纹的侧盖的复杂的结构。在侧盖上设置更大厚度的区域，以便给螺纹连接所需要的强度。由此，一方面提高了所述装置的重量。此外，还将侧盖构造为增加成本的烧结结构部件。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置，其中确保功能地、使重量和成本最优化地将侧盖固定在所述装置上。
按本发明，该任务通过以下方法得到解决，即所述配对元件与密封盖分开地进行构造并且与该密封盖传力配合、形状配合或材料配合地进行连接。所述侧盖在该实施方式中构造成多部件的，其中所述配对元件与原本的侧盖分开地进行制造并且随后才装配在该侧盖上。所述侧盖主要用于沿轴向密封所述压力腔。通过分开制造所述密封盖或者说侧盖和配对元件，能够将密封盖的结构减少到其原本的状态，例如构造成简单的薄壁的结构部件。这能够廉价地例如通过从金属板中冲出合适的厚度或通过深冲方法实现。在此，能够考虑钢板以及由轻金属例如铝、镁或类似金属制成的金属板。所述固定元件例如能够是螺栓。在这种情况下，所述配对元件构造成螺纹载体，例如螺母，其中所述螺栓的螺纹段与该螺母的螺纹段拧紧。作为替代方案，所述固定元件例如能够构造成销栓。在这种情况下，该配对元件能够构造成环形体。所述销栓分别啮合到环形体中并且与之焊接。在该实施方式中，所述侧盖能够由轻结构材料、例如合成材料、铝或类似材料制成。在该实施方式中，只有固定元件和配对元件必须由可焊接的材料、例如钢制成。由此能够显著减少所述装置的重量。另一种方案是，通过固定元件和配对元件实现夹紧连接。
在一种实施方式中，所述密封盖由轻金属材料制成，在该实施方式中，所述配对元件能够由与啮合在其中的固定元件相同的材料制成。由此防止所述连接在操作期间由于不同的热膨胀系数而松开，其中通过使用轻结构材料同时降低所述装置的重量。由此能够同时避免腐蚀问题，因为实现了相同材料的结构部件之间的固定。此外，所述固定元件和配对元件能够由合适的牢固的材料制成，使得所述连接、例如螺纹连接的螺纹具有所需要的稳定性，而所述侧盖则由轻结构材料制成。
在本发明的改进方案中，所述配对元件具有轴向的突起，该突起的自由端部啮合到相应的开口中，其中所述突起的外直径至少在某个区域内配合所述开口的内直径并且小于剩余的配对元件的外直径。在这种情况下，所述突起用作定心带，该定心带在装配在开口中时确定并且固定所述配对元件的位置。在此，所述配对元件能够具有轴向止挡，该轴向止挡在配对元件装配好时靠在密封盖的轴向的侧面上。通过所述轴向止挡确定所述配对元件的确定的进入深度。所述轴向止挡例如能够构造成环形面。该环形面例如能够设有防转动元件，该防转动元件从环形面沿轴向延伸。在装配中，将防转动元件压入侧盖的轴向的侧面中，由此至少防止所述配对元件关于开口围绕其轴线旋转。
此外，能够在所述开口的侧面和所述突起之间形成传力配合、形状配合和材料配合的连接。
在此，所述配对元件能够借助于所述突起和所述开口的侧面之间的压配合固定在密封盖上。作为替代方案，所述突起能够设有形状配合元件，该形状配合元件啮合到所述开口的侧面中。通过形成压配合或者通过将所述突起的区域压到所述开口的壁中，实现所述配对元件的额外的定心、防止所述配对元件在装配期间的旋转和失败。
在另一种具体实施方式中，所述侧盖与输出元件以及输出元件分开进行制造。
按本发明，所述任务通过一种制造用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置的侧盖的方法得到解决，所述侧盖具有密封盖和至少一个与密封盖分开制造的配对元件，所述方法具有以下方法步骤：
-制造包含金属材料的密封盖，
-在密封盖上构造至少一个开口，
-制造配对元件，
-在所述开口上定位配对元件，以及
-在密封盖和配对元件之间形成材料配合连接。
在作为替代方案的实施方式中，按本发明所述任务通过一种制造用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置的侧盖的方法得到解决，所述侧盖具有密封盖和至少一个与密封盖分开制造的配对元件，该配对元件具有突起，所述方法具有以下方法步骤：
-制造包含金属材料的密封盖，
-在密封盖上构造至少一个开口，
-制造所述配对元件，其中所述配对元件的突起的外轮廓相对于所述密封盖的开口过度地进行构造，
-将所述突起压到所述开口中。
在作为替代方案的实施方式中，按本发明所述任务通过一种制造用于可变地调节内燃机换气阀的控制时间的装置的侧盖的方法得到解决，所述侧盖具有密封盖和至少一个与密封盖分开制造的配对元件，该配对元件具有突起，该方法具有以下方法步骤：
-制造包含金属材料的密封盖，
-在密封盖上构造至少一个开口，
-制造所述配对元件，其中所述配对元件的突起的外轮廓配合所述密封盖的开口，
-将所述突起定位在所述开口中
-将所述配对元件的形状配合元件压到所述密封盖中。
在此，能够在所述突起上构造形状配合元件并且通过将所述突起径向扩张到壁中，将该形状配合元件压入所述开口中。在作为替代方案的实施方式中，所述配对元件具有沿轴向延伸的防转动元件。该防转动元件通过应用轴向的力压到所述密封盖的侧面中。这有利地在包围所述开口的密封盖的范围内实现。
附图说明
本发明的其它特征从下面的描述以及附图中获得，在附图中简易示出了本发明的实施例。其中：
图1仅仅非常示意性地示出了内燃机，
图2示出了用于改变内燃机换气阀的控制时间的装置的按本发明的实施方式的横截面，
图3示出了图2a中的装置沿线IIB-IIB的纵剖图，
图4示出了侧盖的纵剖图，
图5示出了侧盖的透视图，
图6示出了配对元件的透视图，
图7示出了在装配配对元件前图4中的细节Z，
图8示出了在装配配对元件期间图4中的细节Z，
图9示出了按本发明的密封盖的另一种实施方式的图4中的细节Z。
具体实施方式
在图1中描绘了内燃机1，其中示出了汽缸4中的位于曲轴2上的活塞3。该曲轴2在示出的实施方式中分别通过牵引工具传动装置5与进气凸轮轴6或者说排气凸轮轴7连接，其中第一和第二装置10能够用于曲轴2和凸轮轴6，7之间的相对旋转。所述凸轮轴6，7的凸轮8控制一个或多个进气换气阀9a或者说一个或多个排气换气阀9b。同样能够将凸轮轴6，7中的仅仅一个凸轮轴装备有装置10，或者仅仅设置一个凸轮轴6，7，该凸轮轴设有装置10。
图2和3示出了按本发明的装置10的第一实施方式的纵剖面或者说横截面。
该装置10具有驱动元件22和输出元件23。该驱动元件22具有壳体22a和两个侧盖24，25，所述侧盖布置在壳体22a的轴向的侧面上。所述输出元件23构造成叶轮的形式并且具有基本上圆柱形构造的轮毂元件26，在示出的实施方式中五个叶片27从该轮毂元件的外部的圆柱形的侧面沿径向向外延伸。
多个侧壁30从所述壳体22a的外部的圆周壁29径向向内延伸。在示出的实施方式中，该侧壁30与圆周壁29构造成一体的。所述驱动元件22借助于侧壁30的位于径向内部的圆周壁相对于输出元件23可旋转地支承在该输出元件上。
在圆周壁29的外部的侧面上布置了皮带轮21，通过该皮带轮借助于没有示出的皮带传动装置能够将扭矩从曲轴2传递到驱动元件22上。在装配好的状态下，所述输出元件23借助于没有示出的中心螺栓与没有示出的凸轮轴连接。为此，该中心螺栓穿过输出元件23的中心的孔并且与凸轮轴拧紧。
每个侧盖24，25布置在壳体22a的每个轴向的侧面上并且不可旋转地固定在壳体上。为此目的，在每个侧壁30中设置了轴向开口31。此外，在侧盖24，25中分别设置了五个开口33，如此布置这些开口，使得这些开口与轴向开口31对齐。在第一侧盖24的远离驱动元件22的一侧上为每个开口33配设了配对元件34，该配对元件在该实施例中是螺纹载体，其中该螺纹载体的螺纹段37与各个开口33对齐。每个固定元件32(在示出的实施方式中是螺栓)穿过第二侧盖25的开口33、轴向开口31以及第一侧盖24的开口33。在此，该螺栓32的螺纹段啮合到螺纹载体34的螺纹段37中。
在图4，5中示出了在装配到所述装置10上之前的第一侧盖24。该侧盖24包括薄壁的密封盖35，在该密封盖中设置了五个开口33。在装配第一侧盖24期间，为每个开口33分别配设了螺纹载体34。图6示范地示出了螺纹载体34。该螺纹载体在横截面中具有带有突起36的阶梯状的走向。此外，在螺纹载体34的孔的内部设置了螺纹段37。所述突起36的外直径至少在部分区域中配合所述开口33的内直径，并且由此用作定心带，使得螺纹载体34定位在各个开口33上。用作轴向止挡38的环形区域连接到所述突起36上，其中该轴向止挡在螺纹载体34装配好的状态下靠在密封盖35上。该轴向止挡38设有多个防转动元件39，所述防转动元件从环形的表面沿轴向延伸。
图7，8示出了所述螺纹载体34装配在密封盖35上。首先将所述突起36导入开口33中。在此，在螺纹载体34上施加指向轴向的力，该力足以将防转动元件39压到密封盖35的轴向的侧面中。然后，圆锥形的芯轴40啮合到螺纹载体34的孔中，由此沿径向扩张所述突起36的前面的边缘区域。在此，将一个或多个形状配合元件47挤到所述开口33的侧面中，由此在密封盖35和螺纹载体34之间形成额外的形状配合连接。所述形状配合元件47例如能够是所述突起36上的环形的径向带或者径向的压板。
在该实施方式中，借助于通过防转动元件39构成的形状配合连接以及所述突起36的前面区域的另外一种形状配合连接，防止所述螺纹载体34相对于第一侧盖24扭转。同时，所述第二种形状配合连接沿轴向作用，使得所述螺纹载体34保持在所述开口33中。
同样能够考虑没有防转动元件39的实施方式，从而仅仅在所述突起36的扩张的前面的区域和所述开口33的侧面之间形成连接。
在图9中示出了另一种作为替代方案的实施方式。在该实施方式中，所述突起36的外直径略微大于所述开口33的内直径。所述突起36在形成压力连接的情况下压到所述开口33中。在此，能够设置防转动元件39(附图的下面部分)或者放弃该防转动元件(附图的上面部分)。此外，单独制造所述密封盖35和配对元件34。在该密封盖35上构造开口33，其中所述配对元件34的突起36的外轮廓相对于所述密封盖35的开口33过度地构造。然后，将所述突起36在形成压力连接的情况下压到所述开口33中。
作为前面所述的实施方式的补充方案或者其替代方案，能够在所述配对元件34和密封盖35之间设置材料配合连接48。例如能够在所述突起36和所述开口33的侧面之间或者在所述配对元件34和第一侧盖24的轴向侧面之间构造所述材料配合连接48。在后者那种情况下也能够放弃所述突起36。
在这种情况下单独制造所述密封盖35和配对元件34。在该密封盖35上构造所述开口33，其中如果存在所述突起，则该突起36的外轮廓配合所述密封盖35的开口33的侧面。然后，所述配对元件34定位在所述开口33上。如果存在所述突起36，那么将该突起定位在所述开口33中。然后在所述密封盖35和配对元件34之间形成材料配合连接48。在此，所述材料配合连接48例如能够是熔焊、钎焊、粘贴或类似的连接。
在所述装置10内部，分别在两个沿圆周方向邻近的侧壁30之间构造压力室41。每个压力室41沿圆周方向由邻近的侧壁30的基本上径向延伸的对置的界限壁42限制，沿轴向由侧盖24，25限制，径向向内由轮毂元件26限制并且径向向外由圆周壁29限制。所述叶片27伸入各个压力室41中，其中如此构造所述叶片27，使得其不仅靠在所述侧盖24，25上而且靠在所述圆周壁29上。由此，每个叶片27将相应的压力室41分成两个相互作用的压力腔45，46。
所述输出元件23相对于所述驱动元件22能够在确定的角度区域内旋转。通过所述叶片27靠在压力室41的各个相应的界限壁42(前止挡43)上，沿输出元件23的旋转方向界限所述角度区域。类似地，通过所述叶片27靠在压力室41的其它用作后止挡44的界限壁42上，沿另一个旋转方向界限所述角度区域。
通过对一组压力腔45，46加载压力并且对另一组卸载压力，能够改变驱动元件22相对于输出元件23的相位并且由此改变凸轮轴相对于曲轴的相位。通过对两组压力腔45，46加载压力，能够恒定地保持该相位。
附图标记列表
1    内燃机
2    曲轴
3      活塞
4      汽缸
5      牵引工具传动装置
6      进气凸轮轴
7      排气凸轮轴
8      凸轮
9a     进气换气阀
9b     排气换气阀
10     装置
21     皮带轮
22     驱动元件
22a    壳体
23     输出元件
24     侧盖
25     侧盖
26     轮毂元件
27     叶片
28    -
29    圆周壁
30    侧壁
31    轴向开口
32    固定元件/螺栓
33    开口
34    配对元件/螺纹载体
35    密封盖
36    突起
37    螺纹段
38    轴向止挡
39    防转动元件
40    芯轴
41    压力室
42    界限壁
43    前止挡
44    后止挡
45    第一压力腔
46    第二压力腔
47    形状配合元件
48    材料配合连接

Claims (13)

1.用于可变地调节内燃机(1)换气阀(9a，9b)的控制时间的装置(10)，其具有
-驱动元件(22)、输出元件(23)和至少一个侧盖(24)，
-其中所述驱动元件(22)能够与内燃机(1)的曲轴(2)进行驱动连接，
-其中所述输出元件(23)能够与内燃机(1)的凸轮轴(6，7)形成驱动连接并且相对于驱动元件(22)可摆动地进行布置，
-其中所述侧盖(24)轴向界限所述输出元件(23)和/或驱动元件(22)并且借助于至少一个固定元件(32)不可旋转地与驱动元件(22)或输出元件(23)连接，
-其中所述侧盖(24)具有密封盖(35)和至少一个配对元件(34)，
-其中所述密封盖(35)至少部分地包括金属材料并且具有至少一个开口(33)，并且
-所述固定元件(32)至少部分地穿过所述开口(33)并且所述密封盖与固定元件(32)一起作用，从而能够在侧盖(24)和输出元件(23)或驱动元件(22)之间形成不可旋转的连接，
-其特征在于，所述配对元件(34)与所述密封盖(35)分开地进行构造并且与该密封盖传力配合、形状配合或材料配合地连接。
2.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述配对元件(34)具有轴向的突起(36)，该突起的自由端部啮合到相应的开口(33)中，其中该突起(36)的外直径至少在某个区域中配合所述开口(33)的内直径并且小于剩余的配对元件(34)的外直径。
3.按权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，所述配对元件(34)具有轴向止挡(38)，该轴向止挡在配对元件(34)装配好时靠在所述密封盖(35)的轴向的侧面上。
4.按权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，在所述开口(33)的侧面和所述突起(36)之间形成传力配合、形状配合或材料配合的连接。
5.按权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，所述配对元件(34)借助于所述突起(36)和所述开口(33)的侧面之间的压配合固定在所述密封盖(35)上。
6.按权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，所述突起(36)设有形状配合元件(47)，该形状配合元件啮合到所述开口(33)的侧面中。
7.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述侧盖(24)与所述输出元件(23)以及输出元件(22)分开进行制造。
8.按权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述轴向止挡(38)构造成环形面。
9.按权利要求8所述的装置(10)，其特征在于，所述环形面设有防转动元件(39)，该防转动元件从环形面沿轴向延伸。
10.按权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述配对元件(34)至少部分地布置在所述密封盖(35)的远离输出元件(23)或驱动元件(22)的一侧上。
11.制造用于可变地调节内燃机(1)换气阀(9a，9b)的控制时间的装置(10)的侧盖(24)的方法，所述侧盖具有密封盖(35)和至少一个与密封盖(35)分开制造的配对元件(34)，所述方法具有以下方法步骤：
-制造包含金属材料的密封盖(35)，
-在密封盖(35)上构造至少一个开口(33)，
-制造配对元件(34)，
-在所述开口(33)上定位配对元件(34)，以及
-在密封盖(35)和配对元件(34)之间形成材料配合连接(48)。
12.制造用于可变地调节内燃机(1)换气阀(9a，9b)的控制时间的装置(10)的侧盖(24)的方法，所述侧盖具有密封盖(35)和至少一个与密封盖(35)分开制造的配对元件(34)，该配对元件具有突起(36)，所述方法具有以下方法步骤：
-制造包含金属材料的密封盖(35)，
-在密封盖(35)上构造至少一个开口(33)，
-制造所述配对元件(34)，其中所述配对元件(34)的突起(36)的外轮廓相对于所述密封盖(35)的开口(33)过度地进行构造，
-将所述突起(36)压到所述开口(33)中。
13.制造用于可变地调节内燃机(1)换气阀(9a，9b)的控制时间的装置(10)的侧盖(35)的方法，所述侧盖具有密封盖(35)和至少一个与密封盖(35)分开制造的配对元件(34)，该配对元件具有突起(36)，所述方法具有以下方法步骤：
-制造包含金属材料的密封盖(35)，
-在密封盖(35)上构造至少一个开口(33)，
-制造所述配对元件(34)，其中所述配对元件(34)的突起(36)的外轮廓配合所述密封盖(35)的开口(33)，
-将所述突起(36)定位在所述开口(33)中，
-将所述配对元件(34)的形状配合元件(47)压到所述密封盖(35)中。
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