专利名称：用于改变内燃机的换气阀的配气相位的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于改变内燃机的换气阀的配气相位的装置，其包括定子和容纳于定子中的转子，转子可通过压力介质而在周向上相对于定子被移调，其中，转子可以与凸轮轴连接；还有前部盖板和后部盖板，定子和转子容纳在前部盖板与后部盖板之间，其中，后部盖板设置有可与曲轴连接的驱动轮；以及用于使转子相对于定子转动的扭转弹簧。由DE102009005114A1公开了一种具有相同结构的凸轮轴调整装置。
背景技术：
在现代内燃机中，使用用于改变换气阀的配气相位的装置，以便能够在最大早位置与最大迟位置之间在限定的角度范围中可变地构建曲轴与凸轮轴之间的相位关系。为此目的，该装置被集成到驱动系中，通过驱动系将转矩从曲轴传递到凸轮轴上。驱动系例如可以实现为皮带传动件、链条传动件或齿轮传动件。这种装置通常包括从动元件(转子)，该从 动元件相对于驱动元件(定子)可转动地布置，其中，定子与曲轴保持驱动连接并且转子抗相对转动地与凸轮轴连接。根据DE102009005114A1，定子和转子的同中心布置方案在轴向上通过两个盖板来限定边界。定子、转子和两个盖板对多个压力腔限定边界，其中，压力腔中的每个借助翼板被划分成两个相互作用的压力室。通过压力介质输送至压力室或从压力室导出压力介质，翼板在压力腔内被推移，由此，使得转子相对于定子有针对性的转动并且因此使得凸轮轴相对于曲轴有针对性的转动。为了将转子相对于定子又推移回到静止位置或初始位置中，有时也应用弹簧。通常使用扁平的螺旋扭转弹簧，螺旋扭转弹簧典型地借助销或螺栓固定在转子和定子上。为了在运行期间使弹簧并不从所设置的保持件中弹出，设置有弹簧盖，以用于固定弹簧。在DE102009005114A1中，弹簧布置在弹簧盖与前部盖板之间，其中，多个螺栓贯穿弹簧盖、前部盖板、定子和后部盖板。弹簧盖视成本和功能而定地主要由钢片或铜制造。为了能够实现其任务，特别重要的是，在出现运行负荷时弹簧盖并不从该装置中松脱。
发明内容
本发明所基于的任务是实现了将弹簧盖简单而且可靠地装配在用于改变换气阀的配气相位的装置上。该任务根据本发明通过用于改变内燃机的换气阀的配气相位的装置来解决，该装置包括定子和容纳定子中的转子，转子可通过压力介质而在周向上相对于定子被移调，其中，转子可以与凸轮轴连接，该装置还包括前部盖板和后部盖板，定子和转子容纳在前部盖板与后部盖板之间，其中，后部盖板设有可与曲轴连接的驱动轮；以及用于使转子相对于定子转动的扭转弹簧，其中，弹簧布置在后部盖板与弹簧盖之间，并且其中，弹簧盖在端侧固定在驱动轮上。本发明基于如下考量，即通过弹簧盖与驱动轮的端侧(更确切地说是与朝着弹簧盖的端侧)形状配合的连接保证了将弹簧盖简单地固定在该装置上。优选朝着凸轮轴并且凸轮轴自其中轴向延伸的盖板称作后部盖板。在此情况下，驱动轮例如是皮带轮、链条轮或齿轮，并且与后部盖板在一平面中。在径向上比该装置的其他部件延伸得更远的驱动轮足够地提供了在其上装配弹簧盖的面积。在此情况下，优点是，有赖于端侧的连接，弹簧盖的尺寸被调整到用于包围弹簧的最小值上。此外，不需要的是在结构上改变驱动轮，例如将驱动轮相对于后部盖板轴向推移以便在周侧上形成固定面。同样，不需要改变该装置的其他部件的结构和布置。弹簧盖的固定与盖板在定子上的固定无关地进行，并且以简单的方式在单独的步骤中执行。弹簧尤其直接布置在后部盖板或驱动轮与弹簧盖之间。在此情况下，弹簧盖大致锅状地构造，从而弹簧盖沿轴向在一侧对弹簧限定边界，并且在周向上包围弹簧。在驱动轮上以及在弹簧盖上设置有彼此相对应的固定元件，该固定元件相互套嵌并且因此在弹簧盖与驱动轮之间建立起形状配合的连接。固定元件仅设置用于固定弹簧盖，并且与相应的要求相匹配。优选的是，在弹簧盖上设置有卡锁元件，以及在驱动轮上设置有用于卡锁元件的容纳部，借助卡锁元件在弹簧盖与驱动轮之间建立起卡扣连接。卡扣连接在此通过如下方 式建立，即卡锁元件从内向外即从驱动轮的朝着凸轮轴的侧引导至背离凸轮轴的侧，使得卡锁元件在外侧卡位。卡扣连接提供了一系列的优点，例如有卡锁元件尤其是与弹簧盖一体式地在同一制造步骤中构造，并且卡锁元件具有比较简单的几何结构，其中，不需要其他固定元件如粘合剂、溶解剂、焊接或特殊机构。与弹簧盖上的卡锁元件相对应地，在驱动轮上设置有容纳部，容纳部优选构造为长孔。长孔尤其是遵循圆弧形状，可替选地也可以直线式地构造。长孔的长处在于其特别简单的形状和制造方案。容纳部按长孔类型构造能够实现卡锁元件的细长形状，使得由卡锁元件吸收的负荷在较大的面积之上分布。根据一个优选的扩展方案，卡锁元件包括径向卡位钩，用于与驱动轮径向嵌接。所卡位的径向卡位钩尤其是关于长孔沿径向向外延伸，使得在径向外部边沿被径向卡位钩叠盖。为了在装配时不使径向卡位够折断，卡位钩有利地以直至最大Irnm来叠盖容纳部的轮廓。径向卡位钩的大小进而还有长孔被叠盖的轮廓的大小在此依赖于弹簧盖的大小、弹簧力的大小以及卡锁元件的数目而变化。根据一个优选的扩展方案，卡锁元件包括切向卡位钩，用于与驱动轮在周向上嵌接。在使用该卡锁元件时，弹簧盖承受范围从-40°C到+130°C的温度。由于弹簧盖在较高温度范围中的热膨胀，对于抵靠到长孔的边缘上的径向卡位钩而言，可能发生变形。在冷状态中在弹簧盖又收缩之后在此存在弹簧盖在径向上不再卡位的危险。该危险以如下方式得到抑制，即切向卡位钩使得弹簧盖在周向上被止动，并且因此防止弹簧盖松脱。优选地，径向卡位钩大于切向卡位钩，尤其是比切向卡位钩大两倍到五倍。在此情况下，径向卡位钩相比于切向卡位钩更为坚固地构造并且承受主要负荷。这意味着由弹簧弓I入弹簧盖中的力首先被径向卡位钩吸收。切向卡位钩主要用于在冷运行中进行附加地保险，从而即使在径向卡位钩变形时弹簧盖也不与驱动轮松脱。就该装置的特别可靠的运行而言，在弹簧盖上优选设置有抗转动销，抗转动销防止弹簧盖相对于驱动轮的转动。抗转动销优选与卡锁元件邻接地布置并且沿轴向延伸，使得卡锁元件还有抗转动销被引入到驱动轮上的长孔中。通过抗转动销挡靠到长孔的边缘上，抗转动销防止盖板在周向上发生相对转动。
根据优选的变型方案，每个径向卡位钩布置在切向卡位钩与抗转动销之间。在所有引入长孔中的元件中具有最大体积的径向卡位钩在此情况下几乎完全沿着长孔的纵向侧延伸，并且在后部嵌接长孔的边缘。在径向卡位钩的其中一个侧上布置有切向卡位钩，以及在另一侧上布置有抗转动销，该抗转动销嵌接到长孔的半圆形窄侧中，并且通过抗转动销与长孔的轮廓的相互作用来满足其功能。由于在每个长孔中仅容纳一个抗转动销(该抗转动销仅仅挡靠在长孔的一侧上)，所以通过抗转动销仅在一个方向上预防了弹簧盖相对于驱动轮的转动。为了保证在两个方向上防止转动，各两个抗转动销有利地绕径向轴线关于径向卡位钩镜像对称地布置。卡锁元件尤其是分成两个一组，并且在两个这样的卡锁元件的侧向上布置有各一个抗转动销，其中，其中一个抗转动销定位在相应的卡锁元件左侧，以及另外那个抗转动销定位在相应的卡锁元件右侧。通过抗转动销相对于卡锁元件镜像对称的布置方案，保证了不仅在顺时针抗转动，而且逆时针抗转动。出于重量和制造技术原因，弹簧盖适当地由塑料构成。塑料是非常轻质的材料，塑料此外能够特别容易变形。通过使用塑料还可以将卡锁元件与弹簧盖一体式地构造。可替 选地，弹簧盖尤其是由金属的片材制成。
本发明的实施例借助附图更为详细地予以阐述。其中图I以前视图示出用于改变未详细示出的内燃机的换气阀的配气相位的装置，图2示出根据图I的截面I的放大图，图3示出根据图2的平面II在轴向方向上的纵截面，以及图4示出根据图2的平面III的横截面。
具体实施例方式在不同的附图中相同的附图标记具有相同意义。在图I中示出用于改变内燃机的换气阀的配气相位的装置I。该装置I设置用于装配在未示出的凸轮轴上。凸轮轴在此在轴向方向上向内延伸，即垂直于图画平面向内延伸，从而在图I中示出装置I的前侧或外侧。该装置I主要包括定子3 (参见图3)、转子5以及前部盖板7和后部盖板9。作为驱动元件的定子3与未详细示出的曲轴连接并且绕作为从动元件的转子5同中心地布置。转子5抗相对转动地与凸轮轴连接，并且关于定子5可枢转地布置。定子5和转子被容纳在前部盖板7与后部盖板9之间。借助螺栓10将两个盖元件7、9拧合在定子3上。在转子5与定子3之间形成未示出的压力腔，该压力腔在轴向上通过盖板7、9限定边界。借助转子5的同样在此未示出的翼板，将压力腔划分成两个相互作用的压力室。为了使转子5相对于定子3发生角度推移，将压力介质(例如油)导入压力室中。前部盖板7构造为密封盖并且用于轴向密封压力腔。后部盖板9同样具有密封功能，该后部盖板9在周侧上还设有驱动轮(在此为皮带轮11 )，该驱动轮可以与曲轴连接。皮带轮与作为后部盖板9处在同样的平面中并且因此表现为后部盖板9的径向延长部。
如从图3中可看到的那样，在轴向方向A上在后部盖板9后方设置有弹簧13，该弹簧13将转子5引导回到静止位置或初始位置中。弹簧13定位在后部盖板9与弹簧盖15之间，弹簧盖15在图3和图4中示出。弹簧盖15对弹簧13沿轴向向后限定边界，并且还在周侧上包围弹簧13。弹簧盖15在所示的实施例中由塑料制成，然而也可以由金属构成。通过使用塑料可以更为简单地实现所期望的几何形状。弹簧盖15通过卡锁元件17形状配合地固定在皮带轮11的端侧上。为了容纳卡锁元件17，在皮带轮11上构造有多个长孔状的容纳部19。卡锁元件17在所示的实施例中各包括径向卡位钩21以及切向卡位钩23。径向卡位钩21与长孔19的径向外部纵向侧嵌接。切向卡位钩23布置在径向卡位钩21的侧向上，并且具有基本上对应于长孔19宽度的览度。如尤其从图2中的一部分的放大图可看到的那样，径向卡位钩21相比于切向卡位钩23更坚固地构造。在所示的实施例中，径向卡位钩21为切向卡位钩23大约三倍并且承受主要负荷。当弹簧盖15在运行期间在提高的温度的情况下膨胀时，可能出现的是径向卡位钩21变形并且在冷却之后当弹簧盖15又收缩时径向卡位钩21不再卡位。在此情况 下，在周向U上作用的切向卡位钩21防止了弹簧盖15与皮带轮11松脱。为了在装配时不使径向卡位钩21折断，卡位钩21为此构造为对长孔19的轮廓的叠盖部限制为最大1mm。此外，在弹簧盖15上构造有抗转动销25，抗转动销25布置在卡锁元件17的区域中并且同样在轴向方向A上引导穿过长孔19。在此，每个径向卡位钩21定位在切向卡位钩23与抗转动销25之间。通过抗转动销25挡靠到长孔19的壁部上，抗转动销25防止了弹簧盖15相对于皮带轮11的转动。与抗转动销25相对照地，切向卡位钩23并不抵靠到长孔19的壁部上，并且切向卡位钩23相比于径向卡位钩21以稍小的程度遮盖长孔19。为了防止针弹簧盖15不仅顺时针而且逆时的转动，需要至少两个抗转动销25，抗转动销25在相反的方向上起作用。出于此原因，在弹簧盖15上设置有带抗转动销25的数目为偶数的卡锁元件17，或在皮带轮11上设置有数目为偶数的长孔19，其中，各两个这样的卡扣连接件在空间上彼此相近地定位，并且绕径向轴线R镜像对称地布置。该布置方案在图I中示出。这样的两个抗转动销25的组中的一个在此在顺时针方向上起作用，而另外那个抗转动销25在逆时针方向上作用。也可行的是，在两个彼此分组的卡扣连接件中，切向卡位钩23的位置与抗转动销25的位置交换。在此情况下，抗转动销25更靠近径向轴线R地布置，其中，尽管如此，抗转动销25仍在相反的方向上起作用，并且进而可靠地防止弹簧盖15发生相对转动。附图标记列表I 装置3 定子5 转子7 前部盖板9 后部盖板10 螺栓11 皮带轮13 弹簧
15弹簧盖17卡锁元件19长孔21径向卡位钩23切向卡位钩25抗转动销A轴向方向 R轴线U周向
权利要求
1.用于改变内燃机的换气阀的配气相位的装置(1)，包括 -定子(3)和容纳于所述定子(3)中的转子(5)，所述转子(5)能够由压力介质在周向(U)上相对于所述定子(3)进行移调，其中，所述转子(5)能够与凸轮轴连接， -前部盖板(7)和后部盖板(9)，在所述前部盖板(7)与所述后部盖板(9)之间容纳所述定子(3)和所述转子(5)，其中，所述后部盖板(9)设有能够与曲轴连接的驱动轮(11)， -用于使所述转子(5)相对于所述定子(3)转动的弹簧(13)， 其特征在于，所述弹簧(13)设置在所述后部盖板(9)与弹簧盖(15)之间，其中，所述弹簧盖(15 )在端侧固定在所述驱动轮(11)上。
2.根据权利要求I所述的装置(I)，其特征在于，在所述弹簧盖(15)上设置有卡锁元件(17)，以及在所述驱动轮(11)上设置有用于所述卡锁元件(17)的容纳部(19)。
3.根据权利要求I或2所述的装置(I),其特征在于，所述容纳部(19)构造为长孔。
4.根据权利要求2或3所述的装置(I)，其特征在于，所述卡锁元件(17)包括用于在径向上嵌接所述驱动轮(11)的径向卡位钩(21)。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，所述径向卡位钩(21)叠盖所述容纳部(19)的轮廓最多1mm。
6.根据权利要求2至5之一所述的装置(I)，其特征在于，所述卡锁元件(17)包括用于在周向上嵌接所述驱动轮(11)的切向卡位钩(23 )。
7.根据权利要求4和权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述径向卡位钩(21)大于所述切向卡位钩(23 )，尤其是比所述切向卡位钩(23 )大两倍至五倍。
8.根据上述权利要求之一所述的装置(I)，其特征在于，在所述弹簧盖(13)上设置有抗转动销(25)。
9.根据权利要求2和权利要求8所述的装置(I)，其特征在于，所述抗转动销(25)与所述卡锁元件(17)邻接。
10.根据权利要求4、6和9所述的装置(1)，其特征在于，每个径向卡位钩(21)被定位在切向卡位钩(23 )与抗转动销(25 )之间。
11.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征在于，每两个抗转动销(25)绕径向轴线(R)关于所述径向卡位钩(21)镜像对称。
12.根据上述权利要求之一所述的装置(1)，其特征在于，所述弹簧盖(15)由塑料制成。
全文摘要
用于改变内燃机的换气阀的配气相位的装置(1)，包括定子(3)和容纳于定子(3)中的转子(5)。转子(5)能够与凸轮轴连接，并且能通过压力介质在周向(U)上相对于定子(3)被移调。该装置(1)还包括前部盖板(7)和后部盖板(9)，在前部盖板(7)与后部盖板(9)之间容纳有定子(3)和转子(5)。后部盖板(9)设有能与曲轴连接的驱动轮(11)。用于使转子(5)相对于定子(3)转动的弹簧(13)布置在后部盖板(9)与弹簧盖(15)之间，其中，弹簧盖(15)形状配合地与驱动轮(11)连接，由此，能够实现弹簧盖(15)在该装置(1)上简单的装配。
文档编号F01L1/344GK102741509SQ201180007986
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月12日 优先权日2010年2月1日
发明者克里斯蒂安·伯泽尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司