用于補償軸間距變化的方法以及控制傳動裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于補償閥門控制的內燃機的控制傳動裝置上的軸間距變化的方法，內燃機的至少一個凸輪軸支承在汽缸頭中并且通過正齒輪驅動，其中設有支承在汽缸曲軸箱中的曲軸上的驅動的正齒輪、凸輪軸上的被驅動的正齒輪和至少一個支承在軸頸上的中間齒輪，并且其中控制傳動裝置此外還具有至少一個機構用于平衡由修理工作產生的、曲軸和凸輪軸之間的軸間距變化。對于有針對性地預先給定的軸間距變化而言，在修理時替代原中間齒輪或者替代構成原中間齒輪的組成部分的原齒輪安裝單級或者多級的替換中間齒輪，對替換中間齒輪相對于原輪齒進行修改，從而能夠以確定的尺寸平衡軸間距變化。此外要求保護一種控制傳動裝置，其中中間齒輪由兩個齒輪構造。
【專利說明】用于補償軸間距變化的方法以及控制傳動裝置
發明領域
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的、用于補償閥門控制的內燃機的控制傳動裝置上的軸間距變化的方法以及根據權利要求8的前序部分所述的、用于閥門控制的內燃機的控制傳動裝置。
【背景技術】
[0002]為了即使在轉矩出現變化的情況下也保證傳動裝置安靜運行并且保證內燃機上換氣閥的精確的閥門控制時間，必須保證相互嚙合的正齒輪的確定的齒嚙合比和軸間距，這在內燃機的新狀態下沒有任何問題。在必要時所需的修理或者機器大修時則不同，此時必須后加工例如汽缸頭的密封面和/或汽缸曲軸箱上的相應的平面，由此曲軸和凸輪軸之間的軸間距以及與此關聯的、正齒輪上的齒嚙合比會不利地改變。
[0003]通過AT 001 616 Ul獲知一種控制傳動裝置，其中曲軸上和位于其上的凸輪軸上的正齒輪通過中間齒輪連接，所述中間齒輪支承在位置可變的軸頸上。在此所述軸頸通過兩個搖臂保持，所述搖臂能夠圍繞凸輪軸的轉動軸線和圍繞曲軸的轉動軸線擺轉并且相互形成一角。如果曲軸和凸輪軸之間的轉動軸線的間距例如通過汽缸頭的密封面的磨平(Abplanung)而改變，則中間齒輪的軸頸相應地改變，其中保持所需要的齒嚙合。
【發明內容】
[0004]本發明的任務在于，提出一種用于閥門控制的內燃機的控制傳動裝置上的補償軸間距變化的方法以及用于閥門控制的內燃機的控制傳動裝置，所述方法或者所述控制傳動裝置以魯棒性的構造借助簡單的機構能夠精確地平衡在修理狀態下出現的軸間距變化并且必要時能夠后調整閥門控制時間。
[0005]關于所述方法，該任務通過權利要求1的特征解決。本發明的其他有利的并且特別有針對性的改進方案是由其引出的從屬權利要求的主題。
[0006]根據本發明規定，對于有針對性地預先給定的軸間距變化而言在修理時替代原中間齒輪或者替代構成原中間齒輪的組成部分的原齒輪設置單級的或者多級的替換中間齒輪，相對于原輪齒如此修改所述替換中間齒輪，從而平衡所述軸間距變化。
[0007]通過這兩個措施、即有針對性地磨平例如汽缸頭以及使用平衡了由此產生的精確的軸間距變化的中間齒輪實現了以簡單的機構重新建立精確的齒嚙合比。
[0008]在本發明思想的一種特別簡單的、具體的結構中例如能夠設置僅具有一個中間齒輪的單級的齒輪傳動裝置。替代于此能夠根據另一種特別優選的結構規定，所述原中間齒輪是具有統一的輪齒的、在制造工藝方面可簡單制造的單部的中間齒輪，而替換中間齒輪具有兩個在輪齒方面不同構造的并且優選具有公共軸線的或者沿軸向方向前后布置的齒輪。在此所述一個齒輪通過所述曲軸上的正齒輪被直接或者間接地驅動并且構成第一齒輪級的組成部分，而所述第二齒輪直接或者間接地與優選關于所述曲軸的正齒輪齒輪級錯開的、在所述凸輪軸上的正齒輪嚙合并且構成第二齒輪級的組成部分。通過這種結構能夠以簡單和可靠的方式功能可靠地平衡由修理引起的軸間距變化。
[0009]此外根據一種具體的結構，構成第二齒輪級的組成部分的第二齒輪具有與原中間齒輪的輪齒相同的輪齒，因為在汽缸頭內部的軸間距不變。相反，構成第一齒輪級的組成部分的第一齒輪具有與原中間齒輪的輪齒不同的輪齒，以考慮通過凸緣平面的加工而改變的軸間距。
[0010]根據一種替代的實施方式變體規定，所述原中間齒輪具有兩個在輪齒方面相同構造的并且優選具有公共軸線的或者沿軸向方向前后設置的齒輪，其中所述一個齒輪、即第一齒輪通過所述曲軸上的正齒輪被直接或者間接地驅動并且構成第一齒輪級的組成部分，而所述第二齒輪直接或者間接地與優選關于所述曲軸上的正齒輪齒輪級錯開的、在所述凸輪軸上的正齒輪嚙合并且構成第二齒輪級的組成部分。此外，所述替換中間齒輪是在輪齒方面與所述兩個齒輪之一不同地、尤其與所述第一齒輪不同地構造的齒輪。通過這種結構，同樣能夠以簡單的并且功能可靠的方式可靠地平衡由修理引起的軸間距變化，其中僅須替換所述原齒輪中的一個原齒輪。此外這種結構還實現了在原狀態下將中間齒輪構造為調整齒輪，如其將在后面要詳細說明的那樣。
[0011]中間齒輪的修改基本上能夠以不同的方式執行，就此而言要明確指出，“不同的輪齒”的概念必須非常寬地去解釋并且必須在寬泛的意義上去理解，其包括所有平衡了變化的軸間距的措施，因此不僅限于齒的結構和數量。相應地，根據一種特別優選并且在加工以及制造工藝方面可簡單地實現的實施方式規定，要相互替換的齒輪的不同的輪齒由不同的輪廓移動和/或不同的齒頂圓直徑和/或齒根圓直徑構成，其中優選規定，所述要相互替換的齒輪具有分別相同的齒數。由此能夠以簡單的方式避免控制傳動裝置內的干澀或者磨損增大。
[0012]此外，所述替換中間齒輪的、構成所述第一齒輪級的組成部分的第一齒輪能夠是能夠轉動地支承在所述汽缸頭處的中間齒輪，所述中間齒輪與控制傳動裝置的另一個在曲軸箱側的中間齒輪嚙合。因為修理更頻繁地發生在汽缸頭處，所以在此能夠更簡單地實施修改了的中間齒輪的變換，而曲軸箱側的傳動裝置部分能夠保持不變。
[0013]在本發明的有利的、還明確獨立地并且與所述方法實施方式無關地提出權利要求的改進方案中，所述中間齒輪的齒輪構造成雙部的調整齒輪并且通過兩個沿周向方向能夠相互移動并且能夠可拆卸地相互連接的齒輪構成。如果控制傳動裝置的齒輪的轉動軸線不在同一平面內，這大多在結構上不允許，那么由于在修理情況下的軸間距變化在閥門控制中也會出現不能通過輪齒平衡的控制時間變化，現在其可以通過調整齒輪以簡單的方式校正。在此，所述兩個齒輪例如能夠通過實現了沿周向方向相對移動的長孔連接和/或螺紋連接能夠可拆卸地相互連接。這種結構能夠簡單地制造并且功能可靠地操作。
[0014]在一種結構簡單、安裝有利的布置方案中，中間齒輪或者調整齒輪的兩個齒輪能夠轉動地支承在布置在所述汽缸頭處的軸頸上并且能夠借助多個周向錯開的螺絲相互固定，其中設置在所述齒輪之間的、嵌入到所述軸頸的環形槽中的止動墊片沿軸向方向導引所述軸頸上的中間齒輪或者調整齒輪。
[0015]最后，為了避免零件弄混，修改了的中間齒輪設有可見的標志。
[0016]原中間齒輪優選是具有統一的輪齒的、可簡單制造的單部的中間齒輪。原則上所述替換中間齒輪還能夠尤其經常用作如上所述的雙部的調整齒輪。[0017]關于控制傳動裝置，上述任務通過權利要求8的特征解決。本發明的其他有利的并且特別有針對性的改進方案是由其引出的從屬權利要求的主題。
[0018]根據權利要求8規定，中間齒輪或者所述中間齒輪中的至少一個中間齒輪通過兩個齒輪構造、尤其通過兩個在輪齒方面相同構造的和/或具有公共軸線的或者沿軸向方向前后布置的齒輪構造，其中所述一個齒輪通過所述曲軸上的正齒輪被直接或者間接地驅動并且構成第一齒輪級的組成部分，而所述第二齒輪直接或者間接地與優選關于所述曲軸上的正齒輪齒輪級錯開的、在所述凸輪軸上的正齒輪嚙合并且構成第二齒輪級的組成部分。
[0019]通過這種控制傳動裝置產生的優點類似于上面與根據本發明的方法的評價結合進行的實施方式產生，也就是說，在此以有利的方式僅通過替換所述齒輪中的一個齒輪就能夠功能可靠地平衡由修理引起的軸間距變化。在此所述中間齒輪同樣能夠以簡單的方式構造為雙部的調整齒輪，由此能夠以簡單的方式進行控制時間匹配或者控制時間改變。就此而言也明確地參照上述做出的實施方式。
[0020]此外本發明涉及控制傳動裝置的優選的用途。
[0021]所有結合根據本發明的方法實施方式描述的特征原則上也能夠在根據本發明的控制傳動裝置中應用，反之亦然。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]下面根據粗略的附圖詳細說明本發明的實施例。附圖中:
[0023]圖1示出在原狀態下閥門控制的內燃機的控制傳動裝置的正視圖，具有在曲軸上的正齒輪和兩個中間齒輪，其中一個設計為單部的、兩級的齒輪，所述齒輪輸出到凸輪軸上的正齒輪；
[0024]圖2示出根據圖1的控制傳動裝置的側視圖；
[0025]圖3示出在內燃機的修理狀態下根據圖1的控制傳動裝置的正視圖，其中所述兩級的中間齒輪由雙部的調整齒輪替代；
[0026]圖4示出根據圖3的控制傳動裝置的側視圖；
[0027]圖5示出根據圖3和4的、布置在汽缸頭側的軸頸上的調整齒輪的立體圖，具有兩個能夠相互固定的齒輪和進行軸向導引的止動墊片。
[0028]附圖標記列表
[0029]I控制傳動裝置
[0030]2汽缸頭
[0031]3凸輪軸
[0032]4正齒輪
[0033]5中間齒輪
[0034]6中間齒輪
[0035]7調整齒輪
[0036]7a 齒輪
[0037]7b 齒輪
[0038]7c環形凹槽
[0039]8正齒輪[0040]9汽缸曲軸箱
[0041]10 曲軸
[0042]11密封面
[0043]12 軸頸
[0044]13 軸頸
[0045]l:3a 環形槽
[0046]14固定螺絲
[0047]15 螺絲
[0048]16長孔形凹槽
[0049]17螺紋孔
[0050]18止動墊片
【具體實施方式】
[0051]圖1和2粗略地示出用于閥門控制的內燃機的控制傳動裝置1，具有位于上面的、能夠轉動地支承在汽缸頭2中并且以公知的方式操縱換氣閥的、具有被驅動的正齒輪4的凸輪軸3，所述正齒輪經由在此例如兩個中間齒輪5、6由能夠轉動地支承在內燃機的汽缸曲軸箱9中的曲軸10上的正齒輪8驅動。汽缸頭2在圖示的密封平面11中在中間連接有未示出的汽缸頭密封件的情況下固定在汽缸曲軸箱9上。控制傳動裝置I僅示出到為理解本發明所需要的程度。
[0052]中間齒輪5和6能夠轉動地支承在軸頸12、13上，其中中間齒輪5如所看到的那樣在曲軸箱9上并且中間齒輪6在汽缸頭2上以其軸頸12、13在端側布置在內燃機上。
[0053]控制傳動裝置I如從圖2所看到的那樣由兩級構成，其中第一齒輪級I由曲軸10上的進行驅動的正齒輪8、曲軸箱側的軸頸12上的中間齒輪5以及軸頸13上的兩級的中間齒輪6的一級構成。
[0054]第二齒輪級II由相應寬并且在本實施例中以貫穿并且統一的輪齒構造的中間齒輪6的第二齒輪級以及通過凸輪軸3上的正齒輪4構成。中間齒輪6 (必要時還有中間齒輪5)為調整曲軸10與凸輪軸3的傳動比也可以是分級齒輪。
[0055]曲軸10上的正齒輪8通過中間齒輪5和6以確定的傳動比、例如以傳動比2:1驅動凸輪軸上的正齒輪4。通過將曲軸10和凸輪軸3固定到確定的位置中并且隨后嵌入控制傳動裝置I的齒輪或者中間齒輪5、6，能夠以公知的方式實施閥門控制時間的調整。
[0056]要理解的是，從結構上確定軸的軸間距和中間齒輪的軸頸，以使得在確定的嚙合比的情況下存在安靜運行的、精確的控制傳動裝置I。
[0057]圖3和4示出在內燃機修理或者大修后的控制傳動裝置I，其中汽缸頭2和/或曲軸箱9通過在密封面11上磨平減小了預先固定確定的修理尺寸。
[0058]由此導致，凸輪軸3和中間齒輪6(根據圖1)的轉動軸線的間距相對于曲軸10和中間齒輪5的轉動軸線確定地改變或者縮短了尺寸a。
[0059]為了在接合區域(密封面11)中重新建立符合確定的齒嚙合比，或者由調整齒輪7 (圖3、4)替代汽缸頭側的中間齒輪6，所述調整齒輪7在此例如由兩個齒輪7a和7b組成，它們能夠借助多個螺絲14(在圖4中僅示意示出)相互固定。[0060]在此齒輪級II的、與凸輪軸3的正齒輪4處于嚙合中的齒輪7a具有不變的、常規的輪齒，而齒輪級I的、與曲軸側的中間齒輪5處于嚙合中的齒輪7b在齒數不變的情況下在輪齒中(例如通過輪廓移動和/或關于齒頂圓直徑和/或齒根圓直徑)微小地減小軸間距變化的尺寸a(夸張地示出)，以便重新建立常規的齒嚙合比。由此避免控制傳動裝置I中的干澀(Schwerg如gigkeit)和/或磨損增大。
[0061]圖5以立體圖示出調整齒輪7，其軸頸13在此借助僅例如三個螺絲15在汽缸頭2(未圖示)上固定。
[0062]使調整齒輪7的齒輪7a和7b相互保持的螺絲14貫穿齒輪7a內的長孔形的凹槽16并且與第二齒輪7b內的對應的螺紋孔17共同作用。通過鎖緊螺絲14能夠沿周向方向相互相對調整兩個齒輪7a、7b。
[0063]在兩個軸向直接相鄰的齒輪7a、7b之間嵌入U形的止動墊片18，所述止動墊片徑向在內部嵌入到軸頸13的環形槽13a內，并且徑向在外部在齒輪7a的環形的凹槽7c內保持。
[0064]借助止動墊片18在軸頸13上軸向不可移動地調整兩個齒輪7a、7b并且一旦所述兩個齒輪7a、7b借助螺絲14相互松動地固定就與所述軸頸13構成預裝單元。但是所述止動墊片18不影響調整齒輪7在軸頸13上的可自由轉動性。
[0065]控制傳動裝置I在內燃機的新狀態(圖1和2)下能夠以相應寬度(等于所述兩個齒輪7a、7b)的統一的中間齒輪6實現。閥門控制時間在結構上通過確定地安裝全部齒輪4、5、6和8預先給定，其中正齒輪4和8相對于凸輪軸3并且相對于曲軸10精確固定。
[0066]在通過對密封面11確定地磨平預先固定確定的尺寸a來修理或者大修內燃機時，要么由調整齒輪7如圖3和4所述的那樣替換中間齒輪6，其中相應修改地構造齒輪7b。
[0067]替代方案是，控制傳動裝置I還能夠從一開始、也就是在原狀態或者基本狀態下就已經具有汽缸頭側的中間齒輪7作為調整齒輪。則全部齒輪4、5、7和8在螺絲14鎖緊的情況下都安裝在調整齒輪7上，其中曲軸10和凸輪軸3借助在齒輪4和8上設置的標記或者在使用調整教導的情況下以確定的轉動角位置相互相對(例如在汽缸I的活塞的OT位置)固定。最后擰緊調整齒輪7的螺絲14。調整齒輪7的齒輪7a和7b在此以原輪齒相同地或者常規地實現。
[0068]在修理的情況下在已經存在這種具有常規的輪齒的、構造為調整齒輪的中間齒輪7的情況下，齒輪7b又如上述修改的齒輪7b替換。為避免弄混，所述修改過的齒輪7b具有可見的標志。
[0069]本發明不限于所示出的控制傳動裝置I的實施例。在一種最簡單的實施方式中也可以設置僅具有一個中間齒輪6或7或者必要時具有兩個中間齒輪5和6或7的單級的齒輪傳動裝置。必要時一個或者兩個中間齒輪5和6或者5和7可以以兩級并且分級的方式實現，相應地，曲軸上的正齒輪8和凸輪軸上的正齒輪4相應軸向錯開，以在控制傳動裝置I中建立確定的軸間距。
【權利要求】
1.用于補償閥門控制的內燃機的控制傳動裝置上的軸間距變化的方法，所述內燃機的至少一個凸輪軸支承在所述內燃機的汽缸頭中并且通過正齒輪驅動，其中設有支承在所述內燃機的汽缸曲軸箱中的曲軸上的進行驅動的正齒輪、所述凸輪軸上的被驅動的正齒輪和至少一個支承在軸頸上的中間齒輪，并且其中所述控制傳動裝置此外還具有至少一個機構，用于平衡由于修理工作而產生的、所述曲軸和所述凸輪軸之間的軸間距變化，其特征在于，對于有針對性地預先給定的軸間距變化(a)而言，在修理時替代原中間齒輪(6)或者替代構成原中間齒輪的組成部分的原齒輪，安裝單級或者多級的替換中間齒輪(7)，對所述替換中間齒輪相對于原輪齒如此進行修改，從而由此能夠以確定的尺寸平衡軸間距變化。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， -所述原中間齒輪(6)是具有統一的輪齒的單部的中間齒輪(6)，并且 -所述替換中間齒輪(7)具有兩個在輪齒方面不同構造的并且優選具有公共軸線的齒輪(7a、7b)，其中所述一個齒輪(7b)通過所述曲軸(10)上的正齒輪(8)被直接或者間接地驅動并且構成第一齒輪級(I)的組成部分，而所述第二齒輪(7a)直接或者間接地與優選關于所述曲軸(10)的正齒輪(8)齒輪級錯開的、在所述凸輪軸(3)上的正齒輪(4)嚙合并且構成第二齒輪級(II)的組成部分。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述構成第二齒輪級(II)的組成部分的第二齒輪(7a)具有與所述原中間齒輪(6)的輪齒相同的輪齒，而所述構成第一齒輪級(I)的組成部分的第一齒輪(7b)具有與所述原中間齒輪(6)的輪齒不同的輪齒。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于， -所述原中間齒輪(6)具有兩個在輪齒方面相同構造的并且優選具有公共軸線的齒輪(7a、7b)，其中所述一個齒輪、即第一齒輪(7b)通過所述曲軸(10)上的正齒輪(8)被直接或者間接地驅動并且構成第 一齒輪級(I)的組成部分，而所述第二齒輪(7a)直接或者間接地與優選關于所述曲軸(10)上的正齒輪(8)齒輪級錯開的、在所述凸輪軸(3)上的正齒輪(4)嚙合并且構成第二齒輪級(II)的組成部分，并且 -所述替換中間齒輪(7)是在輪齒方面與所述兩個齒輪(7a、7b)之一不同地、尤其與所述第一齒輪(7b)不同地構造的齒輪。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，要相互替換的齒輪(6、7)的不同的輪齒由不同的輪廓移動和/或不同的齒頂圓直徑和/或齒根圓直徑構成，其中優選規定，所述要相互替換的齒輪(6、7)具有分別相同的齒數。
6.根據權利要求2到5中任一項所述的方法，其特征在于，所述替換中間齒輪(7)的、構成所述第一齒輪級(I)的組成部分的第一齒輪(7b)是能夠轉動地支承在所述汽缸頭(2)處的中間齒輪，所述中間齒輪與另一個在曲軸箱側的、能夠轉動地支承的中間齒輪(5)嚙口 ο
7.根據權利要求2到6中任一項所述的方法，其特征在于，所述替換中間齒輪(7)的兩個齒輪(7a、7b)構造了雙部的調整齒輪并且通過兩個沿周向方向能夠相互相對移動并且能夠可拆卸地相互連接的齒輪(7a、7b)構成，其中優選規定，所述兩個齒輪(7a、7b)通過實現了沿周向方向相對移動的長孔連接和/或螺紋連接能夠可拆卸地相互連接。
8.用于閥門控制的內燃機的控制傳動裝置，所述內燃機的至少一個凸輪軸支承在所述內燃機的汽缸頭中并且通過正齒輪驅動，其中設置支承在所述內燃機的汽缸曲線箱中的曲軸上的進行驅動的正齒輪、凸輪軸上的被驅動的正齒輪和至少一個支承在軸頸上的中間齒輪，其特征在于，所述中間齒輪(7)或者所述中間齒輪(7)中的至少一個中間齒輪通過兩個齒輪(7a、7b)構造、尤其通過兩個在輪齒方面相同構造的和/或具有公共軸線的齒輪(7a、7b)構造，其中所述一個齒輪(7b)通過所述曲軸(10)上的正齒輪(8)被直接或者間接地驅動并且構成第一齒輪級(I)的組成部分，而所述第二齒輪(7a)直接或者間接地與優選關于所述曲軸(10)上的正齒輪(8)齒輪級錯開的、在所述凸輪軸(3)上的正齒輪(4)嚙合并且構成第二齒輪級(II)的組成部分。
9.根據權利要求8所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述中間齒輪(7)的兩個齒輪(7a、7b)構造了雙部的調整齒輪并且通過兩個沿周向方向能夠相互相對移動并且能夠可拆卸地相互連接的齒輪(7a、7b)構成，其中優選規定，所述兩個齒輪(7a、7b)通過實現了沿周向方向相對移動的長孔連接和/或螺紋連接能夠可拆卸地相互連接。
10.根據權利要求8或9所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述中間齒輪(7)的兩個齒輪(7a、7b)能夠轉動地支承在布置在所述汽缸頭(2)處的軸頸(13)上并且能夠借助至少一個固定機構、尤其借助多個周向錯開的固定機構、最優選借助多個螺絲(14)相互固定，其中設置在所述兩個齒輪(7a、7b)之間的、嵌入到所述軸頸(13)的環形槽(13a)中的止動墊片(18)沿軸向方向導引所述軸頸(13)上的中間齒輪(7)。
11.根據權利要求8到10中任一項所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述中間齒輪(7)的、構成所述第一齒輪級(I)的組成部分的第一齒輪(7b)是能夠轉動地支承在所述汽缸頭(2)上的齒輪,所述齒輪與另一個曲軸箱側的中間齒輪(5)哨合。
12.根據權利要求8到11中任一項所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述中間齒輪(7)的齒輪(7a、7b)中的至少一個齒輪、尤其所述中間齒輪(7)的第一齒輪(7b)能夠替換地布置并且能夠由在輪齒方面不同構造的齒輪替代，其中優選規定，所述中間齒輪(7)的能夠相互替換的齒輪(7a、7b)的不同的輪齒由不同的輪廓移動和/或不同的齒頂圓直徑和/或齒根圓直徑構成、優選在彼此相`同的齒數的情況下。
13.根據權利要求8到12中任一項所述的控制傳動裝置在根據權利要求1到7中任一項所述的方法中的用途。
【文檔編號】F01L1/20GK103527278SQ201310374139
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年5月15日 優先權日:2012年5月15日
【發明者】A·芬克, M·帕特拉, M·齊默曼 申請人:曼卡車和巴士股份公司