專利名稱：相位調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速器總成，用于在花鍵式VVT的外輪與內(nèi)輪之間產(chǎn)生相位差。 該總成包括具有內(nèi)表面與外表面的簡形嚙合構(gòu)件，其中內(nèi)表面的至少一部分具有第一 花鍵，外表面的至少一部分具有第二花鍵。第一花鍵與第二花鍵在相同方向上不具有 相同的節(jié)距。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動機，特別是車用內(nèi)燃發(fā)動機基本上具有至少一個凸輪軸。凸輪軸凸輪軸基本上由發(fā)動機的曲軸驅(qū)動，其中通過凸輪帶或凸輪鏈與連接到凸輪軸的鏈輪 齒接合將曲軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸。為了實現(xiàn)以下優(yōu)點中的至少一個降低燃料消耗、增強動力、或降低發(fā)動機排放， 在曲軸與凸輪軸之間的旋轉(zhuǎn)相位差可調(diào)節(jié)成多個參數(shù)例如發(fā)動機溫度的函數(shù)。為了獲 得上述調(diào)節(jié)，現(xiàn)有技術(shù)尤其教授了使用花鍵式VVT (可變氣門正時)?；ㄦI式VVT基 本上由連接到鏈輪齒上的外輪、連接到凸輪軸上的內(nèi)輪、及位于內(nèi)輪與外輪之間并與 外輪和內(nèi)輪兩者嚙合的中心輪組成。通常,外輪具有內(nèi)螺旋形花鍵，內(nèi)輪具有外螺旋 形花鍵，內(nèi)輪的外螺旋形花鍵的鍵槽方向與外輪的花鍵的鍵槽方向相反。中心輪具有 對應(yīng)于內(nèi)輪和外輪的花鍵的內(nèi)花鍵和外花鍵。當(dāng)需要改變在曲軸與凸輪軸之間的旋轉(zhuǎn)相位時，使中心輪產(chǎn)生軸向位移，由于外 輪、中心輪、及內(nèi)輪的花鍵的相互作用導(dǎo)致內(nèi)輪相對于外輪旋轉(zhuǎn)。因此，曲軸相對于 鏈輪齒旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)生相位滯后或引起凸輪軸相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)有技術(shù)教授了在中心輪上產(chǎn)生軸向位移的備種方法。例如，現(xiàn)有解決方法包括 用于在固定到中心輪上的活塞的任意一側(cè)施加液壓壓力以在其上產(chǎn)生軸向位移的液 壓裝置。然而，當(dāng)發(fā)動機運行時，這基本上會導(dǎo)致較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)的 幾個構(gòu)件都隨花鍵式VVT旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)例如W0 2006/025173,還教授了可以用螺絲擰到中心輪上的永磁旋轉(zhuǎn) 鼓輪，借助電磁離合器通過制動或加速鼓輪使中心輪產(chǎn)生軸向位移，其中離合器固定 連接到發(fā)動機上。然而，上述解決方法要求使旋轉(zhuǎn)鼓輪產(chǎn)生與中心輪相同的轉(zhuǎn)速以在 凸輪軸的旋轉(zhuǎn)與曲軸的旋轉(zhuǎn)之間保持選擇的相位差。這要求每當(dāng)發(fā)動機運行時，動力 就供應(yīng)到花鍵式VVT系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第 一個目標(biāo)是提供了用于花鍵式VVT的變速器總成，通過該變速器總成 可將在凸輪軸與曲軸之間的旋轉(zhuǎn)相位差保持在基本上不消耗動力的狀態(tài)。本發(fā)明的第二個目標(biāo)是提供了用于花鍵式VVT的變速器總成，該變速器總成提供 了在凸輪軸與曲軸之間的旋轉(zhuǎn)相位差中的快速和精確的改變。本發(fā)明的第三個目標(biāo)是提供了用于花鍵式VVT的變速器總成，其中適用于驅(qū)動花 鍵式VVT的中心輪上的軸向位移的驅(qū)動單元可以放置在花鍵式VVT的外部。本發(fā)明的第四個目標(biāo)是提供了用于花鍵式VVT的變速器總成，該變速器總成具有 簡單的結(jié)構(gòu)且制造和安裝效率高。上述目標(biāo)中的至少一個可以通過如所附的權(quán)利要求1所述的變速器總成實現(xiàn)。因此本發(fā)明涉及用于在花鍵式VVT的外輪與內(nèi)輪之間產(chǎn)生相位差的變速器總成。 該總成包括具有內(nèi)表面和外表面的筒形嚙合構(gòu)件，其中內(nèi)表面的至少一部分具有第一 花鍵，外表面的至少一部分具有第二花鍵。第一花鍵和第二花鍵在相同方向上不具有 相同的節(jié)距。第一花鍵和第二花鍵在相同方向上不具有相同的節(jié)距的特征確保了第一花鍵和 第二花鍵在節(jié)距和/或鍵槽方向上有差別。因此，第一花鍵和第二花鍵可以具有相同 的節(jié)距但具有不同的，即相反的鍵槽方向?；蛘?，第一花鍵和第二花鍵可以具有相同 的鍵槽方向但具有不同的節(jié)距，且花鍵中的一個在某些例子中甚至是直的，而另一個 是螺旋形花鍵?？蛇x地，第一和第二花鍵可以具有不同的節(jié)距以及不同的鍵槽方向。本發(fā)明中的變速器總成還包括軸承裝置和執(zhí)行構(gòu)件。軸承裝置布置在嚙合構(gòu)件和 執(zhí)行構(gòu)件之間以便允許執(zhí)行構(gòu)件的軸向位移傳遞到嚙合構(gòu)件，并允許嚙合構(gòu)件相對于 執(zhí)行構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。通過在執(zhí)行構(gòu)件和嚙合構(gòu)件之間設(shè)置軸承元件，執(zhí)行構(gòu)件的軸向位移可以與嚙合 構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)分離。就如何在嚙合構(gòu)件上產(chǎn)生軸向位移而言，這導(dǎo)致靈活性的增加。本發(fā)明的一個實施例中，第一花鍵和第二花鍵兩者都是螺旋形的，且第一花鍵和 第二花鍵具有相反的鍵槽方向。本發(fā)明的另一個實施例中，軸承裝置是包括中心墊圈和第一及第二端部墊圈的推 力軸承裝置，該推力軸承在第一端部墊圈和中心墊圈之間及第二端部墊圏和中心墊圈 之間容納有滾動構(gòu)件。上述推力軸承適合于適應(yīng)軸向負(fù)荷。 -本發(fā)明的又一個實施例中，嚙合構(gòu)件關(guān)聯(lián)于中心墊圈，執(zhí)行構(gòu)件關(guān)聯(lián)于第一和第 二端部墊圏。本發(fā)明的另一個實施例中，執(zhí)行構(gòu)件通過偏置構(gòu)件關(guān)聯(lián)于第一和第二端部墊圈中 的至少一個。偏置構(gòu)件的優(yōu)點是可以減少在軸承裝置中的游隙。本發(fā)明的又一個實施例中，執(zhí)行構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的簡形構(gòu)件。 本發(fā)明的另一個實施例中，執(zhí)行構(gòu)件的內(nèi)表面的至少一部分具有花鍵，優(yōu)選地為螺旋形花鍵。本發(fā)明的又一個實施例中，執(zhí)行構(gòu)件具有外花鍵，該外花鍵優(yōu)選地為螺旋形花鍵。 本發(fā)明的另一個實施例中，該總成還包括適用于連接到內(nèi)燃發(fā)動機的支撐構(gòu)件。該支撐構(gòu)件是簡形的并具有與筒形構(gòu)件的花鍵噴合的花鍵。本發(fā)明的又一個實施例中，該總成還包括驅(qū)動構(gòu)件，該驅(qū)動構(gòu)件的外周表面具有與執(zhí)行構(gòu)件的外花鍵嚙合的花鍵。本發(fā)明的另一個實施例中，該總成還包括適用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動單元。 本發(fā)明的又一個實施例中，驅(qū)動單元是電動馬達(dá)，優(yōu)選地是步進馬達(dá)。 本發(fā)明的另一個實施例中，該總成還包括適用于定位于執(zhí)行構(gòu)件與內(nèi)燃發(fā)動機之間的彈性裝置。當(dāng)沒有例如通過驅(qū)動構(gòu)件在執(zhí)行構(gòu)件上產(chǎn)生附加的位移時，該彈性裝置可以用來促使執(zhí)行構(gòu)件處于預(yù)定位置，從而使嚙合構(gòu)件處于預(yù)定位置。 本發(fā)明的又一個實施例中，彈性裝置定位于執(zhí)行構(gòu)件和支撐構(gòu)件之間。 本發(fā)明的第二方面涉及一種花鍵式VVT總成，包括具有內(nèi)花鍵的外輪及具有外花鍵的內(nèi)輪。該花鍵式VVT總成還包括本發(fā)明中的變速器總成，其中變速器總成的嚙合構(gòu)件的花鍵與外輪和內(nèi)輪的花鍵咕合。本發(fā)明的第三方面涉及一種包括本發(fā)明中的花鍵式VVT總成的內(nèi)燃發(fā)動機。 本發(fā)明的第四方面涉及一種包括本發(fā)明中的內(nèi)燃發(fā)動機的車輛。 本發(fā)明的第五方面涉及一種改變在花鍵式VVT的內(nèi)輪與外輪之間的旋轉(zhuǎn)相位的方法。外輪和內(nèi)輪適用于圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。通過在與外輪和內(nèi)輪嚙合的嚙合構(gòu)件上產(chǎn)生沿著轉(zhuǎn)軸的位移可以獲得所述改變。本發(fā)明中的方法包括以下步驟 在執(zhí)行構(gòu)件上產(chǎn)生平行于轉(zhuǎn)軸的對應(yīng)的位移；通過軸承總成將執(zhí)行構(gòu)件的位移傳遞到咕合構(gòu)件，從而在嚙合構(gòu)件與執(zhí)行構(gòu)件之間允許相對的旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的方法的另一個實施例中，該方法還包括以下步驟 通過旋轉(zhuǎn)與執(zhí)行構(gòu)件嚙合的驅(qū)動抅件在執(zhí)行構(gòu)件上產(chǎn)生位移。 本發(fā)明的方法的又一個實施例中，執(zhí)行構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的筒形構(gòu)件。執(zhí)行構(gòu)件還具有外花鍵。執(zhí)行構(gòu)件的內(nèi)表面通過花鍵與支撐構(gòu)件嚙合。支撐構(gòu)件連接到內(nèi)燃發(fā)動機上，且該方法還包括以下步驟通過旋轉(zhuǎn)具有與執(zhí)行構(gòu)件的外花鍵嚙合的花鍵的驅(qū)動構(gòu)件在執(zhí)行構(gòu)件上產(chǎn)生軸向位移。本發(fā)明的方法的另一個實施例中，驅(qū)動構(gòu)件連接到驅(qū)動單元，該方法還包括以下 步驟將來自驅(qū)動單元的旋轉(zhuǎn)傳遞到驅(qū)動構(gòu)件。 本發(fā)明將在下文中通過參考附圖的非限制性示例進一步說明。


圖1是花鍵式VVT的一部分的剖面圖；圖2是本發(fā)明中的變速器總成的實施例的局部剖面圖；圖3是本發(fā)明中的變速器總成的又一實施例的剖面圖；圖4是本發(fā)明中的變速器總成的另一實施例的剖面圖；圖5是本發(fā)明中的變速器總成的又一實施例的一部分的剖面圖；圖6是本發(fā)明中的變速器總成的另一實施例的一部分的剖面圖；圖7是本發(fā)明中的變速器總成的又一實施例的一部分的剖面圖；及圖8是本發(fā)明中的變速器總成的實施例的剖面圖。
具體實施方式
本發(fā)明將在下文中通過具體實施例進行說明。然而，應(yīng)認(rèn)識到包括的實施例是為 了解釋本發(fā)明的原理并不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求確定。圖1示出內(nèi)燃發(fā)動機的花鍵式VVT10的剖面。圖1中的花鍵式VVT10可從現(xiàn)有技 術(shù)獲得，由連接到鏈輪齒H的外輪12組成。在圖1中示出的花鍵式VVT的變體中， 鏈輪齒14提供在外輪12的外表面上，但鏈輪齒14也可以提供在連接到外輪12的單 獨的構(gòu)件(未示出)上。鏈輪齒14適用于接合凸輪帶或凸輪鏈(未示出)，用于將 曲軸(未示出)的旋轉(zhuǎn)傳遞到外輪12?；蛘?，曲軸的旋轉(zhuǎn)可以通過齒輪單元(未示 出)傳遞到鏈輪齒14。圖1還示出花鍵式VVT10包括連接到凸輪軸18的內(nèi)輪16。凸輪軸18基本上從 車輛發(fā)動機的部分19延伸，其中部分19可以是汽缸蓋，但發(fā)動機的其他部分也適合。 在圖1示出的花鍵式VVT的變體中，內(nèi)輪16例如通過摩擦焊接頭固定連接到凸輪軸 18上，但內(nèi)輪16還可以是凸輪軸18的集成的部分或通過附加的花鍵裝置(未示出) 與凸輪軸18接合。此外，如圖l所示，花鍵式VVT還包括位于外輪12與內(nèi)輪16之 間，并與外輪12和內(nèi)輪16兩者嚙合的中心輪20。外輪12具有內(nèi)花鍵22,內(nèi)輪16 具有外花鍵24?；ㄦI22、 24在相同的鍵槽方向上不具有相同的節(jié)距，且在圖l所示 的花鍵式VVT10的變體中，花鍵22、 24兩者是螺旋形的，優(yōu)選地具有相同的節(jié)距， 且內(nèi)輪16的花鍵24的鍵槽方向反向于外輪12的花鍵22的鍵槽方向。中心輪20具 有內(nèi)花鍵26和外花鍵28,對應(yīng)于內(nèi)輪16的花鍵24和外輪12的花鍵22。當(dāng)發(fā)動機運行時，曲軸傳遞旋轉(zhuǎn)到鏈輪齒14。鏈輪齒14的旋轉(zhuǎn)進而傳遞到外輪 12、中心輪20、內(nèi)輪16及凸輪軸18以便凸輪軸圍繞轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)。通常，曲軸的旋 轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸18具有一定的變速。例如對于四行程發(fā)動機，凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸 的轉(zhuǎn)速的一半。每當(dāng)要求改變在鏈輪齒14和凸輪軸18之間的旋轉(zhuǎn)相位時，中心輪 20就產(chǎn)生軸向位移，即沿著轉(zhuǎn)軸A在向前的方向L'或向后的方向L"中位移。由于 中心輪20與外.輪12和內(nèi)輪16的嚙合，及由于內(nèi)輪16的花鍵24和外輪l2的花鍵22在相同的鍵槽方向上不具有相同的節(jié)距，中心輪20的軸向位移將使凸輪軸18產(chǎn) 生相對于鏈輪齒H的旋轉(zhuǎn)。因此，凸輪軸的旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生相對于鏈輪齒14的旋轉(zhuǎn)的相 位差。取決于具體的應(yīng)用，節(jié)距，即沿著在VVT10中的花鍵22和花鍵24的螺旋軸的完 整螺旋圈的長度當(dāng)然可以變化。例如，圖1中的VVT10的外輪12的花鍵22和內(nèi)輪 16的花鍵24在不同的方向上可以具有相同的節(jié)距，節(jié)距的值在100-400毫米/圈的 范圍之內(nèi)。自然地，中心輪22的花鍵26、 28基本上具有和外輪12的花鍵22及內(nèi)輪 16的花鍵M相同的節(jié)距。當(dāng)中心輪20經(jīng)受軸向位移時，節(jié)距的值將確定相對于外 輪12在內(nèi)輪16上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)度數(shù)。完全作為舉例，若花鍵22、 24的節(jié)距為300毫 米/圈，且花鍵22、 24具有相反的鍵槽方向，對于中心輪20的每亳米軸向位移，內(nèi) 輪16適用于旋轉(zhuǎn)約2. 4° 。另 一方面若節(jié)距為120亳米/圈，對于中心輪20的每毫 米軸向位移，內(nèi)輪16適用于旋轉(zhuǎn)約6° 。 _如上所述，現(xiàn)有技術(shù)教授了在中心輪20上產(chǎn)生軸向位移的不同方法，例如將電 動馬達(dá)(未示出)的部分旋擰到中心輪20或通過液壓系統(tǒng)(未示出)在中心輪20的 任一端面施加力。然而，圖2示出本發(fā)明提出的解決方法。圖2示出變速器總成34,用于在花鍵 式VVT10的內(nèi)輪16和外輪12之間產(chǎn)生相位差。如圖2所示，總成34包括具有內(nèi)表 面38和外表面40的簡形嚙合構(gòu)件36。內(nèi)表面38的至少一部分具有第一花鍵42,外 表面40的至少一部分具有第二花鍵44。本發(fā)明中，第一花鍵42和第二花鍵44在相 同的鍵槽方向上不具有相同的節(jié)距。在圖2示出的實施例中，兩個花鍵都是螺旋形的， 且花鍵42、 44的鍵槽方向彼此相反。此外，在圖2所述的實施例中的第一螺旋形花 鍵42、第二螺旋形花鍵44分別延伸通過內(nèi)表面38和外表面40。還如圖2所示，變速器34還包括軸承裝置46和執(zhí)行構(gòu)件48。軸承裝置46設(shè)置 在嚙合構(gòu)件36和執(zhí)行構(gòu)件48之間以便允許執(zhí)行構(gòu)件48的軸向位移傳遞到嚙合構(gòu)件 36,且允許嚙合構(gòu)件36相對于執(zhí)行構(gòu)件48旋轉(zhuǎn)。嚙合構(gòu)件36優(yōu)選地可以用作花鍵式VVT中的中心輪。因此，通過軸向移動執(zhí)行 構(gòu)件48可以獲得嚙合構(gòu)件36的軸向位移，即平行于轉(zhuǎn)軸A的位移。因為軸承裝置 46設(shè)置在執(zhí)行構(gòu)件48和嚙合構(gòu)件36之間，執(zhí)行構(gòu)件48不必隨花鍵式VVT總成中的 構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。因此，可以在執(zhí)行構(gòu)件48上產(chǎn)生軸向位移，且隨后可以在嚙合構(gòu)件36上 產(chǎn)生軸向位移，而不受花鍵式VVT的旋轉(zhuǎn)的影響。這提供了用于產(chǎn)生執(zhí)行構(gòu)件48的 軸向位移的多種方式。例如，執(zhí)行構(gòu)件48的端面50承受來自液壓系統(tǒng)(未示出)的 正的或負(fù)的液體壓力以在轉(zhuǎn)軸A的方向上產(chǎn)生力?；蛘撸缦挛拿枋?，通過小齒輪裝 置(圖2中未示出)產(chǎn)生執(zhí)行構(gòu)件的軸向位移。軸承裝置46可以是多種類型中的一種。例如，軸承裝置可以包括滑動軸承(未 示出)。然而，圖3示出本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，其中軸承裝置46是具有中心墊圈52和第一及第二端部墊圈54、 56的推力軸承裝置。推力軸承在第一端部墊圈54和 中心墊圈52之間及在第二端部墊圈56和中心墊圈52之間容納有滾動構(gòu)件58。圖3 所示的實施例中的滾動構(gòu)件58是滾珠，但在本發(fā)明的變速器裝置的其他實施例中可 以應(yīng)用圓柱形的或圓錐形的滾子。如圖3所示，嚙合構(gòu)件36優(yōu)選地關(guān)聯(lián)于中心墊圈52,且圖3中的嚙合構(gòu)件36 從軸承裝置46的內(nèi)部連接到中心墊圈52。此外，在圖3的實施例中，執(zhí)行構(gòu)件48 關(guān)聯(lián)于第一和第二端部墊圈54、 56。在圖3中，執(zhí)行構(gòu)件48固定連接到第二端部墊 圏56，而執(zhí)行構(gòu)件通過偏置構(gòu)件60連接到第一端部墊圏54,該偏置構(gòu)件60在圖3 所示的實施例中為螺旋彈簧，但其他類型的偏置構(gòu)件也是可行的，如碟形彈簧(未示 出)。然而，執(zhí)行構(gòu)件48當(dāng)然可以固定連接到第一端部墊圈54。偏置構(gòu)件60的目的是減少在軸承總成46中可能的游隙。特別地，當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件 48的軸向位移的方向改變，例如，當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件48的軸向位移方向從向前的L'方向 改變成向后的L"方向時，具有在軸承總成46中存在初始游隙的潛在風(fēng)險，這會導(dǎo)致 不同于期望的軸向位移。通過偏置構(gòu)件60的插入可以減少和甚至消除該初始游隙， 偏置構(gòu)件60總是在離開嚙合構(gòu)件36的方向上對執(zhí)行構(gòu)件48施力。偏置構(gòu)件60產(chǎn)生 的力優(yōu)選地大于在執(zhí)行構(gòu)件48上產(chǎn)生軸向位移所要求的力。圖4示出類似于圖3所示的總成的變速器總成34的實施例，但這里的嚙合構(gòu)件 從軸承裝置46的外部連接到中心墊圈52,且執(zhí)行構(gòu)件48從軸承裝置46的內(nèi)部連接 到第一和第二端部墊圈54、 56。自然地，在變速器總成34的某些實施例中，嚙合構(gòu) 件36可以關(guān)聯(lián)于第一和第二端部墊圈54、 56,執(zhí)行構(gòu)件48可以關(guān)聯(lián)于中心墊圈52。執(zhí)行構(gòu)件48優(yōu)選地包括具有如圖4所示的內(nèi)表面64和外表面66的簡形構(gòu)件62。 優(yōu)選地，執(zhí)行構(gòu)件48的內(nèi)表面64的至少一部分具有花鍵68,優(yōu)選地為螺旋形花鍵。包括具有花鍵68的簡形構(gòu)件62的執(zhí)行構(gòu)件48，優(yōu)選地可以用在圖5所示的示 例的本發(fā)明的變速器總成的實施例中，其中總成34還包括適用于連接到內(nèi)燃發(fā)動機 的支撐構(gòu)件70。在圖5所示的實施例中，支撐構(gòu)件70連接到發(fā)動機的汽缸蓋72。如 圖5所示，支撐構(gòu)件70是簡形的且具有與簡形構(gòu)件62的花鍵68嚙合的花鍵74。圖 5所示的實施例中花鍵68_和花鍵74是螺旋形花鍵，但在變速器總成的某些實施例中，如下文所述，可以適當(dāng)?shù)厥褂弥被ㄦI。還如圖5所示，執(zhí)行構(gòu)件48具有外花鍵76,優(yōu)選地為直花鍵。在圖5所示的實 施例中，外花鍵76提供在執(zhí)行構(gòu)件48的輔助筒形構(gòu)件78的外表面上，其中輔助簡 形構(gòu)件78通過中間構(gòu)件80連接到筒形構(gòu)件62,其中中間構(gòu)件80優(yōu)選地為墊圈的形 式。輔助簡形構(gòu)件78、中間構(gòu)件80、及簡形構(gòu)件62可以通過現(xiàn)有連接方式如粘接或 焊接的方式彼此連接，但三個構(gòu)件78、 80、 62在執(zhí)行構(gòu)件48的某些實施例中可以制 造為一個構(gòu)件?；蛘撸趫?zhí)行構(gòu)件48的某些實施例中，輔助簡形構(gòu)件78和中間構(gòu)件 80可以略去，且外花鍵76可以提供在執(zhí)行構(gòu)件48的筒形構(gòu)件62的外表面"上。如圖5所示，變速器總成34的示出的實施例還包括驅(qū)動構(gòu)件82,該驅(qū)動構(gòu)件82 的外周表面具有與執(zhí)行構(gòu)件48的外花鍵76嚙合的花鍵84。在圖5所示的實施例中， 驅(qū)動構(gòu)件82基本上是圓柱形的且花鍵84是直花鍵。相應(yīng)地，執(zhí)行構(gòu)件48的外花鍵 76在圖5的實施例中為直花鍵。圖5還示出，該總成還包括適用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件82 的驅(qū)動單元86。在圖5所示的實施例中，驅(qū)動單元86是電動馬達(dá)，在該例中是步進 馬達(dá)，該馬達(dá)通過軸88連接到驅(qū)動構(gòu)件82。因此，在圖5所示的變速器總成的實施 例中，當(dāng)驅(qū)動單元運行時，驅(qū)動構(gòu)件82旋轉(zhuǎn)。因為驅(qū)動構(gòu)件82的花鍵84與執(zhí)行構(gòu) 件48的外花鍵76嚙合，執(zhí)行構(gòu)件48也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。由于支撐構(gòu)件70的螺旋形花鍵 74、及筒形構(gòu)件62的螺旋形花鍵68旋轉(zhuǎn)，因此執(zhí)行構(gòu)件48將產(chǎn)生軸向位移，即沿 著執(zhí)行構(gòu)件48的轉(zhuǎn)軸A的位移。優(yōu)選地，驅(qū)動單元86與適用于控制驅(qū)動單元86的 電子控制單元(未示出)連通。因為嚙合構(gòu)件通過軸承裝置(圖5中未示出)連接到執(zhí)行構(gòu)件48,執(zhí)行構(gòu)件的 軸向位移傳遞到嚙合構(gòu)件。若嚙合構(gòu)件是花鍵式VVT的中心輪，通過嚙合構(gòu)件的軸向 位移可以改變凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位。圖6示出圖5所示的變速器總成的替代實施例。在圖6所示的實施例中，執(zhí)行構(gòu) 件48的外花鍵76可以是螺旋形花鍵，驅(qū)動構(gòu)件82可以是適用于圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的螺 桿，該轉(zhuǎn)軸基本上垂直于圖6所示的剖面的平面。因此，當(dāng)驅(qū)動單元86在旋轉(zhuǎn)方向 R'或R"的任一方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件82時，執(zhí)行構(gòu)件48將沿著轉(zhuǎn)軸A移動。因此在圖6 所示的實施例中，執(zhí)行構(gòu)件48的簡形構(gòu)件62的花鍵68、及支撐構(gòu)件70的花鍵74 分別可以是直花鍵。圖6還示出在執(zhí)行構(gòu)件48和發(fā)動機之間的連接的優(yōu)選的實施例，其中變速器總 成包括位于執(zhí)行構(gòu)件48和發(fā)動機之間的彈性裝置89。圖6示出彈性裝置89可以是 螺旋彈簧的形式且位于執(zhí)行構(gòu)件48和支撐構(gòu)件70之間，這是優(yōu)選的實施例和彈性裝 置89的位置。因此，若圖6的驅(qū)動構(gòu)件82與執(zhí)行構(gòu)件48的外花鍵76分離，彈性裝 置89將促使執(zhí)行構(gòu)件48處于預(yù)定軸向位置，因此使嚙合構(gòu)件36處于在花鍵式VVT 中的預(yù)定軸向位置，從而導(dǎo)致在鏈輪齒與內(nèi)輪之間產(chǎn)生相對應(yīng)的預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位差。在 本發(fā)明的變速器總成34的實施例中，其中執(zhí)行構(gòu)件48和支撐構(gòu)件70通過螺旋形花 鍵嚙合，彈性裝置89可以適用于在執(zhí)行裝置48上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，即彈性裝置89在本例中可以是扭轉(zhuǎn)彈簧(未示出)。圖7示出本發(fā)明的變速器總成34的又一個實施例。相比較于圖5的實施例，執(zhí)行構(gòu)件48的輔助筒形構(gòu)件78和中間構(gòu)件80可以略去。替代地，外花鍵76提供在簡形構(gòu)件62的外表面66上，且總成34包括與驅(qū)動構(gòu)件82的花鍵84和執(zhí)行構(gòu)件"的外花鍵76嚙合的中間構(gòu)件90。最后，圖8示出包括軸承裝置46和嚙合構(gòu)件36的變速器總成的圖6實施例。 在范圍內(nèi)對本發(fā)明的進一步修改是可行的。例如，驅(qū)動構(gòu)件82和執(zhí)行構(gòu)件"可以形成蝸輪裝置。此外，在本發(fā)明的某些實施例中執(zhí)行構(gòu)件48適用于定位在花鍵式 VVT的外部，即不面對發(fā)動機的花鍵式VVT的側(cè)面。因此，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受本文描 述的附圖和實施例的限制。此外，參考說明書和附圖，本發(fā)明的全部范圍應(yīng)由所附的 權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種變速器總成(34)，所述變速器總成(34)用于在花鍵式VVT(10)的內(nèi)輪(16)和外輪(12)之間產(chǎn)生相位差，所述總成(34)包括具有內(nèi)表面(38)和外表面(40)的筒形嚙合構(gòu)件(36)，所述內(nèi)表面(38)的至少一部分具有第一花鍵(42)，所述外表面(40)的至少一部分具有第二花鍵(44)，所述第一花鍵(42)和所述第二花鍵(44)在相同的鍵槽方向上不具有相同的節(jié)距，其特征在于，所述變速器總成(34)還包括軸承裝置(46)和執(zhí)行構(gòu)件(48)，所述軸承裝置(46)設(shè)置在所述嚙合構(gòu)件(36)和所述執(zhí)行構(gòu)件(48)之間以便允許所述執(zhí)行構(gòu)件(48)的軸向位移傳遞到所述嚙合構(gòu)件(36)，并允許所述嚙合構(gòu)件(36)相對于所述執(zhí)行構(gòu)件(48)旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的變速器總成(34),其特征在于，所述第一花鍵(42) 和所述第二花鍵(44)是螺旋形的，所述第一花鍵(42)和所述第二花鍵(44)具有 相反的鍵槽方向。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的變速器總成(34),其特征在于，所述軸承裝置(46) 是包括中心墊圈(")和第一端部墊圈(54)及第二端部墊圈(56)的推力軸承裝置， 所述推力軸承裝置在所述第一端部墊圈(54)和所述中心墊圏(52)之間及在所述第 二端部墊圈(56)和所述中心墊圏(52)之間容納有滾動構(gòu)件(58)。
4. 如權(quán)利要求3所述的變速器總成(34),其特征在于，所述嚙合構(gòu)件(36) 關(guān)聯(lián)于所述中心墊圈(52)，所述執(zhí)行構(gòu)件(48)關(guān)聯(lián)于所述第一端部墊圏(54)及 所述第二端部墊圈(56)。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的變速器總成(34),其特征在于，所述執(zhí)行構(gòu)件(48) 通過偏置構(gòu)件(60)關(guān)聯(lián)于所述第一端部墊圈(54)和所述第二端部墊圈(56)中的 至少一個。
6. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的變速器總成(34),其特征在于，所述 執(zhí)行構(gòu)件(48)包括具有內(nèi)表面(64)和外表面(66)的筒形構(gòu)件(62)。
7. 如權(quán)利要求6所述的變速器總成(34)，其特征在于，所述簡形構(gòu)件(62) 的所述內(nèi)表面(64)的至少一部分具有花鍵(68)。
8. 如權(quán)利要求7所述的變速器總成(34),其特征在于，所述筒形構(gòu)件(62) 的所述內(nèi)表面(64)的所述花鍵(68)是螺旋形花鍵。
9. 如權(quán)利要求6或7中的任何一個所述的變速器總成(34),其特征在于，所 述執(zhí)行機構(gòu)(48)具有外花鍵(76)。
10. 如權(quán)利要求9所述的變速器總成(34),其特征在于，所述外花鍵(76)是 直花鍵。
11. 如權(quán)利要求7-10中的任何一個所述的變速器總成(34),其特征在于，所 述總成(34)還包括適用于連接到內(nèi)燃發(fā)動機的支撐構(gòu)件(70),所述支撐構(gòu)件(70) 是筒形的并具有與所述筒形構(gòu)件(62)的所述花鍵(68)嚙合的花鍵(74)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的變速器總成(34),其特征在于，所述總成(34)還 包括驅(qū)動構(gòu)件(82),所述驅(qū)動構(gòu)件(82)的外周表面具有與所述執(zhí)行構(gòu)件(48)的 所述外花鍵(76)嚙合的花鍵(84)。
13. 如權(quán)利要求12所述的變速器總成(34),其特征在于，所述總成(34)還 包括適用于旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動構(gòu)件(82)的驅(qū)動單元(86)。
14. 如權(quán)利要求13所述的變速器總成(34),其特征在于，所述驅(qū)動單元(86) 是電動馬達(dá)，優(yōu)選地是步進馬達(dá)。
15. 如上述權(quán)利要求中的任何一個所述的變速器總成(34),其特征在于，所述 總成(34)還包括適用于定位在所述執(zhí)行構(gòu)件(48)和內(nèi)燃發(fā)動機之間的彈性裝置(89)。
16. 如權(quán)利要求15所述的變速器總成(34)，其特征在于，當(dāng)取決于權(quán)利要求 11,所述彈性裝置(89)定位于所述執(zhí)行構(gòu)件(48)和所述支撐構(gòu)件(70)之間。
17. —種花鍵式VVT總成(10),包括具有內(nèi)花鍵(22)的外輪(12)和具有外 花鍵(24)的內(nèi)輪(16),其特征在于，所述花鍵式VVT總成(10)還包括如上述權(quán) 利要求中的任何一個所述的變速器總成(34),所述變速器總成(34)的所述嚙合構(gòu) 件(36)的花鍵(26)和花鍵(28)與所述外輪(12)的花鍵(")及所述內(nèi)輪(16) 的花鍵(24)嚙合。
18. —種內(nèi)燃發(fā)動機，包括如權(quán)利要求17所述的花鍵式VVT總成(10)。
19. 一種車輛，包括如權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃發(fā)動機。
20. —種改變在花鍵式VVT (10)的內(nèi)輪(16)和外輪(12)之間的旋轉(zhuǎn)相位的 方法，所述外輪(12)和所述內(nèi)輪(16)適用于圍繞轉(zhuǎn)軸(A)旋轉(zhuǎn)，通過在與所述 外輪(12)和所述內(nèi)輪(16)嚙合的嚙合構(gòu)件(36)上產(chǎn)生沿著所述轉(zhuǎn)軸(A)的位 移可以獲得所述改變，其中所述方法包括以下步驟在執(zhí)行構(gòu)件(48)上產(chǎn)生平行于所述轉(zhuǎn)軸(A)的對應(yīng)的位移； 通過軸承裝置(46 )將所述執(zhí)行構(gòu)件(48 )的所述位移傳遞到所述嚙合構(gòu)件(36 ) 從而在所述嚙合構(gòu)件(36)和所述執(zhí)行構(gòu)件(48)之間允許相對的旋轉(zhuǎn)。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 通過旋轉(zhuǎn)與所述執(zhí)行構(gòu)件(48)嚙合的驅(qū)動構(gòu)件(82)在所述執(zhí)行構(gòu)件(48)上產(chǎn)生所述位移。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述執(zhí)行構(gòu)件(48)包括具有內(nèi) 表面(64 )和外表面(66 )的筒形構(gòu)件(62 ),所述執(zhí)行構(gòu)件(48 )還具有外花鍵(76 ), 所述內(nèi)表面(64)與支撐構(gòu)件(70)嚙合，所述支撐構(gòu)件(70)連接到內(nèi)燃發(fā)動機， 其中所述方法還包括以下步驟通過旋轉(zhuǎn)具有與所述執(zhí)行構(gòu)件(48)的所述外花鍵(76)嚙合的花鍵(84)的所 述驅(qū)動構(gòu)件(82)在所述執(zhí)行構(gòu)件(48)上產(chǎn)生所述軸向位移。
23. 如權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述驅(qū)動構(gòu)件(82)連接到 驅(qū)動單元(86)，其中所述方法還包括以下步驟將來自所述驅(qū)動單元(86)的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述驅(qū)動構(gòu)件(82)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種相位調(diào)節(jié)裝置。涉及變速器總成(34)，用于在花鍵式VVT的外輪和內(nèi)輪之間產(chǎn)生相位差。該總成包括具有內(nèi)表面(38)和外表面(40)的筒形嚙合構(gòu)件(36)，其中內(nèi)表面的至少一部分具有第一花鍵(42)，外表面的至少一部分具有第二花鍵(44)。第一花鍵和第二花鍵在相同的鍵槽方向上不具有相同的節(jié)距。變速器總成還包括軸承裝置(46)和執(zhí)行構(gòu)件(48)。該軸承裝置設(shè)置在嚙合構(gòu)件和執(zhí)行構(gòu)件之間以便允許將執(zhí)行構(gòu)件的軸向位移傳遞到嚙合構(gòu)件，并允許嚙合構(gòu)件相對于執(zhí)行構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。
文檔編號F01L1/34GK101270680SQ200810086660
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者簡·安德森, 索倫·埃里克森, 馬丁·利特勒爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司