Relatório Descritivo da Patente cie Invenção para "MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA COM UM DISPOSITIVO HIDRÁULICO PARA O AJUSTE DO ÂNGULO DE ROTAÇÕES DE UM EIXO DE EXCÊNTRICOS EM RELAÇÃO A UM EIXO DE MANIVELA". A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna com um dispositivo hidráulico para o ajuste do ânquio de rotações de um eixo de excêntricos em relação a um eixo de maniveia, compreendendo: um rotor com pás dispostas nele que é unido ao eixo de excêntricos de modo resistente á torção; um estator que na face frontal possui uma parede frontal que é unido de modo resistente â torção a uma roda de acionamento acionado pelo eixo de maniveia, sendo que em ambos os lados das pás são previstas câmaras de compressão que são cada vez delimitadas por meio de paredes de nervura e paredes internas e externas do estator, paredes essas que em direção da circunferência são concêntricas entre si e que através de um sistema hidráulico contendo líquido hidráulico podem ser solicitadas por compressão e esvaziadas. A Base da Presente Invenção Da patente DE 101 34 320 A1 é conhecido um motor de combustão interna com um dispositivo hidráulico de acordo com o gênero para o ajuste do ângulo de rotações de um eixo de excêntricos que pode alterar a posição de fases de um eixo de excêntricos em relação a um eixo de mani-vela. Esse dispositivo consiste em um rotor e de um estator dos quais o primeiro, executado como uma rode de pás, cerca o eixo de excêntricos, girando com o mesmo de modo sincronizado. O estator, por um lado, é fechado à prova do agente de pressão por meio de uma parede frontal que pode ser parte de uma carcaça envolvendo o estator e por outro lado, por meio de uma roda de acionamento. Ele compreende o rotor e gira síncrono com a roda de acionamento acionado pelo eixo de maniveia. Paredes de nervura que vão essencialmente em sentido radial no estator permitem apenas um angulo de rotações limitado do rotor e formam com este várias câmaras de compressão que podem ser solicitadas por pressão com o líquido hidráulico ou esvaziadas. A desvantagem desse dispositivo conhecido é, porém, que os componentes do dispositivo consistem predominantemente em aço ou de ferro produzidos por sinterização ou levantamento de aparas. Disse· resultam: 1. Uma massa grande do dispositivo para o ajuste do ângulo de rotações. 2. Custos de produção altos em virtude do dispêndio de levantamento de aparas na fabricação dos componentes de sinterização. 3. Uma permeabilidade ao óleo externa não-desejada devido aos componentes sinterizados porosos.
Uma vez que na metalurgia de sinterização espessuras de parede finas, especialmente no contexto com as oscilações de espessuras de parede no que se refere à distribuição de densidade e resistência e rigidez são problemáticas e uma vez que também formas complexas com alturas de enchimento diferentes muitas vezes somente podem ser realizadas com cor-redicas onerosas na ferramenta, os dispositivos até agora utilizados para o ajuste do ângulo de rotações na maioria das vezes são fabricados de componentes relativamente pesados e mássicos. No caso de dispositivos fabricados com levantamento de aparas, os problemas são semelhantes; formas complicadas e adaptadas ao esforço trazem consigo um alto dispêndio de levantamento de aparas.
Uma sugestão para a redução de massa do dispositivo para o ajuste do ângulo de rotações pode ser obtida, por exemplo, das patentes DE 101 43 637 A1 ou da patente DE 101 34 320 A1, sendo que partes do dispositivo são fabricadas de alumínio ou de uma liga de alumínio ou de um outro metal leve. Isso tem a desvantagem de que devido a diferentes coeficientes de dilatação térmica as fendas de fuça podem aumentar através do aquecimento, produzindo assim uma permeabilidade grande. Além disso, o alumínio com as mesmas medidas deforma-se mais sob esforço do que aço ou ferro. Especialmente quando os componentes individuais são escorados uns com os outros com a ajuda de parafusos de carcaça, fendas de tamanho apropriado precisam permitir uma deformação. Os parafusos de carcaça si- gnificam um dispêndio construtivo elevado, portanto, causam custos maiores e trazem ainda um fluxo de força não-otimizado para o dispositivo. A Tarefa da Presente Invenção Assim sendo, a presente invenção tem a tarefa de conceber de tal modo um dispositivo para o ajuste do ângulo de rotações de um eixo de excêntricos em relação a um eixo de manivela para um motor de combustão interna, que, por um lado, ocorre uma redução de massa do dispositivo, e, por outro lado, ao mesmo tempo uma redução da permeabilidade.
Descrição da Presente Invenção De acordo com a presente invenção, no caso de um dispositivo para um motor de combustão interna a tarefa é solucionada com as características do preâmbulo da reivindicação 1 pelo fato de que partes essenciais do estator, especialmente suas paredes de nervura e suas paredes internas e externas, e eventualmente a carcaça com um disco de vedação eventualmente disposta neia são executadas como peças de chapa fabricadas sem levantamento de aparas. É lógico que no lugar de chapa também pode ser utilizada fita, sendo que em seguida o termo chapa é utilizado corno termo geral para chapa ou fita.
Os componentes sinterízados maciços como unidades que formam a câmara de compressão do lado do acionamento são, portanto, substituídos por peças de chapa e peças de deformação de chapa de paredes finas. Uma vez que em virtude disso precisam ser fabricados menos componentes sinterízados, produz-se uma redução do dispêndio de levantamento de aparas e uma redução da permeabilidade externa ao óleo devido ao dispensar das peças sinterizadas porosas.
Para fins de o dispositivo obter, apesar da sua massa menor, uma rigidez e resistência altas, essas chapas podem locaimente, ao íongo da direção de esforço, ser adaptadas ao esforço de maneira ideal por meio de deformações ou perfis correspondentes, sem que sejam necessárias espessuras de paredes globais maiores e que com isso precisa ser levada em consideração uma massa grande. Em comparação com uma redução de massa pela utilização de metal leve, tal como sugerido, por exemplo, na pa- tente DE 101 34 320 A1, isso tem a vantagem de que o coeficiente de dilata-çâo térmico de todos os componentes permanece igual e que, por conseguinte, não surgem permeabitídades em virtude de efeitos térmicos. O estator consiste em paredes internas e externas circunferências- e de paredes de nervura. As paredes de nervura unem cada vez duas extremidades de paredes vizinhas internas e externas circunferência is e vão essenciatmente em sentido radia!. Para algumas variações de estator é vantajoso quando as paredes de nervura não vão exata mente radialmente, e sím formam um certo ângulo relativa mente à radial ou não são executadas de modo plano, e sim possuem reentrâncias para evitar, por exemplo, que as pás emperrem nas suas posições finais.
Sendo que o estator é fabricado de chapa de paredes finas ele não é tão resistente à deformação como um estator sinterizado, conhecido da estado da técnica. Há a possibilidade de colocar o estator diretamente através de possibilidades de junção devido ao material no componente que transmite o momento. Para se obter uma resistência à flexão e á pressão com é a do estator sinterizado, ele pode ser colocado dentro de uma carcaça que o envolve (figura 2a) que é juntada à roda de acionamento através de tecnologias de junção da técnica de deformação ou através de tecnologias gerais de fecho devido à força, fecho devido à forma, fecho devido à fricção, tais como, por exemplo, rebordar, soldar, escorar, rebitar, colar ou narizes de fixação dobrados. Então a carcaça assume a junção do estator à roda de acionamento como um componente que transmite o momento e que pode ser transmitido por meio de carga radial. Também impede que no estator ocorram vibrações em virtude de forças radiais introduzidas. A carcaça veda o estator mo seu lado frontal e forma lá uma parede frontal. Quando as paredes de estator não assumem um ângulo reto para com a parede frontal, a vedação das câmaras de compressão não é completamente garantida. Para se evitar perdas por fugas é vantajoso, portanto, dispor um disco de vedação díretamente na frente da parede frontal, de modo que depois da junção da parede frontal com o estator e colocação do rotor com pás surgem câmaras de compressão retangulares. A estabiii- dade da carcaça pode ser elevada mais ainda quando se une o disco de vedação firmemente com a parede frontal. De preferência, o disco de vedação é perfilado de chapa de parede fina e adaptado ao tamanho e à forma do estator.
Os componentes estator. carcaça e disco de vedação são mantidos juntos através das tecnologias de junção acima mencionadas da técnica de deformação. Em comparação com a junção roscada com fecho devido à força axial as deformações causadas por tensões de pressão são reduzidas. Além disso, com vantagem não é necessário nenhum componente adicional e o dispêndio de montagem é reduzido. É recomendável, formar as partes fabricadas sem levantamento de aparas de tiras de chapa. Eventualmente é preciso - como no caso do estator - que as tiras em urn ponte» formem um anel e depois são unidas firmemente, por exemplo, por meio de solda. É lógico que a fabricação sem sevaiiiarnento de aparas do esíator e da carcaça nao significa uue esses componentes não sejam processados posteriormente com levantamento de aparas caso seja necessária uma precisão muito alta.
Uma segunda possibilidade para aumentar a rigidez de flexão e de pressão do estator é, realizar as paredes de nervura de tal modo que possam transmitir forças radiais e / ou forças circunferenciais (figura 3a). O apoio da força radia! de corrente ou de correia pode ocorrer internamente entre o estator e o rotor ou externamente entre o eixo de excêntricos ou um prolongamento do rotor e a roda de corrente ou com uma combinação das duas possibilidades. No caso, é especialmeníe vantajoso não executar as paredes de nervura exatamente radial, e sim colocá-las em uma faixa de 10 ° a 30 ° em relação á radial, de modo que as pás nos seus ajustes tocam as extremidades das paredes de nervura radialmente externas.
Uma terceira realização é um estator tubular, cujas paredes de nervura são executadas como nervuras introduzidas. Em virtude da superfície anelar remanescente, fechada a carcaça é economizada. Com isso a massa diminui mais ainda. Entre a borda e as paredes radiais pode ser colocado o disco de vedação e depois, a borda ser vedada e firmemente unida.
No caso dessa execução, a superfície anelar absorve as forcas radiais e evita vibrações do estator.
Para se conseguir uma melhor capacidade de deformação, as paredes radiais também podem ser realizadas como extremidades abertas, sendo que depois, para o apoio e a vedação no rotor são utilizados patins de guia. Os patins de guia são executados e dispostos de tai modo que apoiam as paredes de nervura executadas como nervuras uma contra a outra. Com isso elas impedem uma flexão das paredes de nervura.
Os espaços que se encontram entre as paredes de nervura, ou espaços ocos ou entalhes, são revestidos por injeção ou pulverização com material sintético ou com metal. Com isso, o perfil das paredes de nervura que são essencialmente radiais é reforçado e é garantida uma alta imper-meabiiidade das câmaras de compressão entre si e para fora. A espessura de parede das paredes radiais do estator pode ser reduJda mais ainda quando se impede que a? pás do rotor nas suas respectivas posições terminais encostam-se ás paredes radiais do estator, exercendo uma pressão sobre estas. Para tai, torna-se necessária uma limitação do ângulo de ajuste. Esta pode ser realizada, por exemplo, por meio de um elemento para a limitação do ângulo de ajuste em ligação com o rotor que engrena em urna corrediça correspondente. O dispositivo executado de acordo com a presente invenção, em comparação com um dispositivo do estado da arte, é mais leve, requer menos dispêndio de levantamento de aparas e com isso reduz os custos de fabricação e também pode abrir mão de uma impregnação de resina sintética ou de um tratamento com vapor de água para a vedação do material de sinterização que agora já não é mais necessário.
Breve Descrição dos Desenhos Em seguida, a presente invenção é explicada mais detalhadamente com a ajuda de exemplos de execução e mostrada de modo esque-matizado nos desenhos anexados. Eles mostram: A figura 1 mostra um corte longitudinal de um dispositivo para o ajuste do ângulo de rotações onde um estator fabricado sem levantamento de aparas é inserido em uma carcaça externa. A figura 2 mostra uma seção transversal através de um dispositivo para o ajuste do ângulo de rotações. A figura 3 mostra uma seção transversal através de uma segunda execução de um estator. A figura 4a mostra uma seção transversal através de uma terceira execução de um estator. A figura 4b mostra uma vista em perspectiva do estator de acordo com a figura 4a. A figura 5a mostra uma seção transversal através de uma quarta execução de um estator, cuja superfície anelar externa é fechada. A figura 5b mostra uma vista em perspectiva do estator de acordo com a figura 5a. A figura 6a mostra uma vista em perspectiva de uma p*arede externa circunferência' e paredes dc nervura formadas para fora ue uma quinta execução de um estator. A figura 6b mostra uma vista em perspectiva de uma parede externa circunferencial e paredes de nervura formadas para dentro de uma sexta execução de um estator com um patim de guia.
Descrição Detalhada dos Desenhos As figuras 1 e 2 mostram as partes essenciais de um dispositivo hidráulico para o ajuste do ângulo de rotações 1 de um eixo de excêntricos 2 em reiacâo a um eixo de manivela não-mostrado que é executado como um atuador hidráulico. Esse dispositivo 1 é acionado através de uma roda de acionamento 3 que ligada através de, por exemplo, uma corrente não-mostrada com o eixo de manivela. O dispositivo 1 consiste essencialmente em um estator 4 firmemente ligado â roda de acionamento 3 que é fechado à prova de agente de compressão através de uma parede frontal 5 e a roda de acionamento 3, e de um rotor 6 ligado de modo resistente à torção ao eixo de excêntricos 2 através de um parafuso central 21 sendo que o rotor 6 é executado como uma roda de pás. O estator 4 do dispositivo 1 constitui, através de paredes de nervura 7, T, 7" e através de paredes externas 8, 8', 8" circunferenciais e paredes internas 9, 9', 9" circunferenciais e com o rotor 6 e suas pás 10, primeiras câmaras de compressão 11, 11’, 11" e segundas câmaras de compressão 12, 12', 12" que, preenchidas com líquido hidráulico, produzem um ajuste de ângulo entre o rotor 6 e o estator 4. O rotor 6 e o estator 4 estão dispostos em uma carcaça 13 que veda as primeiras câmaras de compressão 11, 11', 11" e as segundas câmaras de compressão 12, 12\ 12" para fora. Através de um elemento 16 para a limitação do ângulo de ajuste ligado ao rotor 6 que engrena em uma corrediça 17 correspondente é produzida uma limitação da faixa de ajuste do rotor 6 o que diminui os esforços do estator 4.
Para fins de vedação das câmaras de compressão 11, 11', 11", 12, 12’, 12" existe entre a carcaça 13 e o estator 4 um disco de vedação 14 que é adaptado ao diâmetro do estator 4.
Na figura 2, as paredes de nervura 7, 7’, 7" não são exatamente radiais, e sim, com um ângulo de aproximadamente 20°. de modo que as pás 10 nas suas posições finais entram em contato com as extremidades externas das paredes de nervura 7, 7', 7". Com isto, a rigidez de flexão e de pressão do estator 4 aumenta e é possível transmitir forças radiais e forças circunferenciais. A figura 3 mostra uma seção transversal de uma segunda versão de um estator 4 executado como tubo. Ele forma através das suas paredes de nervura 7, T, 7" essencialmente radiais e suas paredes externas 3, 8’, 8" e paredes internas 9, 9', 9" circunferenciais junto com o rotor 6 não mostrado nessa figura as primeiras câmaras de compressão 11, 11', 11" e as segundas câmaras de compressão 12, 12’, 12". O estator 4 propriamente dito é de tal modo disposto em uma carcaça 13 cilíndrica que a carcaça 13 e as paredes internas 9, 9’, 9" circunferenciais se tocam, o que aumenta a rigidez do estator 4 e amortece vibrações em virtude de forças radiais. A rigidez pode ser aumentada mais ainda preenchendo-se as câmaras ocas ou entalhes 15, 15', 15", formados pela carcaça 13 e pelo estator 4, por exempio, com espuma de metal. Para evitar que as pás 10 não emperrem nas posições finais é recomendável realizar as paredes de nervura radiais em duas peças, de tal modo que elas possuem pelo menos uma primeira parte radial 20 com a qual as pás entram em contato, e pelo menos uma outra parte.
As figuras 4a e 4b mostram uma seção transversal e uma vista em perspectiva de uma terceira forma de execução de um estator 4. Em comparação com a realização mostrada na figura 2, este terceiro estator 4 é mais rígido quanto a uma absorção de força radial. É especiaimente vantajoso encostar as paredes de nervura de tal modo que as respectivas paredes de nervura 7, 7' vizinhas e a carcaça 13 evitam uma separação sob força radial (bloqueio automático).
As figuras 5a e 5b mostram uma seção transversal e Lima vista em perspectiva de um quarto modo de construção. As paredes de nervura 7, 7', 7” são realizadas como nervuras inseridas no estator 4. Elas constituem com as paredes circunferenciais 3, 3', 8", 9, 9', 9" desse estator 4 ao mesmo tempo uma parte da carcaça 13. Especialmente vantajoso nessa realização é que através da superfície anelar íechacia remanescente, a parede externa circular 13, a carcaça 13 com exceção da parede frontal 5 podem ser dispensadas. Como parede frontal 5 pode ser utilizado o disco de vedação 14 (figura 1), colocado no lado frontal sobre o estator 4 e cuja borda pode ser rebordada, por exemplo. Da parede externa circular 18 formam-se as paredes de nervura 7. 7, por exemplo, por meio de estampagem que depois serão dobradas para dentro. As paredes de nervura 7, 7', 7" estão bem defor-máveis em virtude das suas extremidades abertas. Elas também podem ser executadas como mostrado na figura 6b e depois vedadas com patins de guia 19.
As figuras 6a e 6b mostram uma vista em perspectiva de uma parte de um quinto e de um sexto estator 4 que são variações de quintão estator 4. As paredes de nervura 7, 7' são uma vez dobradas para dentro, e a outra vez, dobradas para fora. Essas variações de estator 4 são inseridas em uma carcaça 13. As paredes de nervura 7, 7' são respectivamente vedadas por meio de patins de guia 19 (figura 6bí. Esses últimos apoiam as paredes de nervura 7, 7' e impedem uma deformação em virtude de forças radiais introduzidas externas.
Em resumo, graças aos componentes fabricados sem levantamento de aparas, especiaimente graças a partes essenciais do estator 4, obtém-se uma grande redução de massa do dispositivo. Uma rigidez semelhante como nos dispositivos d·:» estado da técnica é obtida em virtude das formas de execução mostradas do estator 4. Ao mesmo tempo são reduzidas as perdas por permeabilidade, já que componentes sinterizados porosos ou um tratamento com vapor de água dispendioso ou uma impregnação com resina sintética podem ser dispensados.
LISTA DE REFERÊNCIAS 1 Dispositivo hidráulico para o ajuste do ângulo de rotações 2 Eixo de excêntricos 3 Roda de acionamento 4 Estator 5 Parede frontal 6 Rotor 7, 7', 7" Paredes de nervura 8, 8', 8" Paredes externas circunferenciais 9, 9', 9" Paredes internas circunferenciais 10 Pás 11, 11’, 11" Primeiras câmaras de compressão 12, 12', 12" Segundas câmaras de compressão 13 Carcaça externa 14 Disco de vedação 15, 15', 15” Câmaras ocas ou entalhes 16 Elemento para a limitação do ângulo de ajuste 17 Corredica 18 Parede externa circular 19 Patim de guia 20 Primeira parte radial da parede de nervura 21 Parafuso central axial REIVINDICAÇÕES