CN103216287B - 凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出具有复位弹簧（4）的凸轮轴调节器（1），所述复位弹簧的为了在从动元件（3）上的支承而提供的弹簧端部（6）呈波浪形地构造。

Description

凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及一种凸轮轴调节器。
背景技术
凸轮轴调节器在内燃机中用于改变燃烧室气门的控制时间，以便能够将在曲轴与凸轮轴之间的相位关系在限定的角度区域内、在最大的提前定位与最大的延迟定位之间可变地进行设计。控制时间与当前的负载和转速的适配使消耗量和排放量降低。为了这个目的，凸轮轴调节器整合到驱动系中，经由该驱动系曲轴的转矩由曲轴传递到凸轮轴上。该驱动系能够构造为例如皮带传动装置、链传动装置或齿轮传动装置。
在液压式凸轮轴调节器中，从动元件和驱动元件构造了一对或多对相互作用的压力室，这些压力室能够利用液压介质来加载。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过填充和排空单个压力室来产生在驱动元件与从动元件之间的相对运动。在驱动元件与从动元件之间回转地起作用的弹簧沿有利方向（Vorteilsrichtung）将驱动元件相对从动元件挤压。该有利方向能够是与扭转方向相同走向的或相反走向的。
液压式凸轮轴调节器的结构类型是叶片蜂窝调节器。叶片蜂窝调节器具有定子、转子和带外齿部的驱动轮。转子多数以能够与凸轮轴抗相对转动地连接的方式构造为从动元件。驱动元件包含定子和驱动轮。定子和驱动轮抗相对转动地相互连接或者备选于此地相互之间一件式地来构造。转子与定子同轴地并且在定子内部布置。转子和定子利用它们的径向延伸的叶片清楚鲜明地形成对立地起作用的油室，这些油室能够通过油压加载并且使在定子与转子之间的相对转动成为可能。叶片要么与转子或者说定子一件式地构造要么作为“插入的叶片”布置到转子或者说定子的为此设置的槽中。此外，叶片蜂窝调节器具有不同的密封盖。定子和密封盖经由多个螺纹连接装置相互固定。
液压式凸轮轴调节器的另外的结构类型是轴向活塞调节器。在此情况下，推移元件经由油压被轴向推移，该推移元件经由斜齿部产生在驱动元件与从动元件之间的相对转动。
凸轮轴调节器的其他的结构形式是电子机械式凸轮轴调节器，其具有三轴传动装置（例如行星式传动装置）。在此，其中一个轴形成驱动元件并且第二个轴形成从动元件。经由第三个轴借助调节装置、例如电动马达或者制动器，将旋转能量输送给系统或者从系统输出。能够额外地布置如下弹簧，其支持在驱动元件与从动元件之间的相对转动或者将该相对转动返回引导。
JP 2003 120 229示出复位弹簧的弹簧端部的、尤其是径向在外的弹簧端部的支承装置的最为不同的可行性。径向在内的弹簧端部在所有的介绍中构造为钩形件，所述钩形件向着凸轮轴调节器的转动轴线弯曲并且挂在从动元件上。
DE 10 2006 002 993 A1、DE 10 2008 051 142 A1以及DE 10 2008 051 755 A1示出具有复位弹簧的凸轮轴调节器，其中，径向在内的弹簧端部弯曲大约180°并且支承在与从动元件抗相对转动地布置的销栓上。
发明内容
本发明的任务是提供一种凸轮轴调节器，其具有特别可靠的弹簧支承装置。
根据本发明，这个任务通过权利要求1的特征得以解决。
由此，为了解决该任务提供了如下的凸轮轴调节器，其具有驱动元件和从动元件以及复位弹簧，其中，前面提到的结构部件与凸轮轴调节器的转动轴线同轴地布置，其中，复位弹簧产生驱动元件相对从动元件的相对转动，其中，根据本发明呈波浪形地来构造复位弹簧的设置用于在从动元件上的支承的那个弹簧端部。
通过设置用于在从动元件上的支承的那个弹簧端部的呈波浪形的构造来实现如下，即，一方面，尤其在径向构造的螺旋体的情况下节省了结构空间并且另一方面与根据现有技术公知的呈钩形的弹簧端部相比减小了在弹簧支承装置的区域内的到弹簧线材上的负载。具有优点地，该弹簧端部的弯曲半径能够以如下方式与弹簧支承装置相协调，即，得到改善的贴靠并且减小赫兹压力。
主要有两种类型的复位弹簧。这两种类型的复位弹簧一种是那些具有径向构造的螺旋体的复位弹簧而另一种是那些具有轴向构造的螺旋体的复位弹簧。在这两种类型的复位弹簧的情况下能够构造呈波浪形的弹簧端部。具有径向螺旋体的复位弹簧具有优点地能够在轴向受限的结构空间中使用，其中，与之相反具有轴向螺旋体的复位弹簧能够在径向受限的结构空间中使用。
呈波浪形的弹簧端部以通常理解的“波”为特点，也就是说具有至少一个波峰或者至少一个波谷。波峰和波谷能够排成一列地以任意的频次来布置并且能够具有不同的或者相同的幅度。这里将从凸轮轴调节器的转动轴线离开的幅度视作波峰，其中，与此类似将波谷视作向着凸轮轴调节器的转动轴线去的幅度。幅度本身能够看做为在螺旋的进一步的分布中、很大程度上在线材延伸方向上的、由虚拟的延长部的径向偏差。
伴随绕转动轴线的连续角度，波的起始点和终止点落到差不多同一参考圆上。为此备选地可行的是，将波的终止点布置在与起始点不同的参考圆上。
在本发明的设计方案中，在从动元件上的支承部位具有与弹簧端部的波形状互补的形状。具有优点地，相对波形状的互补的形状是如下这样的，即，得到在弹簧端部与支承装置之间的最优的紧靠部并且明显地减小赫兹压力。互补的形状能够构造在从动元件本身上，理想的是在它的轮毂的区域内，或者构造在与从动元件抗相对转动地连接的结构部件上。弹簧端部具有优点地径向预张紧地支承在互补的支承部位上。备选地，径向的预张紧可以省去。
在具有优点的设计方案中，支承部位构造为与从动元件抗相对转动地连接的弹簧盖的轮毂的部件。弹簧盖保护复位弹簧的螺旋免受环境影响并且阻止在弹簧断裂的情况下弹簧断裂碎块可能分散在内燃机中。弹簧盖具有优点地构造为具有轮毂的薄壁的结构部件。轮毂同轴地与从动元件抗相对转动地连接。
在特别优选的设计方案中，弹簧盖由板材成形。用于弹簧端部的支承部位能够借助深冲、弯曲、压铸或者另外的变形工艺成形到由板材制成的弹簧盖中。备选地，弹簧盖能够由塑料构造并且支承部位能够例如通过浇铸或者另外的变形工艺来制造。互补的支承部位也能够作为独立的结构部件借助力锁合的、形状锁合的和/或材料锁合的连接技术布置到由板材制成的弹簧盖上。
在本发明的设计方案中，支承部位与弹簧盖一件式地来构造并且由凸轮轴调节器的转动轴线离开地成形。由此，支承部位与同弹簧端部的波峰类似的波峰的构造相应。支承部位在弹簧盖上的作为波峰的构造是具有优点的，因此不再必须进行与布置在轮毂内部的结构部件的其它适配并且轮毂能够非常薄壁地来设计。
为此备选地，波谷的构造尤其是在具有径向的螺旋体的复位弹簧的情况下具有如下优点，即，相对下一个螺旋的径向的结构空间能够更好地得以使用并且整个螺旋体能够被安置在较小的、径向的结构空间中。
在优选的构造中，弹簧盖具有如下保持凸起部，该保持凸起部在径向方向上固定弹簧端部。保持凸起部设置为在支承部位上的呈波浪形的弹簧端部的相对保持件，以便提高在弹簧端部与支承部位之间的接触的安全性。这样具有优点地反作用于弹簧端部从支承部位的例如由于内燃机的震动触发的滑离。保持凸起部在径向方向和/或周边方向上形状锁合地固定弹簧端部。多个在弹簧盖上的保持凸起部可以处于弹簧端部的波峰的两侧或者可以布置在弹簧端部的波谷的中间。
在本发明的其他的设计方案中，保持凸起部由弹簧盖一件式地成形。尤其地，由板材制成的弹簧盖的构造在经济性和可靠性或者说使用寿命方面是具有优点的。备选地，这种保持凸起部能够伴随地铸造在由金属制成的或者由塑料制成的弹簧盖上。
在具有优点的设计方案中，弹簧盖的支承部位或者保持凸起部设置用于弹簧盖相对于从动元件的角度定位。借助支承部位或者保持凸起部同时能够构造弹簧盖与从动元件的形状锁合，该形状锁合确保从动元件相对弹簧盖的可靠的定向和由此相对复位弹簧的可靠的定向，并且由此保证在从动元件与驱动元件之间的所希望的弹簧力矩的可靠的构造。
在本发明的其他的构造中，弹簧盖与从动元件抗相对转动地连接，其中，从动元件又能够与凸轮轴连接并且弹簧盖同时构造为触发轮（Triggerrad）。尤其是在具有径向的螺旋体的复位弹簧的情况下，该复位弹簧具有优点地布置在凸轮轴调节器的端侧上并且由弹簧盖盖住。借助在弹簧盖上置入的缺口或另外的标记（Markierung）的触发轮功能具有优点地是合适的并且能够容易地由角度定位传感器来实现。借助中心螺栓/中心螺母，弹簧盖能够利用触发轮功能将从动元件和凸轮轴抗相对转动地彼此连接。
通过用于在从动元件上的支承的波浪形状的弹簧端部的根据本发明的构造，实现复位弹簧到从动元件上的可靠的并且低应力的系牢。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例。
其中：
图1示出根据现有技术的具有复位弹簧的凸轮轴调节器；
图2示出具有弹簧端部的根据本发明的构造和该弹簧端部的支承部位的凸轮轴调节器；并且
图3以另外的视图示出根据图2的凸轮轴调节器的弹簧盖和复位弹簧。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的具有复位弹簧4的凸轮轴调节器1。具有驱动元件2和从动元件3的布置的、在它的结构类型方面作为叶片蜂窝调节器或者轴向活塞调节器的液压式凸轮轴调节器1的作用原理和构建由现有技术公知并且在背景技术中进行了足够的阐述。支承部位7构造为销栓并且抗相对转动地与从动元件3连接。复位弹簧4具有径向的螺旋体，也就是说螺旋在径向方向上排成行。支承在支承部位7上的弹簧端部6呈钩形地构造。钩形件从复位弹簧4的线材的虚拟的延长部出来径向向内、也就是说向着转动轴线5去地弯曲大约90°并且绕支承部位7凸出。弹簧端部6的钩形件的内半径差不多等于支承部位7的销栓的半径。
与在内的弹簧端部6类似，复位弹簧4的在外的弹簧端部12支承在支承部位11上，其中，支承部位11与驱动元件2抗扭连接。弹簧端部12弯曲近似180°。弹簧端部12的内半径近似等于支承部位11的半径。
图2示出具有弹簧端部6的根据本发明的呈波浪形的构造和该弹簧端部的支承部位7的凸轮轴调节器1。与凸轮轴调节器1的转动轴线5同轴地布置有弹簧盖9。弹簧盖9拥有轮毂8和整合地在其上构造的环形盘13。弹簧盖9构造为薄壁的板材部件并且抗相对转动地与从动元件3连接。弹簧盖9的环形盘13在径向方向上延伸并且盖住复位弹簧4的螺旋体的一部分。环形盘13具有两个保持凸起部10和支承部位7。保持凸起部10向着驱动元件2或者说从动元件3去地定向并且由板材部件一件式地制成。支承部位7构造为从轮毂8的外直径出来的隆起部并且由凸轮轴调节器1的转动轴线5离开地定向。这两个保持凸起部处于支承部位7的两侧。
复位弹簧4的在外的弹簧端部12的构造与根据图1的在外的弹簧端部12的构造相应。
图3以另外的视图示出根据图2的凸轮轴调节器1的复位弹簧4和弹簧盖9。该视图示出了弹簧盖9的在图2中盖住的侧面。以现在到呈波浪形的弹簧端部6上的自由的视角能够很清楚地看到，弹簧端部6构造为波峰。波峰的起始端和终止端最大程度地位于同一参考圆上。构造为隆起部的支承部位7在它的轴向的延伸部上超过复位弹簧4的线材厚度。保持凸起部10以大约90°的角度从环形盘13弯出来。
如果现在进行弹簧端部12的偏转，从而使得螺旋体被张紧，那么保持凸起部10防止弹簧端部6在周边方向上跨支承部位7滑离。基于在弹簧端部6与支承部位7之间的、借助在接触部位中的较大的半径的较大的紧靠部的可实现性来最小化到弹簧端部6上的张紧负载。
此外，弹簧盖9具有紧接着其轮毂8的一件式构造的凸缘14。利用这个凸缘14能够将弹簧盖9经由中心的拧紧装置与转动轴线5同轴地与从动元件3和凸轮轴抗扭地张紧。支承部位7和/或形状锁合元件15用于弹簧盖9与从动元件3的角度可靠（Winkeltreuen）的固定。为此，支承部位7和/或形状锁合元件15嵌入到从动元件3的互补的容纳部中。具有优点的是，支承部位7和形状锁合元件15以相同的设计来构造，但是为了在弹簧盖9与从动元件3之间的一对一的角度定位呈图案地（gemustert）布置在轮毂8的周边上。借助轮毂8、尤其是利用它的外径，弹簧盖9能够相对从动元件3进行对中。
附图标记列表：

Claims (9)

1.凸轮轴调节器(1)，具有驱动元件(2)和从动元件(3)以及复位弹簧(4)，其中，前面提到的结构部件(2、3、4)与所述凸轮轴调节器(1)的转动轴线(5)同轴地布置，其中，所述复位弹簧(4)产生所述驱动元件(2)相对于所述从动元件(3)的相对转动，其中，所述复位弹簧(4)的为了在所述从动元件(3)上的支承而提供的那个弹簧端部(6)呈波浪形地构造，其特征在于，所述凸轮轴调节器还具有弹簧盖(9)，环形盘(13)以整合的方式构造在所述弹簧盖上并盖住所述复位弹簧(4)的螺旋体的一部分。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，在所述从动元件(3)上的支承部位(7)具有与呈波浪形的弹簧端部(6)互补的形状。
3.根据权利要求2所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述支承部位(7)构造为与所述从动元件(3)抗扭连接的所述弹簧盖(9)的轮毂(8)的部件。
4.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧盖(9)由板材成形。
5.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述支承部位(7)与所述弹簧盖(9)一件式地构造并且在径向方向上从所述转动轴线(5)离开地成形。
6.根据权利要求3所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧盖(9)具有保持凸起部(10)，该保持凸起部在径向方向上固定所述弹簧端部(6)。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述保持凸起部(10)由所述弹簧盖(9)一件式地成形。
8.根据权利要求6所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧盖(9)的所述支承部位(7)或者所述保持凸起部(10)用于所述弹簧盖(9)相对于所述从动元件(3)的角度定位。
9.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，弹簧盖(9)与所述从动元件(3)抗扭连接，所述从动元件(3)又能够与凸轮轴连接并且所述弹簧盖(9)同时构造为触发轮。
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