CN103270257B - 具有复位弹簧的凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了凸轮轴调节器（1）的布置，该凸轮轴调节器具有定子（2）和转子（3），其中，定子（2）和转子（3）构造为板材部件，并且该凸轮轴调节器具有用于容纳弹簧（4）和其弹簧端部（5、6）的整合式的板材成形部（12）。

Description

具有复位弹簧的凸轮轴调节器
技术领域
本发明涉及具有复位弹簧的凸轮轴调节器。
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。控制时间与当前负载的适配减低消耗和排放。广为人知的结构类型是叶轮调节器。叶轮调节器具有定子、转子和驱动轮。转子大多与凸轮轴抗相对转动地连接。定子和驱动轮同样彼此连接，其中，转子与定子同轴并且处在定子的内部。转子和定子构造油室，所述油室能通过油压加载并且使定子和转子之间的相对运动成为可能。此外，叶轮调节器具有各种各样的密封盖。定子、驱动轮和密封盖的连接通过多个螺栓连接来构造。
US7,614,372示出一种叶轮调节器。转子布置在定子内部。转子具有内直径，在该内直径处支承有扭转弹簧。此外，US7,614,372还描述了用于扭转弹簧的匝体的贴靠的不同半径。
发明内容
本发明的任务因此是提供其他成本低廉的凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器具有复位弹簧的有利布置。
依据本发明，该任务由此来解决，即，凸轮轴调节器具有定子、转子和弹簧。转子相对定子具有转动自由度。同时，转子相对定子平移地固定。弹簧将定子与转子旋转地张紧。定子和转子各构造为板材成型部件并且具有用于支撑弹簧的整合式板材成形部。
在本发明的有利构造中，转子和定子各构造为单件式的板材钵形件。板材钵形件具有闭合的底部和对置的敞开的端部。细节上，板材钵形件形状最大程度上接近星形罐形状。在星形罐形状的情况下，在转子和定子中，有利地单件式地在相应转子和定子上成形有用于分隔压力空间的相应的叶片。最大程度上正交于底部的环绕的壁通过板材厚度来形成。壁的高度最大程度上相应于各板材钵形件的轴向长度。星形形状也可以理解为花形状，其中，作为区别表现出的是叶片沿径向方向的锐角的或者钝角的构造。特别形状是叶片的壁沿径向方向的平行布置。
在构造板材钵形件时，由板材制成的壁以如下方式延伸，即，具有底部的叶片在横截面中构造出U形状。板材钵形件的两个相对置的壁可以在轮廓中从它们的敞开的端部向板材钵形件的底部沿轴向方向彼此接近地或彼此远离地呈角度地构造。在特殊情况下，这两个壁相对彼此平行地沿轴向方向分布。
在本发明的设计方案中，将弹簧端部由板材转子的或板材定子的敞开侧插入，其中，弹簧端部可以理解为弹簧臂的任意类型。弹簧端部在此情况下由两个壁围绕并且支撑在一个壁上。有利地，该支撑通过叶片形成。
优选的弹簧类型是扭转弹簧。在此，扭转弹簧的匝要么沿轴向方向进而最大程度上平行于凸轮轴调节器的转动轴线地延伸，要么沿径向方向并且因此最大程度上正交于转动轴线地延伸。由此形成的弹簧端部可以设置成希望的形状。弹簧端部的形状可以是扣眼、钩、缠绕件或类似物。
在本发明的构造中，设置有用于弹簧端部贴靠的、在板材钵形件中的贯通开口。在此，弹簧端部支承在板材钵形件上，其中，备选地替代贯通开口也可以设想材料拱起部。该贴靠的径向位置能有利地自由选择并且可简便地在冲压过程或压制过程中在板材钵形件中形成。
在本发明的详尽的设计方案中，弹簧端部可以支承在轮毂附近，或者尽可能地支承在板材钵形件的外周边上。在此，优化地使用现有的结构空间，并且通过弹簧端部的支撑部到转动轴线的间隔而形成的力臂可以根据要求来调整。
贯通开口可以替换地设计为弯曲的接片或者板材兜，从而弹簧端部不穿过贯通开口，而是在弹簧张紧的情况下仅构造为支座。
此外，以如下方式获得弹簧端部在贯通开口中支承的优势，即，避免过定位。因此，弹簧端部可以沿一个方向运动，从而在运行中的温度影响和材料运动不限制弹簧端部，而弹簧端部的贴靠部在最大程度正交的方向上用作支座。
此外有利的是：弹簧端部穿过转子上的留空部而贴靠到定子上。在此，相对转动的构件、在该情况下是转子具有在相应转动方向上的留空部。
贯通空隙理解为所有通过材料去除工艺产生的构造，如孔、窗口、缺口、冲制部、缝隙和贯通开口。
在本发明的构造中，板材钵形件的材料拱起部可以形成用于弹簧端部的支撑部。有利地，在此情况下板材钵形件中的结构未被减弱，从而这形成用于弹簧端部的局部的、在强度上有利的贴靠。此外，可以取消附加的结构元件如销、螺栓或者铆钉。材料拱起部可以铸造为凹槽的、凸结的或类似物的形状。
为了确定地固定具有径向的匝延伸方向的扭转弹簧，可以在板材钵形件上构造一个或多个贴靠点。有利地，这些贴靠点可以一件式地由板材压制为材料拱起部。
材料拱起部理解为板材的所有成型部，如开槽、凹槽、鼻形件、凸结、兜、甚至叶片本身的有利构造。
备选地，在板材钵形件上可以一件式地由板材钵形件来制成由弯曲的板材区段构成的鼻形部或开槽，它们用作弹簧端部的贴靠部。
可选地，这类板材接片也可以作为单独的构件而布置在转子或定子上。为了牢固的连接而设置有如熔焊、钎焊、粘接、铆接、旋紧或类似工艺。单独的板材接片的优势是分开的处理，其中，这类板材接片在转子的或定子的材料选择的情况下可以变化并且相应不同地硬化或覆层。
在本发明的构造中，扭转弹簧的匝体在板材钵形件的外直径或内直径上引导和支承。扭转弹簧布置在板材钵形件的轮毂的区域中，这有助于优化地使用给出的结构空间。
在本发明的设计方案中，板材钵形件的材料拱起部可以形成用于弹簧匝体的支撑部。在此，有利地放弃附加的结构元件如销、螺栓或铆钉。也可以取消耗费的、切削式的加工。
为了避免不密封性，弹簧端部可以具有橡胶套形式的密封元件。这在板材钵形件中带有贯通空隙的装置的情况下是有利的，以便保证油密封的空间。
通过就转子和定子而言使用板材，凸轮轴调节器具有较小的重量。为了根据应用特定地提高强度，可以用金属泡沫来填充板材空间。
板材钵形件有利地以如下方式彼此嵌套，即，在两个板材部件的叶片之间构造工作室，所述工作室内在地具有油密封的空间，该空间通过加载压力油而在相应的转动方向上改变其容积。为此，也可以使用附加的密封盖。
本发明因此提供了大量设计方案可能性，以便将弹簧端部甚至匝体有利地在板材组件上支承和引导。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出。
其中：
图1示出了凸轮轴调节器；
图2示出了具有扭转弹簧的板材转子和板材定子；
图3示出了根据图1的没有扭转弹簧的布置；
图4示出了图2的细节视图；
图5示出了相对图2的替选构造；
图6示出了具有扭转弹簧的板材转子和板材定子，所述扭转弹簧具有径向的匝。
具体实施方式
图1示出了具有定子2和转子3的凸轮轴调节器1。在此，定子2和转子3由板材构造。弹簧4同中心于定子2和转子3地布置。定子2和转子3形成油密封的空间，该油密封的空间在压力加载的情况下构造转子3相对于定子2的相对转动。弹簧4在凸轮轴调节器1的无压运行中确保了到起始位置的运动。
图2示出了具有定子2和转子3的布置。定子2和转子3构造为板材部件并且相对彼此同中心地布置。弹簧4同样同中心于转子3地布置。弹簧4在转子3的直径8处定中心并引导。此外，弹簧4具有轴向指向的匝和两个弹簧端部5、6。其中一个弹簧端部5径向延伸到转子3的叶片7中。另一个弹簧端部6如图4所示出的那样支承在定子2上。转子3的叶片7构造为板材成形部12。这通过将转子3和定子2构造为板材罐式部件而得以实现。在相对定子2转动转子3的情况下，弹簧4张紧并且利用弹簧端部5支撑在叶片7或者说板材成形部12上。由此，弹簧4可以在复位情况下构造与去向运动方向相反的力矩并且利用定子2将转子3复位到根据图2的初始位置。
图3示出了根据图2的但是没有弹簧4的布置。在此，一个板材成形部可视为轴向的贯通空隙13。贯通空隙13处在构造为板材罐的转子3的底部中。在周向方向上，贯通空隙13的轮廓相应于直径8。通过该贯通空隙13，现在可以插接贴靠定子2的弹簧端部6。
图4示出了根据图2和图3的、观察弹簧端部6在定子2上的贴靠的细节视图。在此，弹簧4的弹簧端部6以如下方式穿过转子3的贯通空隙13，即，在转子3和定子2的相对转动的情况下，弹簧端部6的周向侧的运动不受妨碍。这通过贯通空隙13的已经在图3中阐释的轮廓的构造来实现。弹簧端部6在定子2上的贴靠通过板材成形部12来形成。在此，板材成形部12构造为槽或凹部。弹簧端部6可以通过板材成形部12径向地略微运动。
图5示出了根据图2的具有以下区别的布置，弹簧端部5在叶片7上的贴靠不同。在叶片7中布置有特殊的材料拱起部10，而在图2中弹簧端部5直接贴靠在叶片7的侧壁上，其中，贴靠点选在叶片7的相对于直径8的最低点上。材料拱起部10在此情况下构造为倒转的凹槽或凸结，其中，凹槽更有利地起作用，因为弹簧端部5可以实施很小的轴向运动。材料拱起部10可以选择在叶片7中的任意的径向位置上。在此，可以实现对弹簧性能的不同要求。
图6示出了具有径向指向的匝的弹簧4。弹簧4在轴向方向上需要非常小的安装空间。弹簧4的弹簧端部6支承在板材成形部12处，而另一个弹簧端部5支承在其它构件的板材成形部12处。为了固定匝进而固定弹簧4而设置有多个材料拱起部11，这些材料拱起部可以使弹簧4定中心并投入运行。在此，可以使用更多这样的材料拱起部11。这些材料拱起部优选构造为凸结，但也可以是板材接片或类似物。为了更好的防磨损性能，这些材料拱起部11可以设有减少摩擦的层。
附图标记列表
1）凸轮轴调节器
2）定子
3）转子
4）弹簧
5）弹簧端部
6）弹簧端部
7）叶片
8）直径
9）匝
10）材料拱起部
11）材料拱起部
12）板材成形部
13）贯通空隙

Claims (5)

1.凸轮轴调节器(1)，其具有定子(2)、转子(3)和弹簧(4)，其中，所述转子(3)相对于所述定子(2)具有转动自由度，其中，所述转子(3)相对于所述定子(2)平移地固定，其中，所述转子(3)具有多个叶片(7)，其中，所述弹簧(4)将所述转子(3)旋转地相对所述定子(2)张紧并且所述弹簧(4)具有带有多个弹簧端部(5、6)的匝体(8)，其特征在于，所述转子(3)和所述定子(2)各构造为板材成型部件并且具有用于支撑所述弹簧(4)的整合式的板材成形部(12)，所述整合式的板材成形部(12)构造为贯通空隙(13)，其中，弹簧端部(5、6)通过所述贯通空隙(13)被支撑。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，弹簧端部(5、6)在所述叶片(7)中延伸。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，整合式的板材成形部(12)构造为材料拱起部(10、11)，其中，所述弹簧(4)通过所述材料拱起部(10、11)来支撑。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述转子(3)具有直径(8)，通过该直径引导所述弹簧(4)。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧端部(5、6)密封地作用。
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