CN105164378A - 凸轮轴调节器 - Google Patents

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Abstract

提出了一种具有驱动元件、从动元件和弹簧的凸轮轴调节器，其中，驱动元件和从动元件能相对彼此扭转，其中，弹簧通过驱动元件的弹簧支承部和从动元件的弹簧支承部固定，其中，弹簧支持驱动元件与从动元件之间的相对转动，其中，弹簧支承部具有大于弹簧半径的半径，并且通过这种半径关系构造出弹簧与弹簧支承部之间的两线接触部。

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
凸轮轴调节器使用在内燃机中，用以改变燃烧室阀的配气正时，以便能够在最大的提前位置与最大的迟滞位置之间的限定角度范围内可变地建立起曲轴与凸轮轴之间的相位关系。配气正时与当前负荷和转速的匹配降低了消耗和排放。出于该目的，将凸轮轴调节器整合到驱动系中，经由该驱动系，转矩从曲轴传递到凸轮轴。该驱动系可以例如构造为皮带传动装置、链条传动装置或齿轮传动装置。
在液压凸轮轴调节器中，从动元件和驱动元件构成一对或多对相互作用的压力腔，它们能以液压介质来加载。驱动元件和从动元件同轴地布置。通过填充和排空各压力腔，产生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以旋转的方式起作用的弹簧使得驱动元件沿优势方向朝着从动元件挤压。该优势方向可以与扭转方向同向或反向。
液压凸轮轴调节器的一种结构类型是叶片式调节器。叶片式调节器具有定子、转子和带外齿部的驱动轮。转子作为从动元件大多以能与凸轮轴抗相对转动地连接的方式构造。驱动元件包括定子和驱动轮。定子和驱动轮抗相对转动地彼此连接，或者为此备选地彼此一体式地构造。转子相对于定子同轴地布置，并且布置在定子内部。转子和定子以其径向延伸的叶片构成相反地作用的油腔，油腔能以油压来加载，并且能够实现定子与转子之间的相对转动。叶片要么与转子或定子一体式地构造，要么作为“插入式叶片”布置到转子或定子的为此设置的槽中。此外，叶片式调节器具有不同的密封盖。定子和密封盖经由多个螺栓连接件相互锁定。
液压凸轮轴调节器的另一结构类型是轴向活塞调节器。在此，通过油压使移动元件轴向移动，该移动元件经由斜齿部产生驱动元件与从动元件之间的相对转动。
凸轮轴调节器的另一结构类型是机电式的凸轮轴调节器，其具有三轴式传动装置(例如行星齿轮传动装置)。在此，其中一根轴形成驱动元件，并且第二根轴形成从动元件。借助调整装置，例如电机或制动器，旋转能量可以经由第三根轴输送给系统或从系统中输出。可以附加地布置支持或抑制驱动元件与从动元件之间的相对转动的弹簧。
DE102006002993A1示出一种具有链轮、转子、壳体和弹簧的凸轮轴调节器。壳体和转子构造出工作腔用以相对转动。链轮与壳体抗相对转动地(drehfest)连接。弹簧布置在壳体外部，并且尽可能由附加的与链轮连接的弹簧盖来保护，以防外部污物并进而以防减小使用寿命的外界影响。转子具有贯穿壳体的销，该销提供用于弹簧的弹簧底座的支撑。
发明内容
本发明的任务是，给出一种提高了弹簧的使用寿命的凸轮轴调节器。
根据本发明，该任务通过权利要求1的特征解决。
根据本发明，该任务通过具有驱动元件、从动元件和弹簧的凸轮轴调节器以如下方式来解决，即，弹簧支承部具有大于弹簧半径的半径，并且通过这种半径关系构造出弹簧与弹簧支承部之间的两线接触部，其中，驱动元件和从动元件能相对彼此扭转，其中，弹簧通过驱动元件的弹簧支承部和从动元件的弹簧支承部固定，其中，弹簧支持驱动元件与从动元件之间的相对转动。
由此实现的是，通过两线接触部更好地将弹簧的弹簧丝固定在相应的弹簧支承部上，从而使弹簧与相应的弹簧支承部之间的相对运动最小化并且进而也使磨损最小化。弹簧和/或弹簧支承部的使用寿命明显提高。
弹簧丝围住弹簧支承部，其中，弹簧丝在与弹簧支承部的第一接触部位上构造出第一线接触部，在弹簧丝的进一步的走向中具有小于弹簧支承部半径的半径，并且随后构造出第二线接触部。有利的是，因此弹簧丝更好地固定在弹簧支承部上。
通过构造出开头提及的两线接触部使赫兹接触压力(Hertz'schenPressung)最小化，由此提高了该弹簧支承部的使用寿命，并且使弹簧的损坏概率最小化。
在本发明的设计方案中，弹簧具有盘绕体，该盘绕体的线匝沿径向方向延伸。有利的是，这种类型的弹簧在轴向方向上需要特别小的结构空间。
盘绕体具有尽可能恒定的斜度，而弹簧在弹簧丝的走向中的端部与该恒定的斜度偏离。
在有利的设计方案中，弹簧支承部构造为销。有利的是，销能特别低成本地制造为弹簧支承部。可以设置多个销，它们共同固定和承载弹簧或者弹簧的端部。弹簧的端部与盘绕体邻接，该盘绕体在很大程度上具有典型的弹簧特性。
在本发明的设计方案中，弹簧支承部支承弹簧的端部。有利的是，弹簧的端部构造为钩，其以如开头所提及的那样相同的方式围住弹簧支承部，并且两线接触部通过构造出半径关系而产生。
在特别优选的设计方案中，弹簧支承部支承弹簧的盘绕体。有利的是，在对弹簧的使用寿命没有负面影响的情况下可以抑制盘绕体中由于振动而引起的振荡。
在优选的构造方案中，所有的弹簧支承部都具有两线接触部，其通过半径关系来构造。
在本发明的另一设计方案中，弹簧支承部构造有防磨损层。通过防磨损层进一步提高了弹簧和弹簧支承部的使用寿命。备选地，弹簧支承部可以经过降低磨损的热处理。
在本发明的构造方案中，与至少一个用于构造出两线接触部的弹簧支承部的半径相比，弹簧的盘绕体在弹簧支承部之间具有更大的半径。该更大的半径也可以是无限大的，由此由弹簧的盘绕体构造出弹簧支承部之间的平直段。
两线接触部通过在弹簧的弹簧丝与弹簧支承部之间的有针对性的半径关系的构造方案提升了弹簧和弹簧支承部的使用寿命，并且使由于振动所导致的摩擦最小化。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例。其中：
图1示出带有根据本发明的弹簧和根据本发明的弹簧支承部的凸轮轴调节器。
具体实施方式
图1示出带有根据本发明的弹簧(4)和根据本发明的弹簧支承部(5)的凸轮轴调节器(1)。凸轮轴调节器(1)的结构和功能由现有技术所公知，因此，在这里非常示意性地示出了凸轮轴调节器(1)。
下面，对根据本发明的特殊性进行说明。弹簧4具有沿径向方向构建的盘绕体7。在盘绕体7内部，弹簧4支承在三个弹簧支承部5上。在盘绕体7外部，弹簧4支承在两个弹簧支承部5上。所有的弹簧支承部5都构造为销或栓，也就是说，分别具有接触弹簧丝8的圆柱形外周面。
弹簧4的内端部9构造为钩，并且在12点钟的位置围住第一销6。沿着弹簧4的盘绕方向出发，在距第一销90°至180°的角区域中布置有另外两个支承弹簧4的销6。这三个前述的销6与凸轮轴调节器1的从动元件3抗相对转动地构造。在这些销6之间，弹簧4具有半径R3，但在与销6接触的区域中，弹簧4分别具有半径R1，该半径R1小于分别相接触的销6的半径R2。半径R3比半径R2和R1大许多倍。通过半径R1与R2之间的半径关系构造出两线接触部Z。为简明起见，两线接触部Z在示图中仅示例性地限制在一个销6上，但是能以相同的方式应用到所有的销6上。在两线接触部Z的两个线接触部之间，弹簧丝8与销6相间隔。半径R2到R3的过渡部接触到销6的圆柱形外周面并作为两线接触部Z的第一线接触部。两线接触部Z的第二线接触部同样可以通过半径R2到R3的过渡部结合销6的圆柱形外周面来构造，或者通过半径R2到弹簧4的弹簧丝8的平直段的过渡部结合销6的圆柱形外周面来构造。
弹簧4的外端部9构造为钩，并且在9点钟的位置围住第五销6。从该处起并且逆着弹簧4的盘绕方向，在距第五销0°至90°的角区域中布置有另外的支承弹簧4的销6。这两个前述的销6与凸轮轴调节器1的驱动元件2抗相对转动地构造。在这些销6之间，弹簧4具有半径R3，但在与销6接触的区域中，弹簧4分别具有半径R1，该半径R1小于分别相接触的销6的半径R2。半径R3比半径R2和R1大许多倍。通过半径R1与R2之间的半径关系构造出两线接触部Z。半径R2到R3的过渡部接触到销6的圆柱形外周面并作为两线接触部Z的第一线接触部。两线接触部Z的第二线接触部同样可以通过半径R2到R3的过渡部结合销6的圆柱形外周面来构造，或者通过半径R2到弹簧4的弹簧丝8的平直段的过渡部结合销6的圆柱形外周面来构造。
附图标记列表
1)凸轮轴调节器
2)驱动元件
3)从动元件
4)弹簧
5)弹簧支承部
6)销
7)盘绕体
8)弹簧丝
9)弹簧端部
R1)半径(弹簧支承部)
R2)半径(弹簧)
R3)半径(弹簧)
Z)两线接触部

Claims (8)

1.一种具有驱动元件(2)、从动元件(3)和弹簧(4)的凸轮轴调节器(1)，其中，所述驱动元件(2)和所述从动元件(3)能相对彼此扭转，其中，所述弹簧(4)通过所述驱动元件(2)的弹簧支承部(5)和所述从动元件(3)的弹簧支承部(5)固定，其中，所述弹簧(4)支持所述驱动元件(2)与所述从动元件(3)之间的相对转动，其特征在于，所述弹簧支承部(5)具有大于所述弹簧(4)的半径(R2)的半径(R1)，并且通过这种半径关系构造出所述弹簧(4)与所述弹簧支承部(5)之间的两线接触部(Z)。
2.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(4)具有盘绕体(7)，所述盘绕体的线匝沿径向方向延伸。
3.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧支承部(5)构造为销(6)。
4.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧支承部(5)支承所述弹簧(4)的端部。
5.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧支承部(5)支承所述弹簧(4)的盘绕体(7)。
6.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所有的弹簧支承部(5)都具有通过所述半径关系构造出的所述两线接触部(Z)。
7.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧支承部(5)涂覆有防磨损层。
8.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，与至少一个用于构造出两线接触部(Z)的弹簧支承部(5)的半径(R2)相比，所述弹簧(4)的盘绕体(7)在所述弹簧支承部(5)之间具有更大的半径(R3)。
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