具有定子和带有与之同心的弹簧容纳部的转子的凸轮轴调节器

摘要

本发明涉及一种用于内燃机的叶片式凸轮轴调节器，其具有定子和布置在定子内部并能相对定子旋转的转子(3)，转子被用于调设凸轮轴的相位角，其中，在定子与转子(3)之间布置有弹簧(4)，以便让定子和转子(3)在息止位置中彼此对准，其中，弹簧(4)经由弹簧容纳部(5)与转子(3)联接，其中，弹簧容纳部(5)设计成与转子(3)同心的、套筒式的弹簧容纳部(5)。

权利要求

1.用于内燃机的叶片式凸轮轴调节器(1)，其具有定子(2)和布置在所述定子内部并能相对所述定子旋转的转子(3)，所述转子被用于调设凸轮轴的相位角，其中，在所述定子(2)与所述转子(3)之间布置有弹簧(4)，以便让所述定子(2)和所述转子(3)在息止位置中彼此对准，其中，所述弹簧(4)经由弹簧容纳部(5)与所述转子(3)联接，其中，所述弹簧容纳部(5)设计成与所述转子(3)同心的、套筒式的弹簧容纳部(5)，其中，所述弹簧容纳部(5)具有柱体部段(7)和轴向与所述柱体部段相接的环形部段(8)，其中，所述环形部段(8)在其外直径上超过所述柱体部段(7)，所述弹簧(4)至少能够部段式靠在这个柱体部段(7)上，其中，所述环形部段(8)和所述柱体部段(7)整体式地相互连接，并且所述环形部段(8)和/或所述柱体部段(7)具有扁平区域(11)，所述扁平区域被用于与所述转子(3)形状锁合地连接。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧容纳部(5)构造成独立于所述转子(3)的构件。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧(4)经由弹簧容纳部(5)中的缝隙(6)与之形状锁合地联接。

4.用于内燃机的叶片式凸轮轴调节器(1)，其具有定子(2)和布置在所述定子内部并能相对所述定子旋转的转子(3)，所述转子被用于设定凸轮轴的相位角，其中，在所述定子(2)与所述转子(3)之间布置有弹簧(4)，以便让所述定子(2)和所述转子(3)在息止位置中彼此对准，其中，所述弹簧(4)经由弹簧容纳部(5)与所述转子(3)联接，其中，所述弹簧容纳部(5)设计成与所述转子(3)同心的、套筒式的弹簧容纳部(5)，其中，所述弹簧容纳部(5)具有柱体部段(7)和轴向与所述柱体部段相接的环形部段(8)，其中，所述环形部段(8)在其外直径上超过所述柱体部段(7)，所述弹簧(4)至少能够部段式靠在这个柱体部段(7)上，并且所述环形部段(8)和/或所述柱体部段(7)具有扁平区域(11)，所述扁平区域被用于与所述转子(3)形状锁合地连接。

5.根据以上权利要求4所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧容纳部(5)具有至少一个在径向方向上延伸的、用于供油的液压介质槽(13)。

6.根据以上权利要求4所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧容纳部(5)和所述转子(3)借助间隙配合或者借助压配合相互连接。

7.根据以上权利要求5所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述弹簧容纳部(5)具有至少一个在径向方向上延伸的、用于排气的排气槽(12)。

8.根据以上权利要求7所述的凸轮轴调节器(1)，其特征在于，所述液压介质槽(13)和所述排气槽(12)布置在所述弹簧容纳部(5)的两个相反的侧上。

说明书

具有定子和带有与之同心的弹簧容纳部的转子的凸轮轴调

节器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于内燃机的叶片式凸轮轴调节器。它具有定子和布置在定子内部并能相对定子旋转的转子，转子被用于设定凸轮轴的相位角。同时，在定子与转子之间布置有弹簧，如涡卷弹簧，以便让定子和转子在息止位置中彼此对准。弹簧通过弹簧容纳部与转子联接。

背景技术

[0002] 类属的凸轮轴调节器由现有技术公知。于是，德国专利公开文本DE 10 2013 222 819 A1公开了一种液压凸轮轴调节器和用于液压凸轮轴调节器的转子，该转子用于与凸轮轴形状锁合地连接。每个转子都具有基体，基体上能安设或构造叶片，从而形成叶片式凸轮轴调节器。在基体的朝向凸轮轴的一侧上抗相对转动地安设有与基体材料不同的且为了与凸轮轴材料锁合而在材料上准备好的嵌件。此外，嵌件还具有转子销，以便将弹簧与之连接。这些转子销被压紧在转子中。

[0003] 这样做的缺点是，经由那些相比转子直径具有很小直径的销只能传递很小弹簧力矩。此外，例如由于缺口效应，在可能出现的剪切力的作用下存在销折断的风险。

[0004] 此外，这些销还需要更多的径向结构空间，并且需要更多的制造时间，因为要精确地确定它们的安设地点，而且要通过车削制造转子上相应的平面。

[0005] 专利DE 10 2009 035 233 B3示出了一种叶片式凸轮轴调节器，它可以通过两个压力介质通道进行调节，这些压力介质通道从一个缸盖经由凸轮轴通向两个反向运转的压力室，其中，转子毂和板材改型件的盘状区域借助中央螺丝相对于凸轮轴轴向压紧，其中，板材改型件具有轴向位于盘状区域前方的、套筒式的直径较小的区域，这个区域被插入到转子毂中，并且其中，板材改型件在轴向位于盘状区域后方的、套筒式的具有较大直径的区域内具有用于涡卷弹簧的随动部。

发明内容

[0006] 在这种背景下，本发明的基本任务是，克服或者至少减轻现有技术的缺点，并且尤其是在生产成本低的同时确保耐用的以及可靠的弹簧悬挂。同时注意将径向结构空间保持得小，并且从结构设计上排除错误组装。

[0007] 这根据本发明通过以下方式得以解决，即，弹簧容纳部设计成与转子同心的、套筒状的弹簧容纳部。弹簧容纳部在其套筒形状上具有的直径使得它能够容纳高的截面惯性矩，使得实际上几乎可以完全排除弹簧容纳部发生构件故障。

[0008] 因此有利的是，弹簧容纳部设计成独立于转子的构件。这种设计方式使得能够将弹簧容纳部和转子这两个部件在其材料选择以及表面属性方面设计成最适合它们各自的应用领域。从而提升了凸轮轴调节器的模块性，由此基于规模经济实现成本节约。

[0009] 作为替选同样也可以想到的是，弹簧容纳部与转子一件式/单一材料地/一体式构成。这减少了不同部件的数量，从而降低了物流的复杂性。

[0010] 更优选的是，弹簧经由弹簧容纳部中的缝隙与之形状锁合地联接。于是能够实现弹簧的悬挂。缝隙在此成形成：通过缝隙垂直于弹簧的作用方向延伸来避免弹簧从该形状锁合中脱出。

[0011] 根据本发明，弹簧容纳部具有柱体部段和与之轴向相接的环形部段。在所述实施方式中，环形部段在其外直径上超过柱体部段。从而为了弹簧容纳部的两个功能，也就是弹簧的实际悬挂/容纳以及与转子的联接，成形出两个在其直径方面不同的部段。从而在构件的结构上也实现了功能的分离。

[0012] 在本发明的这种具有环形部段和柱体部段的实施方式中，此外有利的是，环形部段和柱体部段整体式地/单一材料地/一体式地连接。从而让转子的构件数量恒定地保持为两个，便于进行组装。此外，通过这种整体式的设计方案能够有效地引导将在弹簧容纳部中传递的力。

[0013] 本发明的特征在于，环形部段和/或柱体部段具有扁平区域，它被用于与转子形状锁合地连接。因此，借助耐用的形状锁合实现的弹簧容纳部与转子之间的联接适合于传递较大的力。此外，那种扁平区域还实现一种防错效应：弹簧容纳部的扁平区域被用于与转子的相应的配合面协作。这些配合面与扁平区域相匹配，由此在结构设计上排除了错误组装。

[0014] 尤其有利的是，弹簧容纳部具有至少一个、优选三个在圆周方向上等距的、在径向上延伸的、用于供油的液压介质槽。于是可靠地确保了对凸轮轴调节器的液压介质供应，由此使得根据本发明的凸轮轴调节器能够进行动态的凸轮轴调节。本发明的槽还有利的是，不需要穿过转子钻出供油孔，钻出供油孔的生产成本更高并且更加耗时费力。

[0015] 更优选的是，弹簧容纳部和转子借助间隙配合或者作为替选借助压配合相互连接。间隙配合可以高效地实现并且能够促进液压介质的供应。压配合的特征又在于能够补偿大的力和力矩，因此主要采用在需要调节比较大的扭矩的应用场合下。

[0016] 一旦弹簧容纳部具有至少一个、优选地刚好一个、在径向上延伸的、用于为凸轮轴调节器排气的排气槽，就也可以在不是很麻烦的情况下进行锁止以及解锁。加入这样的排气槽还带来一个潜在优点，即，为此不需要对转子进行径向钻孔，这样的径向钻孔的生产制造明显更耗费时间并且成本更高。

[0017] 在安设液压介质槽和排气槽时，将它们布置在弹簧容纳部的两个相反的侧是有利的。这样一来，一方面确保了排气和液压介质供应在轴向方向上的分离。此外，各自的槽还可以引入到弹簧悬架中，而不会让它们在这个过程中相互妨碍。

[0018] 换句话说，本发明以液压凸轮轴调节器为目标，它们利用(涡卷)弹簧相对彼此在旋转方向上预紧。弹簧在此经由规定的悬挂、弹簧容纳部接驳到转子上。

[0019] 建议的是，在液压凸轮轴调节器中用组件替换转子。这个组件具有转子和适配器/弹簧容纳部。作为转子首先使用扁平的转子，这个转子有利地借助双盘法(Doppeldiskus‑Verfahren)进行磨削。两个构件，即转子和弹簧悬架之间的连接例如借助间隙配合实现，间隙配合还能够额外地实现弹簧悬架与转子之间的密封功能。这些部件连同凸轮轴调节器的定子的最终连接最终借助螺丝连接实现，正如由现有技术中的中央螺丝/中央阀已知的那样。

[0020] 适配器/弹簧容纳部具有挂槽/缝隙，涡卷弹簧挂入/扣入其中。这样产生的形状锁合有助于防扭转，以对抗涡卷弹簧的扭矩。此外还能够实现那些让弹簧容纳部只能被装配到理想定位上的几何造型，从而实现防错原理。

[0021] 弹簧容纳部的直径优选地大于凸轮轴调节器的盖的内直径，从而确保轴向锁定。为了有效地锁止/解锁凸轮轴调节器，弹簧容纳部构成排气槽以及至少一个液压槽。

[0022] 于是本发明能够将以下功能统一起来：

[0023] ‑在无材料损坏的情况下吸收很高的弹簧力矩；

[0024] ‑彼此轴向锁定部件(弹簧容纳部上的凸肩)；

[0025] ‑通过大面积的形状锁合实现对转子和弹簧容纳部的定位和防扭转；

[0026] ‑通过轴向引入液压槽(优选地利用挤压技术制成)实现整合的油引导；

[0027] ‑排气槽。

附图说明

[0028] 下面借助附图更详尽地阐述本发明，结合附图也阐述了各种不同的实施例。其中：

[0029] 图1示出根据本发明的、具有弹簧容纳部的转子的透视图；

[0030] 图2示出具有弹簧容纳部和弹簧的转子的纵剖面图；

[0031] 图3示出安插的呈螺旋形的弹簧的透视图；

[0032] 图4用纵剖面图示出弹簧容纳部；

[0033] 图5从第一侧示出弹簧容纳部的俯视图；以及

[0034] 图6从第二侧示出弹簧容纳部的俯视图。

[0035] 附图仅仅是示意性的，并且仅仅用于帮助理解本发明。相同的元件配有相同的附图标记。

具体实施方式

[0036] 图1中示出了叶片式凸轮轴调节器1。它由定子2和转子3组成。在定子2与转子3之间布置有弹簧4。这个弹簧设计成涡卷弹簧，并且用于确保在构造出的液压室内不存在液压时，定子2和转子3相对占据预定义的定位。

[0037] 凸轮轴调节器1还具有弹簧容纳部5。弹簧容纳部经由缝隙6容纳弹簧4的径向内端部。沿着线II‑II示出剖面，下面参照图2更详尽地对其进行阐述。

[0038] 因此，图2示出了，弹簧容纳部5和转子3设计成两个独立的构件。弹簧容纳部5是基本上为套筒式的部件，它与转子3同心地设计。弹簧容纳部5划分为柱体部段7和环形部段8。环形部段8在其外直径上超过柱体部段7。此外，它与柱体部段7相比具有更小的内直径，从而在装配(未示出)的中央螺丝的凸轮轴调节器1时，确保止挡。

[0039] 弹簧容纳部5径向布置在转子3的内部，并且借助接着装配的盖9在轴向方向上固定住。围绕着弹簧容纳部5的柱体部段7布置有弹簧4，并且弹簧在某些情况下至少能够部段式靠在这个柱体部段上。

[0040] 转子3构成凸肩10，它为弹簧容纳部提供了轴向方向上的止挡。

[0041] 图3中示出了转子3连同弹簧容纳部5在没有盖9也没有弹簧4时的样子。不仅柱体部段7还有环形部段8都具有扁平区域11。扁平区域使得能够将弹簧容纳部5形状锁合地插入到转子3中，用于在这两个部件之间传递扭矩。

[0042] 缝隙6在柱体部段7中成形出，并且在轴向方向上大致沿柱体部段7的长度的一半延伸。

[0043] 环形部段8还具有排气槽12和液压介质槽13。结合图5对它们进行了更详尽的阐述。

[0044] 图4中，以沿着图5中所示的线IV‑IV的纵剖面图最后示出了弹簧容纳部5本身。可以看出，缝隙6在轴向方向上延伸得比环形部段8更长。环形部段8的主要功能是，向/从转子3传递扭矩。柱体部段7借助它的外面以及利用缝隙6引导图1和2中所示的弹簧4。在其背离弹簧4的一侧上，环形部段8具有环形部段倒角14。

[0045] 图5示出了从背离弹簧4的一侧的弹簧容纳部5的俯视图。因此示出了环形部段8。其中布置有在圆周方向上错开120°的液压介质槽13。它们负责为凸轮轴调节器1供应液压介质，并且因此延伸经过环形部段8的整个径向长度。为了更好地接驳液压介质槽13，布置有环形部段倒角14。

[0046] 图6中从与图5相反的一侧示出了弹簧容纳部5。在这里可以看出，缝隙6径向朝外地构成扩张部分，它使得弹簧4能够更加容易地送入/卡入。扁平区域11在这里仅仅布置在环形部段8中，没有布置在柱体部段7中。排气槽12在径向方向上仅在环形部段8中延伸。

[0047] 附图标记列表

[0048] 1          凸轮轴调节器

[0049] 2          定子

[0050] 3          转子

[0051] 4          弹簧

[0052] 5          弹簧容纳部

[0053] 6          缝隙

[0054] 7          柱体部段

[0055] 8          环形部段

[0056] 9          盖

[0057] 10         凸肩

[0058] 11         扁平区域

[0059] 12         排气槽

[0060] 13         液压介质槽

[0061] 14         环形部段倒角