凸轮轴调节器的制作方法

本发明涉及一种叶片室型的液压凸轮轴调节器，其具有转子和定子，转子和定子以能相对彼此旋转并且构造出叶片室的方式支承，其中，为了使转子相对于定子径向定位，复位弹簧一方面在转子上并且另一方面在定子上固定或能固定。

背景技术：

凸轮轴调节器用于对内燃机中的凸轮轴与曲轴之间的相位进行有针对性地调节。凸轮轴调节器能够实现阀控制时间关于发动机载荷和发动机转速的最佳的调整。因此可以大幅降低燃料消耗和废气排放以及能够实现对发动机的功率提升。

凸轮轴调节器通常由定子、定位在定子中的转子，以及由两个密封盖构成。在定子中构造有一定数量的压力腔，压力腔也被称作叶片腔，并且通过径向向内离开定子壁地延伸的接片来彼此分开。保持在定子内部的转子的转子叶片嵌入到压力腔中。为了进行凸轮轴调节，给压力腔加载以液压介质，由此使转子在定子内部转动。为了使转子在凸轮轴调节器运行中再次被移回到停止或起始位置中，经常使用到弹簧元件。为此需要弹簧元件在转子和定子上的可靠固定且位置确定。

已公知的是，将盘簧固定在弹簧容纳部上的内轮廓上或销钉上。然而，弹簧容纳部并不是总能使用的，例如当需要直到进行发动机装配也并不应当固定地与凸轮轴调节器连接的触发轮时。虽然在该情况下固定在销钉上也是可行的，然而在个别情况下会要求使用附加的销钉。这是因为要使盘簧被紧固。在该情况下可能会出现也许存在的锁止的问题，这是因为由于凸轮轴调节器的摆动角度而不能够为锁止提供足够的结构空间。

由DE 10 2009 005114 A1公知了一种具有构造为扭力弹簧的弹簧元件的开头所述类型的凸轮轴调节器。扭力弹簧经由其两个弹簧端部固定在为此所设置的弹簧保持件上，并且布置在所谓的弹簧覆盖盘与构造为前覆盖盘的密封盖之间。弹簧覆盖盘经由销栓与密封盖连接。

由DE 10 2008 051 732 A1公知了一种具有构造为扭力弹簧的弹簧元件的用于可变地调整内燃机的换气阀的控制时间的设备。扭力弹簧布置在弹簧腔中，并且经由其两个弹簧端部固定在构造为侧盖的密封盖上。弹簧腔被锅形的弹簧盖限界，为此，弹簧盖径向且轴向至少部分地跨接该设备。弹簧盖和密封盖经由形状锁合元件彼此靠近地固定在一起。

DE 10 2010 051 052 A1公开了一种用于内燃机的凸轮轴调节器，该凸轮轴调节器包括能抗相对转动地与曲轴连接的定子、能围绕转动轴线转动支承在定子中的转子、用于使泄漏最小化的密封盖、以及用于使转子相对于定子进行定位的弹簧元件，其中，弹簧元件经由弹簧夹板沿轴向方向地并且经由多个销栓沿径方向保持在密封盖上。

DE10 2011 082 590 A1公开了一种凸轮轴调节器，其具有驱动元件和能与凸轮轴连接的从动元件和触发轮，它们相对凸轮轴调节器的转动轴线共轴地布置，其中，触发轮具有径向舌板和定向机构，其中，径向舌板被设置用于固定触发轮与凸轮轴调节器的轴向定位，并且定位机构设置用于固定触发轮与凸轮轴之间的角度位置。

使用用于轴向且径向地进行位置确定、定位和保持住复位弹簧的单独的构件和/或弹簧盖由于它们的重量和与制造和材料管理相关的成本而不是用于将弹簧元件定位在密封盖上的可靠的解决方案。使用足够数量的为该目的定位在凸轮轴调节的相应的位置中的销栓尤其在具有锁止部的凸轮轴调节器的情况下可能会导致结构空间的问题，这是因为销栓并不能够或仅能够有限制地布置在尽可能合适的位置。如果应当在凸轮轴调节器上布置触发轮，那么这样的销栓往往仅具有使复位弹簧定位的唯一一个可能性。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种凸轮轴调节器，其不具有或仅以减少的形式具有上述缺点。尤其地，复位弹簧应当能够经由用于对其进行定位和固定的构件而被紧固。在制造中也应当能够进行低成本的制造和材料管理。

该任务在开头所述的凸轮轴调节器中通过如下方式来解决，即，用于对复位弹簧进行定心并且/或者径向定位限制的弹簧靠置构件在至少两个点上固定在转子上，尤其被锁定以防旋转。通过这种弹簧靠置构件可以构造出尽可能大面积的并且与另外的构件和其几何形状及布置相互协调的用于复位弹簧的弹簧靠置部，经由弹簧靠置部使该复位弹簧能够可靠地径向和/或轴向定位、保持和被紧固。复位弹簧尤其可以沿径向方向被紧固。根据本发明的凸轮轴调节器尤其是在机动车领域中特别适用于控制传动装置、链传动装置和皮带传动装置。

定子在已装入的状态下可以抗相对转动地与曲轴连接。转子可以抗相对转动地与凸轮轴连接。在定子中构造有一定数量的压力腔，例如三个、四个、五个或更多个压力腔，压力腔也被称为叶片室并且通过径向向内从定子壁离开地延伸的接片来彼此分开。保持在定子内部的转子的转子叶片嵌入到压力腔中。转子的旋转角可以通过在定子中的接片来限界。在凸轮轴调节器的两个端侧上有利地分别布置有盖，例如在转子上或定子上固定，利用一个或多个盖来封闭并且密封叶片室。密封盖可以构造为具有相应的闭锁滑槽的闭锁盖。转子和定子可以尤其以非切削的方式来制作。它们可以是冷成型的，尤其是深冲的板材构件或钢板构件。有利的是，这样的构件成本低并且良好地适用于批量生产。定子尤其可以构造为端面齿构件，其具有沿径向方向向外指向的外齿部。

弹簧靠置构件可以尤其至少通过将复位弹簧的内轮廓的区段靠置在弹簧靠置构件的外轮廓处或其上地对复位弹簧进行定心并且/或者限制在径向的位置中。复位弹簧优选指的是盘簧。复位弹簧的内卷绕部至少区段式地或部分地、优选尽可能全面地靠置在弹簧靠置构件上，尤其是在外轮廓上，并且因此以有利的方式即使在弹簧发生变形的情况下也被定位、保持并沿径向方向被紧固。

弹簧靠置构件在本发明的实施方式中可以构造有贯穿的中央开口。弹簧靠置构件优选基本上呈环形地构造为弹簧靠置环或以环形区段状的方式构造。弹簧靠置构件的材料优选是塑料或金属，但是也可以由其它合适的材料或材料混合物构成。这样的弹簧靠置构件以有利的方式简单且低成本地制造，并且提供了用于复位弹簧的大面积的靠置。

在实施方式中，在转子上可以布置有至少两个销栓。销栓在该意义下尤其可以是销钉、平头销、栓柱或尖头销。销栓可以以任意合适的方式固定在转子上，例如拧入，尤其是压入。销栓优选分别与凸轮轴调节器的转动轴线平行且径向间隔开地布置。

弹簧靠置构件根据实施方式具有开口或凹部，尤其具有贯通的开口或贯通的凹部。弹簧靠置构件优选地以开口或凹部压挤到其中至少一个固定在转子上的销栓上，并且在其上轴向和径向地被定位。弹簧靠置构件可以被压挤到多个或全部的销栓上。弹簧靠置构件优选地沿轴向方向支撑在转子上。以该方式可以实现的优点是，使弹簧靠置构件沿轴向方向而且沿径向方向都被位置限定，并且能良好装配地被固定在凸轮轴调节器上。

有利的是，弹簧靠置构件具有至少一个另外的凹部或开口。该另外的凹部或开口尤其可以径向向外敞开。转子的其中一个销栓相应嵌入到该另外的凹部或开口中，从而除了经由前述的挤压接合进行定位外将该另外的凹部或开口用作使弹簧靠置构件相对于转子进行角度定位，并且还使弹簧靠置构件以有利的方式防止相对转子转动。嵌入到另外的凹部或开口中的销栓可以在其中利用间隙进行引导(间隙配合)，但是或者也可以被压入。

弹簧靠置构件在实施方式中可以具有例如形式为凹部、槽或凹陷部的释放部位。复位弹簧的被构造为支承区段的端部嵌入到该释放部位中。以该方式，复位弹簧沿圆周方向特别容易地相对于弹簧靠置构件进行引导和定位。复位弹簧可以直接固定在该弹簧靠置构件上或者直接经由同样布置在释放部位中的构件，例如经由前述的销栓进行固定。释放部位优选朝弹簧靠置构件的轴向方向至少部分地敞开，从而可以特别容易地放入并装配复位弹簧。

通过如下方式可以特别容易地实现弹簧靠置构件分别以距转子的所需要的轴向间隔进行轴向定位，即，该弹簧靠置构件具有沿轴向方向凸伸出的靠置元件、凸出部或外凸部。在三个这样的沿圆周彼此间隔开的靠置元件，优选彼此均匀间隔开的靠置元件的情况下，弹簧靠置构件相对转子明确地位置限定。

在实施方式中，复位弹簧可以径向地布置在弹簧靠置构件外部，换句话说包围弹簧靠置构件。复位弹簧可以以特别有利的方式沿圆周方向至少区段式地靠置在弹簧靠置构件的径向向外指向的面上。优选地，复位弹簧在约220°至320°的，优选约240°至约300°的，更优选约260°至280°的角度范围中靠置在弹簧靠置面上。

在本发明的实施方式中，弹簧靠置构件可以具有至少一个、优选三个径向探伸到其中央开口中的锁止凸出部。锁止凸出部在该意义下可以优选是卡接凸出部、凸鼻或锁止舌板。触发轮可以以凸缘区段穿过中央开口地布置在凸轮轴调节器上。至少一个锁止凸出部可以与触发轮嵌接并且对触发轮进行轴向固定且定位。特别有利的是，在本发明的该实施例中，触发轮能特别容易进行预装配并且在预装配好的状态下在轴向方向上和/或径向方向上被位置限定。

触发轮，尤其是其凸缘区段可以具有靠置结构，该靠置结构在装配好和/或预装配好触发轮的情况下与弹簧靠置构件的一个锁止凸出部或多个锁止凸出部嵌接。靠置结构可以成直径变化部、肩部、侧凹部或类似结构。靠置结构优选构造为沿径向方向引入的槽。槽在该意义下被理解为凹陷部、切口或肩部。靠置结构，尤其是槽优选环绕地、尤其不间断环绕地构造。触发轮的至少一个锁止凸出部嵌入到槽中。触发轮可以因此以特别简单的方式进行轴向固定，其中，相对于弹簧靠置构件进而相对于转子仍然能转动。触发轮可以因此进行预装配并且用作对复位弹簧的轴向的运输止动或位置锁定。

该触发轮尤其可以借助贯穿了中央开口的中央螺栓或中央阀来进行旋转锁定。触发轮尤其可以被夹紧在弹簧靠置构件与中央螺栓之间。应指出，将触发轮固定在转子上的构件没有必要必须同时实施弹簧靠置构件的功能，而是可以仅实施固定触发轮的功能，因此通常可以被称为固定构件。

优选地，至少一个锁止凸出部在装配触发轮时，尤其是在将凸缘区段引入到中央开口中时能发生弹性变形。

换言之也可以说的是，根据本发明，环形件被压挤到或已压挤在至少一个销钉或销栓上，并且通过第二销钉进行角度定位。如果需要的话，可以使用一个销钉或一个销栓，或者可以使用多个另外的销钉或销栓。压挤配合可以仅用作防丢失，并且防止或减少环形件的不受控制的位置变化，例如振动。环形件可以尤其轴向地支撑在转子上。弹簧优选借助弹簧钩嵌接到环形件的凹部中，并且间接地经由销钉或销栓或直接挂入在环形件上。环形件可以具有塑料或金属，尤其是由塑料或金属或复合材料构成。环形件除了支撑复位弹簧外可以同时被用于固定触发轮。

换言之，凸轮轴调节器在触发轮固定的区域内可以具有构件，优选是环形件，在环形件上的凸鼻探伸进触发轮的结构空间中。在具有触发轮的情况下或通过装配触发轮使得凸鼻变形。因此出现力锁合(Kraftschluss)和/或形状锁合(Formschluss)。因此能够实现的是，触发轮被插入到该环形件中，并且借助凸鼻定位且固定不动。触发轮可以力锁合和/或形状锁合地被保持，并且当触发轮在交付凸轮轴调节器之前已被装配时，该触发轮被用作轴向的运输止动。

附图说明

下面结合实施例借助附图详细阐述本发明。其中：

图1示出根据本发明的凸轮轴调节器的实施方式的立体的示意图；

图2以俯视图示出图1的凸轮轴调节器；

图3以立体视图示出图1和2的凸轮轴调节器，其具有弹簧靠置构件；

图4以俯视图示出图1至3的凸轮轴调节器，其具有弹簧靠置构件；

图5A、5B以立体图示出图3和4的弹簧靠置构件；

图6A、6B以不同方向的俯视图示出图3至5的弹簧靠置构件；

图7以侧视图示出图3至6的弹簧靠置构件；

图8示出根据本发明的凸轮轴调节器的另外的实施方式的俯视图；

图9示出沿图8的线IX-IX的剖视图；

图10示出沿图8的线X-X的剖视图；

图11示出图8的放大的细节；

图12示出图8的凸轮轴调节器的立体视图；

图13示出图8的凸轮轴调节器的俯视图，其具有触发轮；

图14示出沿图13的线IX-IX的剖视图；

图15示出沿图13的线X-X的剖视图；

图16示出图13的放大细节；

图17示出图13的凸轮轴调节器的立体视图；

图18A、18B以立体视图示出图8至17的弹簧靠置构件；

图19A、19B以不同方向的俯视图示出图8至17的弹簧靠置构件；

图20以剖视图示出图8至17的弹簧靠置构件；

图21示出图18A的放大的细节；

图22A、22B以立体视图示出弹簧靠置构件的另外的实施方式；

图23以俯视图示出图22A和22B的弹簧靠置构件；

图24以剖视图示出图22和23的弹簧靠置构件；

图25示出图23的放大细节；并且

图26以立体视图示出触发轮。

这些图仅是示意性的，并且只用来理解本发明。相同的元件设有同样的附图标记。不同的实施方式的细节可以彼此组合并且/或者交换。

具体实施方式

图1至4以第一实施方式示出了凸轮轴调节器1，该凸轮轴调节器用作对未示出的凸轮轴相对于内燃机/燃烧发动机的曲轴进行转动角调节。借助凸轮轴操作内燃机的换气阀。对换气阀的控制时间的优化随发动机转速而变化。随着发动机转速升高，在进气门中引起滞后，在排气门中向引起提前。在具有针对进气门和排气门的分开的凸轮轴的发动机中存在有如下可能性，即，通过凸轮轴相应地旋转来以简单的方式实现对控制时间进行所期望的与转速有关的匹配。根据本发明的凸轮轴调节器用于该目的。

凸轮轴调节器1具有定子2和转子3，定子2和转子3能同心地能围绕凸轮轴调节器1的纵向轴线4旋转并且能相对彼此围绕纵向轴线4旋转。在转子2与定子3之间构造有在附图中未示出的叶片室，给该叶片室加载以流体，如液体，例如压力油，以便引起转子2和定子3的相对旋转。

此外，凸轮轴调节器1具有形式为盘簧的复位弹簧5。该复位弹簧以径向靠内的第一端部6固定在转子2上，并且以径向靠外的第二端部7固定在定子3上，并且使转子2和定子3相对彼此沿转动方向预紧。以该方式，在借助导入到叶片室中的油进行调节之后，在油压下降时，转子2和定子3可以复位到它们初始的相对定位中。

在定子3上，在端侧借助螺接部9固定住盖8。该盖被用于密封构造在转子2与定子3之间的叶片室。弹簧保持销栓10被压入到定子3或盖8的轴向背离转子2和定子3的端侧中。该弹簧保持销栓也可以被压入在定子3中。该弹簧保持销栓被复位弹簧5的第二端部7围住，并且使该第二端部相对于定子3固定。此外，弹簧引导销栓11被压入到盖8的所提及的端面侧中，该弹簧引导销栓11与弹簧保持销栓10一起沿径向方向地对复位弹簧4的径向靠外的端部7进行位置固定。三个弹簧销栓12、13、14被压入到转子2中。弹簧销栓12、13、14的、弹簧引导销栓11的和弹簧保持销栓10的轴线与凸轮轴调节器1的纵向轴线4平行且径向间隔开。在弹簧销栓12与13以及13与14之间分别存在有大约90°的角度，而弹簧销栓12与14之间存在有大约180°的角度。弹簧销栓14被复位弹簧4的第一端部6围住并且使该第一端部相对于转子2固定。

弹簧销栓12、13、14用于对形式为弹簧靠置环15的弹簧靠置构件进行位置固定和保持。在根据图1至4的凸轮轴调节器1中使用的实施方式中，该弹簧靠置环单独地以不同的视图在图5A、5B、6A、6B和6C中示出。弹簧靠置环15基本上呈环形地构造有中央开口16。该弹簧靠置环根据弹簧销栓12、13、14的定位地具有沿轴向相同的方向从环形平面凸伸出的凸出部17、18、19。在这些凸出部17、18、19的区域中，弹簧靠置环15在环形平面中设有凹部20、21、22，这些凹部用于将弹簧销栓12、13、14容纳在其中。在凸出部17、18、19中根据弹簧销栓12、13、14的定位地沿轴向方向引入了贯通孔23、24、25。如能在图1中看到的那样，凸出部17、18、19的转子侧的端面构造有靠置面，利用靠置面，弹簧靠置环15沿轴向方向靠置并支撑在转子2上。

如尤其能在图6A中看到的那样，凹部20和21大致具有贯通孔23和24的宽度，并且仅局部地沿径向方向贯穿弹簧靠置环15，也就是说，被构造为径向靠内被封闭的弧形凹部(Sackausnehmung)。凹部22构造得比分配给它的贯通孔25更宽，并且沿径向方向完全探伸穿通弹簧靠置环15。沿圆周方向侧向地在贯通孔25旁边构造有自由空间，复位弹簧5的第一端部6以围住弹簧销栓14的方式嵌入在该自由空间中。

弹簧靠置环15借助贯通孔25被压挤到弹簧销栓14上，从而使该弹簧固定在转子2上以防松脱或丢失。弹簧销栓12和13以准确配合的方式嵌入到相应的贯通孔23、24中，从而使弹簧靠置环15相对于转子2以限定角度的方式支承。

弹簧靠置环15，如尤其在图3和4中示出的那样，径向地布置在复位弹簧5内。弹簧靠置环的径向靠外的圆周面26构造出径向向外指向的用于复位弹簧5的靠置面。复位弹簧5的内卷绕部的径向内侧沿圆周方向在约200°至215°的角度范围中靠置在该靠置面上。复位弹簧5的相对转子2进而相对定子3的位置明确地经由弹簧靠置环15来限定。此外，复位弹簧5几乎全面地向内支撑并被紧固。

图8至17示出了根据本发明的凸轮轴调节器1的另外的实施方式，在该另外的实施方式中，在凸轮轴调节器1上设置有触发轮27。在图8至12中示出了没有装配的触发轮27的凸轮轴调节器1，而在图13至17中示出了具有装配的触发轮27的凸轮轴调节器。在对转子2、定子3、复位弹簧5、盖8以及弹簧销栓10、11、12、13、14和在其上布置的弹簧靠置环15的描述方面，参考前面对第一实施方式的描述。除了所述的构件外，在该实施方式的附图中还示出了定子盖28，该定子盖同样经由螺接部9固定在定子3上的与盖8相对置的侧上。

该实施方式的弹簧靠置环15在图18A至20中详细地以不同的视图和图示示出。在对置于弹簧靠置面26地径向向内指向的圆周面29上总共构造有三个径向向内探伸到中央开口16中的锁止凸出部30、31、32，这些锁止凸出部也可以被称为卡接凸出部。这些锁止凸出部沿圆周方向彼此均匀地间隔开(角度间隔120°)，并且沿轴向方向向转子2倾斜。这些锁止凸出部由于其材料和/或其几何形状具有弹簧弹性的特性，如下文将陈述。

触发轮27单独地在图26中立体地示出。触发轮27碟形地构造，并且具有带中央开口35的轮毂33。在触发轮27的外圆周上设置有用于进行信号识别的标识部27。在轮毂33的外圆周中引入环绕的槽34。在完全装配好触发轮27的情况下，锁止凸出部30、31、32力锁合和/或形状锁合地嵌入到该槽中，从而使触发轮5的轴向定位被固定。从对比图11和16中能够看到凸出部30、31、32发生弹性变形，其中，图11示出了在未变形的状态下，也就是没有触发轮27的情况下的凸出部30、31、32，而图16示出了在变形的状态下，也就是嵌入到装配好的触发轮27的槽34中的凸出部30、31、32。

通过嵌入到环绕的槽34中的凸出部30、31、32，使得触发轮27在凸轮轴调节器1中沿轴向方向地固定并锁定。

图22A至25示出了用于触发轮27的固定环36的实施方式。在该实施方式中，固定环36设有锁止凸出部30，31，32，然而不同于弹簧靠置环15的两个前述的实施方式地并不拥有沿轴向方向从环平面探伸出来的凸出部。在该实施方式中，固定环36仅被用作对触发轮27进行布置和轴向固定而没有构造出用于复位弹簧5的支撑部，在使用这样的环36的情况下复位弹簧可以借助弹簧销栓10、11、12、13、14支撑。此外，固定环36相当于前述的弹簧靠置环15并且参考相关的描述。

附图标记列表

1 凸轮轴调节器

2 转子

3 定子

4 纵向轴线

5 复位弹簧

6 第一端部

7 第二端部

8 盖

9 螺接部

10 弹簧保持销栓

11 弹簧引导销栓

12 弹簧销栓

13 弹簧销栓

14 弹簧销栓

15 弹簧靠置环、弹簧靠置构件

16 中央开口

17 凸出部

18 凸出部

19 凸出部

20 凹部

21 凹部

22 凹部

23 贯通孔

24 贯通孔

25 贯通孔

26 圆周面/靠置面

27 触发轮

28 定子盖

29 圆周面

30 锁止凸出部

31 锁止凸出部

32 锁止凸出部

33 轮毂

34 环绕的槽

35 中央开口

36 固定环