专利名称：叶片凸轮轴调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有定子和相对定子液压式转动的且与凸轮轴连接的转子的叶片凸轮轴调节器，其中该转子具有径向隔离的且可以插入到叶片槽的叶片。
背景技术：
凸轮轴调节器用来调节阀门的开关控制时间。凸轮轴和其驱动的曲柄轴之间的恒定的角度关系因此被终止和控制时间可以根据转速和其它的参数优化调节。凸轮轴调节器可以实现凸轮轴相对曲柄轴的相对转动。
已知的叶片凸轮轴调节器具有带有多个径向隔离的叶片的转子，叶片通过弹簧的力相对定子护罩径向向外挤压。在定子上具有多个径向向内突出的挡块，当叶片相对挡块运动时，其在两个转动方向上限制转子的调节运动。叶片在端面线上与定子接触，以此在每个叶片的侧面和相邻的定子的挡块侧面形成一个腔室，在腔室内具有一种液体，通常为发动机油，其通过属于凸轮轴调节器的阀门供应。定子一方面隔离和密封液压室，另一方面确定凸轮轴和曲柄轴之间的调节角度。
凸轮轴调节器的转子在组装过程中通过螺钉与凸轮轴受力连接。为产生连接力，调节器的转子(旋转活塞)通过中央螺钉的预应力通在其侧面的法兰面压在适当的凸轮轴的侧面上。连接力必须从传动轴上传递传动扭矩以及可能的轴向的或径向的力。因此必须引入一个较高的预应力。尽管如此，需要强调在转子中相对凸轮轴滑动的侧面在槽底面产生相对较高的张应力。此外，通过调节器的传动轴到从动轴的凸轮轴传动扭矩的传递通过叶片的支撑在叶片槽上产生高的压应力。可能产生力和力的叠加，结果需要材料较高的负荷。
尽管如此，使用较高强度的材料应尽量避免，因为较高强度的材料在一般情况下比较昂贵并且要求相应的加工费用。转子的宽度和/或直径的扩大没有实际的解决办法，因为这种措施导致较高的重量和较高的惯性。通过转子在槽底面单独半径的扩大是不可能的，因为之后对叶片的安全导入可能不再能够保障。此外还存在改变在叶片槽的槽底安装的叶片形弹簧的状态的改变的危险。
发明内容
该发明的任务在于，提供一种叶片凸轮轴调节器，用以减小凸轮轴侧的应力集中。
为解决该问题，在开头提及的类型的叶片凸轮轴调节器上，叶片槽的凸轮轴侧的终端截面具有扩大的横截面。
该发明的任务在于，在叶片槽的槽底区域的张力，其通过中央螺栓的预应力产生的，在转子的轴向方向上局部的限制在法兰面的区域，其在插入的状态下局限在凸轮轴上。根据该发明，只是限制的区域具有张力优化的轮廓，而叶片槽的其它的区域包含传统的功能性的用来叶片引入的轮廓和叶片形弹簧。通过叶片槽的凸轮轴侧的终端截面的区域扩大的横截面来减小应力集中和通过其宽度平均的张力分布形成一个可以察觉到的减少的最大负载。
当叶片槽在槽侧面相关的槽底区域进行后切削并且在在该位置具有扩大的横截面，这种最大负荷减小的效果最为明显。根据该发明，特别主要在底切的危险区域通过扩大的横截面的选择得到卸载。其它的位于转子的凸轮轴侧的接触面的区域保持不变。扩大的区域一方面位于槽底的区域，其也可以位于底切区域，此外带有扩大的横截面的区域既可以在槽底区域也可以在底切的区域或在两个区域。
当非扩大的和扩大的槽横截面之间的过渡区域构造为弧形时，则得到特别有效的张力分布。不同直径的在两个截面之间的过渡区域产生渐进的张力增加，依次避免局部的最大应力。
根据该发明的可供选择的结构形式，叶片槽在底切和槽底面区域具有一个带有扩大的横截面的、径向的向外延伸的段。这种变动使得从槽底径向向外延伸的区域得到优化。原有的槽底和在终端截面里的槽底可以同时具有一个共同的基准线。放大区域的截面可以近似的为椭圆形结构和在槽底的区域具有一个直的段。放大的段至少近似的具备一个恒定的直径也是可能的。这种形式的结构特别在加工上节省成本。
根据该发明的其它的可供选择的结构形式，叶片槽的段，其截面没有放大，逐渐过渡到一个带有扩大的横截面段中。在槽底的该区域叶片槽没有被改变，相反叶片槽在该处在径向方向上向外的酒杯形状的扩展。在该详细说明中更偏向放大区域的椭圆形截面。通过带有正常截面的叶片槽和扩大的横截面的段之间的渐进的过渡，避免在凸轮轴接触的侧面的较高的应力集中现象。相应的没有要求，使用较高硬度的材料和发明的部件可以在有效成本条件下生产。
根据该发明的进一步的、同样具有特别优点的延伸图，叶片槽在槽底区域具有径向向内延伸的带有扩大的横截面的段。带有扩大的横截面的该区域优选地与带有放大区域的段一起存在，段位于底切和槽底区域。整体上，包围底切、槽底和槽侧面的整个区域具有扩大的直径。因为在任何位置无尖锐的过渡区域，所以无区域性的最大负荷。具有扩大的横截面的区域具有椭圆形的基本形状和酒杯形状。
参考附图根据本发明的优选的实施例解释本发明的其它的优点和细节。图示如下图1示出穿过叶片凸轮轴调节器的剖面图；图2a示出根据本发明的叶片凸轮轴调节器的转子的透视图；图2b示出图1所示的转子的侧视图；图3a-c示出根据现有技术的转子的叶片槽的终端截面的视图；图4a-c示出本发明的第一实施例；图5a-c示出本发明的第二实施例；图6a-c示出本发明的第三实施例；以及图7a-c示出本发明的第四实施例。
具体实施例方式
图1为穿过叶片凸轮轴调节器0的剖面图，图2a为叶片凸轮轴调节器0的转子1的透视图。
转子1具有圆盘形的基本结构形状并且具备5个在圆周上均匀分布的叶片槽2，叶片2a可以插入到该叶片槽中，所述叶片通过油密封在转子1和定子2c之间的可填充的腔室2b密封。在每个叶片槽2的左右侧设置有孔3、4，油通过这些孔能够流入到上述的腔室2b并且又能流出。
叶片槽2在轴向方向上形成并且在其终端截面5上具有扩大的截面。
图2b为图1的转子1的剖开的侧视图。在该图中可以清楚的看出，叶片槽2在轴向方向上几乎在转子1的整个厚度上具备一个恒定的横截面并且仅仅在终端截面5的区域中具有扩大的横截面。这种横截面扩大导致切口应力集中效应的减小并且因此导致在终端截面5的区域最大负荷降低。
图3a-c为根据现有技术的转子的叶片槽9的终端截面的放大图。图3a为透视图，图3b为类似图2的侧视图，图3c为叶片槽9的正视图。从3c中可以看出，槽侧面6在槽底面8的附近具有底切7，其由弧形段和直线组成。叶片槽9在其自由端10具有与其它区域相同的恒定的直径，因此在该位置存在相对较强的横断面变化，该横断面变化引起较高的应力。
图4a-c示出本发明的第一实施例。
与图3a-c的叶片槽不同的是，在没有扩大的和扩大的区域的槽横截面之间的过渡区域11构成为弧形的。在这种情况下过渡区域11不仅从槽底面12而且从底切13向外延伸。弧形的过渡区域11产生可以相对缓和的力的转移，其在扩大的横截面旁边导致在外侧减小应力的集中。
图5a-c示出本发明的第二实施例。叶片槽在底切13的区域具有一个径向向外延伸的(也称之为叶片槽开口的)且带有扩大直径的形成段14。如在图5b中清楚地显示的，段14的直径为恒定的。另一方面，带有扩大横截面的区域不是由槽底面12径向向内延伸。期望的应力减小在这种变型下首先通过扩大的直径获得。
图6a-c示出本发明的第三实施例。
从图6b中可以看出，叶片槽的段15的没有扩大的横截面过渡到具有连续扩大的横截面的段16。这种变型的特征同样是局部峰压的特别的低水平。与根据图5a-c该变型一致地，从槽底面12径向向内延伸的区域没有扩大的横截面。
图7a-c示出本发明的第四实施例。转子1终端截面的基本结构与图6a-c的描述相同，此外，叶片槽在槽底面12区域具有一个径向向内延伸的带有扩大的横截面的段17。扩大的在底切13两面延伸段18如图6a-c中所描述的一样构成，因此所述段相应于图6的段16。在转子1的侧面形成的开口，其由段17和18的边界所形成，近似为椭圆形，从平的槽底面上观察。段18的边线为圆的弧形段，其中心近似的位于槽侧面的下终端面19的区域中。
附图标记0叶片凸轮轴调节器1转子2叶片槽2a叶片2b腔室2c定子3孔4孔5终端截面6槽侧面7底切8槽底面9叶片槽10终端11过渡区域12槽底面13底切14段15段16段17段18段19终端
权利要求
1.一种带有定子(2c)和相对定子(2c)液压式转动的且与凸轮轴连接的转子的叶片凸轮轴调节器(0)，其中该转子具有径向隔离的且可以插入到叶片槽的叶片(2a)，其特征在于，叶片槽(2)的凸轮轴一侧的终端截面(5)具有扩大的横截面。
2.如权利要求1所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，叶片槽(2)在关联的槽侧面的槽底面(12)区域中具有底切(13)。
3.如权利要求2所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，叶片槽(2)在槽底面(12)区域中具有扩大的横截面。
4.如权利要求2或3所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，叶片槽在底切(13)区域中具有扩大的横截面。
5.如前述权利要求中任一项所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，在扩大的槽横截面和未扩大的槽横截面之间的过渡区域(11)构成为弧形的。
6.如权利要求2或3所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，叶片槽在底切(13)和槽底面(12)的区域中具有径向向外形成的且带有扩大的横截面的段(14、16、18)。
7.如权利要求6所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，带有扩大的横截面的段(14)具有至少近似恒定的横截面。
8.如权利要求6所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，横截面没有被扩大的叶片槽的段(15)过渡到连续扩大的横截面的段(16)。
9.如权利要求6所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，叶片槽在槽底部(12)区域中具有径向向内形成的且带有扩大的横截面的段(17)。
10.如权利要求9所述的叶片凸轮轴调节器(0)，其特征在于，横截面没有被扩大的叶片槽的段过渡到带有连续扩大的横截面的段中。
全文摘要
一种带有定子(2c)和相对定子(2c)液压式转动的且与凸轮轴连接的转子的叶片凸轮轴调节器(0)，其中该转子具有径向隔离的且可以插入到叶片槽的叶片(2a)，其特征在于，叶片槽(2)的凸轮轴一侧的终端截面(5)具有扩大的横截面。
文档编号F01L1/344GK1965149SQ200580018900
公开日2007年5月16日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年6月8日
发明者迈克·科尔斯, 赫尔曼·戈尔巴赫 申请人:谢夫勒两合公司