凸轮轴的支承的制作方法
【专利摘要】一种带有曲轴传动机构的往复活塞式内燃机，其带有至少一个气缸头，该气缸头的输入通道和输出通道由至少各一个构造为输入阀和输出阀的换气阀控制，该换气阀能够通过至少一个凸轮轴的凸轮和驱动该凸轮的传递元件来操作，其中，凸轮构造为每个滑移凸轮单元带至少两个凸轮的滑移凸轮，该滑移凸轮单元借助于内齿部抗相对转动但可轴向滑移地布置在带有外齿部的基轴上；该往复活塞式内燃机还带有至少一个相对内燃机固定的装置，该装置用于借助于与促动器销共同作用的、在滑移凸轮单元的周边上的滑移槽使滑移凸轮单元滑移到不同的轴向位置中；并且该往复活塞式内燃机还带有轴承，该轴承用于将凸轮轴径向和轴向地固定在内燃机的构件上，其中，基轴借助于内燃机构件上的轴承来导引。
【专利说明】凸轮轴的支承
【技术领域】
[0001]带有曲轴传动机构的往复活塞式内燃机，其带有至少一个气缸头，该气缸头的输入通道和输出通道由至少各一个构造为输入阀和输出阀的换气阀控制，该换气阀能够通过至少一个凸轮轴的凸轮和驱动该凸轮的传递元件来操作，其中，凸轮构造为每个滑移凸轮单元带至少两个凸轮的滑移凸轮，该滑移凸轮单元借助于内齿部抗相对转动地(drehfest)但可轴向滑移地布置在带有外齿部的基轴上；该往复活塞式内燃机还带有至少一个相对内燃机固定的装置，该装置用于借助于与促动器销共同作用的、在滑移凸轮单元的周边上的滑移槽使滑移凸轮单元滑移到不同的轴向位置中；并且该往复活塞式内燃机还带有用于将凸轮轴径向和轴向地固定在内燃机的构件上的轴承。
【背景技术】
[0002]从DE-101 48 243A1公知一种用于装入到这类往复活塞式内燃机中的凸轮轴。在这种凸轮轴中，滑移凸轮单元在其外周边上具有支承部位，这些支承部位在支撑在内燃机上的滑动轴承中被导引。在此，支承部位的宽度相应于滑动轴承连同滑移凸轮单元在轴向方向上的滑移路径的宽度。因此，滑动轴承总地需要大的在凸轮轴的轴向方向上的延伸尺寸，由此需要大的结构空间，这被认为是不利的。此外，凸轮轴的基轴由此仅间接地通过滑移凸轮单元和基轴的内齿部和外齿部径向导引。这也被看作不是最优的，因为凸轮轴的在驱动侧与往复活塞式内燃机的曲轴传动机构处于连接中的基轴没有被足够精确地导引。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的任务在于，改进往复活塞式内燃机的凸轮轴的支承以消除所描述的缺点，其中，应实现凸轮轴的精确支承。此外，该支承应与轴承类型无关。在此，也应以简单的方法实现成本低廉的制造。
[0004]本发明的任务如下这样来解决，即，基轴借助于内燃机构件上的轴承来导引。由此整体给出基轴以及凸轮轴的精确支承，其中，轴承的宽度也仅须相应于轴承给定条件来实施。现在能够将轴承安装在圆柱形地光滑的支承部位上，该支承部位在直径上实施得小于或者大于外齿部。轴承布置在基轴上不被滑移凸轮单元所使用的部位上。支承部位在此充当用于滑动轴承以及滚动轴承的支座。必要时必须分开实施轴承壳体。
[0005]在本发明的其他设计方案中提出，将构造为用于轴承的支撑元件的环固定在基轴上。通过环实现了使支承部位的外直径大于外齿部，从而支承部位可轴向良好地接近。这些环也可以实施为分开的环并且固定例如夹紧在基轴上。在此，这些环直接与基轴连接，从而给出基轴的精确引导。因为基轴是轴向固定的，所以这些环仅需具有所希望的轴承宽度。
[0006]基轴有利地具有包围滑移凸轮单元的区域和环的区域的连续外齿部。由此，可以成本低廉地沿着基轴制造齿部。环则固定在基轴的外齿部上。在此，基轴的外齿部例如可以实施为花键轴型廓或者具有渐开线形齿部的齿轮毂型廓，或者也可以实施为多边形型廓。在此，这些环在其内侧上可以要么圆柱形地光滑地，要么与各形廓相匹配地实施，其中，环的固定优选借助于传力连接来实现，其中，尤其设置压力联合。但是也可以实现将环形状锁合地(formschluessig)固定在基轴上,其中,这例如能够借助弹簧环来进行。
[0007]尤其在具有带径向指向的齿面的压制成的齿顶圆面和齿根圆面的花键轴型廓中，可使用带圆柱形内周面的环。但是环的内面也可以模仿花键轴型廓，其中，环上的型廓的内面可以支撑在齿顶圆面和/或齿根圆面上。对于齿根圆面上的支撑不需要使用所有的面。可能足够的是，内面例如支撑在三个分布在周边上的齿根圆面上。
[0008]当基轴的外型廓构造为带渐开线形齿部的齿轮毂型廓时，那么环也可以备选地具有相匹配的带梯形齿面的内齿部，其中，齿轮毂型廓的渐开线和环的内齿部的梯形齿面相匹配地实施成能够建立起传力连接。
[0009]之前描述的环尤其适合作为滚动轴承、尤其是滚针轴承的内环。在此，得到一种节省空间且成本低廉的轴承构型，其中，对于这种滚动轴承不需要如在滑动轴承中必需的那样自有地以输油管道进行油供给，因为该滚动轴承能够以通常存在于阀罩下的油雾来应付。
[0010]在其他设计方案中，提出一种用于以如下加工步骤制造凸轮轴的方法:
[0011]-制造带有连续的外齿部的基轴，
[0012]-制造滑移凸轮单元并且将该滑移凸轮单元预安装在基轴上，
[0013]-精磨滑移凸轮单元的凸轮的凸轮轮廓，
[0014]-拆卸滑移凸轮单元并且清洁该滑移凸轮单元和基轴，
[0015]-交替地将滑移凸轮单元和包括也用作轴承内环的环的整个滚动轴承安装在基轴上，以及
[0016]-均衡构件的温度。
[0017]以简单的方式将环放置到基轴的外齿部上并且借助于力消耗推到相匹配的部位上。为了容易地克服外齿部与环之间的阻力，必要时可以使用润滑剂/粘附剂，该润滑剂/粘附剂在将环定位在相匹配的部位上之后也保证了良好的配合粘附(Sitzhaftung)。
[0018]在制造方法的其他设计方案中提出，在安装环之前将基轴深度冷却并且由此收缩，从而使环的安装变容易。
[0019]一旦基轴升温并且和其余构件的温度相匹配，那么环以预选的压配合联合在基轴上形成传力连接。
[0020]作为深度冷却基轴的备选，也可以加热环。然后应该在环已充分冷却时才安装轴承、尤其是滚动轴承。也可以组合地使用这两种措施。
[0021]为了改进凸轮位置的精确性，可以将滑移凸轮单元以与在精磨时相同的位置和角位置最终安装在基轴上。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了进一步阐明本发明参阅附图，在附图中简化地示出本发明的两个实施例。其中:
[0023]图1示出完成装配的凸轮轴的侧视图；
[0024]图2示出凸轮轴沿图1中线A-A的剖面图；
[0025]图3示出图2中标记处Z相应于改型I的放大视图；以及[0026]图3示出图2中的标记处Z相应于改型2的放大视图。
【具体实施方式】
[0027]在图1至4中(在一定程度上详细示出)概括地用I标注凸轮轴，该凸轮轴具有基轴2和滑移凸轮单元3。基轴2具有连续的外齿部4，该外齿部具有滑移凸轮单元3的区域(包括其滑移路径)。在滑移凸轮单元3之间安装有传力连接地固定在外齿部4上的环5。
[0028]从图3可知，环5具有圆柱形的内周面6，该内周面支撑在基轴2的外齿部4的齿顶圆面7上。环5传力连接地固定在基轴2的外齿部4上。
[0029]在根据图4的备选设计方案中，环5具有内齿部8，该内齿部具有梯形的内齿面9，这些内齿面与构造为齿轮毂型廓的外齿部4的渐开线相对应并且与该渐开线建立起传力连接。
[0030]附图标记列表
[0031]I凸轮轴
[0032]2 基轴
[0033]3滑移凸轮单元
[0034]4外齿部
[0035]5 环
[0036]6 内周面
[0037]7齿顶圆面
[0038]8内齿部
[0039]9梯形的内齿面
【权利要求】
1.一种带有曲轴传动机构的往复活塞式内燃机，所述复活塞式内燃机带有至少一个气缸头，所述气缸头的输入通道和输出通道由至少各一个构造为输入阀和输出阀的换气阀控制，所述换气阀能通过至少一个凸轮轴的凸轮和由其驱动的传递元件来操作，其中，凸轮构造为每个滑移凸轮单元带至少两个凸轮的滑移凸轮，其借助于内齿部抗相对转动但能轴向滑移地布置在带有外齿部的基轴上；所述往复活塞式内燃机还带有至少一个相对内燃机固定的装置，所述装置用于借助于与促动器销共同作用的、在滑移凸轮单元周边上的滑移槽使滑移凸轮单元滑移到不同的轴向位置中；并且所述往复活塞式内燃机还带有用于将凸轮轴径向和轴向地固定在内燃机的构件上的轴承，其特征在于，基轴(2)借助于内燃机构件上的轴承来导引。
2.根据权利要求1的往复活塞式内燃机，其特征在于，在基轴(2)上固定有构造为用于轴承的支撑元件的环(5)。
3.根据权利要求1或2之一的往复活塞式内燃机，其特征在于，基轴(2)具有包围滑移凸轮单元(3)和环(5)的区域的连续的外齿部(4)。
4.根据权利要求1至3之一的往复活塞式内燃机，其特征在于，环(5)固定在基轴(2)的外齿部(4)上。
5.根据权利要求1至4之一的往复活塞式内燃机，其特征在于，基轴(2)具有用于与滑移凸轮单元(3)转动连接的轴型廓，并且环(5)具有圆柱形的内周面(6)，并且环(5)传力连接地固定在轴型廓的齿顶圆面(7)上。
6.根据权利要求1至4之一的往复活塞式内燃机，其特征在于，基轴(2)具有齿轮毂型廓，所述齿轮毂型廓带有用于与滑移凸轮单元(3)转动连接的渐开线形齿部，并且环(5)具有带梯形齿面(9)的内齿部(8)，并且环(5)传力连接地固定在齿轮毂型廓上。
7.根据前述权利要求之一的往复活塞式内燃机，其特征在于，环(5)实施为滚动轴承、尤其是滚针轴承的内环。
8.一种用于借助以下加工步骤来制造根据前述权利要求之一所述的凸轮轴的方法: a)制造带有连续的外齿部(4)的基轴(2)， b)制造滑移凸轮单元(3)并且将所述滑移凸轮单元预安装在基轴(2)上， c)精磨滑移凸轮单元(3)的凸轮的凸轮轮廓， d)拆卸滑移凸轮单元(3)并且清洁所述滑移凸轮单元和基轴(2)，和 e)交替地将滑移凸轮单元(3)和包括也用作轴承内环的环(5)的整个滚动轴承安装在基轴(2)上。
9.一种根据权利要求8所述的用于制造凸轮轴的方法，其特征在于，在加工步骤d)后加入如下加工步骤: f)深度冷却基轴(2)或者加热环(5)，以及 在加工步骤e)后加入如下步骤: g)均衡构件的温度。
【文档编号】F01L1/053GK103608553SQ201280027686
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2011年6月8日
【发明者】卢茨·基尔巴赫, 斯特凡·基宁格, 托马斯·宾德, 吉多·舍青格, 马库斯·尼德勒希纳 申请人:谢夫勒科技股份两合公司, 蒂森克虏伯普雷斯塔技术中心股份公司