凸轮轴的制作方法
凸轮轴的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种内燃机(2)的凸轮轴(1)，其具有一个通过轴毂连接方式与其连接的功能装置(3)。本发明的关键在于所述功能装置(3)包括至少两个不同的功能元件(4)，所述不同功能元件(4)可实现不同的功能。鉴于此，可获得简化组件。
【专利说明】凸轮轴
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的凸轮轴，至少有一个功能装置通过权利要求1前述的轴毂连接方式连接到其上。本发明还涉及一种用于该凸轮轴的功能装置以及具有至少一个该凸轮轴的内燃机。
【背景技术】
[0002]通常的凸轮轴是非常熟悉的，例如通过热连接将功能元件连接到此类凸轮轴上。然而，功能装置例如齿轮、传动轮、凸轮、泵驱动装置，例如用于高压泵的泵凸轮或用于真空泵或油泵的旋转的十字联轴节通过压入或热插入的方式连接到凸轮轴。对于每项要实现的功能，需要不同的功能元件，例如齿轮或凸轮，为此目的，在需要时仍需要以不同的方式连接。在将凸轮轴连接到盖组件时，一个现实问题是空间有限，因此将多个功能元件从外部连接到一个插头变得更为复杂。
[0003]由此，本发明要解决的问题是说明一种普通类型的凸轮轴的改进实施方式，其特征在于简单化的生产。
[0004]根据本发明，通过独立权利要求的主题来解决该问题。优选的实施方式形成从属权利要求的主题。
【发明内容】
[0005]本发明基于这样一种基本构思，在凸轮轴上配置一种具有至少两个功能元件的功能装置，每个功能元件可以实现不同的功能。在本例中，在功能装置中结合在一起的功能元件通过轴毂连接方式(例如热合或纵向压合)连接到凸轮轴。其基本原理是在同一个功能装置中组合或集成尽可能多的(至少两个)功能元件，并且只是将普通的组件，即功能装置，连接到凸轮轴或凸轮轴管。这提供了显著的优点，例如在重量方面。因为将多个功能元件组装在一起的功能装置在结构重量上比分别组装的功能元件明显轻。本发明的功能装置可以传递比具有较小内径的插头所实现的更大的扭矩。同时，该组件被大大简化，因为所有的功能元件都不再需要分别地即单独地连接到凸轮轴而是连接到功能装置。在该功能装置中，各单独的功能元件已经以一个旋转角度相对于彼此正确地排列在其中。这是一个主要的优点，尤其是如果凸轮轴组装在一个汽缸盖中，因为根据公知常识，这里只有非常小的工作空间。在一个优化的重量分配中可以看到另外一个优点，例如通过与皮带轮相对设置的配重使功能装置可以抵消在同一时刻存在的不平衡。
[0006]实际上，至少一个功能元件是一个齿轮，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置，例如凸轮、编码器轮、皮带轮、联轴器、优选十字联轴节或链轮。上述非决定性的罗列给出了这样一种构思，如何通过各功能元件的连接使各功能装置能更灵活地构造。
[0007]根据本发明的另一个有利的实施方式和技术方案，功能装置形成为一个整体，优选形成为一个烧结件。在此例中，功能装置的各功能元件彼此连接形成为一个整体，以便功能装置可以完全形成为一个整体。这使得一个合理的功能装置成为可能，因为可以省略掉将各功能元件对齐连接到功能装置。可选择的，显然还可以设置成功能装置的各功能元件彼此以固定方式连接，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。各功能元件的分别成型反过来又具有以下优点，功能装置可以非常灵活地由各功能元件组装。各功能元件可以通过摩擦焊接或激光焊接连接到连续的功能装置。为了能够方便地将各功能元件以正确的角度连接到功能装置，可以在各功能元件上设置定位件，以便将各功能元件以预定的角度彼此固定。所述定位件可以形成为一个单一的平面，例如明确的研磨，或多个平面，例如双面或三面。在此情形下，功能元件具有一个或多个平面，以及布置在相对的断面上的互补的凹部，由此，各功能元件以一定角度轴向插入功能装置会很容易。显然，定位件还可以是销或相应的孔，其允许功能元件以一个或多个预定角度连接在一起。这些定位件显然也可以用于凸轮轴组装后的进一步调整或定位，例如将凸轮轴安装在汽缸盖。
[0008]如果功能元件中的一个为十字联轴节，泵就可以通过该十字联轴节耦合到汽缸盖。该十字联轴节可以形成一种扭矩在两个平行轴之间传递的耦合。通常，其包括三个盘，两个外部的盘固定在相应的轴或泵和功能元件上，中间盘通过两个相互垂直的槽和键安装在其他两个盘上。该十字联轴节可以补偿凸轮轴和泵轴线之间的微小平行偏移，由此至少微小的产品误差可以毫无疑问地抵消，因此整个结构可以允许较大的制造误差。
[0009]本发明的其他重要特征和优点体现在附加的权利要求、附图以及相应的【专利附图】
【附图说明】中。
[0010]应该明白，上述特征和下面要解释的特征不仅用于给出的组合中，还可以用于其他组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]本发明优选的实施例示出在附图中，并在下面进行更详细地描述，相同的附图标记表示相同的、相似的或功能等同的部件。
[0012]以下附图中:
[0013]图1为本发明的内燃机中的功能装置沿凸轮轴的剖面图；
[0014]图2为具有本发明的功能装置的内燃机在两个凸轮轴区域的部分剖面图；
[0015]图3示出了图2所示结果，但具有承重梁；
[0016]图4示出了本发明的功能装置的一个实施例的不同剖面图。
图5-7示出了每种情况下具有不同功能元件的功能装置
【具体实施方式】
[0017]参照附图1-3，本发明的内燃机2的凸轮轴I包括至少两个功能装置3，所述功能装置3通过轴毂连接方式连接到凸轮轴I，优选通过压合方式将两个不同的功能元件4压合在一起。各功能元件4实现不同的功能，并且只连接到普通的功能装置3，以简化组装。至少一个功能元件4是一个齿轮5，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置、编码器轮6、皮带轮、联轴器7，优选十字联轴节，或链轮5'。图1所示功能装置3具有三个功能元件4，即联轴器
7、链轮5'或齿轮5、编码器轮6。通过在一个普通功能装置3中联合多个功能元件4，凸轮I的生产明显简化，因为多个功能元件4不再需要分别连接到凸轮轴1，而只需要连接到普通功能装置3，由此连接过程可以明显合理化。具有多个功能元件4的功能装置3在重量上明显比各功能元件4轻，由此可以减轻重量，这反过来对燃料消耗具有积极影响。
[0018]与插头相比，本发明的功能装置3可以传递更大的扭矩，这是由于通过横向压合(例如热合或纵向压合)可以产生更大的传力接触面积。在普通的功能装置3中组合多个功能元件4具有以下主要优点，尤其是可以将功能装置3组装在汽缸盖8上，因为这里通常只有非常有限的空间。
[0019]根据附图2，示出了从具有两个凸轮轴I的内燃机2的汽缸盖8向下的俯视图，其中，本发明的功能装置3布置在下面的凸轮轴I上。后者，反过来，结合三个功能元件4，即联轴器7、齿轮5 (耦合在第二凸轮轴I上的耦合齿轮)和编码器轮6。通过轴承架9将凸轮轴I安装在汽缸盖8上，轴承架9通过螺纹10连接到汽缸盖8，即发动机缸体。通过联轴器7(优选十字联轴节)，泵11能够以可旋转传递的方式耦合到凸轮轴I。十字联轴节使得凸轮轴I和泵的轴线具有轻微的平行度，这使得其制造精度无须达到没有十字联轴节的情况。
[0020]参照附图1，很明显，功能装置3形成为一个整体，优选为一个整体烧结件，因此可以省略将各功能元件4组装到功能装置3的步骤。显然，功能装置3的各功能元件4可选择分别制造，并随后以固定方式彼此连接到功能装置3中，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。参照附图4所示的功能装置3，其整体集成了两个功能元件4，即齿轮5和联轴器7。在装置3的远离联轴器7的端部，另外一个功能元件4(例如编码器轮6)可以附接或焊接于其上。
[0021]为了方便多部件功能装置3的组装，可以在各功能元件4上设置定位件12，其使得各功能元件4能够以预定角度彼此固定。根据附图4和附图6的最下面部分所示，定位件12为双平面，其中，编码器轮6具有互补的凹部，以实现角度定位固定。通常，定位件12可以是单个平面或多个平面，优选三个平面。通常，也可以想到其他非圆形也可以用于各功能元件4的精确角度固定。
[0022]借助本发明的功能装置3，不同功能元件4的多项功能可以在相同的功能装置3中结合，功能装置3固定在凸轮轴I上。鉴于此，不仅组装过程可以明显地合理化，同时还可以成本有效地生产。通过将各功能元件4结合在相同的功能装置3中，可以获得相比于插头的主要优点，可以传递更大的扭矩，并且可以在非常小的工作空间中组装功能装置3。重要的是，本发明的具有多个功能元件4的功能装置3可以保持在汽缸盖中，并且随后通过功能元件4和各轴承点(例如轴承架9)滑动凸轮轴I。通过多个功能元件4在相同的功能装置3中的集成，只需要固定功能装置3，其比各功能元件4的固定简单。通过本发明的功能装置3，可以减轻重量，这是因为各功能元件4能够以减轻重量的方式形成。不平衡的偏移，尤其是相对于皮带轮13的偏移，例如(参见图2和3)也可以通过各功能元件4的特殊布置来实现。
【权利要求】
1.一种用于内燃机(2)的凸轮轴(I)，具有至少一个通过轴毂连接方式与其连接的功能装置(3)，其特征在于，所述功能装置(3)包括至少两个不同的功能元件(4)，所述不同功能元件(4)可实现不同的功能。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，功能装置(3)通过热合或纵向压合的方式连接到凸轮轴(I)。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，至少一个功能元件(4)是一个齿轮(5)，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置、编码器轮(6)、皮带轮(13)、联轴器(7)，优选十字联轴节，或链轮C )。
4.根据前述任一权利要求所述的凸轮轴，其特征在于功能装置(3)为一个整体，优选为一个整体烧结件。
5.根据权利要求1或3所述的凸轮轴，其特征在于，功能装置(3)的各功能元件(4)彼此以固定方式连接，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴，其特征在于，功能装置(3)的各功能元件⑷包括有定位件(12)，其可以使各功能元件(4)按照预定角度彼此固定。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴，其特征在于，定位件(12)为一个平面或多个平面，优选双平面或三平面。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的凸轮轴(I)的功能装置(3)，包括至少两个不同的功能元件(4)，所述不同功能元件(4)可实现不同的功能，其中，功能装置(3)为一个整体，优选为一个整体烧结件，或者功能装置(3)的各功能元件(4)彼此以固定方式连接，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。
9.根据权利要求8所述的功能装置，其特征在于，至少一个功能元件(4)是齿轮(5)，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置、编码器轮出)、皮带轮(13)、联轴器(7)，优选十字联轴节，或链轮(5,)。
10.一种具有至少一个根据权利要求1-7任一项所述的凸轮轴(I)的内燃机(2)。
【文档编号】F01L1/047GK103967548SQ201310662881
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】弗兰克·多泰尔, 托马斯·弗伦德尔, 安东尼奥·梅农纳, 斯特凡·斯泰彻尔 申请人:马勒国际有限公司
【专利摘要】本发明涉及一种内燃机(2)的凸轮轴(1)，其具有一个通过轴毂连接方式与其连接的功能装置(3)。本发明的关键在于所述功能装置(3)包括至少两个不同的功能元件(4)，所述不同功能元件(4)可实现不同的功能。鉴于此，可获得简化组件。
【专利说明】凸轮轴
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的凸轮轴，至少有一个功能装置通过权利要求1前述的轴毂连接方式连接到其上。本发明还涉及一种用于该凸轮轴的功能装置以及具有至少一个该凸轮轴的内燃机。
【背景技术】
[0002]通常的凸轮轴是非常熟悉的，例如通过热连接将功能元件连接到此类凸轮轴上。然而，功能装置例如齿轮、传动轮、凸轮、泵驱动装置，例如用于高压泵的泵凸轮或用于真空泵或油泵的旋转的十字联轴节通过压入或热插入的方式连接到凸轮轴。对于每项要实现的功能，需要不同的功能元件，例如齿轮或凸轮，为此目的，在需要时仍需要以不同的方式连接。在将凸轮轴连接到盖组件时，一个现实问题是空间有限，因此将多个功能元件从外部连接到一个插头变得更为复杂。
[0003]由此，本发明要解决的问题是说明一种普通类型的凸轮轴的改进实施方式，其特征在于简单化的生产。
[0004]根据本发明，通过独立权利要求的主题来解决该问题。优选的实施方式形成从属权利要求的主题。
【发明内容】
[0005]本发明基于这样一种基本构思，在凸轮轴上配置一种具有至少两个功能元件的功能装置，每个功能元件可以实现不同的功能。在本例中，在功能装置中结合在一起的功能元件通过轴毂连接方式(例如热合或纵向压合)连接到凸轮轴。其基本原理是在同一个功能装置中组合或集成尽可能多的(至少两个)功能元件，并且只是将普通的组件，即功能装置，连接到凸轮轴或凸轮轴管。这提供了显著的优点，例如在重量方面。因为将多个功能元件组装在一起的功能装置在结构重量上比分别组装的功能元件明显轻。本发明的功能装置可以传递比具有较小内径的插头所实现的更大的扭矩。同时，该组件被大大简化，因为所有的功能元件都不再需要分别地即单独地连接到凸轮轴而是连接到功能装置。在该功能装置中，各单独的功能元件已经以一个旋转角度相对于彼此正确地排列在其中。这是一个主要的优点，尤其是如果凸轮轴组装在一个汽缸盖中，因为根据公知常识，这里只有非常小的工作空间。在一个优化的重量分配中可以看到另外一个优点，例如通过与皮带轮相对设置的配重使功能装置可以抵消在同一时刻存在的不平衡。
[0006]实际上，至少一个功能元件是一个齿轮，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置，例如凸轮、编码器轮、皮带轮、联轴器、优选十字联轴节或链轮。上述非决定性的罗列给出了这样一种构思，如何通过各功能元件的连接使各功能装置能更灵活地构造。
[0007]根据本发明的另一个有利的实施方式和技术方案，功能装置形成为一个整体，优选形成为一个烧结件。在此例中，功能装置的各功能元件彼此连接形成为一个整体，以便功能装置可以完全形成为一个整体。这使得一个合理的功能装置成为可能，因为可以省略掉将各功能元件对齐连接到功能装置。可选择的，显然还可以设置成功能装置的各功能元件彼此以固定方式连接，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。各功能元件的分别成型反过来又具有以下优点，功能装置可以非常灵活地由各功能元件组装。各功能元件可以通过摩擦焊接或激光焊接连接到连续的功能装置。为了能够方便地将各功能元件以正确的角度连接到功能装置，可以在各功能元件上设置定位件，以便将各功能元件以预定的角度彼此固定。所述定位件可以形成为一个单一的平面，例如明确的研磨，或多个平面，例如双面或三面。在此情形下，功能元件具有一个或多个平面，以及布置在相对的断面上的互补的凹部，由此，各功能元件以一定角度轴向插入功能装置会很容易。显然，定位件还可以是销或相应的孔，其允许功能元件以一个或多个预定角度连接在一起。这些定位件显然也可以用于凸轮轴组装后的进一步调整或定位，例如将凸轮轴安装在汽缸盖。
[0008]如果功能元件中的一个为十字联轴节，泵就可以通过该十字联轴节耦合到汽缸盖。该十字联轴节可以形成一种扭矩在两个平行轴之间传递的耦合。通常，其包括三个盘，两个外部的盘固定在相应的轴或泵和功能元件上，中间盘通过两个相互垂直的槽和键安装在其他两个盘上。该十字联轴节可以补偿凸轮轴和泵轴线之间的微小平行偏移，由此至少微小的产品误差可以毫无疑问地抵消，因此整个结构可以允许较大的制造误差。
[0009]本发明的其他重要特征和优点体现在附加的权利要求、附图以及相应的【专利附图】
【附图说明】中。
[0010]应该明白，上述特征和下面要解释的特征不仅用于给出的组合中，还可以用于其他组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]本发明优选的实施例示出在附图中，并在下面进行更详细地描述，相同的附图标记表示相同的、相似的或功能等同的部件。
[0012]以下附图中:
[0013]图1为本发明的内燃机中的功能装置沿凸轮轴的剖面图；
[0014]图2为具有本发明的功能装置的内燃机在两个凸轮轴区域的部分剖面图；
[0015]图3示出了图2所示结果，但具有承重梁；
[0016]图4示出了本发明的功能装置的一个实施例的不同剖面图。
图5-7示出了每种情况下具有不同功能元件的功能装置
【具体实施方式】
[0017]参照附图1-3，本发明的内燃机2的凸轮轴I包括至少两个功能装置3，所述功能装置3通过轴毂连接方式连接到凸轮轴I，优选通过压合方式将两个不同的功能元件4压合在一起。各功能元件4实现不同的功能，并且只连接到普通的功能装置3，以简化组装。至少一个功能元件4是一个齿轮5，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置、编码器轮6、皮带轮、联轴器7，优选十字联轴节，或链轮5'。图1所示功能装置3具有三个功能元件4，即联轴器
7、链轮5'或齿轮5、编码器轮6。通过在一个普通功能装置3中联合多个功能元件4，凸轮I的生产明显简化，因为多个功能元件4不再需要分别连接到凸轮轴1，而只需要连接到普通功能装置3，由此连接过程可以明显合理化。具有多个功能元件4的功能装置3在重量上明显比各功能元件4轻，由此可以减轻重量，这反过来对燃料消耗具有积极影响。
[0018]与插头相比，本发明的功能装置3可以传递更大的扭矩，这是由于通过横向压合(例如热合或纵向压合)可以产生更大的传力接触面积。在普通的功能装置3中组合多个功能元件4具有以下主要优点，尤其是可以将功能装置3组装在汽缸盖8上，因为这里通常只有非常有限的空间。
[0019]根据附图2，示出了从具有两个凸轮轴I的内燃机2的汽缸盖8向下的俯视图，其中，本发明的功能装置3布置在下面的凸轮轴I上。后者，反过来，结合三个功能元件4，即联轴器7、齿轮5 (耦合在第二凸轮轴I上的耦合齿轮)和编码器轮6。通过轴承架9将凸轮轴I安装在汽缸盖8上，轴承架9通过螺纹10连接到汽缸盖8，即发动机缸体。通过联轴器7(优选十字联轴节)，泵11能够以可旋转传递的方式耦合到凸轮轴I。十字联轴节使得凸轮轴I和泵的轴线具有轻微的平行度，这使得其制造精度无须达到没有十字联轴节的情况。
[0020]参照附图1，很明显，功能装置3形成为一个整体，优选为一个整体烧结件，因此可以省略将各功能元件4组装到功能装置3的步骤。显然，功能装置3的各功能元件4可选择分别制造，并随后以固定方式彼此连接到功能装置3中，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。参照附图4所示的功能装置3，其整体集成了两个功能元件4，即齿轮5和联轴器7。在装置3的远离联轴器7的端部，另外一个功能元件4(例如编码器轮6)可以附接或焊接于其上。
[0021]为了方便多部件功能装置3的组装，可以在各功能元件4上设置定位件12，其使得各功能元件4能够以预定角度彼此固定。根据附图4和附图6的最下面部分所示，定位件12为双平面，其中，编码器轮6具有互补的凹部，以实现角度定位固定。通常，定位件12可以是单个平面或多个平面，优选三个平面。通常，也可以想到其他非圆形也可以用于各功能元件4的精确角度固定。
[0022]借助本发明的功能装置3，不同功能元件4的多项功能可以在相同的功能装置3中结合，功能装置3固定在凸轮轴I上。鉴于此，不仅组装过程可以明显地合理化，同时还可以成本有效地生产。通过将各功能元件4结合在相同的功能装置3中，可以获得相比于插头的主要优点，可以传递更大的扭矩，并且可以在非常小的工作空间中组装功能装置3。重要的是，本发明的具有多个功能元件4的功能装置3可以保持在汽缸盖中，并且随后通过功能元件4和各轴承点(例如轴承架9)滑动凸轮轴I。通过多个功能元件4在相同的功能装置3中的集成，只需要固定功能装置3，其比各功能元件4的固定简单。通过本发明的功能装置3，可以减轻重量，这是因为各功能元件4能够以减轻重量的方式形成。不平衡的偏移，尤其是相对于皮带轮13的偏移，例如(参见图2和3)也可以通过各功能元件4的特殊布置来实现。
【权利要求】
1.一种用于内燃机(2)的凸轮轴(I)，具有至少一个通过轴毂连接方式与其连接的功能装置(3)，其特征在于，所述功能装置(3)包括至少两个不同的功能元件(4)，所述不同功能元件(4)可实现不同的功能。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，功能装置(3)通过热合或纵向压合的方式连接到凸轮轴(I)。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，至少一个功能元件(4)是一个齿轮(5)，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置、编码器轮(6)、皮带轮(13)、联轴器(7)，优选十字联轴节，或链轮C )。
4.根据前述任一权利要求所述的凸轮轴，其特征在于功能装置(3)为一个整体，优选为一个整体烧结件。
5.根据权利要求1或3所述的凸轮轴，其特征在于，功能装置(3)的各功能元件(4)彼此以固定方式连接，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。
6.根据权利要求5所述的凸轮轴，其特征在于，功能装置(3)的各功能元件⑷包括有定位件(12)，其可以使各功能元件(4)按照预定角度彼此固定。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴，其特征在于，定位件(12)为一个平面或多个平面，优选双平面或三平面。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的凸轮轴(I)的功能装置(3)，包括至少两个不同的功能元件(4)，所述不同功能元件(4)可实现不同的功能，其中，功能装置(3)为一个整体，优选为一个整体烧结件，或者功能装置(3)的各功能元件(4)彼此以固定方式连接，优选焊接、钎焊、螺纹连接或粘结。
9.根据权利要求8所述的功能装置，其特征在于，至少一个功能元件(4)是齿轮(5)，优选耦合齿轮、凸轮、泵驱动装置、编码器轮出)、皮带轮(13)、联轴器(7)，优选十字联轴节，或链轮(5,)。
10.一种具有至少一个根据权利要求1-7任一项所述的凸轮轴(I)的内燃机(2)。
【文档编号】F01L1/047GK103967548SQ201310662881
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】弗兰克·多泰尔, 托马斯·弗伦德尔, 安东尼奥·梅农纳, 斯特凡·斯泰彻尔 申请人:马勒国际有限公司
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