可调节凸轮轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于内燃机发动机的气门机构的凸轮轴，所述凸轮轴具有外轴和内轴，所述内轴在外轴中同中心地延伸并且可旋转地安装在外轴中，其中至少一个凸轮元件可旋转地支撑在外轴的外表面上从而形成滑动轴承间隙，并且其中所述凸轮元件以固定地旋转的方式连接至内轴。
【背景技术】
[0002]用于内燃机发动机的气门机构的可调节凸轮轴用于内燃机发动机的进气门和排气门的可变控制，所述凸轮轴具有外轴，凸轮元件安装在所述外轴上并且以固定地旋转的方式连接至内轴，所述内轴延伸穿过外轴。其它的凸轮元件以固定地旋转的方式安装在外轴上，并且如果相对于外轴的相位来调节内轴的相位，则可旋转地支撑在外轴上并形成滑动轴承间隙的凸轮元件的相位也相对于刚性地设置在外轴上的凸轮元件的相位变化。嵌套的轴在内燃机发动机的汽缸盖上围绕共同的旋转轴线旋转并且可以通过控制元件而相对于彼此调节相位。凸轮元件直接或通过摇臂而与内燃机发动机的气门相互作用，并且控制力作用在凸轮元件上，所述控制力必须由外轴上的凸轮元件的可旋转支撑件的滑动轴承间隙吸收。在此变得显然的是，在供应至凸轮元件的内表面与外轴的外表面之间的滑动轴承间隙的润滑油不足的情况下，可能造成磨损，磨损是始终需要避免的问题。
[0003]后公开的专利申请DE 10 2012 103 594 A1显示了用于内燃机发动机的气门机构的可调节凸轮轴，所述凸轮轴具有外轴和内轴，所述内轴可旋转地安装在外轴中。凸轮元件可旋转地支撑在外表面上从而形成滑动轴承间隙，并且通过螺栓以固定地旋转的方式连接至内轴。为了将来自凸轮轴的安装后的周围环境的润滑油输送至滑动轴承间隙，提出在凸轮元件中引入至少一个保油孔，从而可以通过凸轮轴的旋转穿过保油孔将溅油从凸轮轴的安装后的周围环境供应至外轴和凸轮元件之间的滑动轴承间隙。在此，保油孔设置在凸轮元件中，这在机械加工的过程中是不利的。特别地，在凸轮元件的凸轮孔的内表面中引入导油凹槽的成本较高，并且显然的是，由于在凸轮轴的旋转过程中的离心力，从而使得润滑油大量残留在导油凹槽中，因此希望改进润滑油从导油凹槽至滑动轴承间隙中的通路。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是改进向凸轮元件与可调节凸轮的外轴之间的滑动轴承间隙供应润滑油，特别是从而基本上避免滑动轴承间隙的润滑不足的操作状态。
[0005]从根据权利要求1的前序部分的可调节凸轮轴开始，连同表征性特征实现该目的。从属权利要求中显示了本发明的有利的发展形式。
[0006]本发明包括的技术教导是:在外轴的外表面上在一定位置处形成至少一个具有一定轴向长度的导油凹槽，使得导油凹槽至少沿滑动轴承间隙的轴向宽度形成并且使得导油凹槽在凸轮元件的至少一侧上通过暴露的凹槽部分而从滑动轴承间隙中露出。
[0007]本发明在外轴的外表面中引入至少一个导油凹槽实现了用于输送油(在目前的用途中也被称为润滑油)的设施，所述油可以通过暴露的凹槽部分而进入导油凹槽，通过导油凹槽进入滑动轴承间隙中，并且使得润滑油进入外轴的外表面与凸轮元件的内表面之间的滑动轴承间隙的通路得以改进。
[0008]滑动轴承间隙使得外轴的外表面上的凸轮元件能够进行约数微米的移动，这是因为外轴的直径略小于凸轮元件中的凸轮孔的直径。凸轮元件与用于致动气门的从动件的相互作用造成凸轮元件上的周期性变化的冲击，因此造成凸轮孔的内表面在外轴的外表面上上升和下降。因此，滑动轴承间隙中普遍存在的微间隙周期性地增大和减小，产生栗送效应。在此变得显然的是，特别是与在外轴的外表面中形成的导油凹槽操作结合，该栗送效应能够将显著增多的润滑油引入滑动轴承间隙中。因此，与本发明的导油凹槽相互作用的栗送效应确保将润滑油持续地供应至滑动轴承间隙，即使在极端操作条件下，特别在凸轮轴的非常缓慢的旋转情况下，并且有效地避免了外轴的外表面和/或凸轮元件的凸轮孔中的内表面的表面磨损。
[0009]根据用于在外轴的外表面中形成本发明的导油凹槽的一个可能的有利实施方案，导油凹槽可以在凸轮轴延伸的方向上延伸。这允许以特别简单的技术方式来制造导油凹槽，例如通过单轴研磨操作。导油凹槽可以在外轴的外表面中以直线延伸，其中，对于凸轮元件设置在在外轴上的每个接合部位，可以引入一个或多个在凸轮轴的方向上延伸的导油凹槽。在此，导油凹槽延伸的方向平行于可调节凸轮轴的旋转轴线延伸。
[0010]根据另一个有利的示例性实施方案，至少一个导油凹槽可以在外轴的外表面中以螺旋方式延伸，其具有轴向的延伸分量和在周向方向上延伸的延伸分量。导油凹槽的螺旋状路径有助于润滑油通过导油凹槽的暴露的凹槽部分进入，所述暴露的凹槽部分从在外轴与凸轮元件之间的滑动轴承间隙突出，通过凸轮轴的旋转而有助于润滑油进入导油凹槽中。由于凸轮轴的旋转，附着至外轴的外表面的一定量的油基本在周向方向上沿着外表面移动，并且当润滑油(例如以油滴形式或者作为移动的油膜)遇到暴露的凹槽部分时，通过导油凹槽的螺旋状路径来帮助润滑油进入油槽。因此，螺旋状路径产生勺子效应，从而产生通过由导油凹槽中的螺旋状路径赋予的角动量来帮助润滑油输送进入导油凹槽中的效应。
[0011]特别有利的是，在外轴上的凸轮元件的接合部位处形成第一导油凹槽和至少一个第二导油凹槽，所述第一导油凹槽具有第一螺旋旋转方向，所述第二导油凹槽具有与第一螺旋旋转方向相反的第二螺旋旋转方向。在外轴的外表面上以相反方向螺旋状延伸的导油凹槽的优点在于:润滑油可以通过凸轮元件的第一侧上的暴露的凹槽部分而进入第一导油凹槽中[进入导油凹槽中]，并且另外的一定量的油同样能够通过凸轮元件的相反侧上的另一个暴露的凹槽部分而进入另一个导油凹槽。因此，润滑油也以相反方向流过以相反方向延伸的导油凹槽。
[0012]还有利的是，至少一个导油凹槽在凸轮元件的两侧中的每一者上通过暴露的凹槽部分而从滑动轴承间隙中露出。因此，导油凹槽不仅形成了在滑动轴承间隙中形成的润滑油储存腔，而且也使润滑油流动通过导油凹槽，这是因为润滑油在凸轮元件的第一侧上通过第一个暴露的凹槽部分进入导油凹槽中，并且在凸轮元件的相反侧上能够通过另一个暴露的凹槽部分而又离开导油凹槽。在此，流动通过导油凹槽的一些润滑油可以特别在栗送效应的辅助下而进入滑动轴承间隙中。因此，非常有利地实现了滑动轴承间隙中的润滑油的持久更换。
[0013]可以设置螺栓用于将凸轮元件以固定地旋转的方式连接至内轴，所述螺栓横向地延伸穿过内轴以及在外轴中形成的至少一个螺栓孔。在此，螺栓的至少一个端部可以接合在凸轮元件中，因此产生内轴与凸轮元件之间的固定地旋转的连接。至少一个油槽也可以在距离外轴中的螺栓孔的布置一定距离处延伸。这避免了从导油凹槽中逸出的润滑油进入螺栓孔中，其进一步的优点是润滑油同样可以穿过螺栓孔进入滑动轴承间隙中，从而可以通过导油凹槽而向滑动轴承间隙的距离螺栓孔一定距离处的其它区域额外地供应润滑油。
[0014]可以通过导油凹槽而向特别关键的区域(亦即高负载应力区域)供应而无需至少使一个螺栓孔在外轴中贯穿。因此，润滑油不能通过螺栓孔流出。
[0015]根据可调节凸轮轴的一个有利的实施方案，凸轮元件可以包括至少一个凸轮凸缘，其中，滑动轴承间隙的轴向宽度也由凸轮凸缘的宽度决定。因此，滑动轴承间隙在实际的凸轮元件下方延伸并且越过凸轮凸缘区域的下方，从而使得导油凹槽也可以具有