可调节凸轮轴的制作方法

文档序号:9932390阅读:532来源:国知局
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的可调节凸轮轴,所述可调节凸轮轴具有:支撑轴,所述支撑轴在旋转轴线的方向上延伸;至少一个凸轮组件,所述凸轮组件具有至少一个凸轮元件并且被安装在支撑轴上从而可以在旋转轴线的方向上位移,所述凸轮组件能够在至少两个轴向锁扣位置下锁扣至支撑轴;和至少一个锁扣元件,所述锁扣元件通过弹簧元件受到预应力;和至少一个锁扣元件接收部,所述锁扣元件接收部被设置成形成锁扣位置,其结果是锁扣元件可以在锁扣位置下锁扣至锁扣元件接收部。
【背景技术】
[0002]已知用于内燃机的可调节凸轮轴具有在旋转轴线上延伸的支撑轴,和至少一个凸轮组件,所述凸轮组件被安装在支撑轴上从而可以在旋转轴线的方向上移动。凸轮组件随着支撑轴的旋转而同步旋转,出于该目的可以设置支撑轴和凸轮组件之间的花键结构,并且通过花键结构阻止凸轮组件在支撑轴上的旋转。为了在可重复的轴向位置处将凸轮组件锁扣至支撑轴上的不连续的轴向位置,已知锁扣元件可以通过弹簧元件受到预应力,并且锁扣元件可以锁扣至锁扣元件接收部,其结果是限定了凸轮组件在支撑轴上的位置。锁扣组件在支撑轴上的不同的轴向位置造成凸轮组件可以具有的不同的凸轮元件与阀或用于驱动阀的分接元件连接。不同的凸轮元件可以限定用于打开和关闭内燃机的阀的不同的控制时间,或者可以通过与分接元件操作性连接或与阀直接连接的不同的凸轮元件改变阀冲程。在此,所述改变通过凸轮组件在支撑轴上占据不同的不连续的轴向位置而发生,并且凸轮组件例如通过操纵装置而进行位移,所述操纵装置以固定的方式容纳在汽缸盖中并且可以与凸轮组件同样包括的调节元件相互作用。
[0003]例如,DE 10 2010 Oil 897A1公开了用于内燃机的可调节凸轮轴,所述可调节凸轮轴具有在旋转轴线上延伸的支撑轴,和凸轮组件,所述凸轮组件被安装在支撑轴上从而可以沿轴向移动。负载弹簧元件的弹簧力的球形式的锁扣元件用于将凸轮组件锁扣至不连续的轴向位置。该球由于弹簧力可以锁扣至不同的成形凹槽,并且成形凹槽相对于轴向位置以一定方式设置使得每个成形凹槽对应于凸轮元件的相关凸轮轨迹与分接元件的接触点。
[0004]锁扣元件和用于使锁扣元件负载的弹簧元件设置在凸轮轴的容纳孔中,锁扣元件接收部在凸轮组件的内侧上以成形凹槽的形式形成。如果必须组装凸轮轴,首先弹簧元件必须插入凸轮轴的容纳孔,然后在将凸轮组件设置在支撑轴上之前锁扣元件必须抵抗弹簧力插入容纳孔。当随后推动凸轮组件时,产生的困难是锁扣元件必须抵抗弹簧元件的弹簧力压入容纳孔,以避免当凸轮组件通过球形锁扣元件而被推至支撑轴时被卡住。
[0005]此外,产生的缺点是,当在将凸轮组件安装至支撑轴的过程中弹簧元件或锁扣元件未以正确设置的方式安装时,或者当锁扣元件或弹簧元件遗失时,只有在凸轮轴的最终控制的过程中才能发现该错误。在此,不利的是在不完全拆卸凸轮轴的情况下不可能进行矫正。
[0006]在支撑轴中形成孔的过程中还需要保证离相邻花键结构存在足够空隙,使得在之后可能的支撑轴硬化或表面修整的过程中用于容纳弹簧元件和锁扣元件的容纳孔不产生变形。因此,锁扣元件和弹簧元件不具有自由移动性可能影响锁扣作用。

【发明内容】

[0007]本发明的目的是开发用于内燃机的可调节凸轮轴,所述可调节凸轮轴具有支撑轴和被安装在支撑轴上从而可以沿轴向移动的凸轮组件;形成用于将凸轮组件锁扣至支撑轴上的不连续的轴向位置的具有简单构造的装置,能够容易地将凸轮组件安装在支撑轴上并且特别可调节。
[0008]从根据权利要求1的前序部分的用于内燃机的可调节凸轮轴出发,并且从根据权利要求10的已知特征的用于组装凸轮轴的方法出发,实现所述目的。从属权利要求中显示了本发明的有利的改进形式。
[0009]本发明包括以下技术教导:弹簧元件和通过弹簧元件受到预应力的锁扣元件容纳在凸轮组件中,并且至少一个锁扣元件接收部设置在支撑轴上。
[0010]由于根据本发明的锁扣装置的构造具有凸轮组件中的至少一个锁扣元件和至少一个用于使锁扣元件受到预应力的弹簧元件,因此以有利方式克服了上文所述的缺点。特别地,可以将凸轮组件推至支撑轴而无需预先设置锁扣元件和弹簧元件,并且不会产生特别由于球形锁扣元件造成的凸轮组件的卡住。此外,产生的优点是只有在将凸轮组件设置在支撑轴上之后才可以将锁扣元件和弹簧元件设置在凸轮组件上,并且之后才可以施加通过弹簧元件造成的锁扣元件的预应力。因此,能够根据需要特别令人满意地检查由于弹簧元件造成的锁扣元件的预应力,并且能够将凸轮组件锁扣在支撑轴上的不连续的锁扣位置,并且可以进行任何可能需要的元件校准而无需重新拆卸凸轮轴,特别是无需从支撑轴上除去凸轮组件。
[0011]进一步有利的是,由于在凸轮组件中设置锁扣元件和弹簧元件,因而可以无需在支撑轴中设置容纳孔。可以在支撑轴和凸轮组件之间设置强制锁定的几何构造,所述强制锁定的几何构造例如包括在凸轮组件的内侧和支撑轴的外侧上的凹槽结构或花键结构,所述结构以一定方式彼此接合使得凸轮组件可以在支撑轴上以共同旋转且可沿轴向移动的方式滑动。强制锁定的几何构造可以优选以花键结构的形式构造并且可以应用至随后的硬化过程。在此,不会产生例如由于产生热而造成的用于容纳弹簧元件和锁扣元件的容纳孔经受变形的缺点。此外,无需保证相邻花键结构离容纳孔的足够的空隙。
[0012]根据用于形成锁扣元件接收部的一个有利改进的实施方案,可以在支撑轴中针对每个锁扣元件接收部形成周向凹槽,由于弹簧元件的弹簧力,设置在凸轮组件上的锁扣元件可以锁扣至所述凹槽。如果例如需要为凸轮组件设置两个锁扣位置,可以在支撑轴中形成两个相邻的周向凹槽。在凸轮组件在支撑轴上存在三个轴向锁扣位置的情况下,例如如果凸轮组件上设置三个具有不同轮廓或弯曲位置的凸轮元件,那么可以在支撑轴中以与此对应的方式形成三个周向凹槽,等等。
[0013]根据一个替代性改良方案,锁扣元件接收部可以构造成限制于一个周向区域的凹槽或者被构造成支撑轴的外圆周中的凹部。凹部可以例如具有漏斗形状的构造,特别是埋头孔的形式。限制于一个周向区域的凹槽可以例如具有切线轨迹并且可以通过研磨操作形成。相反,周向凹槽可以在支撑轴中通过车削操作形成。
[0014]根据另一个实施方案,锁扣元件接收部可以通过插入元件形成,容纳凹槽能够在支撑轴的外圆周中形成用于容纳插入元件。在此,插入元件可以插入容纳凹槽。特别地,在具有相对小的壁厚度的空心构造的支撑轴的情况下,如果由于小的壁厚度在技术上不可能或不太可能形成周向凹槽或限制于一个周向区域的凹槽,那么用于容纳插入元件的容纳凹槽是合适的。
[0015]在多个凹槽的情况下,锁扣元件接收部可以具有波状形状,方向指向锁扣元件,并且在凸轮组件在旋转轴线的方向上移动的过程中,锁扣元件可以在波状形状上沿着滑动。在此,特别地,波状形状的波谷对应于锁扣元件接收部的数目并且因此对应于凹槽的数目。
[0016]根据凸轮组件根据本发明的该改良方案的另一个特征,所述凸轮组件具有至少一个容纳孔,弹簧元件和通过弹簧元件受到预应力的锁扣元件容纳在所述容纳孔中。容纳孔可以例如以螺纹孔的形式构造,能够设置螺旋元件使其旋拧至螺纹孔。因此,实现的优点是弹簧元件可以夹在锁扣元件和螺旋元件之间,其结果是能够通过改变螺旋元件在容纳孔中的旋拧深度设定抵抗锁扣元件的弹簧预应力。容纳孔优选以孔轴线延伸,所述孔轴线相对于支撑轴的旋转轴线垂直延伸,所述旋转轴线形成凸轮组件的轴向位移方向。容纳孔因此也相对于凸轮组件的位移方向垂直延伸。
[0017]最后,
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