专利名称：汽车发动机用的两同轴凸轮轴间的支承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车发动机用的凸轮轴，特别涉及根据专利权利要求1前序部分所述的具有反向转动功能的凸轮，其绕凸轮轴轴线转动时，能够超出极限圆周角的范围。众所周知，此种凸轮轴是一种可调的和/或相位可调的凸轮轴，其允许内燃发动机的换气气门具有可变的相位控制。
背景技术：
本发明涉及到的问题是，在制造所述的凸轮轴时能否节省费用，且具有一个高标准的制造精度。
发明内容
上述问题的解决主要通过一种凸轮轴，其具有专利权利要求1所述的特征。
从属权利要求的对象是优选的且可达到本发明目的的实施例。
本发明基于内轴和外轴可以加工的一般常识，以便每一种轴在轴向上都无须轴肩。如果出于连接内轴和外轴的目的，在内轴或外轴上，尤其在外轴上连接某些附加件的话，那么在完成各自的连接后，这些连接件都将无须任何后续工作。换句话说，在那些已完全加工好的单个零件上也可以安装凸轮轴，也就是说这些单个零件包括了某一传动部件，该部件将与凸轮轴连接。
通过在内轴一端连接附加件，可以容易地实现内轴和外轴之间在轴向上的定位。利用一种特别简单的方式，将外轴设计成短于内轴，就实现了上述的定位。因此，通过压紧、紧缩或二者之一的方法，可以将在轴向上具有固定作用的第一附加件与内轴的两端连接。为了使这种方法是可连接的，第一附加件要特别设计成环形。
由于是一对附加件，因此凸轮轴两端的附加件实际上可以设计成同样的，其包括一个与内轴固定连接的第一附加件和一个与外轴固定连接的第二附加件。
然而，特别是在优选的实施例中，包含了一个第一附加件和一个第二附加件这一对附加件，只需要连接在凸轮轴的传动端，而在凸轮轴的另外一端，只需要第一附加件与内轴固定连接。
在凸轮轴的传动端，第一附加件优选设计成，在轴向上突出且超出内轴对应的某一端。由于采用所述的环形突出的结构，使得传动件的传动轴的中心定位变为可能，该传动件会与内轴连接，并且在此圆环范围内在径向上对传动轴进行居中。
传动件的传动轴与内轴连接时，会通过一个大头螺钉在轴向上横穿传动轴，以摩擦锁定的方式与内轴连接。由于传动件的传动轴与特别是内轴之间，其转角的配置是可预先选择的，因而在相互端面连接区域上，形成了一个呈径向排列的榫槽连接。但是，通过一个定位销同样也可实现转角的配置，该定位销沿着凸轮轴轴线延伸且与之平行，同被连接在一起的部件啮合。
因此，为了能够调节内轴与外轴之间的转角，在传动件上安装了公知的调节器。传动件部件相对于传动轴存在一个可调的转角，这是由于这些公知的调节器能通过一个定位销，以一种可转动的固定方式与第二附加件连接，定位销与凸轮轴轴线平行延伸。定位销一方面与传动件上的钻孔啮合，另一方面与第二传动件上与之对立的钻孔啮合。
在某一种凸轮设计中，在该凸轮轴的一端有一对附加件，该对附加件包含了一个第一附加件和一个第二附加件，并且在另外一端只有一个第一附加件，它与内轴固定连接，这样就可轻松地确定内轴与外轴间的相互转角位置，并通过安装在凸轮轴对立两端上的、在第二附加件一端上的检测仪和第一附加件另一端上的检测仪，有选择性地用来控制内轴与外轴间的转角调整。
优选的且可达到本发明目的的实施例，在下文中将更多地进行详细描述，并在附图中示意性地进行图解。
图1表示了凸轮轴与所连接的传动件的纵向截面。
图2表示了另一实施例中凸轮轴与所连接的传动件的纵向截面。
具体实施例方式
一种汽车发动机的可调凸轮轴，以某种公知的方法，其凸轮的转角位置可互相转变，以获得可控式换气气门的不同相位控制。该凸轮轴具有一外轴1和一内轴2，其外轴和内轴呈同心排列。这两个轴1和2安装成可以反向转动，在下文中将更多地详细解释。
为了实现这些凸轮转角的共同调整，其中的两个凸轮，也就是在图中作为实施例进行示意性说明的凸轮3和4，这两个凸轮不与所说的轴1、2连接。在装有两个凸轮如凸轮3和4的情况下，它们相互之间对应的转角是可以调节的，通过一销5，凸轮3与外轴1固定连接，而凸轮4与内轴2固定连接。销5横穿过外轴1上的凹槽5′，在圆周方向上延伸时如一个拉长的孔。固定连接在内轴2上的凸轮4可以在外轴1上滑动，也就是说，外轴1可以带动凸轮4。当轴1和2进行反向转动时，凸轮3和4彼此间的转角发生了相应的变化，这一点实际上也可作为相位调整时的参考。
外轴1设计成圆柱管形，具有统一的内径和外径。本发明所示的实施例中的内轴2由硬质材料制成，并有一圆柱形外套，该外套具有超过整个长度的统一直径。作为另一种选择，内轴2也可以设计成圆柱管形，且所有点的直径相同。
外轴1和内轴2间的相互支承，以及这两个轴1、2互相之间在轴向上的附加件，在图1所示的实施例中描述如下。
第一附加件6作为一圆柱环与内轴2左端连接。环形附加件6在轴向上突出且超出内轴2与之对应的末端。另一环形附加件6′与内轴2的右侧连接。通过与内轴2连接的两个第一附加件6、6′的二个端面6a、6a′，外轴1在轴向上固定住与之对应的内轴1，所说的端面的作用是在轴向上的支承。在外轴1的左端，一环形第二附加件7在轴向上向外突出，且在外轴的左端处在轴向上紧缩。在两个支承区域8、9处，内轴2由与之对应的外轴1支撑。由第一和第二附加件6、7形成支承区域8。第二支承区域9介于外轴1的外轴套区和第一附加件6′之间，第一附加件安装在轴2的右端。外轴1在内轴2上没有直接的支承，也就是说，外轴1和内轴2之间最好存在一些运动空间。因此，外轴里侧的整个侧面可以在加工时无须考虑任何功能，因而从技术构造的角度看，加工起来比较容易。上面所述的支承件和固定件，用于外轴1和内轴2的相互支撑和固定，所产生的好处是，凸轮轴能由单个零件进行整体组装，这些零件可以是已经完全加工好的，因此对于组装好的凸轮轴无须任何后续工作。同样地，可以避免一切调整过程。附加件6、6′和附加件7的这一方和与之对应的轴1、2的另一方之间的连接，在生产时成本非常便宜，优选的连接方式有热配合接合或压入式接合。
传动件10作用在凸轮轴上。传动件10以熟知的方法装配，以便外侧轴向上的区域11相对于中心区域12的转角是可调节的。中心区域12有一传动轴13，其在轴向上向外突出，且具有圆柱形外径。该传动轴13通过一大头螺钉14，以摩擦锁定的方式与内轴的左侧端面连接，在这种情况下，大头螺钉14的螺纹拧紧在轴2内。由于环形第一附加件6在内轴的轴向上突出，使传动轴13相对于内轴2在轴向上居中定位。
由于传动轴13相对于内轴2的转角位置是可预先选择的，因此在传动轴13与内轴2间的终止区域，存在有呈径向延伸的榫槽式连接面15。若要替代上述这种榫槽式连接面的话，同样也可使用一个定位销，该销沿凸轮轴轴线平行延伸，在与被连成一体的部件上与之对应的安装孔啮合，换句话说，这两个部件的一方为传动轴13，另一方则是内轴2。
在传动件10的径向上的外侧区域11，通过一定位销16以固定的转角与第二附加件7连接。通过精确地安装，定位销16一方面和传动件10在径向上的外侧区域11与之对应的钻孔啮合，另一方面和第二附加件7与之对应的钻孔啮合。
既然附加件6′、7在轴向上的位置是对立的，因此一方面第二附加件7与外轴1连接，同时另一方面第一附加件6′与内轴2连接，这样安装在这两个附加件7、6′上的检测仪17，可以轻松地测量出外轴1和内轴2间的相对转角调整。这些测量值可用于控制凸轮轴的调整或是控制转角调整。在本发明中可使用任何基本上为众人所知的检测仪，并借此检测仪可以检测到转角的任何变化。
图2描述了内轴2相对于外轴1的支承的另一种可选实施例。它与基于图1的第一种实施例的主要差别在于，外轴1和内轴2相互支承的类型，这两轴1、2的末端与传动件10存在一定的距离。一个第一传动件6′和另一个第二传动件7′的另一种可选的支承，在本发明中实际上与基于图1的实施例相当，在那个实施例中，轴1、2的末端朝向传动件10。作为新增的一处区别，邻近传动件10的第二附加件7被设计成单个零件，其中凸轮3与外轴1固定连接。
对于说明书以及下面的权利要求中所描写的所有特征，无论以单独形式还是以任何复合形式出现，都属于本发明的基本要点。
权利要求
1.一种汽车发动机用凸轮轴，尤其具有反向转动功能的凸轮，其绕凸轮轴轴线转动时，能够超出极限圆周角的范围，其中，一内轴(2)和一外轴(1)呈一个在另一个中的同轴排列；反向转动的凸轮(3、4)包括第一凸轮和第二凸轮，其中第一凸轮(4)与内轴(2)固定连接，第二凸轮(3)与外轴(1)固定连接；外轴(1)和内轴(2)相互对应着安装；其特征在于，内轴(2)比外轴(1)的长度更长；通过第一附加件(6、6′)，使外轴(1)和内轴(2)在轴向上连接，这两个第一附加件与内轴(2)的两端连接；第一附加件(6、6′)具有圆柱形支承面区域(8、9)；第一附加件(6、6′)的圆柱形支承面区域(8、9)被设计成，支承面(8、9)用于内轴(2)相对于外轴(1)的支承。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴，其特征在于，外轴(1)的推力支承面(8、9)与内轴(2)的圆柱形支承面(8、9)重合，推力支承面位于第二附加件(7、7′)上，而第二附加件与外轴连接。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮轴，其特征在于，第一附加件和第二附加件(6、6′；7、7′)分别与内轴(2)和/或外轴(1)连接，该连接被设计成压入式连接和/或热配合连接。
4.根据权利要求1或3所述的凸轮轴，因为其回过头来参照了权利要求1，其特征在于，外轴(1)和内轴(2)之间在径向上的支承，是通过在一端的第一附加件(6)和第二附加件(7)的接合，以及在另一端的第一附加件(6′)和外轴(1)的外侧侧面区域的接合实现的。
5.根据前述任一项权利要求所述的凸轮轴，其特征在于，外轴(1)和内轴(2)具有连续的圆柱形外侧面和/或内侧面，其无须任何轴肩。
6.根据前述任一项权利要求所述的凸轮轴，其特征在于，安装在凸轮轴一端的第一附加件(6)被设计成一圆环，其在轴向上向外突出，且超出内轴(2)与其对应的末端，该圆环的内侧面和外侧面都呈圆柱形。
7.根据权利要求6所述的凸轮轴，其具有一传动件(10)，该传动件分别与外轴(1)和内轴(2)连接，其特征在于，传动轴(13)突出于传动件(10)，传动轴(13)以模块安装和/或摩擦锁定的方式与内轴(2)连接，并且通过一径向紧固件，在其外圆的一部分轴向区域内的中心定位，其还处在第一附加件(6)在轴向上突出于内轴(2)的区域范围内。
8.根据前述任一项权利要求所述的凸轮轴，其特征在于，介于传动轴(13)和内轴(2)间的连接装置包括一榫槽式连接件(15)，其末端在径向上延伸。
9.根据权利要求1至7任一项所述的凸轮轴，其特征在于，介于传动轴(13)和内轴(2)的连接装置包括至少一个定位销，该销与凸轮轴平行延伸，并与传动轴(13)和内轴(2)对立末端处的安装孔啮合。
10.根据前述权利要求任一项所述的凸轮轴，其特征在于，介于传动轴(13)和内轴(2)间的连接装置包括一大头螺钉(14)，在凸轮轴的轴向方向上，通过摩擦锁定的方式，利用大头螺钉将传动轴(13)的自由端面压紧在内轴(2)与之对应的端面上。
11.根据前述权利要求任一项所述的凸轮轴，其特征在于，传动轴(10)与外轴(1)的连接至少由一个定位销(16)构成，其一方面通过模块安装的方式和与之对立的钻孔啮合，该钻孔位于外轴(1)的第二附加件(7)上，另一方面和传动件(10)在径向上的外侧区域(11)啮合，其中传动件(10)以一种公知的方法配备了调节器，利用该装置可以对外轴(1)和内轴(2)之间的转角进行调整。
12.根据权利要求4所述的凸轮轴，其特征在于，相对立的附加件，也就是说，一方面第一附加件(6′)与内轴(2)固定连接，另一方面第二附加件(7)与外轴(1)固定连接，每个附加件都配备检测仪(17)，该检测仪能够检测这两个附加件(6′、7)所形成的相互转角。
13.根据前述权利要求任一项所述的凸轮轴，其特征在于，至少有一个第二附加件(7、7′)，作为一个组合件或以单个零件的方式，与至少一个凸轮(3)连接，并且其连带与外轴(1)连接。
14.根据权利要求4或12所述的凸轮轴，其特征在于，第一附加件(6′)与外轴(1)的外侧面接合，作为一个组合件或以单个零件的方式，与至少一个凸轮(4)连接，并且其连带与内轴(2)连接。
15.根据权利要求4、12或14所述的凸轮轴，其特征在于，第一附加件(6′)与外轴(1)的外侧面接合，其是一个包含了两个部件的组合件，其内侧面上没有轴肩，并且其连带与内轴(2)连接。
全文摘要
一种汽车发动机用凸轮轴，它具有反向转动功能的凸轮，该凸轮绕凸轮轴轴线转动时，能够超出极限圆周角的范围，其中，一内轴(2)和一外轴(1)呈一个在另一个中的同轴排列；反向转动的凸轮(3、4)包括第一凸轮和第二凸轮，其中第一凸轮(4)与内轴(2)固定连接，第二凸轮(3)与外轴(1)固定连接；外轴(1)和内轴(2)相互对应着安装；该凸轮轴应加工费用节省，且具有高标准的加工精度。此种凸轮轴的特征在于，内轴(2)比外轴(1)的长度更长；通过第一附加件(6、6′)，提供了外轴(1)和内轴(2)之间在轴向上的接合，这两个附加件与内轴(2)的两端固定接合；第一附加件(6、6′)具有圆柱形支承面区域(8、9)；第一附加件(6、6′)的圆柱形支承面区域(8、9)被设计成，用来支承外轴(1)的支承面(8、9)。
文档编号F16D3/10GK1906382SQ200580001583
公开日2007年1月31日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年11月9日
发明者马丁·莱希纳, 法尔克·施奈德, 蒂洛·亨切尔 申请人:玛勒阀门有限公司