能调节的凸轮轴的制作方法与工艺

本发明涉及一种能调节的凸轮轴，所述凸轮轴具有内轴和同轴地围绕所述内轴的外轴，并具有与内轴销钉在一起的凸轮。

背景技术：
普通凸轮轴由DE102005038656A1已知。本文中，凸轮轴具有内轴和与所述内轴同轴布置并围绕所述内轴的外轴。此外，所述凸轮轴具有复合凸轮，所述复合凸轮各自具有通过环形轴环彼此连接的两个凸轮。为了调节此类复合凸轮，在环形轴环的区域中对该复合凸轮提供用于将复合凸轮与内轴销钉在一起的插座。在此，在各个凸轮主体和外轴之间提供精密公差，该精密公差一方面确保各个凸轮主体沿外轴滑动，另一方面防止润滑液体，特别是相联的内燃机的机油溢出通过插座并流到各个凸轮主体和外轴之间。此外，在所述插座的区域中，环形沟槽可提供在环形轴环中，所述环形轴环特别防止尤其通过形成或制作插座，特别是通过钻孔在该区域中引起的毛刺形成。理想的是对此类复合凸轮仅提供一个凸轮主体，以实现可调节的凸轮轴的更高的可变性。这种只具有一个可调节的凸轮主体的构造是用于特定气阀机构设计的可变实施方式，基于用于OHC发动机的设计，例如在DOHC的情况下（彼此相邻的两个凸轮轴，一个用于排气阀，另一个用于进气阀，或混合使用）。在此具有环形轴环的结构是有利的，因为固定凸轮的螺钉与实际的凸轮主体隔开，由此可减少例如由孔或压入的螺钉引起变形的风险。因此，这种凸轮只具有一个凸轮主体和环形轴环。缺点是上述凸轮，特别是在环形轴环背离凸轮主体的面上，可改进泄漏，这种泄漏会导致加压的润滑液体的溢出。

技术实现要素：
本发明关注为普通类型的凸轮轴提供改善的或至少替代的实施方式的问题，该实施方式的特征尤其在于泄漏减少。根据本发明该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。本发明基于以下总体理念：在凸轮的环形轴环的区域中对凸轮轴提供密封件，以以其提供充分的或至少改善的流体隔离，并因此防止或至少减少该区域中的泄漏。根据本发明的凸轮轴具有同心布置的内轴和外轴。所述外轴形成为中空轴，而所述内轴可例如构造为实心轴。在所述内轴和所述外轴之间径向地形成或成型间隙，在所述间隙中导入加压的润滑液体，特别是相联的内燃机的机油，从而特别促进凸轮沿外轴的滑动。此时，包括凸轮主体以及与所述凸轮主体轴线地隔开并与所述凸轮主体连接的环形轴环的凸轮以径向间隙滑动地布置在外轴上。此外，上述凸轮具有插座，该插座优选形成在环形轴环中并用于将凸轮和内轴销钉在一起。为了该目的，相联的销可被布置在上述凸轮的插座的一面上，以及在内轴的相联的内轴插座的另一面上。有利地，上述外轴具有环形形状的开口或环形开口，销通过该开口导入。因此，加压的润滑流体可通过外轴的环形开口并通过径向地位于凸轮和外轴之间的凸轮的插座，从而特别改善凸轮在外轴上的滑动性能，并减少凸轮和外轴之间的摩擦。根据本发明，在环形轴环的区域中对上述凸轮提供密封件，从而防止或至少减少相联区域中所述润滑流体的泄漏。在此，使用以下认识，产生这种泄漏特别由于上述凸轮仅在一个轴线面上具有凸轮主体，所述凸轮主体相对于外轴有利地形成或布置有精密公差。上述凸轮的这种“非一致”的形成导致润滑流体可在凸轮的未布置凸轮主体的一面上泄漏，从而在环形轴环的区域中泄漏。因此，根据本发明，由于凸轮轴在环形轴环的区域中具有密封件而阻止了这种泄漏。此类密封可特别通过环形轴环的适宜的几何构造或物理形成来实现。在此，以最大比例构造环形轴环的密封长度和环形轴环与外轴之间的空隙的径向高度是有利的。优选地，上述环形轴环的轴线密封长度和上述间隙的径向高度之比至少为50:1。在特别优选的实施方式中，上述环形轴环的轴线密封长度和上述间隙的径向高度之比至少为250:1。环形轴环的轴线密封长度在此沿着轴的轴线方向延伸，而空隙的径向高度是外轴和环形轴环之间的间隙沿着轴的径向方向延伸的程度。在此，环形轴环的轴线密封长度基本提供在插座和环形轴环的轴线侧面之间，所述侧面背离凸轮主体。在朝向外轴的内侧，环形轴环具有特别围绕插座的朝内开放的环形沟槽。上述环形沟槽特别用于防止插座制造期间凸轮上，特别是环形轴环上的毛刺形成，插座制造通常借助钻孔来进行。该环形沟槽可导致润滑流体通过上述插座的额外泄漏或加剧泄漏。如果环形轴环具有这种环形沟槽，上述轴线密封长度有利地在该环形沟槽的横边与环形轴环的侧面之间延伸，所述横边面向环形轴环的侧面。替代地或另外地，为了实施上述密封，可提供密封元件，所述密封元件径向地布置在环形轴环和外轴之间。因此，上述密封具有此类密封元件，该密封元件可具体布置在环形轴环的环形沟槽中。同时，环形轴环可具有其中布置有所述密封元件的密封沟槽。替代地或另外地，外轴可具有其中布置有密封元件的第二密封沟槽。上述密封元件例如构造为O形环、X形环或活塞密封件。此外，上述密封元件可有塑料，优选由弹性体制成，其中该密封元件有利地如此形成，并特别由可出现在凸轮轴的该区域中适用于热和机械负载的此类材料制成。根据另一个实施方式，使密封元件在环形轴环或外轴上固化。优选地，使此类密封元件在环形轴环的侧面或在外轴的对应区域上固化。要理解的是上述凸轮轴还可具有多个此类密封元件，每个该密封元件可相同或不同地形成。有利地，上述凸轮主体和环形轴环彼此连接。在此，凸轮主体和环形轴环可以任何方式彼此连接，例如熔接（welded）、胶合、焊接（soldered）在一起等。然而，优选形成上述凸轮，使得凸轮主体和环形轴环为一个部件。本发明的其它重要特征和优点来自于权利要求、附图，以及基于附图的各个图的相关描述。要理解的是上述特征以及下文将解释的特征不仅能以各个已提及的组合使用，还可以其它组合使用或单独使用，而不背离本发明的范围。本发明的优选示例性实施方式在附图中示出，并在以下说明中更详细地解释。附图说明图1示出了贯通根据本发明的凸轮轴的截面；图2和图3示出了不同实施方式的每种情况中贯通根据本发明的凸轮轴的截面。具体实施方式根根据图1~3，可调节的凸轮轴1具有内轴2和与所述内轴2同轴线地布置并围绕所述内轴2的外轴3。外轴3在此构造为中空轴，而内轴2构造为实心轴。此外，可调节的凸轮轴1具有滑动地布置在外轴3上的凸轮4，其中凸轮轴1还可具有两个或多个凸轮4。图1中示出的截面仅示出了可调节的凸轮轴1的径向的一半，而图2和图3示出了凸轮轴1的两个径向的一半，其中内轴2未在图2和图3中示出。凸轮4具有形成为一个部件的凸轮主体5和环形轴环6。为了可调节的布置，凸轮4在环形轴环6的区域中具有用于将凸轮4和内轴2销钉在一起的凹部7。因此，销8布置在凸轮4的凹部7中的一面上以及内轴2的内轴凹部9中的另一面上。此外，外轴3具有环形开口10，销8通过环形开口10延伸。此外，间隙11径向地布置在外轴3和环形轴环6之间。径向间隙11具有限定位于环形轴环6的内侧13和外轴3的外轮廓14之间的径向距离的径向高度12，所述内侧面向外轴3，所述外轮廓面向环形轴环6，且出于说明的原因，所述径向高度在图1中过大地示出。在图1所示的实施方式中，环形轴环6另外在其内侧13上具有环形沟槽14，该环形沟槽14径向地向内敞开并围绕插座7，且用于在制作插座7时例如通过钻孔防止在凸轮4上形成毛刺的目的。根据本发明，凸轮轴1在环形轴环6的区域中具有密封件15，密封件15防止润滑流体，特别是相联的内燃机的机油流经环形开口10和间隙11，加压时所述润滑流体径向地位于内轴2和外轴3之间。为了该目的，环形轴环6的轴线密封长度16为间隙11的径向高度12的至少50倍，所述密封长度盐轴线方向A延伸。然而，密封长度16优选为间隙13的径向高度12的至少250倍。此时，轴线密封长度在环形轴环6的侧面17和环形轴环6的环形沟槽14的横边18之间延伸，所述侧面背离凸轮主体5，所述横边面向所述侧边17。此外，密封件15包括径向地布置在环形轴环6和外轴3之间的密封元件19。密封元件19布置在环形轴环6的环形沟槽14中，或者，分别布置在第一密封沟槽20中，该第一密封沟槽20形成在环形沟槽14的区域中的环形轴环6的内侧13上。此外，密封元件19布置在第二密封沟槽21中，该第二密封沟槽21形成在外轴3的外轮廓14上。在图2所示的实施方式中，环形轴环6的轴线密封长度16为间隙11的径向高度12的至少250倍，其中由于近似真实的尺寸示出，间隙11和径向高度12不可见。此外，在图2所示的实施例中，环形轴环6没有围绕插座7的环形沟槽14，使得环形轴环6的轴线密封长度16在环形轴环6的侧面17和插座7之间延伸。图3所示的实施方式与图2所示的实施方式不同以实现如下效果：密封件15另外包括布置在形成于环形轴环6的内侧13上的第一密封沟槽20内的密封元件19。密封件15进一步包括在环形轴环6的侧面17上硬化的另一密封元件22。各个密封元件19、22可例如为O形19’或X形19”或活塞密封环19’”。根据本发明的凸轮轴1特征特别在于防止或至少减少润滑流体流经间隙11，并由此防止或减少相应的泄漏。