用于在凸轮轴模块中布置凸轮轴的方法与流程

本发明涉及在用于内燃机的气门驱动装置的凸轮轴模块中布置凸轮轴的方法，其中，凸轮轴模块包括布置有至少一个凸轮轴的模块外壳，其中，凸轮轴包括至少一个位移元件，该至少一个位移元件具有支承管、用于气门致动的至少两个凸轮元件和用于在模块外壳中位移元件的轴向调节的切换元件，并且其中，凸轮元件和切换元件连接到支承管以形成中间轴承段，该轴承段用于位移元件在模块的轴承支架中的安装。

背景技术：

凸轮轴模块用于容纳至少一个凸轮轴或者优选地彼此平行布置的两个凸轮轴，并且，凸轮轴可以在准备使用状态下安装到模块外壳中，或者可以在已经被安装之后仅进行精加工。然后，凸轮轴模块可以作为准备操作的模块布置在例如内燃机的气缸头上，使得凸轮轴的凸轮元件可以与拾取元件相互作用以控制气门。这里，还可以在凸轮轴模块的布置中使用可调节凸轮轴，并且可调节凸轮轴包括位移元件，凸轮轴可以通过位移元件布置在模块外壳的轴承支架中是有益的。这里，位移元件支撑凸轮元件和用于使位移元件在支承管上轴向移动的切换元件。该移动通过传动销来实现，其中，传动销与切换元件相互作用以使位移元件在例如两个或三个轴向位置之间来回切换。以该方式，拾取元件可以与不同凸轮轮廓的凸轮元件相互作用，来以不同的时序致动气门。

在共同中心轴线上对齐的多个位移元件可以容纳在模块外壳中，其中位移元件绕着共同中心轴线可转动，接下来，仅仅齿轴可以被引导通过位移元件以驱动位移元件共同转动并且最终形成准备使用的凸轮轴。为此，首先将每一个位移元件设置为容纳在专用轴承支架中，该轴承支架形成在模块外壳中。为了使位移元件容纳在轴承支架中，所述位移元件必须是分割形式的，这是因为凸轮元件通常布置在中间轴承段的两侧。由于位移元件的轴承段设计为比凸轮元件小，所以位移元件不容易从侧面引入例如非分割轴承段中，其中，轴承段一般由支承管的外侧或由安装在支承管上的轴承圈形成。

例如，DE 10 2004 011 586 A1介绍了可以容纳具有各自位移元件的两个凸轮轴的凸轮轴模块。为了使位移元件可以容纳在轴承支架中，轴承支架是分割形式的。这导致额外的机械加工和组装过程，并且必须设置多个单独的部件，例如用于轴承半壳和模块外壳的主体之间的螺纹连接的螺纹元件。而且，必须保证轴承半壳在组装过程期间不互换。因此，期望提供具有非分割轴承支架的模块外壳，其中，位移元件可以插入该非分割轴承支架中。

技术实现要素：

本发明的目的是进一步改善用于将凸轮轴布置在凸轮轴模块中的方法，该方法允许凸轮轴的位移元件布置在非分割轴承支架中。

所述目的由根据权利要求1的前序部分结合特征部分的特征的用于将凸轮轴布置在凸轮轴模块的方法实现。本发明的有益改进在从属权利要求中描述。

为了实现该目的，提出包括至少以下步骤的方法：

-将凸轮元件和切换元件布置在支承管上并且形成轴承段，以在模块外壳的外侧提供位移元件；

-通过切割方法在轴承段的区域中将支承管切割为两部分；

-将连接套筒布置在两个部分中的一个部分上；

-将两个部分中的一个部分插入在模块外壳中的轴承支架中；以及

-使另一个部分连接到被插入轴承支架中的部分。

根据本发明的方法基于以下想法：具有支承管、凸轮元件和切换元件的位移元件在模块外壳的外侧被制造完成并且以准备使用的状态被提供。接下来，切割支承管，使得位移元件被分割成两个部分。以该方式，位移元件的第一部分可以从第一侧被引导进入轴承支架中并且连接另一个部分。因此，位移元件可以被可转动地插入到模块外壳中的闭合的、不分割的轴承支架中，因此，之后仅仅在至少一个部分或两个部分被部分地容纳于轴承支架中的至少一段中时使位移元件的两个部分连接。当一个或多个位移元件通过根据本发明的方法已经插入模块外壳的相应轴承支架中，最后齿轴可以被引导通过位移元件，所述位移元件通过齿轴被驱动，并且该齿轴使凸轮轴完整。在该情形中，凸轮元件可以是不分割的或者两部分的形式，并且，一个凸轮元件或者凸轮元件对可以位于被切割的支承管的一部分上，以及，另一个凸轮元件或凸轮元件对可以位于被切割的支承管的另一部分上。

极其有益地，在模块外壳外侧提供的位移元件可以通过至少一个去毛刺加工过程被机械加工为准备使用的状态。例如，可以通过特别是凸轮元件的磨削并且还可以通过后续抛光过程加工为准备使用的状态。被加工为准备使用状态的制造完成的位移元件的优点在于，在例如凸轮元件的磨削加工过程中产生的磨削粉尘不会进入模块外壳，而在凸轮轴布置在模块外壳中时进行凸轮轴的去毛刺加工的情形中，磨削粉尘会进入模块外壳中。这产生以下可能性：在根据本发明的方法将位移元件插入凸轮轴模块的模块外壳中之前，能更容易地清洗各个位移元件。

极其有益地，连接套筒可以布置在支承管的轴承段的外侧。换言之，支承管的部分可以被推入连接套筒中，其中，连接套筒可以被设计为具有如下尺寸的长度，该长度使得例如支承管在插入连接套筒之后至少可以再次接触。齿结构形成在支承管的内侧，该齿结构与凸轮轴的齿轴啮合，使得在齿轴转动时位移元件一起转动但是以轴向可移动地方式容纳在齿轴上和/或轴承支架中。该功能不受支承管的分割的影响。

连接套筒可以被按压到、冷热配合到或胶合地结合到支承管的轴承段的外侧。这里，由于利用磨削的内表面和/或磨削的外周面，可以保持连接套筒所需的非常小的公差，所以，连接套筒可以在外侧以及优选地还在内侧上具有磨削表面。如果连接套筒使支承管的两个分离的部分彼此连接，连接套筒的外周面就可以形成用于在轴承支架中形成滑动轴承的轴承表面。因此，连接套筒的外周面的公差尺寸和表面质量相应地是重要的。连接套筒在支承管上的相应过盈配合需要具有小公差的内表面。因此，支承管的压入通过纵向过盈配合或横向过盈配合进行。在纵向过盈配合的情形中，支承管的两个部分被轴向地压入连接套筒中，并且在横向过盈配合的情形中，连接套筒被加热和/或支承管的部分被冷却，以后续在温度平衡时以非刚性锁紧方式彼此连接。也可以使用胶合结合方法或其他方法以将支承管的部分牢固地插入连接套筒中。

在位移元件的去毛刺加工期间，在轴承段通过切割过程被分割成两个部分之前，支承管在轴承段的区域中可以被磨削为相对小的直径。相对小的直径的部分后来形成被分割的支承管从两侧插入连接套筒所使用的段，并且，连接套筒的外侧可以例如具有与支承管的剩余部分相等或至少相似的直径。因此，可以使用标准直径的在模块外壳中的轴承支架，这是因为连接套筒再次补偿支承管的相对小的直径，使得模块外壳不需要针对根据本发明插入轴承支架中的位移元件进行改变。

用于支承管的分割的分离过程可以通过锯切过程、砂轮切割过程或者热切割过程、例如通过激光束切割过程来实现。当支承管已经被分割时，支承管的分离面可以具体通过去毛刺加工过程来机械加工。具体地，可以在分离面上形成插入斜面，使得被切割支承管的各个自由端方便地插入连接套筒。

作为最后的步骤，该方法包括将齿轴引入到至少一个位移元件中的步骤，优选地，引入串联的多个位移元件中，以完成凸轮轴模块。

附图说明

以下将基于附图结合本发明的优选示例性实施例的描述更详细地介绍改进本发明的另外的方式，其中：

图1示出在准备使用状态下的位移元件的示意图，

图2示出根据本发明支承管被切割的如图1所示的位移元件，

图3示出位移元件的一部分，其中，连接套筒已经附接到支承管，

图4示出在模块外壳的轴承支架中的具有根据图3的连接套筒的位移元件的一部分的布置，以及

图5示出具有模块外壳的凸轮轴模块的示意图，其中，位移元件已经通过根据本发明的方法布置在轴承支架中。

具体实施方式

图1示出了位移元件11，其用于布置在凸轮轴模块100的模块外壳10(如图5所示)。

位移元件11包括支承管12，凸轮元件13和切换元件14连接到支承管12的外侧。凸轮元件13和另一个凸轮元件以成对的方式彼此间隔地布置在支承管12上，例如，第一对两个凸轮元件13位于支承管12的轴承段15的第一侧，例如，另外一对两个凸轮元件13位于轴承段15的相对侧。而且，切换元件14位于支承管12上，该切换元件邻接一对凸轮元件13。

支承管12围绕中心轴线20延伸，并且包括内齿(未示出任何更多细节)。齿轴可以被引导经过支承管12，使得齿轴的外齿可以被放置为与支承管12中的内齿啮合。以该方式，当齿轴转动时，位移元件11也可以被设置为转动，其中，位移元件11保持为沿着中心轴线20可纵向移动。轴向位移可以通过切换元件14经由与切换元件14相互作用的外部致动器来实现。以该方式，位移元件11可以被放置在例如两个不同的轴向位置处，使得在第一位置中，拾取元件与例如凸轮对的第一凸轮元件13相互作用，并且在位移元件11的另一个轴向位置中，同一拾取元件可以与各个凸轮对的第二凸轮元件13相互作用。

形成支承管12的圆柱段的轴承段15用于位移元件11在模块外壳中的安装。

示出的位移元件11被机械加工为准备使用的状态，并且例如，凸轮元件13的凸轮轮廓和切换元件14可以在去毛刺加工中被精加工，并且，示出的位移元件11可以被供给根据本发明的方法的其他步骤。

在图2中，根据主要的方法步骤，示出具有支承管12、凸轮元件13和切换元件14的位移元件11，其中，支承管12已经被根据本发明切割。在切割后，分离面18还可以经受精加工。因此，作为中间步骤，获得位移元件11的两个部分A和B，其中，支承管12的切割是在轴承段15的区域中进行。例如，分离平面示为在轴承段15的中心，并且分离平面还可以位于偏离中心的位置处。

图3示出另一个方法步骤，其中，提供了连接套筒17，其中连接套筒17被连接到位移元件11的部分A的支承管12的自由段上。因此，凸轮元件13、切换元件14和被连接(例如，被按压)的连接套筒17位于支承管12的部分上。以相同的方式，连接套筒17还可以被推到位移元件11的部分B(在图2中示出)上。

最后，图4示出具有支承管12、凸轮元件13和切换元件14的位移元件11的部分A在轴承支架16中的布置，使得连接套筒17被引导完全穿过轴承支架16。这里，连接套筒17的外周表面形成利用轴承支架16形成的滑动轴承的内滑动部分，使得如图5所示，位移元件11的另一个部分B可以最终再次连接到位移元件11的第一部分A。

图5示出具有凸轮轴1的准备使用的凸轮轴模块100，其中凸轮轴1包括例如位移元件11。凸轮轴模块100示意性地示为具有模块外壳10，其中包含轴承支架16。在该情形中，轴承支架16是不分割的并且是闭合形状。位移元件11的两个部分A和B已经从具有连接套筒17的轴承支架16的两侧推入连接套筒17中，使得支承管12以分割的状态成为凸轮轴1的准备使用的位移元件11的构成部分。第一对凸轮元件13和切换元件14位于位移元件11的一个部分A上。具有支承管12的一段的位移元件11的部分B位于轴承支架16的相对侧上，以及，支承管12的两段通过连接套筒17彼此连接，这同时形成轴承段15，位移元件11通过轴承段15可转动地安装在轴承支架16中。

为了完成凸轮轴1，将齿轴19沿着中心轴线20插入支承管12的部分中。齿轴19可以例如在模块外壳10的外侧通过驱动轮驱动，使得位移元件11与齿轴19一起转动。这里，位移元件11保持为在中心轴线20的方向上可轴向地移动，其中，示出的位移元件11的轴向位置形成中间位置，该中间位置可以位于例如在位移元件11的两个切换位置之间。

本发明的实施例不限于上述优选示例性实施例。相反，在使用甚至根本不同类型的实施例中介绍的方案能够想到各种变形。源于权利要求书、说明书或附图的所有特征和/或有益效果(包括设计细节和空间布置)单独和它们的各种组合对于本发明都可能是必要的。

附图标记列表

100 凸轮轴模块

1 凸轮轴

10 模块外壳

11 位移元件

12 支承管

13 凸轮元件

14 切换元件

15 轴承段

16 轴承支架

17 连接套筒

18 分离面

19 齿轴

20 中心轴线

A 位移元件的部分

B 位移元件的部分