用于可转动地安装凸轮轴的装置的制作方法

本发明涉及一种用于可转动地安装凸轮轴的装置。

背景技术：

内燃机为了控制进气门和排气门而需要凸轮轴，这些凸轮轴通过所谓的轴承座例如固定在内燃机气缸曲轴箱内的气缸盖上。替代地，这些轴承座也可以固定在固定框架上。轴承座可转动地安装着凸轮轴。在此为了能够实现尽可能顺畅地安装凸轮轴，需要使得凸轮轴和轴承座相对于气缸盖对齐。

de102011081483a1公开了一种用于把带有凸轮轴和轴承座的凸轮轴模块简化地且位置准确地固定在气缸盖上的方法。这些轴承座沿轴向地、且在角度方面对准地固定在凸轮轴上。该凸轮轴通过两个对准部件相对于气缸盖对准。在凸轮轴转动的同时或期间，各个轴承座与气缸盖拧紧。

由de19752381a1已知一种用于内燃机的气缸盖。在该气缸盖上设置了至少一个轴承座，其带有用于凸轮轴的轴承半部和用于至少一个摇杆的摇杆轴的轴承半部。在气缸盖中设置了第一独立的润滑剂供应通道，在轴承座中设置了第二独立的润滑剂供应通道。第二润滑剂供应通道的第一端与第一润滑剂供应通道处于连接中。第二润滑剂供应通道的第二端开口地终止于摇杆轴的安装面上。

wo2008/061382a1公开了一种凸轮轴组件。该凸轮轴组件具有至少两个各带轴承容纳部的轴承座，在该轴承容纳部中可转动地设置着凸轮轴的轴区段。在任一轴承座上都构造了平面的接触面，用于使得轴承座支撑/贴靠和固定到气缸盖的接触面上。每个轴承座都分别利用两个螺栓固定到气缸盖上。

ep0285598b1公开了一种喷射式内燃机，其带有成排布置的气缸，两个顶置式的凸轮轴以及四个阀门，并且每个气缸都带有一个中央的泵喷嘴。在气缸盖上的指配的凸轮轴的上方，设置了可松开地固定的摇杆，用于驱动泵喷嘴。在此，交替地针对一个凸轮轴的气缸和第二凸轮轴的相邻气缸，对用于操纵泵喷嘴的摇杆的凸轮进行驱动，其中，每个摇杆都被单独地固定。对摇杆的可松开的单独固定在被螺钉固定在气缸盖上的轴承座上进行，其中，这些螺钉同时用于固定凸轮轴的轴承部分。

de102007025129a1公开了一种用于遮盖内燃机气缸曲轴箱的气缸盖罩。至少凸轮轴的轴承上部具有至少一个通孔，该通孔一方面与轴承下部中的拧入开口/通孔对齐，和/或与气缸曲轴箱中的拧入开口对齐，另一方面与气缸盖罩中的通孔对齐。可以通过共同的固定螺栓将气缸盖罩和轴承上部固定在气缸曲轴箱上。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提出一种替代的或改善的、用于可转动地安装凸轮轴的装置。特别是要实现一种简单的且安装空间优化的结构。

该目的通过一种根据独立权利要求的装置得以实现。有利的改进在从属权利要求和说明书中给出。

该装置被设置用于可转动地安装内燃机的凸轮轴。该装置具有第一轴承体，其带有用于可转动地安装凸轮轴的容纳部。该装置具有用于固定第一轴承体的气缸盖或固定框架。该装置具有第一固定机构(例如第一固定螺钉)，其将第一轴承体固定在气缸盖或固定框架上。该第一固定机构是唯一的把第一轴承体固定在气缸盖或固定框架上的固定机构。

该装置提供了如下优点：能实现有益于安装空间地设计第一轴承体。该第一轴承体只需在凸轮轴容纳部附近于一侧提供用于容纳固定机构的足够的材料。特别地，第一轴承体可以关于穿过容纳部的中央纵轴线的竖直平面非对称地构成。附加地，可以降低制造成本，因为需要更少的固定机构，需要为固定机构开设的容纳部(例如螺钉孔)更少，并且缩短了安装时间。视设计而定，第一轴承体可以要么固定在气缸盖上，要么固定在固定框架上。

由于只需再为唯一的固定机构设置单个容纳部(例如盲孔等)，所以气缸盖或固定框架也可以更随意地设计。

特别地，第一轴承体可具有其中容纳第一固定机构的第一侧向区域，且具有以凸轮轴的容纳部为参照与第一侧向区域相对的第二侧向区域。气缸盖可以具有在气缸盖的一个区域中延伸的流动通道，该区域设置在第一轴承体的第二侧向区域的附近(例如参照竖直轴线在第二侧向区域的下方)(例如与其邻接)。流动通道可以优选地在该区域中具有无浇铸凸起的形状(设计)。这是通过如下方式来实现的：无需用于容纳另一固定机构的盲孔的浇铸凸台(浇铸凸起)。由此，仅设置一个唯一的固定机构可以有助于流动优化地设计气缸盖中的流动通道。

用于凸轮轴的容纳部优选可以是圆柱形的通孔，或者是半圆柱形式的内凹。

优选地，在使用固定框架来固定第一轴承体时，可以将该固定框架固定在气缸盖上。

也可行的是，把凸轮轴设置成顶置式的凸轮轴。例如在使用带有凸轮从动件(其用于跟随凸轮轴的凸轮轮廓)的摇杆时，凸轮轴在工作中向下受压。由此凸轮轴不会倾向于向上脱离，从而使用一个唯一的固定机构就足够了。

在一种实施方式中，第一固定机构是第一固定螺钉。特别地，该第一固定螺钉可以是唯一的将第一轴承体固定在气缸盖或固定框架上的固定螺钉。

优选地，第一轴承体可以具有通孔，用于容纳延伸穿过该通孔的第一固定机构、特别是第一固定螺钉。

在另一实施方式中，第一固定机构力配合地且形状配合地将第一轴承体固定在气缸盖或固定框架上。

第一固定机构优选可以是可松开的固定机构。

第一固定机构尤其可以是所述装置的唯一的(例如可松开的)固定机构。

在一种设计变型中，第一轴承体形成用于安装凸轮轴的一体的轴承座。

替代地，该装置具有第二轴承体，其带有用于安装凸轮轴的容纳部(例如呈半圆柱体形式的内凹)。第一轴承体和第二轴承体共同地形成一种两组件式的轴承座。第一轴承体的容纳部(例如呈半圆柱体形式的内凹)和第二轴承体的容纳部(例如呈半圆柱体形式的内凹)形成共同的用于凸轮轴的容纳部。

本公开由此不仅可应用于一体的轴承座，而且可应用于两组件式的轴承座。因此，本公开不仅能与安装好的凸轮轴一起使用，而且能与锻造的凸轮轴一起使用——其中无法把各轴承座在锻造的凸轮轴上串起来。

优选地，第二轴承体可以具有通孔，用于容纳延伸穿过该通孔的第一固定机构、特别是第一固定螺钉。第一轴承体的通孔和第二轴承体的通孔可以相互对齐地定向。

在一种改进中，第一轴承体和第二轴承体通过第二固定机构、特别是第二固定螺钉，优选力配合地且形状配合地相互固定。

特别地，第一固定机构和第二固定机构可以相对于凸轮轴的容纳部设置在第一轴承体的相对侧。

第二固定机构优选可以是可松开的固定机构。

在一种特别优选的实施方式中，第一固定机构和第二固定机构、特别是第一固定螺钉和第二固定螺钉，是所述装置的唯一的固定机构。

在另一设计变型中，第一固定机构附加地将第二轴承体固定在气缸盖或固定框架上。也可行的是，第一固定机构是唯一的将第二轴承体固定在第一轴承体上的固定机构。

在一个实施例中，该装置还具有至少一个定位部件，该定位部件设置在第一轴承体和第二轴承体之间，用于使得第一轴承体相对于第二轴承体定位。由此可以特别是确保这些轴承体的凸轮轴容纳部相互对齐。特别地，这些定位部件可以在垂直于第一固定机构纵轴的平面中使得第一轴承体相对于第二轴承体定位。

替代地，该装置可以没有用来使得第一或第二轴承体相对于气缸盖或固定框架定位的定位部件。由此可以节省用于这些定位部件的成本。

在一种改进中，至少一个设置在第一轴承体和第二轴承体之间的定位部件包括定位销、包围第一固定机构的配合套筒和/或包围第二固定机构的配合套筒。在此，使用这些配合套筒特别是能够实现轴承体的小的尺寸设计，因为无需额外的材料区域以开设用于定位销的孔眼。

在一个实施例中，该装置还具有至少一个定位部件，其设置在第一或第二轴承体与气缸盖或固定框架之间，用于使得第一或第二轴承体相对于气缸盖或固定框架定位。由此可以改善相应的轴承体相对于气缸盖或固定框架的定向。特别地，这些定位部件可以在垂直于第一固定机构纵轴的平面中使得第一或第二轴承体相对于气缸盖或固定框架定位。

在一种改进中，至少一个设置在第一或第二轴承体和气缸盖或固定框架之间的定位部件包括定位销和/或包围第一固定机构的配合套筒。使用配合套筒能够实现轴承体的小的尺寸设计，因为无需额外的材料区域以开设用于定位销的孔眼。

但也可行的是，在第一或第二轴承体和气缸盖或固定框架之间不设置定位部件。在相应的轴承体与气缸盖(或固定框架)之间的定向于是可以借助凸轮轴的引导来实现。该凸轮轴安装在用于可转动地安装凸轮轴的、沿着凸轮轴纵向间隔开的多个装置中。

在另一实施例中，该装置具有用于可转动地安装摇杆的摇杆轴。第一固定机构附加地将摇杆轴固定在气缸盖或固定框架上，特别是也固定在第一和/或第二轴承体上。由此可以节省用于固定摇杆轴的另外的附加固定机构。因而也可以缩短安装时间。

在一种实施方式中，第一轴承体具有用于摇杆轴的容纳部，该容纳部优选设置在第一轴承体的与气缸盖或固定框架相对的一侧。

在另一实施方式中，摇杆轴的润滑流体纵向通道与用于第一轴承体的凸轮轴的容纳部流体连通，优选地通过第一轴承体的分支通道和摇杆轴的分支通道流体连通。由此可以使得润滑流体经由摇杆轴流至凸轮轴的滑动轴承。

在一种设计变型中，固定框架或气缸盖具有孔、特别是盲孔或通孔，其带有螺纹，用于力配合地且形状配合地借助第一固定机构将第一轴承体固定在固定框架或气缸盖上。由此可以把用于固定第一轴承体(和必要时的第二轴承体)的、特别是固定螺钉形式的第一固定机构直接拧入到螺孔中。

在另一设计变型中，第一轴承体关于一竖直平面非对称地构造，该竖直平面穿过用于凸轮轴的容纳部的中央纵轴线。这特别是通过设置唯一的用于固定至气缸盖或固定框架的固定机构(第一固定机构)来实现。

替代地或附加地，第一固定机构可以产生倾斜力矩，用于将第一轴承体安装在气缸盖或固定框架的接触面上。

本发明也涉及一种汽车、特别是商用车，其带有如这里公开的装置。商用车可以例如是载重车或公交车。

也可行的是，如这里公开的装置应用于轿车、大功率发动机、越野车辆、固定式发动机、舰船发动机等。

附图说明

本发明的前述优选实施方式和特征可任意地相互组合。下面参照附图介绍本发明的其它细节和优点。其中：

图1为用于可转动地安装凸轮轴的装置的剖视图；和

图2为根据另一实施例的用于可转动地安装凸轮轴的装置的剖视图。

具体实施方式

这些图中所示的各实施方式至少部分地对应，因而给类似的或相同的部分标有相同的附图标记，在其阐述时，也参见针对其它实施方式或附图的说明，以避免重复。

图1示出一种用于可转动地安装凸轮轴12的装置10。该装置10具有轴承体14、气缸盖16、固定螺钉18和摇杆轴20。

装置10可用于任何内燃机以安装凸轮轴12。内燃机可以例如包含在汽车特别是商用车中。商用车可以例如是载重车或公交车。

轴承体14被构造成一体的轴承座。轴承体14具有用于凸轮轴12的容纳部22。凸轮轴12可以通过滑动轴承可转动地安装在该容纳部22中。容纳部22是轴承体14的圆柱形的通孔。凸轮轴12是组装好的凸轮轴。凸轮轴12的一个圆柱形的区段在凸轮轴12的拆卸状态下推入到容纳部22中。凸轮轴12于是被组装。为了可转动地安装凸轮轴12，沿着凸轮轴12的纵轴线设置了多个轴承体14。凸轮轴12被设置成顶置凸轮轴(overheadcamshaft–ohc)。

轴承体14通过固定螺钉18(连接)固定在气缸盖16上。具体地，固定螺钉18延伸穿过轴承体14的通孔24。固定螺钉18拧入到气缸盖16的盲孔26的螺纹中。盲孔26在此伸入到浇铸凸台(浇铸凸起)27中，该浇铸凸台(浇铸凸起)27特别是为了设置盲孔26或通孔而形成。

在此需要强调，固定螺钉18是唯一的把轴承体14固定在气缸盖16上的固定螺钉。通常的轴承座大多使用两个或四个固定螺钉来将轴承体固定在气缸盖上。

已发现，固定螺钉18作为唯一的用于轴承体14的固定螺钉是足够的。例如，在使用摇杆的实施方式中，凸轮轴12在工作期间被摇杆的凸轮从动件向下压迫。凸轮轴12的自重同样向下作用。凸轮轴12因而并未体现出与轴承体14一起向上脱离于气缸盖16的趋势。此外，通过固定螺钉18的旋拧力和在固定螺钉18附近的单侧的材料区域(图1中左侧)，在与气缸盖16接触的接触面29上产生了倾斜力矩，该倾斜力矩把第一轴承体14可靠地保持在气缸盖16上。

只使用一个固定螺钉18的优点是，在安装空间上更有益地为轴承体14设计尺寸，以及节省了用于其它固定螺钉的成本。具体地，从容纳部22出发，轴承体14只需在一侧具有用于容纳固定螺钉18的材料区域。在相反侧，轴承体14可以直接以限定容纳部22的壁区域终止。由此可以使得轴承体14更好地适应于可供使用的安装空间。特别地，轴承体14可以关于竖直平面非对称地构造，该竖直平面穿过轴承体14的容纳部22的中间纵轴线。

附加地，在气缸盖16的设计方面产生了较大的自由度。气缸盖16特别是在区域a中不必具有用来设置用于拧入固定螺钉的盲孔的浇铸凸台(没有浇铸凸起)。替代地，区域a可以在气缸盖16中例如针对流体通道28流动优化地成型。

最后，由于固定螺钉减少，也可以减少所述装置的零部件数量。此外，制造时间和安装时间缩短，因为需要开设的螺钉孔更少，需要安装的固定螺钉更少。

附加地需要指出，本公开不局限于固定螺钉18将轴承体14固定到气缸盖16。替代地，固定螺钉18可以将轴承体14固定到固定框架30上。然后又可以把该固定框架30固定在气缸盖上。换句话说，图1中在轴承体14下面示出的构件替代地可以是固定框架30的区域，而不是气缸盖16的区域。

替代于固定螺钉18，也可以使用另一固定机构，以便将轴承体14力配合地且形状配合地固定在气缸盖16上。

摇杆轴20用于可转动地安装摇杆(未示出)。该摇杆通过凸轮从动件处于在凸轮轴12和一个或多个换气阀(未示出)之间的作用连接中，以便操纵换气阀。

在图1的所示实施方式中，固定螺钉18附加地将摇杆轴20固定在气缸盖16上(固定框架30)上。具体地，固定螺钉18延伸穿过摇杆轴20的通孔32。在装置10的安装状态下，孔32、24和26沿着固定螺钉18的纵轴线相互对齐。螺钉头18a靠置在摇杆轴20的接触面20a上。摇杆轴20安装在轴承体14的容纳部21中。可选地，附加地通过固定螺钉18来固定摇杆轴20。

为了润滑容纳部22中的滑动轴承，可以经由纵向通道34给摇杆轴20供应润滑流体。摇杆轴20的分支通道36通入到轴承体14的分支通道38中。该分支通道38又通入到容纳部22中。

为了使得轴承体14相对于气缸盖16(固定框架30)相对地定位，可以任选地附加地使用定位部件40、42。定位部件40、42使得轴承体14相对于气缸盖16在垂直于固定螺钉18的纵轴线的平面上定位。

定位部件40被构造成配合套筒。定位部件40形状配合地设置在轴承体14的凹缺44和气缸盖16(固定框架30)的凹缺46中。定位部件40围绕着固定螺钉18布置，优选不接触固定螺钉18。

定位部件42被构造成定位销。定位部件42形状配合地设置在轴承体14的凹缺48和气缸盖16(固定框架30)的凹缺50中。这些定位部件可以例如也构造成配合套筒。

需要指出，也可以考虑无定位部件的实施方式。于是可以例如通过凸轮轴12的引导来实现轴承体14的定向，该凸轮轴安装在多个轴承体14中。

图2示出用于可转动地安装凸轮轴12的装置110的另一实施例。该装置110的特征尤其在于，它也适合于可转动地安装锻造的凸轮轴，因为这里无法把各轴承座串起来/拧在一起。

代替一体的轴承体，装置110具有第一轴承体14a和第二轴承体14b。第一轴承体14a和第二轴承体14b形成了一种两组件式的轴承座。第一轴承体14a具有第一容纳部22a，第二轴承体14b具有第二容纳部22b。容纳部22a、22b形成用于凸轮轴12的气缸形式的共同的容纳部。

在该设计中需要再次强调，固定螺钉18是唯一的将轴承体14a、14b固定在气缸盖16(固定框架30)上的固定螺钉。具体地，固定螺钉18延伸穿过第一轴承体14a的通孔24a和第二轴承体14b的通孔24b。

附加地可以设置第二固定螺钉52，它将第一轴承体14a固定在第二轴承体14b上。固定螺钉18和52可以位于凸轮轴12的相对侧。固定螺钉52延伸穿过第一轴承体14a中的通孔58。固定螺钉52拧入到第二轴承体14b的盲孔60的螺纹中。

为了使得轴承体14a和14b相对定位，设置了定位部件54和56。定位部件54、56使得第一轴承体14a相对于第二轴承体14b在一垂直于固定螺钉18的纵轴线的平面上定位。定位部件54、56被构造成配合套筒，但例如也可以构造成配合销钉。定位部件54、56使得第一轴承体14a形状配合地与第二轴承体14b连接。定位部件54围绕着固定螺钉18布置，优选不接触固定螺钉18。定位部件56围绕着固定螺钉52布置，优选不接触固定螺钉52。

图2的装置110是一个这样的实施例，在该实施例中未设置用于使得第一和第二14a、14b相对于气缸盖16(固定框架30)定位的定位部件。在该实施例的改进中，可以在第二轴承体14b和气缸盖16(固定框架30)之间设置定位部件。

本发明并不局限于上述优选的实施例。确切地说，可以有多种同样采用本发明的构思、因而落入保护范围内的改型和变型。本发明特别是也要求保护从属权利要求的主题和特征，而独立于所引用的权利要求。

附图标记清单

10、110用于可转动地安装凸轮轴的装置

12凸轮轴

14轴承体

14a第一轴承体

14b第二轴承体

16气缸盖

18固定螺钉(固定机构)

18a螺钉头

20摇杆轴

20a接触面

21容纳部

22容纳部

22a第一轴承体中的容纳部

22b第二轴承体中的容纳部

24通孔

24a第一轴承体中的通孔

24b第二轴承体中的通孔

26盲孔

27浇铸凸台(浇铸凸起)

28流体通道

29接触面

30固定框架

32通孔

34纵向通道

36分支通道

38分支通道

40配合套筒(定位部件)

42配合销钉(定位部件)

44凹缺

46凹缺

48凹缺

50凹缺

52固定螺钉

54配合套筒(定位部件)

56配合套筒(定位部件)

58通孔

60盲孔

a无浇铸凸台的(无浇铸凸起的)区域