CN105971683B - 轴向移动沿凸轮轴轴线可移动地支撑的凸轮轴的调整元件 - Google Patents

轴向移动沿凸轮轴轴线可移动地支撑的凸轮轴的调整元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于凸轮轴或凸轮轴部轴向位移的调整元件，凸轮轴沿凸轮轴的轴线(AN)被可移动地支撑，所述凸轮轴部(10)沿凸轮轴轴线(AN)被可移动地设置在轴(15)上，其中调整元件(24)可在第一位置和第二位置之间移动，调整元件(24)具有导向部(30)，以轴向可移动的方式支撑的凸轮轴或凸轮轴部(10)上的一个或多个凸起可通过该导向部(30)在第一位置配合作用，以使凸轮轴或凸轮轴部(10)可通过绕凸轮轴的轴线(AN)的转动而轴向移动，且凸起(38)在第二位置时不与导向部(30)配合作用。此外，本发明涉及一种装置，其包括可轴向位移的凸轮轴(10)和上述调整元件(24)，其中凸轮轴(10)具有一个以上凸起(38)。

Description

轴向移动沿凸轮轴轴线可移动地支撑的凸轮轴的调整元件
技术领域
本发明涉及一种用于凸轮轴或凸轮轴部轴向位移的调整元件，其中凸轮轴以可轴向移动的方式被支撑，而凸轮轴部支撑在轴上并可沿凸轮轴的轴线移动。此外，本发明涉及用于凸轮轴或凸轮轴部轴向位移的装置，其包括具有一个或多个凸起的可轴向移动的凸轮轴或可轴向移动的凸轮轴部，以及适当的调整元件。
背景技术
凸轮轴具有很多凸轮，其表示凸轮轴的偏心部分。这些凸轮可以设置固定在凸轮轴或凸轮轴部上，其可以抗扭转但可轴向位移的方式应用在柱形轴上。使用附近设置的凸轮，可轴向移动的组件可通过转动凸轮轴以固定间隔移动。凸轮轴的一个引人注目的应用在此体现在内燃机气门的开启和关闭中。在现代内燃机中，可以改变发动机特征，例如从强调舒适到运动特征，这一点以及其他事项是根据凸轮的形状通过改变气门冲程来实现。另外，不同的引擎速度要求不同的气门冲程以便于最佳化扭矩和燃料消耗。其他内燃机显示气缸关闭，其中一些气缸被关闭以节约燃料。在此情况下，关闭气缸的气门不再需要被开启。在此，关闭仅单个的气缸不仅是有利的，而且基于上述理由允许不同的气门冲程。这种内燃机要求凸轮轴，这些凸轮轴显示不同大小和形状的凸轮。这种凸轮轴的凸轮轴部在图1中示出，其护套区域被划分为三个部分。在第一部分提供了第一凸轮，其以第一冲程曲线开启内燃机气门。在第二部分提供了第二凸轮，第二凸轮比第一凸轮小，且显示不同的几何形状，因此当凸轮轴转动时，以第二冲程曲线开启气门相对于第一冲程曲线打开较窄、持续的时间较短且具有不同的速度特征。第三部分没有设置凸轮，以使与第一部分配合作用的气门在凸轮轴转动时根本不运作，这即为例如气缸被关闭的情况。图1中所示的凸轮轴部分别说明了两个上述部分，以使得对于四缸内燃机而言必须提供两个这种凸轮轴部。
然而，为了允许以不同的冲程曲线开启和关闭气门，凸轮轴或凸轮轴部必须轴向布置以允许各自使用的凸轮与气门配合作用。现有技术的解决方案中，如DE 10 2007 307232 A1号、EP 2 158 596 B1和DE 10 2013 102 241 A1中所述，凸轮轴具有不同的槽，通过致动器与不同的挺杆接合。在此，槽显示导向部，且与接合的挺杆一同形成用于凸轮轴的轴向位移的门导轨，为此目的该门导轨应一定程度的转动。
由于致动器的挺杆应以协调的方式来回移动，致动器的设计相当复杂。另外，槽被切割在凸轮轴上，涉及可观的生产费用，尤其是因为每个挺杆均提供单独的凸轮，其额外可显示单独的截面。此外，凸轮轴在槽所设置的区域被削弱，这增加了在该区域断裂的可能性。这种可能性会因凸轮所导致的应力峰值进一步增加。
发明内容
因此，本发明的目的是建立一种构造，凸轮轴通过该构造可以以简单的设计方式轴向位移。
这一目的根据权利要求的调整元件以及权利要求中的装置来达到。有利的实施例可从附属权利要求中看出。
根据本发明，调整元件可在第一位置和第二位置之间移动，调整元件包括导向部，其与凸轮轴或凸轮轴部的一个以上的突起配合作用，以使凸轮轴或凸轮轴部可通过轴向转动绕凸轮轴的轴线来移动，凸轮轴或凸轮轴部以轴向可移动的方式被支撑，且凸起不与第二位置的导向部配合作用。在此，不排除调整元件也可进入其他位置。唯一确定的是至少在一个位置上，凸起可与调整元件配合作用，而在另一位置上可以不配合作用。本发明的一个重要方面是，导向部不像在现有技术的情况下一样设置在凸轮轴上，而是在调整元件上。调整元件可设计使得即使是更复杂几何形状的导向部也可以相对简单的方式制备。凸轮轴本身不再需要设置槽或类似结构，但是提供凸起就足够，该凸起在调整元件位于第一位置时与调整元件的导向部配合作用。以此方式，凸轮轴的制备被极大地简化，使得凸轮轴或凸轮轴部的轴向移动可以特别经济的方式实现。另外，凸轮轴未被槽削弱，使得其总体上更稳定且减少了凸轮轴断裂的几率。
凸轮轴或凸轮轴部的轴向位移以以下方式发生：调整元件移动至第一位置，在此位置凸起与调整元件配合作用。接下来，凸轮轴被转动一定的角度，如90°，凸起沿着导向部移动使得导向部的形成限定凸轮轴或凸轮轴部沿凸轮轴的轴线轴向移动的动作程度和特征。然后，调整元件移动至第二位置，且凸轮轴可再次按照需要使用。
在一优选实施例中，导向部包括调整元件的一个或多个导向区域，其至少相对于调整元件的中心平面部分地倾斜。在此，中心平面应延伸，使得其将调整元件分割成基本相同大小的两半。在最简单的情况下，导向区域代表限制调整元件向外延伸的调整元件的外部护套。该导向区域与中心平面之间因此形成夹角。这导致当调整元件在第一位置时，通过绕凸轮轴的轴线转动该凸轮轴，力作用在沿凸轮轴的轴线对齐的凸轮轴的凸起上，致使凸轮轴或凸轮轴部轴向位移。为了给调整元件提供此功能，一个简单的导向区域就可足够，不需要特别的特征。尤其地，不需要将凸起对齐导向部，这使得可以灵活的方式将调整元件用于多个可轴向移动的凸轮轴或凸轮轴部。此外，调整元件的制备特别简单。另外，可实现凸轮轴在轴向移动过程中更为复杂的动作特征，例如，在凸轮轴绕自己的轴开始转动时相对慢的轴向位移，在转动的过程中逐渐加速。
在根据本发明的调整元件的一优选实施例中，导向部具有第一导向区域和第二导向区域，其中第一导向区域和第二导向区域相对于中心平面朝相反的方向倾斜。在该实施例中，可通过朝同一方向转动将凸轮轴或凸轮轴部朝第一方向以及朝相反的第二方向轴向移动。为此，第一凸起与第一导向区域在第一调整步骤配合作用，导致凸轮轴或凸轮轴部朝第一方向轴向位移。在接下来的调整步骤中，第二凸起与第二导向区域配合作用，导致凸轮轴或凸轮轴部朝相反的方向轴向移动，在此，两个凸起可设置在凸轮轴上彼此轴向间隔。调整元件在两个调整步骤之间移动至第二位置。
替代性地，可在两个连续调整步骤之间轴向移动调整元件，使得同一个凸起与第一导向区域配合作用以朝一个方向调整，而与第二导向区域配合作用以重置。在此情况下只需要一个凸起。
在一优选实施例中，导向部包括一个或多个导向槽，其相对于中心平面至少部分倾斜。与导向区域不同，导向槽显示的一个优点是，其可相对于凸轮轴的轴线沿两个方向传递力。以此方式可实现约束引导或门槽引导(gate guide)。以此方式，可使凸起与导向槽接合的凸轮轴或凸轮轴部通过转动朝一个方向轴向位移，且通过朝另一方向转动则轴向重置。另外，可实现凸轮轴或凸轮轴部在轴向调整过程中更为复杂的动作特征，例如在凸轮轴绕自己的轴开始转动时相对慢的轴向位移，在转动的过程中逐渐加速。
在另一实施例中，导向部具有第一导向槽和第二导向槽，其中第一导向槽和第二导向槽相对于中心平面朝相反的方向倾斜。如上述关于导向区域的说明一样，在此可通过朝同一方向转动凸轮轴以达到将凸轮轴或凸轮轴部朝一个方向以及朝另外一个方向轴向移动。在此，可提供两个或更多个第一和第二导向槽，其基本上彼此平行延伸。这也使得可逐渐将凸轮轴或凸轮轴部轴向移动，并随后将其移回。
优选地，第一导向槽和第二导向槽相交叉。以此方式，可达到通过朝同一方向转动，凸轮轴可朝一个方向以及相反的方向仅利用一个凸起轴向移动。两个导向槽在此可被实施成，以使凸起被轴向定位，在通过第一导向槽之后，使得其随后与第二导向槽接合，而无需轴向移动调整元件或提供第二凸起。以此方式，可提供非常紧凑的调整元件，其允许仅以一个凸起允许凸轮轴或凸轮轴部向两个方向的位移，而无需调整元件以轴向可移动的方式设置。因此，可实现非常经济且机械简单的凸轮轴位移。
在一优选实施例中，第一导向槽具有第一截面而第二导向槽具有不同于第一截面的第二截面。该实施例在提供多个第一导向槽和多个第二导向槽时尤其适合。特别地，当导向槽具有不同深度时，调整元件可在例如凸轮轴或凸轮轴部稍微朝向凸轮轴轴向推进时被接近，以使由较深的槽导向的凸起在交叉处也被清晰地引导。当退回凸轮轴或凸轮轴部时，调整元件随之被较低程度地推进至凸轮轴，以使凸起仅被较浅的槽引导，且在交叉处也不与较深的槽接合。因此，数个第一部随之被开发，其中凸起仅可与特定的槽配合作用。替代性地，可使用不同大小的多个凸起。
另外，相同的调整元件可用于不同的凸轮轴，所述凸轮轴上设置有不同大小的凸起，这可由例如用于调整凸轮轴的不同轴向力所致。在此情况下，也可确保从凸轮轴径向突出的一个第一凸起实际上仅在为其设置的导向槽内延伸，且不会在交叉处错误地跳入其他导向槽。另一(如较低程度的突出于凸轮轴但显示出较第一凸起大的直径)的凸起因此可被防止与错误的导向槽接合。
已证实的是，导向槽具有第一端和第二端是有好处的，其中导向槽在第一端的区域具有初始深度，而在第二端的区域变浅至零。换句话说，导向槽的深度应逐渐减小。在此情况下，当凸起通过导向槽时，调整元件由凸起本身从第一位置朝第二位置的方向移动。以此方式，可达到纯粹机械重置至第二位置。另外，可防止凸起碰撞槽的端部并因此承受剪力，而该剪力可导致凸起断裂。此外，这可实现当凸轮轴或凸轮轴部已被移动至所需轴向位置时凸起不再由导向槽引导。由于制备的不精确和对准误差而导致的凸起在槽中倾斜而发成的干扰，以及随后调整元件仅可通过更大的力才能回归至第二位置甚至被阻挡的情况可以避免。
在一进一步的发展中，调整元件具有支承部，通过该支承部调整元件可被转动地支撑在第一位置和第二位置之间。尽管也可通过纯平移动作将调整元件在第一个第二位置之间来回移动，转动支撑还是有好处的，因为支承可保持在简单的设计中且调整路径可以特别短。另外，在此实施例中，调整元件的移动仅需要很小的调整力。
有利的是，调整元件具有管形的拱部，其中设置有导向部。与调整元件配合作用的凸轮轴或凸轮轴部的凸起沿环形路径移动。为了允许凸起与导向部配合作用，导向部应至少部分地跟随该环形路径。如果调整元件设置有管形拱部，调整元件可以节省材料的方式制备，且在第一位置其可被引导至离凸轮轴特别近。也可使用基本上呈立方体的调整元件，其具有拱形导向槽，但是其相当大地增加了原材料消耗。为了防止调整元件与凸轮轴碰撞，在此情况下需要使用很长的凸起，然而其要承受较强的弯曲和剪力，这将增加凸起断裂的风险。另外，凸起(可实施为挺杆或销)可被支撑或具有被支撑的接合元件，通过该接合件该凸起与调整元件配合作用以减小作用在凸起上的力或动量。凸起的上述实施例可根据本发明设置用于调整元件，然而在任何情况下这都是很昂贵的设计。如果调整元件设置有管形拱部，基于上述原因该凸起应径向突出超过凸轮轴一小段距离，这极大地减少了因弯曲和剪力所导致的断裂的风险，因此无需额外的措施来减少应力。这使得生产费用降低。
优选地，管形拱部覆盖相对于调整元件的中心平面而言约70°至约110°的第一角度，或约160°至约200°的第二角度。特别地，当管形拱部覆盖的角度为90°或180°时，可以特别简单的技术方式制造。另外，可将多个调整元件彼此连接，例如将两个调整元件与一个覆盖90°角的管形拱部连接，以获得具有覆盖180°的管形部的调整元件，从而使模块化的设计成为可能。此外，可设置覆盖角为90°的相互远离的调整元件，它们彼此之间不切向相接触。特别地，当管形拱部覆盖的角度为160°-200°时，调整元件可由设置在第一或第二角的角平分线上的支承部支撑。在此情况下，可实现调整元件的套锁状支撑。管形拱部随后由支承部划分为第一和第二分部。在此情况下，调整元件不仅可以在第一个第二位置之间移动，也可在第二和第三位置之间移动。在第一位置，凸起可与第一分部接合，且在第三位置可与第二分部接合。在第二位置，管形拱部相对于凸轮轴的轴线大约同轴地延伸，以使凸起不与导向部配合作用。调整元件可被支撑，使得当移动调整元件的一个移动装置失效时，可确保凸轮轴或凸轮轴部保持在有用的位置或返回。以此方式，内燃机可保持运行状态且凸轮轴或凸轮轴部也可在移动装置发生故障时自动返回至非临界位置。这一点在气缸关闭阶段尤其重要，以此防止当移动装置故障时所有的气缸均可被关闭。
引擎未受损且车辆还可运作，尽管仅在有限的程度内，使得司机可搜索服务站而无需要求外界帮助。这增加了可靠操作。
优选地，调整元件包括操作部，其与致动器配合作用以将调整元件在第一位置和第二位置之间移动。特别地，当调整元件以转动的方式被支撑时，致动器可通过利用杠杆率简单地推和/或拉操作部在第一和第二位置之间移动，其中只需很低的致动力。不需要操作部的一个特别实施例。另外，致动器可以非常简单的方式设计。
此外，操作部优选地具有凹陷或通孔，其与致动器的挺杆相接合。在此情况下，与现有技术中已知的方案不同，仅需要一个挺杆来移动凸轮轴，这极大地简化了致动器的设计。当挺杆与凹陷或通孔在致动器位移的过程中接合时，其额外还用于调整元件的定位，且可额外补偿力以使调整元件更稳定。
该目的在用于轴向移动凸轮轴或凸轮轴部的装置中进一步的达到，该装置具有轴向可位移的凸轮轴或可轴向位移的凸轮轴部以及根据一个或上述示范实施例的调整元件，凸轮轴或凸轮轴部具有一个或多个凸起。根据本发明的装置所具有的优点和产生的技术效果与根据本发明的调整元件所说明的等同。总而言之，在此应指出根据本发明的装置可以特别简单的方式设计凸轮轴或凸轮轴部的可轴向移动，因为凸轮轴不需要为制备导向槽犯难，而导向槽在该点会额外削弱凸轮轴。在凸轮轴或凸轮轴部上设置一个凸起，或者凸轮轴或凸轮轴部上已经设置好的一个凸起(即凸轮中的一个)，即可足够实际移动凸轮轴。在此，凸起可具有任何形式，且例如相比于凸轮从动件之类的而言也可显示为角轮廓。
优选地，导向部包括一个或多个调整元件的导向区域，其相对于调整元件的中心平面至少是部分倾斜且调整元件相对于凸轮轴设置以使中心平面基本上沿与垂直于凸轮轴的轴线延伸的凸轮轴平面相平行的方向延伸。在此实施例中，可确保导向区域相对于沿与垂直于凸轮轴的轴线延伸的凸轮轴平面呈一定的角度，使得当凸轮轴转动且调整元件位于第一位置时，作用于与凸轮轴的轴线平行方向的力被施加在凸起上。凸轮轴或凸轮轴部通过该轴向作用力沿凸轮轴的轴线位移。
优选地，导向部具有一个或多个导向槽，其相对于中心平面而言至少部分倾斜，在此调整元件相对于凸轮轴设置，使得中心平面沿与垂直于凸轮轴的轴线延伸的凸轮轴水平面基本平行的方向延伸。以此方式，在凸轮轴转动时，轴向的力从导向槽施加在凸起上，致使凸轮轴或凸轮轴部轴向移动。
优选地，调整元件具有一支承部，通过该支承部调整元件绕旋转轴线可转动地被支撑在第一位置和第二位置之间，其中旋转轴线沿与凸轮轴的轴线基本相平行的方向延伸。由于旋转轴线(调整元件绕该轴可转动地被支撑)沿凸轮轴的轴线平行延伸，这样可确保当调整元件位于第一位置时凸起与整个导向部配合作用。此外，在此可达到凸轮轴或凸轮轴部以所需的方式轴向移动。
此外，装置可包括致动器，其与调整元件的操作部配合作用以将调整元件在第一位置和第二位置之间移动。使用致动器可以所需的方式在第一和第二位置之间移动调整元件。特别地，致动器可整合在内燃机的控制和管理电路中，使得凸轮轴或凸轮轴部可基于特定的事件向一个方向或另一个方向轴向位移。
优选地，一个或多个凸起可由凸轮轴或凸轮轴部的凸轮形成。在此情况下，为了允许通过根据本发明的装置轴向位移，凸轮轴或凸轮轴部无需任何特别的生产，因为凸轮本身可与调整元件配合作用，以使凸轮轴或凸轮轴部可轴向调整。即在凸轮轴或凸轮轴部上不必产生额外的生产费用。因此，凸轮轴可以特别有益的方式制备，而不会妨碍轴向移动的能力。
在一替代性实施例中，凸起实施为固定在凸轮轴或凸轮轴部上的销。与凸轮本身形成为凸起的实施例不同，在此，需要花费额外的费用将销固定在凸轮轴或凸轮轴部上，然而相比于现有技术已知的凸轮轴(其轴向可移动)而言，该费用低得多，因为根据本发明的凸轮轴不需要存在复杂的槽。将销固定在凸轮轴或凸轮轴部上的生产费用相对较低。螺栓或钉也可用作销的替代。钉可由凸轮轴或凸轮轴部的基体形成，因此其不表示单独的部件。
在此，销可以转动的方式支撑在凸轮轴或凸轮轴部上。当凸轮轴转动而销沿着导向部移动时，销在导向部上滑动且在销和导向部之间产生摩擦，这可导致销和导向部的磨损。如果销不被可转动地支撑在凸轮轴或凸轮轴部上，摩擦一直都在相同的区域产生，使得磨损致使销在相应的区域变平，随着时间的流逝可导致销断裂。此外，凸轮轴或凸轮轴部的轴向移动的程度被磨损改变，使得不再能确保凸轮与气门之间所需的配合作用。
此外，磨损可妨碍根据本发明的凸轮轴和装置的运行。然而，当销被可转动地支撑时，销被均匀地磨损，以使不会产生磨平的情况。此外，磨损可被减少，使得销不沿导向部滑动而是沿导向部滚动。滚动运动可通过粗造化处理销和导向部的接触面来促进。
此外，本发明涉及沿凸轮轴的轴线轴向位移凸轮轴或凸轮轴部的方法，其中凸轮轴以轴向可位移的方式支撑，而凸轮轴部以可沿凸轮轴的轴线移动的方式支撑，其中凸轮轴具有一个或多个凸起，该方法包括以下步骤：
-将调整元件在第一位置和第二位置之间移动，使得调整元件的导向部在第一位置处与凸轮轴或凸轮轴部的一个或多个凸起配合作用，以使凸轮轴或凸轮轴部可通过绕凸轮轴的轴线转动被轴向移动，且在第二位置处凸起不与导向部配合作用。
此外，本发明涉及使用根据上述示范实施例中的一个的调整元件和装置用于凸轮轴或凸轮轴部的轴向位移，其中凸轮轴沿凸轮轴的轴被可移动地支撑，而凸轮轴部沿凸轮轴的轴线被可移动地支撑。
根据本发明的方法以及根据本发明的使用所产生的优点和技术效果与对根据本发明的调整元件的说明等值。
附图说明
以下将参照附图基于优选示范实施例对本发明予以进一步说明。附图显示：
图1为根据现有技术的凸轮轴部，
图2为根据本发明的调整元件的第一示范实施例，
图3为根据本发明的具有图2中所示的调整元件的装置的第一示范实施例，
图4为根据本发明的具有根据第二示范实施例的调整元件的装置的第二示范实施例，
图5为根据本发明的调整元件的第三示范实施例，
图6为根据本发明的具有图5中所示的调整元件的装置的第三示范实施例，
具体实施方式
图1显示根据现有技术的凸轮轴部10。此处所示的凸轮轴部10包括具有护套区域14的基本中空的柱形基体12，然而，也可以制造成实心的柱形体(未示出)。当基体12制备成实心柱形体时，其形成凸轮轴(此处未示出)的基本部分。替代性地，也可提供圆柱形轴15(见图4)，可绕凸轮轴的轴线AN转动，其中凸轮轴部10以可沿凸轮轴的轴线AN轴向移动的方式被支撑在上面。在此情况下轴15和凸轮轴部10形成凸轮轴的主要部分。基体12示出以固定间隔的盘状部分16，其用于加强基体并可用于支撑凸轮轴部10。
此外，护套区域14上设置有三个部分18，即第一部分181、第二部分182以及第三部分183，其中第一凸轮20位于第一部分181上，第二凸轮22设置在第二部分182上，而第三部分183上未示出任何凸轮。第一凸轮20以第一冲程曲线运行内燃机(未示出)的一个气门(未示出)，第二凸轮22以第二冲程曲线运行该气门，从而导致较第一冲程而言该气门开口较窄且持续时间较短。第三部分183未显示任何凸轮，使得与第一部分183配合作用的任何气门在凸轮轴部10转动时不运行，这即是例如气缸关闭时的情形。部分18的数目仅作为示范例被选择。原则上可自由选择部分18的数目，然而现实中其受限于可使用的结构性空间。
使用不同的冲程曲线，内燃机可以不同的特征运行，例如以舒适型或运动型模式运行。为了允许以不同模式运行内燃机或完全关闭气缸，凸轮轴10应沿凸轮轴部的轴线AN轴向移动，以使气门可与凸轮轴部10的护套区域上的三个部分181-183中的一个配合作用。
图2显示根据本发明的调整元件241的第一示范实施例的立体图。根据本发明的调整元件241显示管形拱部26和支承部28。支承部28大体上中空且呈柱形，以使调整元件241可绕旋转轴线AD以可转动的方式支撑。支承也可实现为以使调整元件241可沿旋转轴线AD移动，但这不是强制性的。管形拱部26由中心平面(central level)E划分成大小基本相同的两半，其中中心平面E大体上沿与旋转轴线AD垂直的方向延伸。此外，根据本发明的调整元件241显示多个导向部30，其在所示的示范例中由导向区域32和导向槽34形成。具体地，调整元件241显示第一导向区域321和第二导向区域322，其同时表示调整元件241的管形拱部26沿中心平面E的左右外部区域。第一和第二导向区域321、322相对于中心平面E倾斜一定的角度，两个导向区域321、322之间的距离随着与旋转轴线AD之间的距离增加而增加。因此，管形拱部26在滚降(rolled off)时显示为梯形。
此外，两个第一导向槽341和两个第二导向槽342设置在管形拱部26的凹面，分别沿彼此平行的方向延伸且相对于中心平面E倾斜。然而，两个第一导向槽341也可以不彼此平行延伸，这一点同样适用于两个导向槽342。在所示的示范实施例中，第一导向区域321相对于第一导向槽341平行延伸，且第二导向区域322相对于第二导向槽342平行延伸，但其他延伸方式也是可能的。此外，可提供多于两个的第一导向槽341和第二导向槽342。
第一导向槽341和第二导向槽342彼此反向倾斜，以使某些导向槽34在管形拱部26内相交叉。两个第一导向槽341显示第一截面Q1且两个第二导向槽342示出第二截面Q2，第二截面Q2较第一截面Q1宽。在所示的示范例中，第一和第二导向槽341、342中的每个均显示大体为矩形的截面。导向槽34分别显示第一端X1和第二端X2，其中第一导向槽341在第一端X1的区域显示第一初始深度T1，且第二导向槽342在第一端X1的区域显示第二初始深度T2。第一初始深度T1小于第二初始深度T2，其中随着与支承部28之间的距离增加，第一和第二导向槽341、342的深度变小且逐渐变为零。
图3显示根据本发明的第一示范实施例的装置361的立体图。装置361包括凸轮轴部10以及如图2中所示的调整元件241，其中凸轮轴部10可沿凸轮轴的轴线AN轴向移动。凸轮轴部10基本上与图1中所示的相同，然而其显示两个凸起38，其设置在盘状部分16中。具体地，两个凸起38被体现为第一销40和第二销42，其径向突出于盘状部分16一定的程度且体现为例如硬化销40、42。两个销40、42被压入凸轮轴部10中且彼此对齐。然而，当导向部被适当具体实施时，销40、42无需向彼此对齐。从图3中可以清楚看出，管形拱部26覆盖位于中心平面E中的大约90°角。另外，可看出旋转轴线AD(调整元件241绕该轴线被可转动地支撑)和凸轮轴的轴线AN平行延伸。此外，比较图2和3可看出，调整元件241相对于凸轮轴部10设置，使得中心平面E垂直于凸轮轴的轴线AN延伸。调整元件241可例如被支撑在内燃机的气缸盖或气门驱动上或在引擎盖上。
调整元件241通过致动器45的挺杆44(仅以很大程度的简化方式示出)在第一位置和第二位置之间移动。致动器在此可包括电磁体，仅一个挺杆44即可足以实现凸轮轴部10的更复杂的调整结果。第一位置应被限定以使销40、42中的至少一个与调整元件241配合作用，而第二位置应被限定以使销40、42均不与调整元件241配合作用。第一位置可在凸轮轴部10移动时发生改变。
为了在第一和第二位置之间移动调整元件241，挺杆44与操作部46配合作用，操作部46在当前实施例中包括与挺杆44接合的凹陷部48。以此方式，挺杆本身接收轴向作用在调整元件241上的力。调整元件241的其他位置(未示出)也可接收轴向作用的力。替代性地，操作部46可具有通孔。原则上，挺杆44也可在任何其他位置与管形拱部26接合。
在图3中，调整元件241位于第二位置，以使两个销40、42都不与调整元件241配合作用。当挺杆44由致动器45朝凸轮轴的轴线AN移动至第一位置时，销40、42中的一个与导向区域32中的一个或与导向槽34中的一个配合作用。在这两种情况下，当凸轮轴部10转动约90°时，销40、42从支承部28处开始通过导向区域32或导向槽34，向操作部45移动。随后销40、42中的一个沿导向区域32或导向槽34滑动，由于其相对于中心平面E倾斜(未示出)，力沿凸轮轴的轴线AN被施加在所选择的相应的销40、42上，使得凸轮轴部10沿着凸轮轴的轴线AN轴向移动。当凸轮轴部10移动至所需的轴向位置时，调整元件241移回至第二位置。
图1中所示的凸轮轴部10包括三个部分181-183。当凸轮轴部10位于其中第一凸轮20与内燃机的气门配合作用的轴向位置时，电动机特征应被修改以使调整元件241接近凸轮轴部10，使得销42接合两个第一导向槽341中右侧的一个，见图2。一旦销42通过转动的凸轮轴部10通过右侧的第一导向槽341，凸轮轴部10位于其中第二凸轮22与气门配合作用的轴向位置。如果现在气缸应被关闭，则调整元件241再次接近凸轮轴部10，其中导向槽34的倾斜被选择以使销42在通过导向槽34之后与下一个导向槽34接合。在此情况下，销42随后接合左侧的第一导向槽341，使得凸轮轴部10朝着同一方向进一步轴向移动，以使部分183与气门配合作用。如果凸轮轴部10应通过凸轮轴部10的适当转动被轴向移回，要么使用第一销40(其与第二销42相比更突出于护套区域14)，要么调整元件241进一步稍微接近凸轮轴部10且第二销42再次接合。以此方式，确保销40，42仅由更深的第二导向槽342引导。凸轮轴部10的又一轴向位移可进一步经由导向区域321和322发生。
如上所述，随着与旋转轴线AD的距离增加，导向槽34朝零逐渐变小。以此方式达到了减少导向槽34的半径，因此导致当销40、42中的一个通过导向槽34时，调整元件241远离凸轮轴部10转动。导向槽34和销40、42在此可实现为以使当销40、42完全通过导向槽34时调整元件241已位于第二位置。此外，作用在调整元件241上用于在第一和第二位置之间移动的重力可通过调整元件242相对于凸轮轴部10的适当设置予以使用。替代性地，调整元件241可由挺杆44拉至第二位置，或可设置弹簧机制以给调整元件24预加应力使其至第一和第二位置，使得挺杆44必须仅向一个方向施加力，从而允许致动器45以非常简单的方式设计。替代性地，致动器也可包括双稳态电磁体。
图4显示的是根据本发明的第二示范实施例的装置362的立体图，其具有根据第二示范实施例的调整元件242。在此，可容易看出第一和第二凸轮轴部101、102以未被示出的方式被推上被可转动支撑的轴15，且它们一起形成凸轮轴的重要部分。再次，凸轮轴的轴线AN和旋转轴线AD彼此平行延伸。与第一示范实施例相比，根据第二示范实施例的调整元件242设计得稍宽，其中管形拱部26再次覆盖约90°角。基于调整元件242的宽度，两个凸轮轴部101、102可被相同的调整元件242轴向移动。例如，可关闭与第一凸轮轴部101配合作用的气缸，同时改变与第二凸轮轴部102配合作用的气缸的特征。这一点也适用于进气和排气凸轮轴。凸轮轴部101、102沿凸轮轴的轴线AN轴向移动以上述方式发生。
图5显示根据本发明的第三示范实施例的调整元件243的立视图。与其他两个示范实施例的主要区别在于，管形拱部26显示第一分部50和第二分部52，每一个均覆盖约90°角，使得根据第三示范实施例的调整元件243覆盖180°角，从而调整元件243显示为槽型或半壳型。支承部28位于管形拱部26的大约中部，两个分部50、52相抵靠。
图6显示根据本发明的第三示范实施例的装置363，其具有与凸轮轴部10配合作用的图5所示的调整元件243。凸轮轴部10显示两个销40、42(未在图6中示出)，与图3中所述的示范实施例相反，它们未彼此对齐。在第三示范实施例中，当第一分部50和第二分部52显示距凸轮轴部10相同的距离时调整元件243位于第二位置，以使调整元件243不与两个销40、42配合作用。当致动器45将挺杆44拉向自己时，调整元件243绕旋转轴线AD向第一方向转动且管形拱部26的第一分部50与图6中后部的销40配合作用。当致动器45将挺杆44推离自己时，调整元件243绕旋转轴线AD向相反的方向转动，使得前面的销42与管形拱部26的第二分部52上的导向槽34接合。基于调整元件243的倾斜运动，第二位置表示调整元件243的端位置之间的中间位置。凸轮轴部10沿凸轮轴的轴线AN的轴向移动也在此以上述方式发生。
移动也可以是不同的方式：根据致动器45的实施例，当致动器45未起动时，挺杆44的零位置也可位于调整元件243的第二位置。因此，致动器45必须被起动以便于将调整元件绕旋转轴线AD朝一个或其他方向转动。然而，致动器45也可实施为使当致动器45未被起动时调整元件被调整至第一位置，其中后部的销40与第一分部50配合作用。如果未发生配合作用，致动器45必须被起动以使其移动挺杆44。在后部的销40与第一分部50配合作用的情况下，调整元件243可被转动以使后部的销40在第二分部52上也与调整元件243配合作用。因此后部的销40可不仅通过第一还通过第二分部52，使得可通过单个的销40实现凸轮轴或凸轮轴部10的非常大的轴向移动。
另一种选择是通过调整挺杆来执行调整。通过推或拉致动器键，上述两个四分之一壳中的一个可被接合。例如，在此实施例中磁体可实施为推的方式，其将挺杆转动至凸轮中。挺杆随后朝轨道26和50的方向转动但不应接合。磁体通过按压被激活。半壳不与调整轨道相接合。如果调整挺杆横跨旋转轴线28，其可与第二四分之一壳上的相应轨道对齐，并例如将凸轮向左调整。如果在与第一半壳对齐的过程中致动器未在轨道26和50中运行，则其被向右压，例如。这根据牵引变化产生。
参考符号
10,101,102 凸轮轴部
12 基体
14 护套区域
15 轴
16 盘状部
181-183 部分
20 第一凸轮
22 第二凸轮
24,241-243 调整元件
26 管形拱部
28 支承部
30 导向部
32,321,322 导向区域
34,341,342 导向槽
36,361-363 装置
38 凸起
40 第一销
42 第二销
44 挺杆
45 致动器
46 操作部
48 凹陷部
50 第一分部
52 第二分部
AD 旋转轴线
AN 凸轮轴的轴线
E 中心平面
EN 凸轮轴平面
Q1 第一截面
Q2 第二截面
T 初始深度
T1 第一初始深度
T2 第二初始深度
X1 第一端
X2 第二端

Claims (20)

1.一种用于凸轮轴或凸轮轴部(10)轴向位移的调整元件，其中所述凸轮轴沿所述凸轮轴的轴线(AN)被可移动地支撑，所述凸轮轴部(10)沿所述凸轮轴的轴线(AN)被可移动地支撑在轴(15)上，其中：
-所述调整元件(24)在第一位置和第二位置之间移动，
-所述调整元件(24)包括导向部(30)，其在第一位置与以轴向可移动的方式被支撑的凸轮轴或凸轮轴部(10)的一个或多个凸起配合作用，使得所述凸轮轴或所述凸轮轴部(10)通过绕所述凸轮轴的轴线(AN)的转动能轴向位移，且
-所述凸起(38)在第二位置不与所述导向部(30)配合作用，其中
-所述导向部(30)具有所述调整元件(24)的一个或多个导向区域(32)，其相对于所述调整元件(24)的中心平面(E)至少部分倾斜，
-所述导向部(30)包括第一导向区域(321)和第二导向区域(322)，所述第一导向区域(321)和所述第二导向区域(322)相对于所述中心平面(E)相对地倾斜，
-所述第一导向区域(321)和所述第二导向区域(322)表示所述调整元件(24)的左外部区域和右外部区域。
2.如权利要求1所述的调整元件，特征在于，所述导向部(30)包括一个或多个导向槽(34)，其相对于中心平面(E)至少部分倾斜。
3.如权利要求2所述的调整元件，特征在于，所述导向部(30)包括第一导向槽(341)和第二导向槽(342)，其中所述第一导向槽(341)和所述第二导向槽(342)相对于所述中心平面(E)相对地倾斜。
4.如权利要求3所述的调整元件，特征在于，所述第一导向槽(341)和所述第二导向槽(342)相交叉。
5.如权利要求4所述的调整元件，特征在于，所述第一导向槽(341)具有第一截面(Q1)且所述第二导向槽(342)具有与所述第一截面(Q1)不同的第二截面(Q2)。
6.如权利要求2-5中任一所述的调整元件，特征在于，所述导向槽(34)包括第一端(X1)和第二端(X2)，其中所述导向槽(34)在所述第一端(X1)的区域具有初始深度(T)且在所述第二端(X2)的区域逐渐变小至零。
7.如权利要求1-5中任一所述的调整元件，特征在于，所述调整元件(24)包括支承部(28)，所述调整元件(24)通过所述支承部(28)可在所述第一位置和所述第二位置之间被转动地支撑。
8.如权利要求1-5中任一所述的调整元件，特征在于，所述调整元件(24)包括管形拱部(26)，所述导向部(30)设置在所述管形拱部(26)中。
9.如权利要求8所述的调整元件，特征在于，所述管形拱部(26)相对于所述调整元件(24)的中心平面(E)覆盖70°至110°的第一角，或160°至200°的第二角。
10.如权利要求1-5中任一所述的调整元件，特征在于，所述调整元件(24)包括操作部(46)，所述操作部(46)与致动器(45)配合作用以在所述第一位置和所述第二位置之间操作所述调整元件(24)。
11.如权利要求10所述的调整元件，特征在于，所述操作部(46)包括凹陷或通孔(48)，其与所述致动器(45)的挺杆(44)接合。
12.一种用于凸轮轴或凸轮轴部(10)轴向位移的装置，包括：
-轴向可移动的凸轮轴或轴向可移动的凸轮轴部(10)，其包括一个或多个凸起(38)，和
-如前述任一权利要求所述的调整元件(24)。
13.如权利要求12所述的装置，特征在于，所述导向部(30)包括所述调整元件(24)的一个或多个导向区域(32)，其相对于所述调整元件(24)的中心平面(E)至少部分倾斜设置，且所述调整元件(24)相对于所述凸轮轴或凸轮轴部(10)设置成，使得所述中心平面(E)基本平行于凸轮轴平面(EN)延伸，所述凸轮轴平面(EN)垂直于所述凸轮轴的轴线(AN)延伸。
14.如权利要求12或13所述的装置，特征在于，所述导向部(30)包括一个或多个导向槽(34)，其相对于中心平面(E)至少部分倾斜，且所述调整元件(24)相对于所述凸轮轴或凸轮轴部(10)设置成使得中心平面(E)基本平行于凸轮轴平面(EN)延伸，所述凸轮轴平面(EN)垂直于凸轮轴的轴线(AN)延伸。
15.如权利要求12-13中任一所述的装置，特征在于，所述调整元件(24)包括支承部(28)，所述调整元件(24)通过所述支承部(28)绕旋转轴线(AD)在第一位置和第二位置之间被可转动地支撑，其中所述旋转轴线AD基本平行于凸轮轴的轴线(AN)延伸。
16.如权利要求12-13中任一所述的装置，特征在于，所述装置包括致动器(45)，其与所述调整元件(24)的操作部(46)配合作用以在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述调整元件(24)。
17.如权利要求12-13中任一所述的装置，特征在于，所述一个或多个凸起(38)由所述凸轮轴或凸轮轴部(10)上的凸轮(20、22)形成。
18.如权利要求12-13中任一所述的装置，特征在于，所述凸起(38)形成为固定在所述凸轮轴或凸轮轴部(10)中的销(40、42)。
19.如权利要求18所述的装置，特征在于，所述销(40、42)可转动地支撑在所述凸轮轴或凸轮轴部(10)中。
20.一种用于凸轮轴或凸轮轴部轴向位移的方法，其中所述凸轮轴沿所述凸轮轴的轴线(AN)以可轴向移动的方式被支撑，所述凸轮轴部(10)沿所述凸轮轴的轴线被可移动地支撑，其中所述凸轮轴或凸轮轴部(10)包括一个或多个凸起(38)，具有以下步骤：
-将根据权利要求1-11任一所述的调整元件(24)在第一位置和第二位置之间移动，以使所述调整元件的导向部(30)在所述第一位置与所述凸轮轴或凸轮轴部(10)上的一个或多个凸起(38)配合作用，使得所述凸轮轴或凸轮轴部(10)可通过绕所述凸轮轴的轴线(AN)的转动被轴向位移，且在所述第二位置，所述凸起(38)不与所述导向部(30)配合作用。
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