CN106164421B - 具有预定向凸轮轴的模块 - Google Patents

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Abstract

一种模块，该模块具有用于布置在内燃机的气缸盖上的接纳元件(1)，接纳元件(1)特别地为支承架或覆盖罩的形式，并且该模块具有以可旋转的方式安装在接纳元件(1)中的至少一个凸轮轴，为了安装凸轮轴轮(3)，凸轮轴从接纳元件(1)的表面侧向外突出，其中，模块是预制的，以直接安装在气缸盖上，其中，对于预制过程而言，凸轮轴借助可从外部接近的紧固部件(5)以防旋转的方式锁定在对于将负荷施加在气门上来说准确的角位置，其中，紧固部件(5)延伸穿过凸轮轴轮(3)中的第一凹部(7)并且布置成与设置在接纳元件(1)中的接纳部(9)形状配合以防止旋转，其中，在将模块安装在气缸盖上后，紧固部件(5)能够从锁定位置移除。

Description

具有预定向凸轮轴的模块
技术领域
本发明涉及一种模块，该模块包括用于布置在内燃机的气缸盖上的接纳元件，接纳元件特别地为支承架或覆盖罩的形式。该模块另外具有以可旋转的方式安装在接纳元件中的至少一个凸轮轴，为了保持凸轮轴轮，至少一个凸轮轴从接纳元件的表面向外突出。该模块是预制的，以直接安装在气缸盖上。
背景技术
在车辆的传动系中使用的日益广泛种类的技术需要发动机制造商在加工链方面的高度灵活性以及生产成本的相关降低。因此，开发趋向于部件的模块化和部件中附加功能的集成。在这种开发过程中，已经设计了例如如下的凸轮轴模块，在该凸轮轴模块中，一个或两个凸轮轴预装在支承架中作为气缸盖的一部分或预装在覆盖罩中作为完整的气缸盖。这种预制凸轮轴模块仅需要在安装内燃机时安置在气缸体上。剩余的制造步骤仅是将特别是齿带或正时链的牵引装置安装在凸轮轴轮上。
为了确保凸轮轴与曲轴之间的由角位置给定的正时比对应于预定度数，当将牵引装置安装在凸轮轴轮上时必须在两个凸轮轴一方面相对于气门以及另一方面相对于曲轴方面对凸轮作用在气门上的准确角位置多加注意。设定所涉及的旋转部件之间的准确角度是耗时的并且负面地影响制造成本。
在传统内燃机中，为了能够固定凸轮轴的角位置以进行安装，从WO2004/106716A1已知的是利用螺栓来紧固凸轮轴，该螺栓从上面引导穿过气缸盖并且接合穿过凸轮轴中的孔或切口并且固定在气缸体中。螺栓还可以在组装发动机时具有安装辅助功能。然而，对凸轮轴的这种设计手段极大地且负面地影响凸轮轴的稳定性。另外，由于从外部不能看到凸轮轴中的孔或切口，因此操作螺栓是不舒服的。
DE 10 2007 056 608A1公开了一种工具，其仅在维修期间使用以便临时固定在拆卸V型带或正时链之前存在的凸轮轴的位置。该工具接合在齿轮的齿中并且借助螺钉靠着发动机体支撑。然而，该工具仅允许凸轮轴的临时和暂时固定。工具在齿轮功能表面中的接合还可引起对凸轮轴轮的破坏或残余磨损。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种包括接纳元件以及一个或多个凸轮轴的成本高效的简单设计的模块，在安装内燃机的范围内，在几个步骤中安装的模块可靠地确保了将凸轮轴固定在预定角位置，直到牵引装置安装在凸轮轴轮上并且允许在安装之后固定的简单终止。
上述目的是通过根据权利要求1所述的模块实现的。在从属权利要求中描述了根据本发明的模块的有利的实施方式。
根据权利要求，本发明的基本方面首先在于利用接合在凸轮轴轮中的紧固部件确保由接纳元件和凸轮轴(多个凸轮轴)组成的预制模块的特别简单和快速的安装。在此，特别的特性在于以下事实：紧固部件接合在可从外部接近的凸轮轴轮中的同时保护其带齿边缘，并且尽管是简单的机械设计，但是相对于接纳元件对其进行特别可靠地固定。因此，预先确定为用于安装模块的凸轮轴的角位置被可靠地固定。
在此，由于凸轮轴的凸轮首先定位在用于由准确的正时比预先确定的作用在气门上的角位置的事实，模块被预制以直接安装在根据权利要求所述的内燃机的气缸盖上。在该角位置，凸轮轴被可从外部接近以进行操作的紧固部件锁定以防止旋转，其中，紧固部件接合穿过凸轮轴轮中的孔口并且与设置在接纳元件中的接纳部处于形状配合连接(Formschluss)以防止旋转，由此凸轮轴轮相对于接纳元件被阻止移动。在将模块安装在内燃机上之后，通过简单操作从锁定位置移除紧固部件。
包括接纳元件和预装凸轮轴的任何预制模块可以配备有以此方式设计的紧固部件。然而，非常特别适合的应用是如下这些模块：在这些模块中，利用热收缩和膨胀过程将凸轮轴插入接纳元件中的相应地同轴布置的通孔内。在这种连接过程中，凸轮轴的本体首先被冷却并且因此收缩至其能够经由轴承插入通孔内的程度。在插入期间，凸轮同时“旋拧上”。随着加热以及相应的膨胀，凸轮轴的本体在预定位置被压到轴承和凸轮内。
以此方式预制和预定位的模块的显著优点是其能够直接安装在发动机总成中以及由于凸轮轴的可靠固定而节省了复杂的制造步骤。在此，根据本发明的紧固部件的使用确保了凸轮轴在接纳元件中的特别轻柔(由于紧固部件不作用在带齿边缘上)且稳健和精确的固定。另外，根据本发明的紧固部件可以特别地仅在安装期间和移除期间进行操作。
有利地，特别是齿轮或带(轮)的凸轮轴轮设计为最初专门用于紧固部件的使用，紧固部件可以仅被特别简单地操作。出于该目的，凸轮轴轮的圆盘表面至少在与紧固部件接合穿过的元件相反的一个点处造出第一孔口，其中，如果该第一孔口形成为由紧固部件的互补成形的圆柱形销穿透的圆柱形孔，则结构是特别简单的。该销然后伸到设置在接纳元件中的另外的接纳部内，另外的接纳部是在准确角位置处与凸轮轴轮中的孔对准的孔的形式。在此，在各种情况下必须注意确保尽管存在尽可能强的径向形状配合连接仍允许销进行滑动的相应的配合。
另外，在此有利的是在圆盘表面中设置有用于保持紧固部件的至少一个第二孔口，其中，该紧固部件配备有与第二孔口相互作用的相应的保持装置。该保持装置由此将安装在凸轮轴轮中的紧固部件固定并且阻止该销在该过程中的轴向位移。
在特别有利的实施方式中，保持装置至少配备有柔性夹腿，在柔性夹腿的端部上定位有闩锁凸部。该夹腿接合在第二孔口中，如果该保持装置在另一侧与凸轮轴轮的外表面接触，则闩锁凸部接合在第二孔口的边缘的背面。
理论上，该保持装置具有两个夹腿，这两个夹腿经由倾斜接合部连接并且相应地以闩锁方式接合在两个孔口中。在此，如在衣夹的情况下，提供使这两个夹腿靠近的弹簧作用。这两个夹腿的配备有闩锁凸部的两个端部由此形成夹头，这两个夹腿的其他端部形成可从外部接近的柄部。由于倾斜接合部，对柄部一起按压使开口解锁并且由此使夹头解锁。
如果特别地配备有销和经由倾斜接合部弹性地连接的两个夹腿的紧固部件被制造为单件塑性注塑成型部件，则是特别有利的。一方面，这种紧固部件能够以简单和成本高效的方式制造并且可以作为一次性制品进行处理。此外，这种紧固部件将低重量与高稳定性相结合。重要优势在于该销能够以高装配精度来制造，并且由于材料的差异该销能够被容易地插入孔内。关于与高装配精度相结合的在孔中的简单滑动以及为了补偿任何制造公差，为该销的壁配备产生有限径向柔性的轴向槽是特别有利的。
在进一步有利的实施方式中，该紧固部件设置有显窃启装置例如密封件，该显窃启装置在紧固部件从锁定位置的第一次移除期间破裂并且由此使这种操作可见。这种显窃启装置使得可以在模块的安装期间确保其为处于保证准确角位置的初始状态的模块。
附图说明
以下参照附图更详细地说明根据本发明的模块的实施方式，其中：
图1示出用于接纳两个凸轮轴的覆盖罩，
图2示出具有开口的凸轮轴轮，
图3示出由塑料以单件制造的紧固部件，
图4示出安装在凸轮轴轮中的紧固部件，以及
图5示出由覆盖罩和所安装的凸轮轴组成的模块。
具体实施方式
图1首先示出作为根据本发明配备的模块的一部分的接纳元件，该接纳元件为适于安置在内燃机的气缸盖上的预制覆盖罩1的形式。在覆盖罩1的一个表面中形成有两个孔2，要以可旋转的方式安装在覆盖罩1中的两个凸轮轴16从这两个孔相应地突出(参见图5)。在覆盖罩1的位于每个孔2之上的表面中形成有为紧固孔形式的接纳该紧固部件的接纳部9。
图2示出根据本发明配备的为齿轮形式的凸轮轴轮3，凸轮轴轮3借助中心孔4安装在凸轮轴16的在表面上从覆盖罩1的孔2向外突出的端部上。图5中所示的由覆盖罩1、两个凸轮轴16和凸轮轴轮3组成的模块是预制的，以直接安装在内燃机的气缸盖上。
为了进行安装，凸轮轴中的每个凸轮轴在进行安装之前或在安装期间由图3所示的可从外部接近的塑料紧固部件5以防非故意旋转的方式锁定在作用于气门上的准确角位置。为了进行锁定，安装在凸轮轴轮3上的紧固部件5首先借助销6穿过通孔形式的孔口7，孔口7在坐置于凸轮轴16上的凸轮轴轮3的内部圆盘中制出。在该过程中，销6穿过通孔并且通过其末端8伸到覆盖罩1中的接纳部9内(图1)，接纳部9构造为紧固孔。
紧固部件5的末端8与接纳部9径向形状配合连接并且以防旋转的方式固定凸轮轴16。在此，通孔7和接纳部9的直径定尺寸成使得形成用于销6的滑动配合。紧固部件5总体设计成使得在将模块安装到气缸盖上之后，其能够通过简单操作从其之前的锁定位置移除。在当前的例子中，紧固部件5被完全移除并且可被弃置或再利用。
为了将紧固部件5保持在凸轮轴轮3上(也参见图4)，在凸轮轴轮3的表面中设置有围绕通孔7对称地布置的两个第二孔口10。紧固部件5所配备的柔性夹腿11接合在这些第二孔口10中的每个孔口中。每个夹腿11均具有接合在相应的孔口10的边缘后面的闩锁凸部12。紧固部件5通过支承表面13抵靠孔口10的前缘并且由此抵靠凸轮轴轮的表面。具有销6和两个夹腿11的紧固部件5由塑料注塑成型成单件，两个夹腿11整体地形成在形成支承表面13的桥接部件14上，使得这种连接形成弹性的倾斜接合部。
由单件结构产生的弹簧力使夹腿11靠近，由此闩锁凸部12与所安装的紧固部件5闩锁。夹腿11的配备有闩锁凸部12的端部形成为像是夹头。相比之下，夹腿的其他端部形成两个可从外部接近的柄部15，当沿箭头方向A一起按压两个柄部15时打开夹头(箭头B)。
现在图5示出具有覆盖罩1和安装在覆盖罩1中的两个凸轮轴16的模块，两个凸轮轴16的端部从覆盖罩1的端侧17向外突出并且承载凸轮轴轮3。该模块被预制成使得凸轮轴16借助所采用的紧固部件5以防旋转的方式紧固在预定角位置。该模块可以直接安装在内燃机的气缸盖上。
附图标记列表
1 覆盖罩形式的接纳元件
2 覆盖罩中的孔
3 凸轮轴轮
4 中心孔
5 紧固部件
6 销
7 通孔形式的第一孔口
8 销的末端
9 紧固孔形式的接纳部
10 第二孔口
11 夹腿
12 闩锁凸部
13 支承表面
14 桥接部件
15 柄部
16 凸轮轴
17 覆盖罩的表面

Claims (9)

1.一种模块，所述模块包括用于布置在内燃机的气缸盖上的接纳元件(1)，所述接纳元件(1)特别地为支承架或覆盖罩的形式，并且所述模块包括至少一个凸轮轴，所述至少一个凸轮轴以可旋转的方式安装在所述接纳元件(1)中，并且为了保持凸轮轴轮(3)，所述至少一个凸轮轴从所述接纳元件(1)的表面向外突出，并且其中，所述模块是预制的，以直接安装在所述气缸盖上，
其特征在于，
对于预制过程而言，所述凸轮轴由可从外部接近的紧固部件(5)以防旋转的方式锁定在对于作用在气门上来说准确的角位置，其中，所述紧固部件(5)由设置在其上的销(6)接合穿过所述凸轮轴轮(3)中的第一孔口(7)并且布置成与设置在所述接纳元件(1)中的接纳部(9)以防旋转的方式形状配合连接，并且设置有用于保持所述紧固部件(5)的第二孔口(10)，其中，所述紧固部件(5)配备有相应的保持装置，所述保持装置与所述第二孔口(10)接合并且轴向地紧固所述销(6)，其中，在将所述模块安装在所述气缸盖上之后，所述紧固部件(5)能够从锁定位置移除。
2.根据权利要求1所述的模块，
其特征在于
所述凸轮轴轮(3)是齿轮或带轮，所述凸轮轴轮(3)的表面中是由所述销(6)穿过的为孔形式的所述第一孔口(7)，其中，在所述销(6)与所述孔之间提供了滑动配合，并且其中，所述销(6)穿过所述孔伸入所述接纳元件(1)中的所述接纳部(9)内，所述接纳部(9)形成为紧固孔。
3.根据权利要求2所述的模块，
其特征在于
所述保持装置包括具有闩锁凸部(12)的至少一个柔性夹腿(11)，其中，所述柔性夹腿接合在所述凸轮轴轮(3)中的所述第二孔口(10)中，其中，所述闩锁凸部(12)接合在所述第二孔口(10)的边缘的后面。
4.根据权利要求3所述的模块，
其特征在于
所述保持装置包括经由倾斜接合部连接的两个夹腿(11)，其中，弹簧力使所述两个夹腿靠近，其中，所述夹腿(11)的配备有所述闩锁凸部(12)的端部形成夹头，并且其中，所述夹腿的其他端部形成可从外部接近的柄部(15)，当所述柄部(15)被一起推压时打开所述夹头。
5.如前述权利要求1-4中的任一项所述的模块，
其特征在于
具有所述销(6)和保持装置(11、12)的所述紧固部件(5)被制造为单件塑性注塑成型部件。
6.根据权利要求5所述的模块，
其特征在于
所述销(6)具有带有轴向槽的壁以产生有限径向柔性。
7.如前述权利要求1-4中的任一项所述的模块，
其特征在于
所述紧固部件(5)具有显窃启装置，所述显窃启装置使得所述紧固部件(5)从所述锁定位置的第一次移除可见。
8.根据权利要求1所述的模块，
其特征在于
所述接纳元件(1)具有用于接纳所述凸轮轴的孔，其中，所述凸轮轴的本体是通过利用热膨胀的连接过程经由旋转轴承插入所述孔内的。
9.如前述权利要求1所述的模块，
其特征在于
两个凸轮轴以可旋转的方式安装在所述接纳元件(1)中，所述凸轮轴的凸轮各自定位在用于作用在两排气门上的准确角位置，其中，所述凸轮轴是由两个可从外部接近的紧固部件(5)以防旋转的方式锁定在所述角位置的，所述紧固部件(5)在进行安装之后能够从所述锁定位置移除。
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