CN106414916A - 具有封闭盖件的凸轮轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空圆柱形凸轮轴(1)，该凸轮轴配备有封闭盖件(7)和供给开口(6)，其中借助被引入凸轮轴(1)中的一个或多个凹部(8)防止封闭盖件(7)的滑动。凹部(8)是向内滚压点、凹部、凹槽、借助冲压从外侧引入的塑性变形部分、或者突出至凸轮轴(1)的内部中的引入的保持装置(9)。一个或多个凹部(8)被布置在与凸轮轴(1)的轴向方向正交的一个或多个平面中，其中一个或多个凹部(8)可以被布置成旋转对称的或在所述一个或多个平面中对称或非对称的。

Description

具有封闭盖件的凸轮轴

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴，该凸轮轴包括中空轴以及布置在该中空轴的内部中的封闭盖件。

背景技术

凸轮轴可以设置有若干径向孔，油可以通过这些径向孔传输(geleitet)。凸轮轴内部中装配的封闭盖件确保了油不会渗透到不希望的区域。当存在封闭盖件时，该封闭盖件在凸轮轴工作过程中不滑动是非常重要的。这种滑动首先会造成凸轮轴内油压状态的变化，并且其次会堵塞供给孔(Versorgungsbohrungen)或切断供给孔使其无法供油。

由DE 100 00 916A1以及DE 10 2006 036 850A1已知具有装配的封闭盖件的中空圆柱形凸轮轴。

发明内容

本发明的目的是在不会带来较大的技术成本的情况下对由中空轴构成的凸轮轴尽可能灵活地进行改进，从而避免所装配的封闭盖件的滑动。

该目的通过如下凸轮轴实现：该凸轮轴包括中空轴、至少一个凸轮以及封闭盖件，该封闭盖件布置在中空轴的内部中并且与凸轮沿轴向方向相距一定距离。凸轮轴设置有一个或多个凹部，以防止封闭盖件沿至少一个轴向方向滑动。所述一个或多个凹部的轴向延伸量小于或等于封闭盖件的面向凸轮的端部与该凸轮之间的轴向距离。所述凹部可以是从外侧形成的对中空轴的局部变形，并且也可以是保持装置，该保持装置从外侧或内侧安装至中空轴中并且突出至中空轴的内部，因此使中空轴的横截面在适当的位置局部收窄(verengen)。

所述一个或多个凹部具有以下优点：这些凹部可以在组装过程期间被引入到凸轮轴管中。

具有中空轴的凸轮轴包括一个或多个供给开口，以对轴承和邻近装置、例如制动助力器或相位器供油。通过在凸轮轴中引入一个或多个凹部，确保了在凸轮轴中引入的供给开口不会在工作过程中由于凸轮轴的扭转、油压或外周弯曲而因封闭盖件的滑动被封闭。此外，通过防止封闭盖件滑动，凸轮轴内的油压可以保持恒定。

在本发明的一个实施方式中，突出至凸轮轴的内部中的一个或多个凹部按需要布置在与凸轮轴的轴向方向正交的一个或多个平面内，其中至少一个凹部被安装成使得封闭盖件不能滑动至最近的供给开口中，并且因此确保了通过供给开口供油。所述一个或多个凹部可以沿凸轮轴的轴向方向布置于封闭盖件与定位成离该封闭盖件最近的供给孔之间，或者可以安装在与定位成离该封闭盖件最近的供给孔的轴向位置相同的轴向位置处。然而，所述一个或多个凹部还可以沿凸轮轴的轴向方向从该封闭盖件的端部延伸，直至超过定位成离封闭盖件最近的供给开口，或者可以沿凸轮轴的轴向方向从封闭盖件的端部经由凸轮轴的内部空间延伸直至最近的凸轮的轴向位置，该内部空间位于该封闭盖件的端部与最近的凸轮的轴向位置之间并且一个或多个供给孔位于一个或多个凹部中。凹部的位置可以根据需要并且根据所需的凸轮轴旋转运动进行选择。在与供给孔的轴向位置相同的轴向位置处径向环绕中空轴的凹部是尤为有利的，并且因此供给孔位于环绕的凹部内。通过这种方式，环绕凹部形成油传输环或油槽，由此可以确保良好的油供给或油传输。

然而为了防止封闭盖件在凸轮轴的内部滑动，所述封闭盖件还可以被一个或多个凹部夹在中间(eingekeilt)，所述一个或多个凹部在各种情况下沿凸轮轴的轴向方向位于封闭盖件的两侧。通过这种方式，封闭盖件在凸轮轴内无法沿任何方向运动，因此防止了封闭盖件的滑动影响由封闭盖件定界的空腔的尺寸，进而避免影响凸轮轴内的油压。

在本发明的一种实施方式中，一个或多个凹部是从外侧压到凸轮轴的向内滚压部分，或是通过冲压引入的塑性向内成型部分、压入部或凹槽。从外侧引入凸轮轴中的凹部具有以下重要优点：在用于引入凹部的方法的情况下，没有污物进入中空轴并进而进入油路中。这些凹部优选地是径向环绕中空轴的向内滚压部分。这种向内滚压部分具有以下特定优点：当这些向内滚压部分形成于供给孔所在的轴向位置时，可以确保良好的油传输。此外，由于对于滚压操作不需要昂贵的工具，因此向内滚压部分易于实现。

在本发明的一个实施方式中，所述一个或多个凹部是突出至中空轴的内部并且借助连接方式固定地安装的保持装置。该保持装置可以是从外侧经由孔通过凸轮轴的外壁引入并突出至中空轴的内部空间中的一个或多个保持装置，或是从内侧安装至凸轮轴中的一个或多个保持装置。该保持装置借助连接方式紧固于凸轮轴中。在此，术语“连接方式”应作广义定义。这种连接方式例如可以是焊接，也可以是螺纹连接、粘接或压入。通过将保持装置从内侧或外侧引入凸轮轴并且突出至中空轴的内部，可以在凸轮轴的外形不改变的情况下防止封闭盖件滑动。

在本发明的一个实施方式中，所述一个或多个凹部可以是旋转对称的，或者可以以对称或非对称的方式布置。在此旋转对称的布置是尤为有利的，因为这不会损害凸轮轴的旋转运行状况。

本发明的目的还可以通过一种用于安装凸轮轴的方法来实现，其中凸轮轴包括中空轴和布置在中空轴的内部中的封闭盖件。其中，在封闭盖件已被插到凸轮轴中以后，将一个或多个凹部引入凸轮轴中。通过这种方法，能够以灵活的方式将供给开口、封闭盖件以及相关的凹部安装至凸轮轴中，所述凹部防止所述一个或多个封闭盖件在不希望的位置处滑动。凹部与封闭盖件的引入一起可以在加工中空轴的过程中或在安装凸轮轴的过程中制成。除了封闭盖件之外，还可以通过这种安装方法保持位于中空轴内的其他部件。

在安装方法的一个实施方式中，一个或多个凹部在引入凸轮轴之后具有沿径向和轴向方向的限定的最小延伸量，并且随后可以沿这两个方向扩大。凹部的宽度和深度可以在随后根据需要扩大。

在一种用于凸轮轴的安装方法中，所述凸轮轴包括中空轴和布置在该中空轴的内部中的封闭盖件，从外侧将一个或多个凹部滚压至凸轮轴中、或借助冲压将一个或多个凹部成型至、开槽至或压制至凸轮轴中，以防止封闭盖件沿至少一个轴向方向滑动。从外侧将凹部——例如环绕的凹槽——引入到凸轮轴中不会将任何污物引入到中空轴中并进而引入到油路中。

在安装方法的一个实施方式中，从外侧将一个或多个凹部以旋转对称的方式引入到凸轮轴中。借助通过冲压、开槽或压制而引入的向内滚压部分、塑性变形部分的旋转对称，保持了凸轮轴的旋转对称。在该安装方法中，凹部并非在一侧被压入中空轴中，而是引入如下收窄部：该收窄部在凸轮轴圆周的至少一部分上延伸、优选地以完全环绕的方式延伸。在中空轴的完全环绕的收窄部的情况下，可以在该安装方法中使用三滚轮的滚压设备，该滚压设备具有以120度偏置的并且可以是驱动式或非驱动式的滚轮。在此情况下，滚头(Walzkopf)围绕中空轴转动，或者在滚轮保持静止的同时使中空轴围绕其中心轴线转动。滚轮是可以径向调节的，且因此可以沿着凸轮轴表面的一定轮廓行进。借助可调节的滚轮，可以将收窄部滚压到中空轴中，其中滚轮优选地以受控制的方式被带动，使得在此过程中滚轮在中空轴中形成收窄部而不会减小中空轴的壁厚。由于这种三滚轮布置，还可以改进中空轴中的收窄部处的偏心度这在将收窄部用作油传输部位或油承载部位(lagerstelle)方面是极为有利的。使用三滚轮布置使得通过例如对滚轮沿径向进行不同的调节能够减少安装方法的过程时间。此外，通过三滚轮布置可以更好地补偿(ausgeglichen)中空轴上的力的作用。

在一种用于凸轮轴的安装方法中，所述凸轮轴包括中空轴和布置在中空轴的内部中的封闭盖件，为了防止封闭盖件滑动，使突出至凸轮轴的内部中的保持装置经由中空轴中的孔进入从而被安装到凸轮轴中。通过将保持装置经由孔推入且安装至凸轮轴的内部或引入凸轮轴的内部，保持装置防止了封闭盖件滑动，且同时凸轮轴的外壁的表面不会改变其形状。经由孔引入的保持装置可以是材料凸起，例如可以是焊珠，其中熔融材料被引入到凸轮轴的空腔中。然而，经由孔引入熔融材料会带来以下缺点：这种孔使得凸轮轴的抗扭刚度降低。相比之下，通过中空轴的端部引入熔融材料不会导致抗扭刚度的任何降低。所引入的熔融材料可以呈各种形状。其可以是单个的焊接点或焊珠，焊珠例如具有在径向上完全环绕中空轴内侧的延伸量。

在一种用于凸轮轴的安装方法中，所述凸轮轴包括中空轴和布置在该中空轴的内部的封闭盖件，保持装置从内侧安装至中空轴中，以防止封闭盖件沿至少一个轴向方向滑动，其中保持装置借助连接方式紧固至中空轴中。通过将保持装置借助于连接方式紧固至凸轮轴的内部中，保持装置防止了封闭盖件滑动，且同时凸轮轴的外壁的表面不会改变其形状。

在安装方法的一个实施方式中，保持装置借助粘接、螺纹连接或焊接来紧固至凸轮轴的内部。

本发明的优点是，能够在安装过程中将一个或多个凹部引入凸轮轴管中，这些凹部防止了封闭盖件在凸轮轴中滑动。通过该方式，可以以灵活的方式将供给孔、封闭盖件、以及用于防止一个或多个封闭盖件在不希望的位置处滑动的相关的凹部安装在凸轮轴中。

附图说明

下文通过装置示意图更好地解释了本发明，其中所示的内容仅是示例性的实施方式。在这些示意图中：

图1示出了凸轮轴的简图，其中凸轮轴具有在与供给开口的轴向位置相同的位置处的旋转对称的向内滚压部分。

图2示出了凸轮轴的简图，其中凸轮轴具有沿轴向方向位于封闭盖件的端部与供给开口之间的旋转对称的向内滚压部分。

图3示出了凸轮轴在仅一个凹部的轴向位置处的横截面，其中图3a)是向内滚压部分，图3b)是凹槽，以及图3c)是压入部。

图4示出了凸轮轴在镜像对称凹部的轴向位置处的横截面，其中镜像对称凹部包括两个凹部，其中图4a)是向内滚压部分，图4b)是凹槽，以及图4c)是压入部。

图5示出了凸轮轴在非对称凹部的轴向位置处的截面，其中非对称凹部包括三个凹部，其中图5a)是向内滚压部分，图5b)是凹槽，以及图5c)是压入部。

图6示出了凸轮轴在保持装置从外侧安装至凸轮轴中的轴向位置处的横截面。所展示的保持装置的形式仅为示例。

图7示出了凸轮轴在两个保持装置以镜像对称的方式从内侧安装至凸轮轴中的轴向位置处的横截面。所展示的保持装置的形式仅为示例。

图8示出了凸轮轴在三个保持装置以非对称的方式从内侧安装至凸轮轴中的轴向位置处的横截面。所展示的保持装置的形式仅为示例。

图9示出了凸轮轴在保持装置从外侧经由凸轮轴壁中的孔引入凸轮轴中并且突出至凸轮轴的内部中的轴向位置处的横截面，其中保持装置由实心圆柱体构成。所展示的保持装置的形式仅为示例。

图10示出了凸轮轴在保持装置从外侧经由凸轮轴壁中的孔引入凸轮轴中并且突出凸轮轴的内部中的轴向位置处的横截面，其中保持装置由空心圆柱体构成。所展示的保持装置的形式仅为示例。

图11示出了具有材料凸起的凸轮轴，其中所述材料凸起居中地位于封闭盖件与供给开口之间的轴向位置处。

图12示出了具有材料凸起的凸轮轴，其中所述材料凸起位于封闭盖件与供给开口之间的紧邻封闭盖件的轴向位置处。

具体实施方式

图1示出了包括中空轴2的凸轮轴1，中空轴2装配有凸轮3a和3b并且由端部件4封闭，端部件4设置有环形密封部5。凸轮轴1设置有供给开口6，经由供给开口6将油供给邻近的轴承和装置。为了防止油渗透到不希望的区域中，将封闭盖件7定位在凸轮轴中。在所示的示例中，封闭盖件7已被压到凸轮3b下方并且因此被束紧在中空轴2中。封闭盖件7与凸轮3a轴向间隔开。为了使封闭盖件7不会在工作期间滑动并且因此不会堵塞供给开口6，在中空轴2中定位有为向内滚压部分形式的凹部8，该凹部8防止封闭盖件7滑动。在该示例中，为向内滚压部分形式的凹部8是旋转对称的并且与供给孔6位于相同的轴向位置处。因此中空轴的横截面积在相应的位置处局部地收窄。凹部8的轴向延伸量小于封闭盖件7的面向凸轮3a的端部与凸轮3a之间的轴向距离。

图2示出了凸轮轴1，该凸轮轴1被构造成与图1示出的凸轮轴1类似。图1和图2示出的装置示意图的不同之处在于，本示例中与旋转对称的向内滚压部分相对应的凹部8位于封闭盖件的端部与供给开口6之间。

图3示出了包括中空轴2的凸轮轴1在凹部8所在的轴向位置处的横截面的三个示例。该凹部可以是借助冲压制成的塑性向内成型部分、凹槽或压入部。图3a示出了为经冲压的单个向内成型部分形式的凹部。图3b示出了为单个凹槽形式的凹部，以及图3b示出了为单个压入部形式的凹部。

图4示出了包括中空轴2的凸轮轴1在镜像对称的凹部8所在的轴向位置处的横截面的三个示例。该凹部可以是借助冲压制成的塑性向内成型部分、凹槽或压入部。图4a示出了为经冲压的两个相对向内成型部分形式的凹部。图4b示出了为相对的两个凹槽形式的凹部，以及图4c示出了为相对的两个压入部形式的凹部。

图5示出了包括中空轴2的凸轮轴1在非对称的凹部8所在的轴向位置处的横截面的三个示例。该凹部可以是借助冲压制成的塑性向内成型部分、凹槽或压入部。图5a示出了为经冲压的三个向内成型部分形式的凹部，图5b示出了为三个凹槽形式的凹部，以及图5c示出了为三个压入部形式的凹部。

图6示出了包括中空轴2的凸轮轴在为单个保持装置9形式的凹部8所在的轴向位置处的横截面的三个示例，单个保持装置9从内侧安装至中空轴2中。图6a至6c示出了安装于中空轴的内部中的保持装置的示例形式。

图7示出了包括中空轴2的凸轮轴在为相对的两个保持装置9形式的镜像对称的凹部8所在的轴向位置处的横截面的三个示例，相对的两个保持装置9从内侧安装至中空轴2中。图7a至7c示出了安装于中空轴的内部中的保持装置的示例形式。

图8示出了包括中空轴2的凸轮轴1在为三个保持装置9形式的非对称的凹部8所在的轴向位置处的横截面的三个示例。三个保持装置9从内侧安装至中空轴2中。图8a至8c示出了安装于中空轴的内部中的保持装置的示例形式。

图9示出了凸轮轴1在以下轴向位置处的横截面：在该轴向位置处保持装置9经由凸轮轴壁中的孔10从外侧被引入并且突出至凸轮轴1的内部。在所示的示例中，保持装置9是实心圆柱体。所示出的保持装置的形式仅为示例。

图10示出了凸轮轴1在以下轴向位置处的横截面：在该轴向位置处保持装置9经由凸轮轴壁中的孔10从外侧进入并且突出至凸轮轴1的内部。在所示的示例中，保持装置9是用作供给开口6的空心圆柱体。所示出的保持装置的形式仅为示例。

图11示出了包括中空轴2的凸轮轴1，中空轴2装配有凸轮3a和3b并且由端部件4封闭，端部件4设置有环形密封部5。凸轮轴1设置有供给开口6，经由供给开口6将油供给邻近的轴承和装置。为了防止油渗透到不希望的区域中，在凸轮轴中具有封闭盖件7。在所示的示例中，封闭盖件7已被压到凸轮3b下方并且因此被束紧在中空轴2中。封闭盖件7与凸轮3a轴向间隔开。为了使封闭盖件7不会在工作期间滑动并且因此不会堵塞供给开口6，在中空轴2中定位有为保持装置9形式的凹部8，其中保持装置9由材料凸起形成，例如由焊珠形成。在此示例中，该材料凸起已从中空轴的端部被引入并且沿轴向方向居中地位于封闭盖件7与离该封闭盖件最近的供给开口6之间。凹部9的轴向延伸量小于封闭盖件7的面向凸轮3a的端部与凸轮3a之间的轴向距离。

图12示出了包括中空轴2的凸轮轴1，中空轴2装配有凸轮3a和3b并且由端部件4封闭，端部件4设置有环形密封部5。凸轮轴1设置有供给开口6，经由供给开口6将油供给邻近的轴承和装置。为了防止油渗透到不希望的区域中，在凸轮轴中具有封闭盖件7。在所示的示例中，封闭盖件7已被压到凸轮3b下方并且因此被束紧在中空轴2中。封闭盖件7与凸轮3a轴向间隔开。为了使封闭盖件7不会在工作期间滑动并且因此不会堵塞供给开口6，在中空轴2中定位有为保持装置9形式的凹部8，其中保持装置9由材料凸起形成，例如由焊珠形成。在此示例中，该材料凸起已从中空轴的端部被引入并且沿轴向方向位于封闭盖件7与离该封闭盖件最近的供给开口6之间并且紧邻封闭盖件7。凹部9的轴向延伸量小于封闭盖件7的面向凸轮3a的端部与凸轮3a之间的轴向距离。

附图标记

1 凸轮轴

2 中空轴

3a、3b 凸轮

4 端部件

5 环形密封部

6 供给开口

7 封闭盖件

8 凹部

9 保持装置

10 孔

Claims (18)

1.一种凸轮轴(1)，所述凸轮轴(1)包括中空轴(2)、至少一个凸轮(3a)、以及封闭盖件(7)，所述封闭盖件(7)布置在所述中空轴(2)的内部并且沿轴向方向与所述凸轮(3a)相距一定距离，其中所述凸轮轴(1)包括一个或多个凹部(8)，以防止所述封闭盖件(7)沿至少一个轴向方向滑动，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)的轴向延伸量小于或等于所述封闭盖件(7)的面向所述凸轮(3a)的端部与所述凸轮(3a)之间的轴向距离。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸轮轴(1)包括一个或多个供给开口(6)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)沿所述凸轮轴(1)的轴向方向布置于所述封闭盖件(7)与定位成离所述封闭盖件(7)最近的供给开口(6)之间。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)沿所述凸轮轴(1)的轴向方向安装在与定位成离所述封闭盖件(7)最近的供给开口(6)的轴向位置相同的轴向位置处。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)沿所述凸轮轴(1)的轴向方向从所述封闭盖件(7)的端部延伸直到超过定位成离所述封闭盖件(7)最近的供给开口(6)。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)沿所述凸轮轴(1)的轴向方向从所述封闭盖件(7)的端部经由所述凸轮轴(1)的内部空间延伸至最近的凸轮(3a)的轴向位置，所述内部空间位于所述封闭盖件(7)的端部与最近的凸轮(3a)的轴向位置之间并且所述一个或多个供给开口(6)位于所述一个或多个凹部(8)中。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部在任何情况下均沿所述凸轮轴(1)的轴向方向位于所述封闭盖件(7)的两侧。

8.根据权利要求4至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是从外侧压到所述凸轮轴(1)中的向内滚压部分。

9.根据权利要求4至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是从外侧压到所述凸轮轴(1)中的压入部。

10.根据权利要求4至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是从外侧压到所述凸轮轴(1)中的凹槽。

11.根据权利要求4至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是从外侧冲压到所述凸轮轴(1)中的塑性向内成型部分。

12.根据权利要求4至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是固定地安装在所述中空轴(2)的内部中的保持装置(9)。

13.根据权利要求4至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是从外侧通过所述中空轴(2)的外壁引入并且突出至所述中空轴(2)的内部空间中的保持装置(9)。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)是为引入的材料凸起形式的保持装置(9)。

15.一种用于凸轮轴(1)的安装方法，所述凸轮轴(1)包括中空轴(2)和布置在所述中空轴(2)的内部中的封闭盖件(7)，其特征在于，在所述封闭盖件(7)已被插到所述凸轮轴(1)中之后，将一个或多个凹部(8)引入到所述凸轮轴(1)中。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述一个或多个凹部(8)在引入到所述凸轮轴(1)中之后具有沿径向方向和轴向方向的限定的最小延伸量，并且随后在这两个方向上扩大。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，通过所述中空轴(2)的端部引入熔融材料。

18.一种用于凸轮轴(1)的安装方法，所述凸轮轴(1)包括中空轴(2)和布置在所述中空轴的内部中的封闭盖件(7)，其特征在于，从外侧将一个或多个凹部(8)滚压到所述凸轮轴(1)中，以防止所述封闭盖件(7)沿至少一个轴向方向滑动。