CN107075978A - 用于生产可调节的凸轮轴的方法和可调节的凸轮轴 - Google Patents

用于生产可调节的凸轮轴的方法和可调节的凸轮轴 Download PDF

Info

Publication number
CN107075978A
CN107075978A CN201580057377.3A CN201580057377A CN107075978A CN 107075978 A CN107075978 A CN 107075978A CN 201580057377 A CN201580057377 A CN 201580057377A CN 107075978 A CN107075978 A CN 107075978A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cam
outer shaft
interior axle
shaft segment
regulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580057377.3A
Other languages
English (en)
Inventor
亨宁·勃兰登堡
亚历山大·派普洛
亚历山大·吕贝尔斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Presta TecCenter AG filed Critical ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Publication of CN107075978A publication Critical patent/CN107075978A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34413Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using composite camshafts, e.g. with cams being able to move relative to the camshaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0057Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by splittable or deformable cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0471Assembled camshafts
    • F01L2001/0473Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00Manufacturing of components used in valve arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/02Initial camshaft settings

Abstract

本发明涉及一种用于生产可调节的凸轮轴的方法以及一种机动车辆的可调节的凸轮轴,其中,所述凸轮轴具有至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮,所述至少一个固定凸轮以旋转固定的方式布置在外轴部段上,所述至少一个调节凸轮以旋转固定的方式定位至内轴,所述内轴在所述外轴部段内同中心地延伸,其中,所述方法至少包括以下步骤:将外轴部段定位在内轴上,在内轴的表面产生表面改型以产生至少一个定位区段,将固定凸轮定位在外轴部段的至少一个区段上,以及将调节凸轮定位在内轴的定位区段上。

Description

用于生产可调节的凸轮轴的方法和可调节的凸轮轴
技术领域
本发明涉及一种用于生产机动车辆的可调节的凸轮轴的方法。此外,本发明涉及一种机动车辆的可调节的凸轮轴,该凸轮轴具有至少一个固定凸轮和至少一个可调节的凸轮,其中,所述至少一个固定凸轮以旋转固定的方式布置在至少一个外轴部段上,所述至少一个调节凸轮以旋转固定的方式布置至内轴,所述内轴在所述外轴部段内同中心地延伸。
背景技术
可调节的凸轮轴基本上被发现应用于气门控制内燃发动机,例如,用于发动机的气门的控制正时在其扭矩和动力的发展、燃料消耗以及废气排放方面的特定影响。正如已知的,可调节的凸轮轴设计成凸轮轴包括外轴和内轴,其中内轴同轴地布置在该外轴中。外轴和内轴能够借助例如位移机构相对于彼此旋转。此外,存在有连接至外轴的凸轮元件和连接至内轴的凸轮元件,同时,外轴的凸轮元件以旋转固定的方式布置在外轴上,并且内轴的凸轮元件以旋转固定的方式布置在内轴上并且在外轴上可移动,从而当外轴相对于内轴旋转时,连接至外轴的凸轮元件也相对于连接至内轴的凸轮元件旋转。正如已知的,借助移相器使得内轴相对于外轴的旋转或外轴相对于内轴的旋转成为可能,从而有利地实现了气门控制正时的相移或者也可以改变气门的开启持续时间。特别地,为了在内轴和其相应的凸轮元件之间产生固定的连接,内轴凸轮元件通常具有狭槽,内轴的相应的连接元件或能够连接至内轴的连接元件能够插入在该狭槽中。这样的连接元件可以是,例如,销、螺栓或也可以是螺钉。以这样的方式,有利地使得在内轴和内轴的凸轮元件之间的扭矩传递成为可能。
例如,德国专利申请DE197575404A1公开了一种具有以圆柱销形状设计的连接元件的相应的凸轮轴。该圆柱销通过按压配合被插入内轴的通孔并且通过松配合被插入相应的凸轮。为此,相应的凸轮具有向外突出的圆柱形区域是必须的,该向外突出的圆柱形区域具有孔,在该孔中插入有圆柱形销钉。显然,为了将凸轮连接至内轴的连接元件,这要求对凸轮进行在先加工。对凸轮元件的这种在先加工增加了制造成本以及用于生产可调节的凸轮轴的布置的制造成本。独立部件——即在内轴区域中的狭槽和在凸轮区域中的狭槽——的不同的制造公差以及那些用于连接元件的公差,也会导致不同的误差源,从而当凸轮安装在内轴上时,游隙(Spiel)可能会太大,并且可能不能保证从内轴至凸轮本身的扭矩的无游隙(spielfreie)传递。
发明内容
因此,本发明想要解决的问题是:消除上述在机动车辆的可调节的凸轮轴中的缺陷以及在生产这样的机动车辆的可调节的凸轮轴的方法中的那些缺陷中的至少一些。具体地,本发明想要解决的问题是:提供一种用于生产可调节的凸轮轴的简单、经济的方法以及一种能够以简单和经济的方式生产的机动车辆的可调节的凸轮轴。此外,有利地,使得在整体式罩内将独立的凸轮快速地、简单地并且可靠地放置在外轴或内轴上成为可能。
根据本发明的第一方面,通过具有权利要求1的特征的用于生产机动车辆的可调节的凸轮轴的方法以及根据本发明的第二方面,通过具有权利要求6的特征的机动车辆的可调节的凸轮轴解决了上述问题。本发明的其它特征和细节将在从属权利要求、说明书和附图中呈现。与方法相关被描述的特征和细节也当然地被认为是与本发明的装置相关的,并且反之亦然,从而能够并且将会完成关于本发明的各个方面的公开的相互参考。此外,能够通过本发明的用于生产可调节的凸轮轴的方法来生产根据发明的可调节的凸轮轴。
用于生产机动车辆的可调节的凸轮轴——其中,凸轮轴包括至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮,其中,至少一个固定凸轮以旋转固定的方式布置在至少一个外轴部段上,至少一个调节凸轮以旋转固定的方式布置至内轴,该内轴在外轴部段内同中心地延伸——的方法至少包括下述步骤:
-将外轴部段布置在内轴上,
-在内轴的表面上产生表面改型以产生至少一个布置区段,
-将固定凸轮布置在外轴部段的至少一个区段上,以及
-将调节凸轮布置在凸轮轴的布置区段上。
根据本发明的可调节的凸轮轴包括内轴,所述内轴是可调节的并且尤其是能够相对于外轴转动,所述内轴布置成与外轴同中心或同轴。因此,有利地,内轴位于外轴内侧,所述外轴设计成例如管的形式并相应地包括通孔,所述内轴延伸通过该通孔至少一部分。有利地,外轴包括至少一个外轴部段,该至少一个外轴部段因此呈外轴的部段的形式并且相应地形成沿着内轴的纵向轴线未完全延伸的管状部段。可调节的凸轮轴进一步包括至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮。所述固定凸轮以旋转固定的方式布置至外轴并且尤其是布置至外轴部段,而调节凸轮以旋转固定的方式布置至内轴。因此,在外轴相对于内轴旋转时,固定凸轮将相对于调节凸轮转动,使得因此调节凸轮和固定凸轮之间的角度将发生打开(Spreizung)。此处提及的可调节的凸轮轴有利地应用于汽车工程领域,其中,在本发明的上下文中的机动车辆可具体意味着陆路、空中以及水上交通工具。有利地,可调节的凸轮轴能够用于汽车工程领域,并且尤其应用于汽油和柴油发动机领域。可调节的凸轮轴有利地用于使充气循环(Ladungswechsel)最优化并通过可变进气门使得不同的压缩比成为可能;以及可调节的凸轮轴用于减少污染物和CO2的排放。此外,可以想到的是将可调节的凸轮轴用于调节在进气门和排气门之间的可变的气门控制正时设定。有利地,可调节的凸轮轴用于通过基于进气门的特定相移来增加燃烧空间中的充气移动性从而使喷射型发动机中的混合气体形成最优化,以及通过触媒加热(Katheizung)来减少内燃发动机的冷启动阶段的污染排放,例如通过排气门的提早打开。此外,还能够想到的是,使用这样的可调节的凸轮轴有利地通过排气侧可变性来控制诸如颗粒再生过滤器之类的排气再处理系统,或通过相应的排气侧可变性来控制排气涡轮增压系统。
在本发明的上下文中,借助于调节凸轮相对于固定凸轮的打开,可调节的凸轮轴有利地用于使得在气门升程的打开期间能有可变性,使得在固定凸轮和调节凸轮延伸的整个凸轮轮廓的持续打开期间成为可能。气门挺柱元件——例如为凸轮的滚子从动件——在气门升程曲线的第一部分中与凸轮的轮廓相接触,而在过渡点之后,这种接触换至调节凸轮的高原形状轮廓。这样的凸轮轴的位移、尤其是内轴相对于外轴的位移,有利地通过移相器、尤其是双相或双相位移相器而成为可能。
为了使机动车辆的这种复杂的可调节的凸轮轴的结构成为可能,外轴部段有利地布置在内轴上,具体地是推至内轴上。随后适时的,可以在内轴的表面上产生布置区段,内轴的表面被修改或改变。在对内轴的表面进行表面改型以产生布置区段之后,根据本发明,将固定凸轮布置在外轴部段的至少一部分上并且将调节凸轮布置在内轴的布置区段上。
在本发明的上下文中,还能想到的是,上面所提及的步骤还具有关于彼此的顺序上的改变。因此,可以甚至在产生内轴的表面改型之前将固定凸轮本身定位在外轴部段的至少一部分上或连接至外轴部段的至少一部分或布置于外轴部段的至少一部分上。此外,能想到的是,在将外轴部段布置在内轴上之前产生内轴的表面改型。有利地,能想到的是,利用内轴的表面改型将调节凸轮摩擦和/或形状配合和/或粘结连接至凸轮轴,以将调节凸轮,尤其是在内轴的布置区段的区域中,以旋转固定的方式连结至该内轴,使得在内轴相对于外轴的旋转时,扭矩能够传递至调节凸轮,从而使调节凸轮围绕内轴的旋转中心轴线随内轴一致转动。在本发明的上下文中,不管是外轴相对于内轴旋转还是内轴相对于外轴旋转、尤其是固定凸轮是相对于调节凸轮旋转还是调节凸轮相对于固定凸轮旋转,都是没关系的。有利地,为管状部段或中空轴部段形式的外轴部段被推到内轴——其有利地构造成实心轴——上,从而使外轴部段至少部分地包围内轴。于是,内轴被居中地、优选同轴地或同中心地布置在外轴中。
在本发明的上下文中,可以想到的是,借助材料凸起(Materialaufwerfung)来产生表面改型。因此,可以想到的是,内轴的表面被改型成其包括其自身材料尤其是在布置区段中的凸起。这有利地避免了在内轴和/或调节凸轮上额外地布置、引入或连接保持装置或材料——其设计成将调节凸轮连接至内轴。
有利地,可以想到的是借助滚压来产生材料凸起。在滚压工艺中,用滚压体来完成无屑加工,这用于使材料表面光滑以及增强。有利地,例如,滚压工具以这种使得内轴的材料开始流动的力压靠旋转内轴,从而使内轴的材料相应地移位。有利地,这种滚压工艺是通过诸如具有粗糙工作表面的滚压盘之类的工具来实现的。通过这种滚压工艺、尤其在内轴表面上产生材料凸起以产生至少一个布置区段,并且有利地在内轴上产生多个布置区段,内轴的外径因此至少在该布置区域中增大。在产生布置区段或材料凸起之后,如果凸轮被推到内轴上,有利地内轴具有能够供其延伸通过的通孔,结果将是在凸轮和内轴、尤其是内轴的至少在布置区段的具有表面改型的区域中的改型表面之间有至少一个摩擦连接。如果在将固定凸轮推到内轴上并且将固定凸轮连接至外轴部段之前,完成了表面改型、尤其是对内轴表面的滚压,则可以有利地想到固定凸轮本身具有通孔,该通孔在直径上比调节凸轮的通孔的直径大,以从而在不在固定凸轮和内轴之间产生例如摩擦连接的情况下被推过内轴表面的表面改型。然而,还将想到的是,固定凸轮和调节凸轮具有大致相当的通孔直径,在这种情况下,需要在产生内轴的表面改型以及此外有利地被布置在外轴部段上之前,将固定凸轮至少推到内轴上。在本发明的上下文中,可以有利地将固定凸轮以力配合的方式连结至外轴部段、尤其是外轴部段的远端端部。然而,还可以想到的是,通过形状配合和/或粘结连接来完成固定凸轮与外轴部段的布置。有利地,固定凸轮将被推过外轴部段的至少一部分,固定凸轮有利地具有大致对应于外轴部段的外径的通孔直径,以有利地在外轴部段和固定凸轮之间产生压配合连接。然而,还可以想到的是,外轴部段具有插入区域,该插入区域被设计成插入斜面、肩部或凹部或类似的形式。该插入区域有利地用于将固定凸轮通过该插入区域以旋转固定的方式连接至外轴部段。有利地,该插入区域、尤其是该插入区域的一部分,此外其本身还用作限制区域以防止进一步的或无意的将固定凸轮过多地推到外轴部段上。
有利地,可调节的凸轮轴包括至少两个固定凸轮和布置在两个固定凸轮之间的调节凸轮,每个固定凸轮连接至外轴部段,调节凸轮以旋转固定的方式连接至内轴。因此,具有凸轮轮廓的凸轮组件本身由多于一个的固定凸轮和一个调节凸轮构成,即,有利地由至少两个固定凸轮和设置在两个固定凸轮之间的一个调节凸轮构成。因此,可以想到的是,邻近调节凸轮布置另外的固定凸轮,并且邻近另外的固定凸轮在内轴上布置另外的外轴部段,另外的固定凸轮布置在另外的外轴部段上、尤其是以旋转固定的方式连接至外轴部段。可调节的凸轮轴的结构或组件相应地以模块的方式完成,这特别归功于外轴的有利的模块设计——其由至少一个外轴模块以及有利地一个、两个或更多个外轴部段构成。
有利地,凸轮组件的固定凸轮或两个固定凸轮通过力配合或形状配合或者粘结而连接到外轴部段。然而,所述固定凸轮通过力配合和形状配合和粘结而连结到外轴部段也是可以想到的。同样适用于所述调节凸轮和内轴部段的连接,所述调节凸轮可以同样地至少通过压配合或形状配合或者粘结而连接到内轴部段。有利地,然而,所述调节凸轮是通过材料凸起以压配合的方式连接到内轴的。有利地,所述固定凸轮与所述外轴部段之间和所述调节凸轮与内轴之间的摩擦连接使机动车辆的可调节的凸轮轴能够简单经济的制造和组装。
此外,要求保护的是一种机动车辆的可调节的凸轮轴,其包括至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮,所述至少一个固定凸轮以旋转固定的方式布置在外轴部段上,所述至少一个调节凸轮以旋转固定的方式布置至内轴,所述内轴在所述外轴部段内同中心地延伸,其中,所述调节凸轮至少以力配合的方式连接至内轴的沿着所述内轴延伸至少一部分的布置区段,其中,布置区段包括对内轴的表面的表面改型。正如上面已经提到的,外轴部段有利地设计成带有壳面和通孔的管状部段的形式,凸轮轴至少一部分延伸穿过该通孔。内轴有利的是圆柱杆状元件,尤其有利的是实心轴,内轴有至少一部分延伸穿过外轴部段的通孔。在所述可调节的凸轮轴中,调节凸轮可以布置成可以相对于固定凸轮旋转或者移动,以从至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮改变凸轮组件的凸轮组件的凸轮轮廓。调节凸轮以及固定凸轮有利地各自包括一个通孔,内轴的至少一部分延伸穿过该通孔。有利地,固定凸轮包括如下通孔,该通孔定尺寸为使得至少所述外轴部段有一部分也可以延伸穿过这个通孔,或者可以至少有一部分延伸到这个通孔中。有利地,所述调节凸轮放置在两个固定凸轮之间是可以想到的,这两个固定凸轮设计为单一固定凸轮元件或者设计为呈双砧结构设计的组合固定凸轮元件。本发明中的术语双砧设计的意思是所述固定凸轮的如下设计:这两个固定凸轮有一个公共基部区域,通孔延伸穿过该公共基部区域,同时这两个固定凸轮的凸轮举升区域特别设计成彼此保持一个间距。因此,连结在一起的这两个固定凸轮的基部区域之间提供了一个凹部,调节凸轮引入到该凹部中。所述固定凸轮或两个固定凸轮和调节凸轮有利地彼此同中心设置,使得当固定凸轮向调节凸轮的转动或调节凸轮向固定凸轮的转动发生时,这些凸轮围绕着同一轴线转动。有利地,两个固定凸轮和调节凸轮形成一个组合的凸轮轮廓,所述凸轮轮廓可以基于所述固定凸轮和调节凸轮之间的相对转动运动而变化。特别有利地,所述调节凸轮、尤其调节凸轮轮廓与同相应凸轮轮廓相应地相互作用的气门挺柱元件——比如将凸轮轴的转动运动转换为平行移动以控制气门的凸轮随动件——接触,只要调节凸轮相对于固定凸轮被转动并且调节凸轮的凸轮轮廓因此相对于固定凸轮或两个固定凸轮的轮廓被移位或者占据一个变化的位置。
有利地,所述内轴的表面的表面改型是材料凸起,其是借助于例如滚压法产生的。因此,可以想到的是,通过按压布置区段、尤其是通过布置区段中的摩擦连接使所述调节凸轮连接到所述内轴,使得当所述内轴旋转时所述调节凸轮也旋转。
在本发明的上下文中,所述凸轮轴可以包括至少两个外轴部段,其中在每一外轴部段上以旋转固定的方式布置有固定凸轮。因此,所述调节凸轮有利地被所述两个固定凸轮并相应地被连接到所述固定凸轮的外轴部段包围。这样的模块化设计、尤其是所述外轴通过使用独立的外轴部段以及凸轮组件——有利地包括至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮、尤其有利至少两个固定凸轮和安装在这两个固定凸轮之间的一个调节凸轮——的设计,有利地使得可以容易地制造所述可调节的凸轮轴。
在本发明的上下文中,所述外轴部段有至少一个远端壳体表面区域是可以进一步想到的,所述至少一个远端壳体表面区域的外径在尺寸上比其余壳体表面的外径小至少一部分。因此,有利地,所述外轴部段在所述远端中的至少一个远端、有利地在壳体表面区域的两个远端处包括一个插入区域。所述插入区域有利地用于使固定凸轮至少有一部分推到所述外轴部段之上、有利地推到外轴部段的一部分之上。所述插入区域有利地设计成基本持续减小或增大的插入斜面、直径收缩、凹部、肩部或相当的几何形式,由此在插入区域的至少一部分中形成了比其余外轴部段中尺寸更小的外径。此外,可以想到的是,这些多个插入区域或这个插入区域的长度沿外轴部段的纵向方向观察,基本对应于所述固定凸轮的宽度,使得所述固定凸轮能够完全有利地布置、但至少几乎全部布置在插入区域上,并且有利地以旋转固定的方式连接到所述外轴部段。
在本发明的上下文中,可以有利地想到,所述调节凸轮和所述固定凸轮布置成彼此同中心,并且所述固定凸轮的通孔在尺寸上大于所述调节凸轮的通孔。当由至少一个固定凸轮和至少一个调节凸轮构成的整个凸轮组的组件在所述内轴的材料凸起安置在所述内轴上之后被推到所述内轴之上时,这是尤其有利的。有利地,所述调节凸轮的通孔在尺寸上与所述内轴的外径或圆周直径大致相同。另一方面,所述固定凸轮的通孔在尺寸上大于所述内轴的外径或圆周直径、尤其有利地大于材料凸起或滚压部分的外径,以便在装配过程中所述固定凸轮的滚压部分可以越过所述内轴的材料凸起。有利地,所述固定凸轮的通孔至多与外轴部段的外径或圆周直径相同,以便使得所述固定凸轮尤其借助压配合的方式、有利地通过产生摩擦连接而牢固地布置在外轴部段上。归功于在所述固定凸轮与所述外轴部段之间的摩擦连接和所述调节凸轮与所述内轴之间的摩擦连接的使用,一种容易、经济和可靠的制造和耐用的可调节的凸轮轴是可能的。
对于所描述的可调节的凸轮轴,获得了针对根据本发明的第一方面的生产可调节的凸轮轴的方法所描述的所有益处。
附图说明
根据本发明的可调节的凸轮轴的实施方式通过附图将在下面被更详细地进行说明。每幅图均示意性地示出了:
图1以立体图示意性地示出了可调节的凸轮轴的一个实施方式;
图2以截面侧视图示意性地示出了根据本发明的可调节的凸轮轴的一个实施方式;
图3以截面侧视图示意性地示出了如图2中所示的开口C的放大图;
图4以立体图示意性地示出了根据本发明的可调节的凸轮轴的凸轮组件的一个实施方式;
图5以截面侧视图示意性地示出了根据本发明的凸轮轴的凸轮组件的一个实施方式;
图6以立体图示意性地示出了根据本发明的凸轮轴的一个实施方式中的切口,其中,示出了处于第一布置中的凸轮组件,以及
图7以立体图示意性地示出了用于图7中示出的根据本发明的凸轮轴的切口,其中,示出了凸轮组件处于第二布置中。
在图1-7中,具有相同作用以及工作模式的元件每次均配以相同的附图标记。
具体实施方式
图1以立体图示出了根据本发明的可调节的凸轮轴1的一个实施方式。凸轮轴1包括内轴2和两个外轴部段3.1和3.2。每个外轴部段3.1和3.2包括至少一个插入区域10,该插入区域10形成在远端的壳体表面区域12上。如在图1中的示例性实施方式中所示的,固定凸轮7.1、7.2是凸轮组件4.1、4.2的一部分。可以想到的是,凸轮轴1具有多个这样的凸轮组件4.1、4.2。每个凸轮组件4.1、4.2包括第一固定凸轮7.1和第二固定凸轮7.2,且在两个固定凸轮7.1、7.2之间布置有调节凸轮。有利地,内轴2延伸穿过图1中所示的固定凸轮BF的通孔以及延伸穿过调节凸轮8的通孔(此处未示出),并且延伸穿过外轴部段3.1和3.2的相应的通孔(此处未示出)。固定凸轮7.1、7.2以及调节凸轮8的布置将具体在图2和3中进行说明。
图2和图3以侧视图示出了在表示根据本发明的可调节的凸轮轴1的一个实施方式的横截面,图3示出了图2中所示的区域C的放大表示。在图2中示出的并且根据本发明的凸轮轴1的一个实施方式的区段包括至少一个凸轮组件4,至少一个凸轮组件4具有第一固定凸轮7.1和第二固定凸轮7.2以及布置在固定凸轮7.1和7.2之间的调节凸轮8。正如可以从图2和图3中所见的,固定凸轮7.1和7.2的通孔BF包括比调节凸轮8的通孔BV更大的直径。以这种方式,可以有利地在可调节的凸轮轴1的组装期间以预组装条件——即由两个固定凸轮7.1和7.2以及调节凸轮8组成的条件——中将凸轮组件4推到内轴2上,并且可以想到的是内轴2已经经历了表面改型20并且具体地为以滚压过程形式的材料凸起。基于固定凸轮7.1、7.2以及调节凸轮8的孔的不同直径Bv和BF,因此可以确保的是,尤其是当将凸轮组件4推到内轴2上时,第一固定凸轮7.1具体地移动越过表面改型20、尤其是内轴2的材料凸起20,而在凸轮组件4沿着内轴2、尤其是沿着表示箭头方向P的进一步移动期间,在调节凸轮8的通孔Bv的表面与内轴2的材料凸起20或表面改型20之间发生接触。这有利地使得在调节凸轮8与内轴2之间的摩擦连接成为可能。可以想到的是,在将凸轮组件4安装在内轴2上以及将调节凸轮8布置在内轴2的具有表面改型20的布置区段21处之后,有利地,将第一外轴部段3.1和第二外轴部段3.2推到内轴2上。还将想到的是,根据安装方向,第一外轴部段3.1或3.2已经被推到内轴2上、甚至是在放置凸轮组件4之前。
如图2和3中所示,两个外轴部段3.1和3.2在两个远端端部12处、并且尤其是在远端壳体表面区域12处有利地具有插入区域10。该插入区域可以被设计成例如肩部、插入斜面、凹部或狭槽的形式,或者几何上改变壳体表面的可比形式。有利地,外轴部段3.1和3.2的外径、尤其是圆周直径在插入区域10的区域中具有比外轴部段的剩余区域中的(由附图标记Db指示的)直径更小的(由附图标记Da指示的)直径。插入区域10的形状和尺寸或几何构造将不限于本发明上下文中的具体的几何形状。相反地,应当指出的是,插入区域10被设计成有利地确保在固定凸轮7.1和7.2与对应的外轴部段3.1和3.2之间的摩擦连接。有利地,对应的外轴部段3.1或3.2的插入区域10还用于防止过于远的将凸轮组件4或凸轮组件4的固定凸轮7.1或7.2放置或推到外轴部段3.1或3.2上。
在本发明的上下文中,还将想到的是:在内轴2的滚压发生之前、尤其是在内轴2表面处理以产生表面改型20发生之前,将外轴部段3.1或3.2首先推到或安装到内轴2上。相应地,将想到的是:在根据本发明的生产凸轮轴的方法中,首先将第一外轴部段3.1推到内轴2上,其例如被容置在自动凸轮放置机器上的卡盘中。在此之后,内轴2的滚压可以发生以在内轴2的表面上建立材料凸起20。在进一步的步骤中,将会想到的是:将凸轮组件4、优选地为具有穿过或布置在固定凸轮7.1之间的调节凸轮8,安装在内轴2上,从而在第一固定凸轮7.1和第一外轴部段3.1之间以及调节凸轮8和内轴2的表面改型20或材料凸起20之间产生摩擦连接。在进一步的下面的步骤中,将会想到的是:将第二外部轴部段3.2推到内轴2上,并且这足够远以进入到内轴2上的凸轮组件4的区域中,从而具体地,插入区域10以力配合的方式被连接至凸轮组件4的第二固定凸轮7.2。可以想到的是:在外轴部段3.1和3.2与调节凸轮8之间存在空间,以防止外轴部段3.1或3.2与调节凸轮8的接触。有利地,这将在移动期间防止在外轴或外轴部段3.1、3.2与内轴2之间、并且尤其是在固定凸轮7.1、7.2与调节凸轮8之间的摩擦。通过诸如在图3中示出的限制元件9有利地防止了固定凸轮7.1、7.2过于远地推到外轴部段3.1、3.2上。这个限制元件9有利地为插入区域10的一部分,并且包括大致——至少一部分——沿着径向方向延伸的壁。
图4以立体图示出了根据本发明的作为可调节的凸轮轴1的元件的凸轮组件4的实施方式。凸轮组件4包括包围调节凸轮8的第一固定凸轮7.1和第二固定凸轮7.2。调节凸轮8有利地包括与固定凸轮7.1和7.2相同的凸轮轮廓并且同中心地安装至固定凸轮7.1和7.2,从而在调节凸轮8相对于固定凸轮7.1和7.2移动时,能够发生如具体地在图4中所示的凸轮7.1、7.2、8围绕共同旋转轴线D的旋转。有利地,调节凸轮8被设计成能够相对于固定凸轮7.1和7.2移动。如图4中所示,固定凸轮7.1或7.2的通孔BF以及调节凸轮8的通孔Bv均包括——至少一部分——结构表面30或31,该结构表面30或31可以设计成彼此相同或也可以彼此不同。基于这个结构表面30、31,例如如图1-3中所示出的,在固定凸轮7.1、7.2与外轴部段3.1和3.2的表面之间的摩擦连接以及在调节凸轮8与内轴2的表面之间的摩擦连接最优化。固定凸轮7.1和7.2有利地在它们的基部区域7.3中连结在一起,并且因此形成包括两个凸轮轮廓的固定凸轮。固定凸轮关于彼此的这布置在本发明的上下文中还称为双砧(Doppelamboss)。于是,在彼此隔开的单独的固定凸轮7.1和7.2的凸轮轮廓之间形成了凹部,在该凹部中包围有调节凸轮8。然而,还将想到的是:仅布置一个调节凸轮8和一个固定凸轮7.1或7.2。有利地,在这种情况下,至少一个固定凸轮7.1或7.2和/或调节凸轮8能够压配合在套筒(此处未示出)上,并且该套筒是或能够操作性地至少连接至外轴部段3.1或3.2或连接至内轴2,从而有利地利用摩擦连接。
图5以侧视图示意性地示出了表示凸轮组件4的一个实施方式的横截面。图5中示出的凸轮组件4有利地包括第一固定凸轮7.1和第二固定凸轮7.2(此处未示出),在第一固定凸轮7.1和第二固定凸轮7.2之间布置有调节凸轮8。具体地如图5中所示的,调节凸轮8包括通孔Bv,该通孔Bv在尺寸上小于固定凸轮7.1或7.2的通孔BF。固定凸轮7.1或7.2或被设计成双砧的固定凸轮元件能够围绕与调节凸轮8相同的旋转轴线D移动,使得因此固定凸轮7.1、7.2和调节凸轮8关于它们的旋转轴线D被布置成彼此同中心或彼此同轴。此外,调节凸轮8包括间隙11,双砧固定凸轮的基部区域7.3的过渡区域(bergangsbereich)7.4延伸到该间隙11内。基于调节凸轮8的间隙11,调节凸轮8相对于固定凸轮7.1或7.2的旋转是可能的。有利地,这个间隙11还用作将内轴2安装在外轴部段3.1、3.2的至少一个中。
调节凸轮8相对于固定凸轮7.1和7.2的移动或转动运动、并且尤其是凸轮组件4的移动有利地在图6和7中示出。因此,图6以立体图示意性地示出了根据本发明的凸轮轴1的实施方式的切口,其中凸轮组件4处于第一布置(Positionierung)中,其中调节凸轮8相对于固定凸轮7.1或7.2没有经历旋转运动。因此,凸轮组件4呈现平坦的凸轮轮廓。在内轴2相对于外轴或外轴部段3.1或3.2旋转运动时,调节凸轮8相对于固定凸轮7.1或7.2的旋转运动也因此发生。以这样的方式,正如尤其在图7中所示的,凸轮组件4经历了调节凸轮8相对于固定凸轮7.1和7.2的打开。基于这种打开,整个凸轮组件4的凸轮轮廓因此而改变,挺柱元件由此控制进气门和/或排气门的设置或调节。
有利地,根据本发明的用于生产可调节的凸轮轴的方法以及有利地用本发明的方法生产的根据本发明的机动车辆的可调节的凸轮轴将使得可调节的凸轮轴的生产或制造和组装能够以更加简单以及更加经济的方式进行。因此,有利地,不再需要布置诸如销之类的连接组件用以将内轴连接至调节凸轮。此外,有利地,应该被提及的是:根据本发明的方法使得以简单的布置来实现可调节的凸轮轴的生产或组装成为可能,使得单独元件(即内轴和外轴部段)、具有固定凸轮和调节凸轮的凸轮组件能以通常的布置来安装成为可能。这有利地防止了中间工件的昂贵和费时的运输,并且避免了对半组装凸轮轴和预组装凸轮轴产生破坏。此外,有利的是,能够借助根据本发明的方法来安装磨光的(geschliffene)凸轮、尤其是磨光的固定凸轮和磨光的调节凸轮。
附图标记列表
1 凸轮轴
2 内轴
3.1 第一外轴部段
3.2 第二外轴部段
4.1 第一凸轮组件
4.2 第二凸轮组件
4 凸轮组件
7.1 第一固定凸轮
7.2 第二固定凸轮
7.3 基部区域
7.4 过渡区域
8 调节凸轮
9 限制元件
10 插入区域
11 间隙
12 远端端部/远端壳体表面区域
20 表面改型/材料凸起
21 布置区段
30 固定凸轮的结构表面
31 调节凸轮的结构表面
BF 固定凸轮的通孔
BV 调节凸轮的通孔
D 旋转轴线
Da 远端壳体表面区域的外径
Db 其余壳体表面的外径
P 箭头方向

Claims (10)

1.一种用于生产机动车辆的可调节的凸轮轴(1)的方法,其中,所述凸轮轴(1)包括至少一个固定凸轮(7.1、7.2)和至少一个调节凸轮(8),所述至少一个固定凸轮(7.1、7.2)以旋转固定的方式布置在至少一个外轴部段(3.1、3.2)上,所述至少一个调节凸轮(8)以旋转固定的方式布置至内轴(2),所述内轴(2)在所述外轴部段(3.1、3.2)内同中心地延伸,所述方法至少包括以下步骤:
将外轴部段(3.1、3.2)布置在所述内轴(2)上;
在所述内轴(2)的表面上产生表面改型(20)以产生至少一个布置区段(21);
将所述固定凸轮(7.1、7.2)布置在所述外轴部段(3.2、3.2)的至少一个区段上;以及
将所述调节凸轮(8)布置在所述内轴(2)的所述布置区段(21)上。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述表面改型(20)是通过材料凸起产生的。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述材料凸起是通过滚压产生的。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,
邻近所述调节凸轮(8)布置另外的固定凸轮(7.1、7.2),并且邻近所述另外的固定凸轮(7.1、7.2)在所述内轴(2)上布置另外的外轴部段(3.1、3.2),所述另外的固定凸轮(7.1、7.2)布置在所述另外的外轴部段(3.1、3.2)上。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,
所述固定凸轮(8)至少以力配合或形状配合或牢固粘结的方式连接至所述外轴部段(3.1、3.2)。
6.一种机动车辆的可调节的凸轮轴(1),其中,所述凸轮轴包括至少一个固定凸轮(7.1、7.2)和至少一个调节凸轮(8),所述至少一个固定凸轮(7.1、7.2)以旋转固定的方式布置在外轴部段(3.1、3.2)上,所述至少一个调节凸轮(8)以旋转固定的方式布置至内轴(2),所述内轴(2)在所述外轴部段(3.1、3.2)内同中心地延伸,其中,所述调节凸轮(8)至少以力配合的方式连接至所述内轴(2)的沿着所述内轴(2)延伸至少一部分的布置区段(21),其中,所述布置区段(21)包括所述内轴(2)的表面的表面改型(20)。
7.根据权利要求6所述的可调节的凸轮轴(1),其特征在于,
所述调节凸轮(8)放置在两个固定凸轮(7.1、7.2)之间,所述两个固定凸轮(7.1、7.2)设计为单一固定凸轮元件或设计为呈双砧结构设计的组合固定凸轮元件。
8.根据前述权利要求6或7中的至少一项所述的可调节的凸轮轴(1),其特征在于,
所述凸轮轴(1)包括至少两个外轴部段(3.1、3.2),在所述至少两个外轴部段(3.1、3.2)的每个外轴部段上均以旋转固定的方式布置有固定凸轮(7.1、7.2)。
9.根据前述权利要求6至8中的至少一项所述的可调节的凸轮轴(1),其特征在于,
所述外轴部段(3.1、3.2)包括至少一个远端壳体表面区域(12),所述至少一个远端壳体表面区域(12)的外径(Da)在尺寸上比其余壳体表面的外径(Db)小至少一部分。
10.根据前述权利要求6至9中的至少一项所述的可调节的凸轮轴(1),其特征在于,
所述调节凸轮(8)和所述固定凸轮(7.1、7.2)布置成彼此同中心,并且所述固定凸轮(7.1、7.2)的通孔(BF)在尺寸上大于所述调节凸轮(8)的通孔(Bv)。
CN201580057377.3A 2014-10-24 2015-09-30 用于生产可调节的凸轮轴的方法和可调节的凸轮轴 Pending CN107075978A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014015649.4A DE102014015649A1 (de) 2014-10-24 2014-10-24 Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle und verstellbare Nockenwelle
DE102014015649.4 2014-10-24
PCT/EP2015/072588 WO2016062511A1 (de) 2014-10-24 2015-09-30 Verfahren zum herstellen einer verstellbaren nockenwelle und verstellbare nockenwelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107075978A true CN107075978A (zh) 2017-08-18

Family

ID=54199699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580057377.3A Pending CN107075978A (zh) 2014-10-24 2015-09-30 用于生产可调节的凸轮轴的方法和可调节的凸轮轴

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170314427A1 (zh)
EP (1) EP3209869A1 (zh)
JP (1) JP2017535711A (zh)
KR (1) KR20170072910A (zh)
CN (1) CN107075978A (zh)
DE (1) DE102014015649A1 (zh)
WO (1) WO2016062511A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107476840A (zh) * 2017-09-22 2017-12-15 绵阳深度数控科技有限公司 凸轮轴装配结构和凸轮轴装配工艺

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114584A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-19 Thyssenkrupp Ag Ventiltriebsystem für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307708A (en) * 1991-07-03 1994-05-03 Etablissement Supervis Camshaft for controlling valves in internal combustion engines
US5664463A (en) * 1993-03-03 1997-09-09 Amborn; Peter Camshaft assembly with shaft elements positioned one inside the other and method of producing same

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT9020789A1 (it) * 1989-07-04 1991-01-05 Gkn Automotive Ag Albero a camme
JP3189058B2 (ja) * 1990-11-19 2001-07-16 日本ピストンリング株式会社 嵌合部材にシャフトを圧入してなる機械要素及びその製造方法
DE19757504B4 (de) 1997-12-23 2005-03-31 Daimlerchrysler Ag Gebaute Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine
US5862783A (en) * 1998-03-12 1999-01-26 Lewis; Henry E. Variable angle camshaft
DE19918230C2 (de) * 1999-04-22 2001-06-28 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Herstellen eines aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung bestehenden, rohrförmigen Rohlings einer Zylinderlaufbüchse
DE102004056191B4 (de) * 2004-11-20 2008-08-28 Mahle Ventiltrieb Gmbh Nockenwelle für insbesondere Kraftfahrzeugmotoren
DE102005031241A1 (de) * 2005-07-01 2007-01-04 Fev Motorentechnik Gmbh Variabler Ventiltrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine
DE102007042053A1 (de) * 2007-09-05 2009-03-12 Mahle International Gmbh Kolbenmotor
US8061318B2 (en) * 2007-09-27 2011-11-22 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for continuously variable differential phasing of engine valve operation
WO2009049402A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Magna Powertrain Inc. Concentric phaser camshaft and a method of manufacture thereof
DE102009041426A1 (de) * 2009-09-16 2011-05-19 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Nockenwelle mit variierbarer Ventilöffnungsdauer
DE102011077532A1 (de) * 2011-06-15 2012-12-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phasenverstelleinrichtung einer Nockenwelle für eine Verbrennungskraftmaschine
JP5426626B2 (ja) * 2011-09-03 2014-02-26 本田技研工業株式会社 開弁特性可変型内燃機関
CN103375212B (zh) * 2012-04-26 2016-12-28 日立汽车系统株式会社 内燃机的可变气门装置
KR102008680B1 (ko) * 2013-12-20 2019-08-08 현대자동차 주식회사 캠샤프트-인-캠샤프트 조립용 지그 장치
DE102014107798A1 (de) * 2013-12-20 2015-06-25 Hyundai Motor Company Nockenwelle-in-Nockenwelle-Vorrichtung eines Systems mit variabler Ventilöffnungsdauer
DE102014202439A1 (de) * 2014-02-11 2015-08-13 Mahle International Gmbh Brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307708A (en) * 1991-07-03 1994-05-03 Etablissement Supervis Camshaft for controlling valves in internal combustion engines
US5664463A (en) * 1993-03-03 1997-09-09 Amborn; Peter Camshaft assembly with shaft elements positioned one inside the other and method of producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107476840A (zh) * 2017-09-22 2017-12-15 绵阳深度数控科技有限公司 凸轮轴装配结构和凸轮轴装配工艺

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016062511A1 (de) 2016-04-28
EP3209869A1 (de) 2017-08-30
KR20170072910A (ko) 2017-06-27
DE102014015649A1 (de) 2016-04-28
JP2017535711A (ja) 2017-11-30
US20170314427A1 (en) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4088276B2 (ja) 内燃機関のためのバルブ駆動装置
US9103243B2 (en) Valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine having a double-supported cam carriers
US8495980B2 (en) Adjustable camshaft arrangement
CN102061957B (zh) 用于内燃机的可变阀操作系统
CN110192008A (zh) 气门正时调整装置
CN104033203B (zh) 多级可变气门升程装置
CN202810984U (zh) 内燃机的气门驱动装置
US8833202B2 (en) Dual camshaft structure and method for assembling dual camshaft structure
US7597078B2 (en) Camshaft
CN102359402A (zh) 用于内燃机的换气门的可变气门控制或调节的装置
CN202718723U (zh) 在内燃机的气门驱动装置中使用的滑动凸轮系统
CN102536374B (zh) 内燃机的可变配气装置
EP1557540B1 (en) Valve system for internal combustion engine
US20080236526A1 (en) Valve actuating mechanism for an internal combustion engine, and cylinder head incorporating same
CN107075978A (zh) 用于生产可调节的凸轮轴的方法和可调节的凸轮轴
CN105971683A (zh) 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
CN109404083A (zh) 用于可变的阀门传动机构的力传递装置
CN103717848B (zh) 用于气门传动装置的凸轮元件及其制造方法
CN103256088A (zh) 内燃机的可变气门装置
JP2019194443A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
CN102892979A (zh) 内燃机的气门装置
CN107208507A (zh) 用于在模块体中组装凸轮轴的方法
CN106640250A (zh) 凸轮和控制轴套嵌共轴的全可变气门正时和升程装置
CN104295332A (zh) 一种带vvt油路的组合式凸轮轴
CN107448251A (zh) 内燃机的可变气门传动装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170818