凸輪軸和制造凸輪軸的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種凸輪軸，包括具有縱軸(L)的軸(1)和至少一個(gè)滑動(dòng)凸輪組件(2)，其中滑動(dòng)凸輪組件(2)不可旋轉(zhuǎn)但可軸向推移地布置在軸(1)上，其中在軸(1)和滑動(dòng)凸輪組件(2)之間布置防止旋轉(zhuǎn)的裝置(3)，其中防止旋轉(zhuǎn)的裝置(3)具有在滑動(dòng)凸輪組件(2)中面向軸(1)的凹口(33)，在軸(1)中面向滑動(dòng)凸輪組件的平坦部(31)，以及布置在平坦部(31)和凹口(33)之間的中間元件(32)，其中平坦部(31)具有面對(duì)中間元件(32)的平坦面(311)，并且中間元件(32)具有面對(duì)平坦部(31)的平坦的第一表面(321)，其中凹口(33)具有面對(duì)中間元件(32)的平坦底面(331)，并且中間元件(32)具有面對(duì)凹口(33)的平坦的第二表面(322)，其中面(311)，第一表面(321)，第二表面(322)和底面(331)彼此平面平行地布置，本發(fā)明專利技術(shù)還涉及根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)的凸輪軸的制造方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】凸輪軸和制造凸輪軸的方法
本專利技術(shù)涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的凸輪軸以及一種根據(jù)權(quán)利要求14的前序部分的用于制造凸輪軸的方法。
技術(shù)介紹
凸輪軸尤其包括軸和至少一個(gè)滑動(dòng)凸輪組件。滑動(dòng)凸輪組件可軸向移動(dòng)，但以旋轉(zhuǎn)固定的方式容納在凸輪軸上。為此目的，提供了一種用于扭矩傳遞連接的裝置。帶有滑動(dòng)凸輪組件的凸輪軸用于改變內(nèi)燃機(jī)的氣門升程，并且根據(jù)滑動(dòng)凸輪組件在主軸上的軸向位置，用于氣門控制的接觸元件可以與在滑動(dòng)凸輪組件上彼此相鄰形成的不同凸輪輪廓相互作用。這里，升程信息存儲(chǔ)在特定的凸輪輪廓中，并且可以包括例如不同大小的氣門升程或所謂的用于氣缸停用的零升程。為了軸向調(diào)節(jié)滑動(dòng)凸輪組件，其除了凸輪輪廓之外還包括調(diào)節(jié)元件，調(diào)節(jié)元件中接合有調(diào)節(jié)部件，該調(diào)節(jié)部件以固定的方式布置在用于容納凸輪軸的容納主體中。例如從DE102014111383A1中已知這種凸輪軸。作為扭矩傳遞連接的裝置，在DE102014111383A1中提出了長(zhǎng)形的滾針軸承元件，其圓形橫截面的第一部分位于滑動(dòng)凸輪組件通道中的縱向凹槽中，而該同一橫截面的第二部分位于主軸外側(cè)的縱向凹槽中。盡管前述解決方案具有許多積極的方面，但是必須注意大量必要的公差，這會(huì)使制造過(guò)程昂貴且復(fù)雜并且因此成本高昂。從DE102013218908A1中已知另一種滑動(dòng)凸輪系統(tǒng)。這里說(shuō)明了一種滑動(dòng)凸輪，其可旋轉(zhuǎn)且軸向可移動(dòng)地安裝在主軸上，并且主軸和滑動(dòng)凸輪之間的扭矩傳遞通過(guò)布置在滑動(dòng)凸輪中并基本上切向?qū)R的橫向銷進(jìn)行，該橫向銷與主軸上的帶動(dòng)平面相連接。可以預(yù)料，在該系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力的不均勻分布，因?yàn)闄M向銷的接觸面朝向主軸逐漸變細(xì)。這可能導(dǎo)致軸向位移性受損。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
由此產(chǎn)生了本專利技術(shù)，其目的在于，提出一種改進(jìn)的凸輪軸，特別是提出一種凸輪軸，該凸輪軸在制造過(guò)程中的公差較小，并且可以確保滑動(dòng)凸輪組件的軸向位移容易。根據(jù)本專利技術(shù)，該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征部分的特征的凸輪軸來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使得-平坦部具有面對(duì)中間元件的平坦的面，并且中間元件具有面對(duì)平坦部的平坦的第一表面，其中-凹口具有面對(duì)中間元件的平坦的底面，并且中間元件具有面對(duì)凹口的平坦的第二表面，其中-面，第一表面，第二表面和底面彼此平面平行地布置，上面概述的缺點(diǎn)可以得以克服或至少減少。由于一致的平面和平面平行的表面，可以期待均勻的表面壓力。在理想情況下，不會(huì)出現(xiàn)線壓力或點(diǎn)壓力。就此，得到了可以確保良好的軸向位移性的有利條件。此外，就生產(chǎn)技術(shù)而言，用于防止旋轉(zhuǎn)的裝置非常簡(jiǎn)單。軸和滑動(dòng)凸輪組件中的平坦面可以以簡(jiǎn)單的方式生產(chǎn)，例如通過(guò)表面研磨，銑削或壓制。中間元件，理想地是簡(jiǎn)單的矩形長(zhǎng)方體，在生產(chǎn)技術(shù)方面也易于制造。所提出的本專利技術(shù)的其他有利的構(gòu)造尤其從從屬權(quán)利要求的特征中得出。各個(gè)權(quán)利要求的主體或特征原則上可以根據(jù)需要彼此組合。在本專利技術(shù)的一種有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，滑動(dòng)凸輪組件構(gòu)造為空心圓柱體并且具有面向軸的內(nèi)壁，其中凹口布置在內(nèi)壁中。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，將凹口設(shè)計(jì)成具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的凹槽，其中這些側(cè)面尤其平行于縱軸并且尤其垂直于或略微傾斜于凹口的底面。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，平坦部具有第一端面和第二端面，其中所述端面尤其橫向并且在徑向方向上垂直于或傾斜于平坦部的面。端面尤其提供所插入的中間元件的軸向固定。根據(jù)制造工藝，例如通過(guò)壓制使端面傾斜，或通過(guò)切削加工，使端面垂直于縱軸取向。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，平坦部在周向上無(wú)縫地過(guò)渡到軸的外輪廓中和/或軸的外輪廓在周向上無(wú)縫地過(guò)渡到平坦部中，尤其是平坦部沒(méi)有側(cè)面。由于認(rèn)為扭矩僅或至少主要通過(guò)平坦面?zhèn)鬟f，因此平坦部?jī)?yōu)選地不設(shè)計(jì)為凹槽或長(zhǎng)形孔。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，以其縱軸為中心點(diǎn)，圓形軸的正割線位于平坦部的表面上，和/或以其縱軸L為中心點(diǎn)，圓形軸的切線或外部線位于凹口的底面中。前述幾何關(guān)系最終更詳細(xì)地描述了平坦部的表面與凹口的底面的定向。通過(guò)凸輪軸的這種構(gòu)造有利地使得可以將凸輪組件連接到軸上，因?yàn)槠教共康谋砻鎯?yōu)選地總是在軸中，即，在其他部分的外輪廓之下，并且凹口的底面優(yōu)選地總是在軸的外部，即，在軸的其他部分的外部輪廓之上。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，中間元件構(gòu)造為板狀的物體，其具有第一表面，第二表面，第一端面和第二端面以及第一側(cè)面和第二側(cè)面。進(jìn)一步提到的面也可以被設(shè)計(jì)成平坦的。相應(yīng)對(duì)立的表面也可以是平面平行的。優(yōu)選地得到了矩形的形狀并且因此得到了易于制造的長(zhǎng)方體作為中間元件。面之間的過(guò)渡，即中間元件的邊緣，可以設(shè)置有半徑或倒角。就生產(chǎn)技術(shù)而言，這種過(guò)渡也很容易處理。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，在凸輪軸的加載狀態(tài)下，平坦部的面貼靠在中間元件的第一表面上，和/或中間元件的第二表面貼靠在凹口的底面上。“理論上”，這些面在沒(méi)有負(fù)載的情況下并不貼靠，因?yàn)椴考g一定的縫隙對(duì)于移動(dòng)凸輪是有利的。當(dāng)然，實(shí)踐中，這些元件彼此接觸以處于靜態(tài)的確定狀態(tài)。只有在施加扭矩時(shí)才發(fā)生部件的特性接觸。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，中間元件的側(cè)面與凹口的側(cè)面相對(duì)，和/或中間元件的端面與平坦部的端面相對(duì)。原則上，在上述側(cè)面或端面之間不傳遞力。可能的接觸只是防止中間元件打滑。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，平坦部的面，中間元件的第一表面，中間元件的第二表面和凹口的底面具有共同的垂直線，該垂直線與縱軸成直角地延伸。因此，優(yōu)選地，前述面不僅平面平行對(duì)齊，而且具有共同的垂直線，該垂直線又垂直于縱軸。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，中間元件的寬度大于中間元件的厚度，和/或中間元件具有最小厚度，該最小厚度對(duì)應(yīng)于平坦部從在平坦部處的軸外徑到平坦部的面的最大深度。換句話說(shuō)，中間元件總是在平坦部處與軸的圓周輪廓重疊。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，中間元件分段地構(gòu)造，尤其是第二表面具有在第二表面中橫向于中間元件的縱向的缺口。這種措施使得凸輪軸的制造更容易，使得中間元件可以被推入平坦部和滑動(dòng)凸輪組件之間的間隙中，尤其是滑動(dòng)凸輪組件的凹口中。在本專利技術(shù)的另一有利的實(shí)施形式中可以規(guī)定，根據(jù)本專利技術(shù)的凸輪軸配備有兩個(gè)或更多個(gè)用于防止在軸的軸向位置上旋轉(zhuǎn)的裝置。兩個(gè)平坦部和兩個(gè)中間元件用于力傳遞的對(duì)稱布置是有利的，這特別地促進(jìn)了旋轉(zhuǎn)性能，并且優(yōu)選地，可以簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)制造工藝，特別是如果平坦部是通過(guò)成型制造的。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提出一種用于根據(jù)本專利技術(shù)的凸輪軸的有利的制造方法。根據(jù)本專利技術(shù)，該目的通過(guò)具有權(quán)利要求14的特征部分的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所提出的本專利技術(shù)的其他有利的構(gòu)造尤其從從屬權(quán)利要求的特征中得出。各個(gè)權(quán)利要求的主體或特征原則上可以任意地彼此組合。附圖說(shuō)明根據(jù)以下參考附圖對(duì)優(yōu)選示例性實(shí)施例的說(shuō)明，清楚地示出了本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。圖中：圖1以透視圖示出了根據(jù)本專利技術(shù)的凸輪軸，該凸輪軸具有部分切開(kāi)的用于防止旋轉(zhuǎn)的裝置；本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.凸輪軸，所述凸輪軸包括具有縱軸線(L)的軸(1)和至少一個(gè)滑動(dòng)凸輪組件(2)，其中所述滑動(dòng)凸輪組件(2)不可旋轉(zhuǎn)但可軸向推移地布置在該軸(1)上，其中在軸(1)和滑動(dòng)凸輪組件(2)之間布置有防止旋轉(zhuǎn)的裝置(3)，其中所述防止旋轉(zhuǎn)的裝置(3)具有在滑動(dòng)凸輪組件(2)中面向軸(1)的凹口(33)，在軸(1)中面向滑動(dòng)凸輪組件的平坦部(31)，以及布置在平坦部(31)和凹口(33)之間的中間元件(32)，其特征在于，/n-平坦部(31)具有面對(duì)中間元件(32)的平坦的面(311)，并且中間元件(32)具有面對(duì)平坦部(31)的平坦的第一表面(321)，其中/n-凹口(33)具有面對(duì)中間元件(32)的平坦的底面(331)，并且中間元件(32)具有面對(duì)凹口(33)的平坦的第二表面(322)，其中/n-所述面(311)，第一表面(321)，第二表面(322)和底面(331)彼此平面平行地布置。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】20180514 DE 102018207438.01.凸輪軸，所述凸輪軸包括具有縱軸線(L)的軸(1)和至少一個(gè)滑動(dòng)凸輪組件(2)，其中所述滑動(dòng)凸輪組件(2)不可旋轉(zhuǎn)但可軸向推移地布置在該軸(1)上，其中在軸(1)和滑動(dòng)凸輪組件(2)之間布置有防止旋轉(zhuǎn)的裝置(3)，其中所述防止旋轉(zhuǎn)的裝置(3)具有在滑動(dòng)凸輪組件(2)中面向軸(1)的凹口(33)，在軸(1)中面向滑動(dòng)凸輪組件的平坦部(31)，以及布置在平坦部(31)和凹口(33)之間的中間元件(32)，其特征在于，
-平坦部(31)具有面對(duì)中間元件(32)的平坦的面(311)，并且中間元件(32)具有面對(duì)平坦部(31)的平坦的第一表面(321)，其中
-凹口(33)具有面對(duì)中間元件(32)的平坦的底面(331)，并且中間元件(32)具有面對(duì)凹口(33)的平坦的第二表面(322)，其中
-所述面(311)，第一表面(321)，第二表面(322)和底面(331)彼此平面平行地布置。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪軸，其特征在于，滑動(dòng)凸輪組件(2)構(gòu)造為空心圓柱體并且具有面向軸(1)的內(nèi)壁(23)，其中凹口(33)布置在內(nèi)壁(23)中。


3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的凸輪軸，其特征在于，凹口(33)設(shè)計(jì)成具有第一側(cè)面(332)和第二側(cè)面(333)的凹槽，其中這些第一和第二側(cè)面(332,333)尤其平行于縱軸線(L)并且尤其垂直于或傾斜于凹口(33)的底面(331)。


4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的凸輪軸，其特征在于，平坦部(31)具有第一端面(312)和第二端面(313)，其中所述第一和第二端面(312,313)尤其橫向并且在徑向方向上垂直于或傾斜于平坦部(31)的面(311)。


5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的凸輪軸，其特征在于，平坦部(31)在周向上無(wú)縫地過(guò)渡到軸(1)的外輪廓中，和/或軸的外輪廓在周向上無(wú)縫地過(guò)渡到平坦部中，尤其是平坦部(31)沒(méi)有側(cè)面。


6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的凸輪軸，其特征在于，中間元件(32)構(gòu)造為板狀的物體，其具有第一表面(321)，第二表面(322)，第一端面(323)和第二端面(324)以及第一側(cè)面(325)和第二側(cè)面(326)。


7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的凸輪軸，其特征在于，在凸輪軸的加載狀態(tài)下，平坦部(31)的面(311)貼靠在中間元件(32)的第一表面(321)上，和/或中間元件(32)的第二表面(322)貼靠在凹口(33)的底面(331)上。


8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的凸輪軸，其特征在于，中間元件(32)的側(cè)面(325,326)與凹口(33)的側(cè)面...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：延斯·舍爾默，馬賽爾·魏道爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蒂森克虜伯普利斯坦技術(shù)中心股份公司，蒂森克虜伯股份公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：列支敦士登;LI