升程可变的换气阀传动机构的凸轮轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的升程能变化的换气阀传动机构的凸轮轴。所述凸轮轴包括承载轴和凸轮件，所述凸轮件抗转动地且能轴向移动地支承在承载轴上并且所述凸轮件具有:至少两个直接相邻的具有不同升程的凸轮的至少一个第一凸轮组；和轴向滑槽，用于在承载轴上移动凸轮件的操纵元件能够耦联到轴向滑槽中；以及在第一凸轮组和轴向滑槽之间伸展的轴颈，在所述轴颈上容纳有在内燃机的凸轮轴支承部位中转动地支承凸轮件的滚动轴承。
【背景技术】
[0002]具有这种凸轮轴的通常称作为滑动凸轮阀传动机构的换气阀传动机构从DE 102009 030 373 Al中已知。借助在发动机缸的两个入口阀或出口阀之间的中央的轴颈来支承的凸轮件包括两个具有各三个凸轮的相同的凸轮组和一个端侧的轴向滑槽，两个用于将凸轮件移动到三个轴向位置中的操纵销能够选择性地耦联到所述轴向滑槽中。该文献除了流体动力的滑动支承之外替选地提出用于凸轮件的滚动支承。
[0003]尽管三级的升程可变性，已知的阀传动机构轴向极其紧凑地构成。这通过如下方式实现:当凸轮暂时没有活动的话，邻接于轴颈的凸轮能够降入凸轮轴支承部位中。对此的几何前提是，转动轴承的相应的尺寸设计，所述转动轴承的直径必须大于降入其中的凸轮的环绕圆。然而，在凸轮件滚动支承的情况下，所述尺寸设计会产生径向不期望大构成的凸轮轴支承部位。
【发明内容】
[0004]本发明基于如下目的，改进开始所述类型的凸轮轴，使得尽管存在凸轮件的滚动支承而径向尽可能紧凑的结构方式是可行的。
[0005]所述目的通过如下方式实现:滚动轴承的内工作轨道通过轴颈形成，所述滚动轴承的外工作轨道通过一件式的轴承环形成，并且凸轮件和轴承环具有如下几何特征:
[0006]a) Ii1Ch2
[0007]b) max {rM；r GK+hJ <rL<rGK+h2
[0008]c) rL<rAK
[0009]在此:
[0010]Ii1 =第一凸轮轴组的邻接于轴颈的一个凸轮的升程
[0011]h2 =第一凸轮组的另一个凸轮的升程
[0012]Γηκ =第一凸轮组的凸轮的共同的包络圆半径
[0013]reK =第一凸轮组的凸轮的基圆半径
[0014]IY=外工作轨道的半径
[0015]rffi =轴向滑槽的环绕半径。
[0016]所述几何关系实现:外工作轨道的半径4小于大的升程h 2的环绕半径r ?+匕并且一件式的轴承环因此越过凸轮能够安装在轴颈上。进行安装使得轴承环首先在相对于凸轮件的转动轴线偏心的位置中串到凸轮上并且随后在轴颈的区域中在滚动体上定心。滚动体优选保持在滚动轴承罩中，所述滚动轴承罩在环周上是敞开的并且在安装轴承环之前在弹性展开的状态下安装在轴颈上。替选地，也能够使用多件式的罩。
[0017]即使在不可变的滚动支承的标准凸轮轴中也能够使用本发明。
【附图说明】
[0018]从下面的描述和从附图中得出本发明的其他的特征，在所述附图中阐述上述几何关系并且以实施例详细阐述。只要不另作说明，在此相同的或功能相同的特征或构件就设有相同的附图标记。三位数的附图标记的百位数表示附图的编号。其示出:
[0019]图1示出已知的升程可变的换气阀传动机构；
[0020]图2示出根据本发明的凸轮件的第一实施例的立体图；
[0021]图2a_e以轴承环的不同的安装位置示出第一凸轮件；
[0022]图3示出根据本发明的凸轮件的几何形状的根据图2的示意图A ;
[0023]图4示出根据本发明的凸轮件的第二实施例的立体图；
[0024]图4a_f在轴承环的不同的安装位置中示出图4中的第二凸轮件；
[0025]图5示出根据本发明的凸轮件的第三实施例的纵截面图；
[0026]图6示出根据本发明的凸轮件的第四实施例的纵截面图；
[0027]图7示出根据本发明的凸轮件的第五实施例的纵截面图。
【具体实施方式】
[0028]从图1开始阐述本发明，所述图1示出内燃机的三级升程可变的换气阀传动机构。已知的阀传动机构的基础的工作原理能够如下总结:常规刚性构成的凸轮轴通过具有外装齿部的承载轴I和凸轮件102的凸轮轴取代，所述凸轮件一一对应于内燃机的缸数一一抗转动地设置在所述承载件上且在三个轴向位置之间可移动地设置。每个凸轮件具有两个相同组的直接相邻的凸轮103至105，所述凸轮在基圆半径相同的情况下具有不同的升程。凸轮抓取经由将凸轮升程选择性地传递到换气阀7上的滚动摇臂6进行。
[0029]凸轮件102在承载轴I上的需要用于与工作点相关地激活相应的凸轮103、104或105的移动经由槽形的轴向滑槽108进行，根据凸轮件的当前的轴向位置，电磁执行器(未示出)的两个销形的操纵元件9、10中的一个耦联到所述轴向滑槽中，以便在凸轮的整个基圆相位之内移动凸轮件。锁定设备用于在轴向位置中稳定凸轮件，所述锁定设备(在此不可见)在承载轴I的内部中伸展并且锁止到所述凸轮件的内部中。
[0030]为了将凸轮轴径向地支承在内燃机中，凸轮件102在这两个凸轮组之间设有轴颈111，所述轴颈转动地支承在凸轮轴支承部位12中，所述凸轮轴支承部位位置固定地且缸中央地设置在内燃机中。所述凸轮轴支承部位是具有旋拧上的在此未示出的轴承盖的分开的凸轮轴支承部位。示出轴颈在凸轮轴支承部位中的流体动力的滑动支承，其中支承已知地也能够构成为滚动支承。
[0031]图2示出用于两级升程可变的换气阀传动机构的凸轮件202的第一实施例，其中凸轮件的轴颈211根据本发明由滚动轴承213包围。与在图1中的已知的凸轮件102不同，远离轴向滑槽208地设置的第一凸轮组的凸轮升程定向成，使得邻接于轴颈的一个凸轮203的升程h/j、于另一个凸轮204的升程h 2。于是，对于第一凸轮组适用如下关系:
[0032]a) Ii1A2 (也见图 3)
[0033]剖开的且极度简化示出的滚动轴承213是具有固持在罩处的滚针214的滚针轴承，所述滚针的内工作轨道215通过轴颈211形成并且所述滚针的外工作轨道216通过拉动到凸轮件202上的一件式的轴承环217形成。塑料滚针保持架218结合固持在其中的滚针在下面称作为滚针环圈19、即在图2中设有附图标记219。轴承环217的宽度大致是滚针214的长度的双倍大，所述滚针根据凸轮件的轴向位置或者在固定在内燃机中的轴承环的轴向的工作轨道半部中或者在另外的轴向的工作轨道半部中滚动。
[0034]图3阐述凸轮件202 (凸轮件402至702与此相应)处的几何的半径比或直径比，所述凸轮件根据图2中的视角A投影到纸面中。这两个凸轮203和204具有半径为的共同的包络圆，所述包络圆包围所述凸轮的这两个不同的升程hjPh2和相同的基圆半径rGKo然而在所示出的情况下，较小的升程Ii1关于其角位置不完全地在较大的升程1!2之内伸展，并且围绕凸轮轴轴线20转动的凸轮203的环绕半径！^+!^大于共同的包络圆半径rHK。为了安装轴承环217而尽可能小的外工作轨道216的半径现在通常是这两个半径r
和rHK的较大的数值，使得还适用如下关系:
[0035]bl)max {rM；r ^h1} < rL
[0036]另一方面为了将具有滚针轴承213的凸轮件202的径向结构空间保持得尽可能小，还适用如下关系，借此外工作轨道半径4小于较大的凸轮204围绕凸轮轴轴线20的环绕半径:
[0037]b2) rL< r GK+h2
[0038]对于在根据图3的凸轮几何形状中的外工作轨道半径的示例计算为:
[0039]从
[0040]rGK: 15.0mm
[0041]1^:6.4mm
[0042]h2:ll.3mm
[0043]得到
[0044]rM:2