[发明专利]可调节的凸轮轴排布

说明书

本发明涉及用于传动，尤其是用于汽车发动机的凸轮轴排布。该凸轮轴排布包括一个在另一个内同轴地安装的两个轴，其中内轴与空心的外轴被安装成可彼此相对地旋转。这两个轴上分别承载多个凸轮，其中，外轴上所承载的外轴凸轮抗扭地装配在外轴上，于此同时，内轴上所承载的内轴凸轮抗扭地装配在内轴上。当内轴和外轴相对旋转时，便实现了凸轮的彼此调节。

此类可调节的凸轮轴排布越来越多地应用在阀门控制的内燃机上，以便根据功率扩大和扭矩扩大、燃料消耗、以及废气排放应用对发动机阀门的控制时间产生有目的的影响。这种凸轮轴排布例如涉及了使用外轴和在该外轴内同轴安装的内轴来制造的凸轮轴系统。两个轴可借助调节设备彼此相对地旋转。在外轴上安装有凸轮元件，其与外轴依次地紧密相连并且绕外轴可旋转地安置。可旋转地安置的凸轮元件由此紧密地安装在内轴上，然而能够按所定义的圆周角相对外轴旋转。这例如通过如下方式实现，即内轴凸轮元件通过连接元件与内轴紧密地连接，其中具有间隙(Spiel)的连接元件通过外轴中的空隙(Ausnehmung)突出，该空隙使得内轴的旋转成为可能，并由此使得内轴凸轮按所定义的圆周角旋转成为可能。

借助例如相位调节器(Phasenversteller)来实现内轴向外轴的旋转，该相位调节器使得与外轴紧密地相连的外轴凸轮向与内轴紧密地相连的内轴凸轮的调节成为可能，反之亦然，以便例如实现阀门控制时间的相移，或者能够改变阀门的开启持续时间。

为了产生在内轴和其所属的内轴凸轮元件之间的紧密连接，凸轮和内轴通常拥有孔，其中插入相应的连接元件。此处还可能涉及到销钉(Stifte)、螺钉(Bolzen)或螺丝(Schraube)。凸轮元件能够相应地实现，以使连接元件的插入成为可能。

例如，德国专利申请文件DE 197 57 504 A1公开了具有此类呈圆柱销钉形状的连接元件的凸轮轴。圆柱销钉以压入配合的方式进入内轴中的透孔，并以间隙配合的方式进入内轴所属的凸轮。凸轮因此具有向外的圆柱形区域，在该圆柱形区域中存在一个孔，圆柱销钉被插入到该孔中。通过圆柱形区域，孔应该从凸轮的接触面移开，以实现凸轮与外轴不间断的接触面。

此外，德国专利申请文件DE 10 2005 004 976 A1公开了具有可彼此相对旋转的凸轮的凸轮轴，其中，连接元件被实现为两件式的。连接元件的第一部分是中空的，并且伸入内轴的径向孔中。第二连接部分从另一侧插入中空的第一连接部分中，使得它自我扩展并形成重迫配合(Festsitz)。两个连接部分还能够例如作为螺钉和与其相配的螺纹孔来实现。

欧洲专利文献EP 1 362 986 B1公开了一种可调节的凸轮轴排布的装配，其中，空心连接销以紧密配合的方式不但进入孔，而且进入内轴和外轴中，以及凸轮中。为了形成压入配合，连接销的外径随后通过插入内销而扩大。

此外，德国专利文献DE 28 22 147 C3公开了一种凸轮轴排布，其中，通过拨杆(Mitnehmer)来实现内轴和凸轮间的连接，该拨杆用螺丝固定在内轴上。外轴具有穿透拨杆的空隙。此外，拨杆伸进内槽口中，该内槽位于所属凸轮的装配直径处。凸轮使用槽口从侧面推到拨杆上，并在左右用环状物保证在其轴向位置上。

由于凸轮变化的载荷，内轴凸轮和内轴间的连接被解释为紧密的连接，有目的的既在凸轮中也在内轴中应用所使用连接元件的压入配合。这特别在具有恒定截面的已知连接元件中具有缺陷，即为了实现压入配合所要求的连接元件的截面必须通过在凸轮和内轴中的多个组件钻孔。由此可能引起对压力覆盖面和压力连接安全的不确定影响。尤其是此类装配连接可能具有不足的连接强度。还能够通过组件互相挤压产生块变形，并且带来同心性的损害。

本发明的任务是提供一种建立好的凸轮轴排布，其易于装配，并且在内轴和内轴凸轮之间提供比较安全的且具有足够坚固性的连接。特别是应该通过本发明—在保证装配尽可能简单时—保证所要求的凸轮坚固性以及内轴凸轮较高的轴向压出安全性，并且通过凸轮轴排布的装配避免了内轴的变形。

依照本发明，通过具有独立权利要求1的特征的凸轮轴排布来完成发明任务。凸轮轴排布的有益实施方法由从属权利要求2-17给出。