[发明专利]凸轮轴系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改变凸轮轴的至少一个第一凸轮相对于凸轮轴的第二凸轮的相对角位置的凸轮轴系统，其中，该系统包括角度调整装置，该角度调整装置具有定子和相对于该定子可转动地布置的转子，其中，转子抗扭地与轴相连接，其中，定子抗扭地与空心轴相连接，其中，轴和空心轴彼此同中心地布置，其中，至少一个第一凸轮抗扭地与轴相连接，以及其中，至少一个第二凸轮抗扭地与空心轴相连接，以及其中，在转子与轴之间的抗扭的连接通过至少一个螺栓来建立。

背景技术

这种类型的凸轮轴系统被称作“Cam in Cam（凸轮套嵌凸轮）”系统。凸轮轴的至少两个凸轮（多为数个相应的凸轮）可凭借该系统在凸轮轴上被彼此相对地扭转，以便于改变内燃机的换气阀的配气相位。这类凸轮轴系统例如在EP 1 945 918 B1中、在GB 2 423 565 A中以及在WO 2009/098497 A1中有所介绍。

公知的是，在转子或者转子的一部分与轴之间的抗扭的连接借助于螺栓拧合件来建立，其中，使用至少一个中心螺栓，该中心螺栓相对于轴和空心轴的轴线同中心地布置。在所提及的出版文献中，部分地指出了这样的解决方案。

已经表明的是，该连接表现为一定程度上的薄弱部位。仅在中心螺栓由膨胀螺栓构造的方案中，可确保足够的预紧，从而使得连接持久牢固。然而其在较强的负荷的情况下，在轴与转子之间的抗扭的连接可能发生松解。相应地，轴与转子的连接在该类型的调整装置的情况下表现为薄弱部位，该薄弱部位在故障情况下引起凸轮轴系统的功能失灵。

发明内容

本发明基于如下任务，即：这样改进先前所提及的类型的凸轮轴系统：在转子与轴之间的连接得到改善。在此，持久牢固的连接应可在无须扩大可供使用的结构空间的情况下得到确保。

该任务通过本发明的解决方案的特征在于，轴以端面靠放在转子的靠放面上，并且借助于至少一个螺栓被拉向靠放面，其中，轴沿着其处在转子的区域中的轴向延伸，具有直至端面扩大到较大的值的横截面面积。

横截面面积的扩大部优选地被限制到靠近端面的紧邻的区域上。尤其地作如下理解，即，横截面面积的扩大部被限制到如下区域上，即，其自轴的端面最大延伸出10mm，特别优选地作如下设置，即，横截面面积的扩大部被限制到如下区域上，即，自轴的端面延伸3mm与8mm之间。

轴可以沿着其处在转子的区域中的而且在横截面的扩大部以外的轴向延伸，具有恒定的横截面。

轴在其端面上的外直径优选地至少相当于螺栓的螺栓头的外直径的80%，、特别优选地至少相当于螺栓头的外直径的90%。

在此，轴的外直径由较小的横截面面积的区域至扩大的横截面面积的区域的过渡优选连续地进行。尤其地作如下设置，即，该过渡倒圆地构造。

优选的是，存在唯一的螺栓，该螺栓作为中心螺栓以其轴线与轴同中心地布置；在此，螺栓有利地构造成膨胀螺栓。

轴可沿着其处在转子的区域中的轴向延伸而构造成空心轴，并且直至端面具有恒定的内直径。此外，轴可以沿着其处在转子的区域中的轴向延伸直至其横截面面积的扩大部具有如下外直径，该外直径最高为轴在其端面上的外直径的90%。特别优选地作如下设置，即，轴直至其横截面的扩大部的外直径处在轴在其端面上的外直径的80%与90%之间。

角度调整装置优选地构造成液压的调整装置。

利用该设计方案可行的是，在转子与轴之间建立非常牢固的占据较少空间的连接。通过轴的端面的端部区域的扩大，显著提高了与转子的接触面积，从而获得了轴在转子处改善的而且更为牢固的靠放。

附图说明

在附图中示出了本发明的一个实施例。其中：

图1a示出了内燃机的具有由两个同中心的轴构成的凸轮轴的凸轮轴系统的径向截面，其中，该系统具有角度调整装置，

图1b示出了根据图1a的细部“X”，

图2示意性地示出了内燃机的进气阀和排气阀依照第一种可行的操作方式开启和关闭的在时间上的变化曲线，

图3示意性地示出了所述阀依照第二种可行的操作方式开启和关闭的的在时间上的变化曲线，

图4示意性地示出了所述阀依照第三种可行的操作方式开启和关闭的在时间上的变化曲线，以及

图5示意性地示出了所述阀依照第四种可行的操作方式开启和关闭的在时间上的变化曲线。

具体实施方式

在图1a和图1b中示出了凸轮轴系统1，其包括具有（未示出的）的凸轮的凸轮轴2，该（未示出的）的凸轮以公知的方式与换气阀共同起作用，以便于控制在内燃机中的气体交换。