[发明专利]尤其用于调节内燃机的凸轮轴的电磁调节装置

说明书

本发明涉及一种尤其用于调节内燃机的凸轮轴或凸轮轴部段的电磁调节装置，包括：可通电的线圈单元(44)，利用所述线圈单元(44)，沿纵向轴线(L)移动地支承的电枢(12)可相对于极芯在缩回位置和伸出位置之间移动；沿所述纵向轴线(L)移动地支承的柱塞(26)，所述柱塞(26)具有自由端部段(28)和内端部段(30)，所述柱塞(26)在所述伸出位置处利用所述自由端部段(28)与凸轮轴相互作用以调节所述凸轮轴，所述柱塞(26)利用所述内端部段(30)附接至所述电枢(12)，其中，所述柱塞(26)借助可变形的连接元件以形状配合方式附接至所述电枢(12)。本发明还涉及一种将这种电磁调节装置(42)的柱塞(26)形状配合地附接至电枢(12)的方法。

技术领域

本申请涉及尤其用于调节内燃机的凸轮轴的电磁调节装置。

背景技术

凸轮轴具有很多凸轮，这些凸轮代表凸轮轴上的偏心部段。这些凸轮可固定设置在凸轮轴上或者凸轮轴部段上，其可以防转动但轴向可移动的方式安装在柱状轴上。通过旋转凸轮轴，邻近凸轮布置并沿轴向可移动的组件可与凸轮一起以规则的间隔移动。凸轮轴在本文中值得强调的应用在于内燃机中气门的打开和关闭。在现代内燃机中，发动机特性可例如从强调舒适性改变为运动性，这例如通过改变由凸轮形状确定的气门升程来实现。此外，不同的发动机转速需要可变的气门升程以优化扭矩和燃料消耗。某些内燃机具有气缸关停，借此其中一些气缸可被关停以节省燃料。在该情况下，关停的气缸的气门根本不需要打开。在这种内燃机中有利的是，不仅关停各个气缸，而且由于上述原因也允许可变的气门升程。

这种内燃机需要具有包括不同大小和形状的凸轮的凸轮轴。为了能够以不同的升程曲线打开和关闭气门，凸轮轴或凸轮轴部段必须沿轴向移动，以允许相应的凸轮与气门相互作用。在用于轴向移动凸轮轴或凸轮轴部段的已知的调节装置中，例如EP 2 158 596B1、DE 20 2006 011 904 U1和WO 2008/014996 A1中描述的，凸轮轴具有多个凹槽，具有不同数量柱塞的调节装置(也称为致动器)接合到这些凹槽中。柱塞可在缩回位置和伸出位置之间移动，其中柱塞在伸出位置处接合到凹槽中。凹槽代表引导部段并与接合的柱塞一起形成了用于凸轮轴或凸轮轴部段轴向调节的滑槽引导件，为此，凸轮轴或凸轮轴部段必须旋转一定量。

为了使柱塞在缩回位置和伸出位置之间移动，调节装置具有可通电的线圈单元，利用该线圈单元，在通电状态下，沿着调节装置的纵向轴线可移动地支承的电枢可相对于极芯移动。电枢与柱塞相互作用，使得电枢沿纵向轴线的运动传递到柱塞。

从WO2016/001254A1中得知，柱塞使用保持垫圈紧固在电枢上。在本说明书的图1a)和图1b)中示意性示出了根据WO2016/001254A1、柱塞与电枢建立连接的过程。参照图1a)和图1b)中所选择的图示，柱塞从下方沿柱塞纵向轴线的引导运动通过电枢的开口，直到柱塞的下凸肩贴合在电枢上。随后，保持垫圈从上方引入到电枢中并滑到柱塞上，直到保持垫圈贴合在柱塞的上凸肩上。保持垫圈的尺寸如此设定，使得其径向突出超过电枢的开口。现在，冲压工具从上方引入到电枢中，于是柱塞变形，使得保持垫圈形状配合地紧固在柱塞上。由于变形，柱塞呈现蘑菇状形状。参照纵向轴线，现在，柱塞相对于电枢的位置是固定的，一方面利用第一凸肩，另一方面利用保持垫圈。可沿纵向轴线提供一定的游隙，例如以补偿由于温度波动引起的长度变化。

该连接的缺点是，冲压工具必须引入到电枢中并且柱塞必须承受相对严重的变形。由于操作过程中作用于柱塞上的上述高径向力，柱塞由相应的高质量和高强度钢制成，其难以变形。相应高的力是变形所必需的，这使得难以提供连接。在许多情况下，柱塞硬化，使得柱塞的变形仅在力和能量高输出的情况下发生，这在批量生产中是不可行的。然而，为了仍然建立连接，硬化后的柱塞在欲变形的部分通过进一步的热处理过程而再次软化。除了附加的热处理过程耗时且产生附加成本之外，柱塞的强度总体上受到损害。

发明内容