用于机动车辆内燃机且带液压调节装置的可调节凸轮轴
专利汇可以提供用于机动车辆内燃机且带液压调节装置的可调节凸轮轴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种可调节 凸轮 轴的突出特点在于以下特征：调节装置(5)与二轴(1、2)固定连接的调节元件(6、7)中至少有一个元件，在端面上至少部分地与一结合面(8)紧密 接触 ，所述结合面(8)关于包括了 轴承 套圈 (3)的二轴(1、2)，至少由外轴(1)的 轴承套圈 (3)形成；所述结合面(8)具有在轴向上穿过该结合面的通道，该通道位于调节装置(5)的液压腔和液压油输送通道(9、10、11、12)之间；所述输送通道(9、10、11、12)作为通道，穿过所述轴和/或位于所述轴(1、2)之间和/或穿过环间隙(10IV、11IV)，该环间隙在外轴(1)和轴承套圈(3)之间形成，从结合面(8)一直到轴承套圈(3)圆周面上的注油区域；所述注油区域通向圆周环形槽(9″、10″、11″、12″)，这些环形槽各自分配至输送通道(9、10、11、12)的注油区域。，下面是用于机动车辆内燃机且带液压调节装置的可调节凸轮轴专利的具体信息内容。
1.一种可调节凸轮轴，尤其用于机动车辆的内燃机，其中
-二根轴，即一内轴和一外轴(2、1)，每根轴与凸轮固定连接，并且彼此相对着可进行旋转，
-为了产生这种相对运动，在所述凸轮轴的其中一端提供一液压调节装置(5)，
-在所述调节装置(5)中，可进行相对旋转的调节元件(6、7)各自与两轴(1、2)的其中一轴固定连接，并且
-所述外轴(1)与调节装置(5)相邻，且具有一轴承套圈(3)，用于将所述轴(1、2)支承在一固定支承体(4)上，并且所述外轴与轴承套圈固定连接；
其特征在于，
-所述调节装置(5)与二轴(1、2)固定连接的调节元件(6、7)中至少有一个元件，在端面上至少部分地与一结合面(8)紧密接触，所述结合面(8)关于包括了轴承套圈(3)的二轴(1、2)，至少由外轴(1)的轴承套圈(3)形成；
-所述结合面(8)具有在轴向上穿过该结合面的通道，该通道位于调节装置(5)的液压腔和液压油输送通道(9、10、11、12)之间；
-所述输送通道(9、10、11、12)作为通道，穿过所述轴和/或位于所述轴(1、2)之间和/或穿过环间隙(10IV、11IV)，该环间隙在外轴(1)和轴承套圈(3)之间形成，从结合面(8)一直到轴承套圈(3)圆周面上的注油区域；
-所述注油区域通向圆周环形槽(9″、10″、11″、12″)，这些环形槽各自分配至输送通道(9、10、11、12)的注油区域。
2.根据权利要求1所述的可调节凸轮轴，其特征在于，所述轴承套圈(3)具有一外圈(3″)，该外圈(3″)与轴承套圈(3)的一内套圈区域(3′)固定连接，其中，输送通道(409)在结合面内与所述二套圈区域(3′，3″)相邻，也就是说，既与内套圈区域(3′)相邻，又与外圈(3″)相邻。
3.根据权利要求1或2所述的可调节凸轮轴，其特征在于，所述轴承套圈包括至少个别圆周环形槽(31)，该圆周环形槽(31)是在所述轴承套圈侧面上由环形凹槽和密封环(33)形成，所述环形凹槽嵌入轴承套圈(30)外圆周内，所述密封环(33)各自与该环形凹槽侧面接触，并且在径向上向外突出且超过轴承套圈外圆周，所述密封环通过隔离件(36)或者锚定件(34)固定它们的位置，所述隔离件(36)相对于轴承套圈(30)而言没有进行约束，所述锚定件(34)固定在环形槽(31)的底部。
4.根据权利要求1或2所述的可调节凸轮轴，其特征在于，所述轴承套圈包括至少个别环形槽(31)，该环形槽(31)在所述轴承套圈侧面上仅由密封环(33)形成，所述密封环(33)嵌入到具有相同的直径的轴承套圈(30)外圆周，并且所述密封环(33)径向向外突出且超过具有相同直径的轴承套圈(30)外圆周。
技术领域
本发明涉及一种可调节凸轮轴，尤其用于机动车辆的内燃机，该凸轮轴具有一个液压调节装置。
背景技术
发明内容
本发明的一种可调节凸轮轴，尤其用于机动车辆的内燃机，其中
-二根轴，即一内轴和一外轴，每根轴与凸轮固定连接，并且彼此相对着可进行旋转，
-为了产生这种相对运动，在所述凸轮轴的其中一端提供一液压调节装置，
-在所述调节装置中，可进行相对旋转的调节元件各自与两轴的其中一轴固定连接，并且
-所述外轴与调节装置相邻，且具有一轴承套圈，用于将所述轴支承在一固定支承体上，并且所述外轴与轴承套圈固定连接；
其特征在于，
-所述调节装置与二轴固定连接的调节元件中至少有一个元件，在端面上至少部分地与一结合面紧密接触，所述结合面关于包括了轴承套圈的二轴，至少由外轴的轴承套圈形成；
-所述结合面具有在轴向上穿过该结合面的通道，该通道位于调节装置的液压腔和液压油输送通道之间；
-所述输送通道作为通道，穿过所述轴和/或位于所述轴之间和/或穿过环间隙，该环间隙在外轴和轴承套圈之间形成，从结合面一直到轴承套圈圆周面上的注油区域；
-所述注油区域通向圆周环形槽，这些环形槽各自分配至输送通道的注油区域。
本发明有利的且可达到目的的设计方案在于，所述轴承套圈具有一外圈，该外圈与轴承套圈的一内套圈区域固定连接，其中，输送通道在结合面内与所述二套圈区域相邻，也就是说，既与内套圈区域相邻，又与外圈相邻。
本发明还涉及轴承套圈有利的结构，尤其可与按本发明的可调节凸轮轴一起使用的轴承套圈，在该轴承套圈的圆周上设计了环形槽，用于节省输送液压油所需的空间，液压油输送时通过该轴承套圈，也就是说该液压油尤其是一种受压的润滑油。
因此，就凸轮轴而言，尤其用于机动车辆上的内燃机，本发明基于使用受压润滑油的常识，该润滑油对轴承套圈是必不可少的，其中包括了用于实现上述目的的装置，同时还将润滑油作为液压油输送给调节装置。
在下文中详细描述了有利的且可达到目的的实施例，在附图中进行了图示。
附图说明
图1a是根据图1b中的剖面线A-A，穿过可调节凸轮轴一末端区域的纵向截面图；
图1b是根据图1a所示凸轮轴的端视图；
图1c是按图1a中所示凸轮轴末端的透视图。
图2是根据图1所示液压油输送的另一个实施例，其输送通道的数量更少，并且内轴和外轴的末端区域具有不同的设计，以下是其图示的类型：
图2a是根据图2b中的剖面线A-A，穿过凸轮轴一末端区域的纵向截面图；
图2b是根据图2a的凸轮轴末端区域的端视图；
图2c是沿着图2b中的剖面线C-C，穿过根据图2a的凸轮轴一末端区域的纵向截面图。
图3是液压油输送通过径向组合式轴承套圈的一种变体形式，其中：
图3a是具有这种轴承套圈的凸轮轴末端区域的透视图；
图3b是根据图3a的凸轮轴末端区域的爆炸图，该爆炸图还示出轴承套圈，其中轴承套圈的可附加外圈单独表示；
图3c是沿在图3g中的剖面线C-C，穿过根据图3a所示凸轮轴末端区域的纵向截面图；
图3d是根据图3c的凸轮轴末端区域从径向外侧观察的侧视图；
图3e是沿剖面线E-E，穿过根据图3c的凸轮轴末端区域的截面图；
图3f是沿剖面线F-F，穿过根据图3c的凸轮轴末端区域的截面图；
图3g是根据图3c的凸轮轴末端区域的端视图。
图4是根据图3中的实施例，液压油输送通道的一种变体形式，该进油道位于凸轮轴末端区域的轴承套圈中，其中：
图4a是从径向外侧观察的末端区域的侧视图；
图4b是根据图4a的凸轮轴末端区域的端视图；
图4c是根据图4b中的剖面线C-C，穿过凸轮轴末端区域的纵向截面图；
图4d是根据图4c中的剖面线D-D，穿过凸轮轴末端区域的截面图；
图4e是根据图4c中的剖面线E-E，穿过凸轮轴末端区域的纵向截面图。
图5是在圆周上具有环形槽的轴承套圈的不同视图和截面图，即：
图5a为透视图；
图5b为从径向外侧观察的侧视图；
图5c为纵向截面图；
图5d是根据图5b中的剖面线D-D的截面图；
图5e是根据图5b中的剖面线E-E，穿过轴承套圈的截面图。
图6是根据图5的轴承套圈环形槽的另一个实施例，再次用不同视图表示，即：
图6a为从径向外侧观察的侧视图；
图6b为一爆炸图，该爆炸图包括根据剖面线D-D，穿过环形槽的截面图，以及在未安装状态下的密封环布置的分解图；
图6c是根据图6a中的剖面线C-C的纵向截面图；
图6d是根据图6a中的剖面线D-D，穿过轴承套圈的截面图；
图6e是根据图6d中的剖面线E-E，穿过轴承套圈的纵向截面图。
图7是轴承套圈外侧环形槽的另一个可选的实施例，并用不同视图表示，即：
图7a为从径向外侧观察的侧视图；
图7b是根据图7c中的剖面线B-B，穿过轴承套圈的截面图；
图7c是轴承套圈在此轴承套圈的轴向方向上的顶视图。
具体实施方式
图中只表示可调节凸轮轴的轴向末端区域。在此区域中的凸轮轴由一个外轴1和一个同心设置在该外轴内的内轴2组成。一轴承套圈3对外轴1形成挤压，并且例如通过热配合与该外轴固定连接，凸轮轴通过该轴承套圈以可旋转的方式安装在固定的支承体4上。
在此所描述的实施例，与下文中所描述的所有实施例相同，都是涉及机动车辆的内燃机上的可调节凸轮轴。在这些可调节的凸轮轴中，在外轴1上分别设有与外轴固定连接的第一凸轮。第二凸轮与内轴2固定连接，该内轴在外轴1上具有可旋转轴承。通过外轴1上的凹槽，实现第二凸轮与内轴2间的固定连接。此种可调节凸轮轴的设计通常是公知的，在此不必用更多的细节进行讨论，并且在附图中也不作相应的描述。
为了使外轴1和内轴2彼此相对着相互旋转，使用一液压调节装置5，该装置只在图1a的局部中用点划线进行表示。该调节装置5包括二个彼此相对着旋转的调节元件，也就是第一调节元件6和第二调节元件7。第一调节元件6与轴承套圈3固定连接，第二调节元件7与内轴2固定连接。上述两个调节元件6、7是这样固定连接，使得它们与内轴2、外轴1和与外轴固定连接的轴承套圈的端面的末端区域接触。通过这种方法，一方面为两个调节元件6、7提供了末端上的结合面，另一方面为外轴1、内轴2和轴承套圈3提供末端上的结合面，这些结合面被一起定义为结合面8。
为了向液压调节装置5供油，在此所说的实施例中，提供了总数为四个的输送通道9至12。这些输送通道9至12位于调节装置5之外的区域，任何一个都没有标出，而那些位于调节装置内部的局部区域，每一个都标出。输送通道9至12的数量取决于设计要求及调节装置5要实现的功能。尤其在公知的调节装置5实施中，如果除了内轴2和外轴1之间存在相对运动之外，二个轴1、2作为一个整体，相对于静止轴承也能够对旋转角度进行调节，那么就需要四个输送通道9至12。
针对各个输送通道9至12的排列和布置，可以作出如下注释。
输送通道9只在调节装置5外的轴承套圈3中延伸，并由那出发通过末端上的结合面8与调节装置5的第一调节元件6中所对应的输送通道9′相通。输送通道9的一端在平行与凸轮轴平行的轴向上通向结合面8，其另一端在径向上通向环形槽9″，该环形槽9″位于轴承套圈3外圆周面上。上述输油道通过交叉的盲孔穿孔形成，该穿孔一端起始于结合面8，另一端起始于环形槽9″。环形槽9″由在支承体4内分配的输送通道9″′供给液压油，也就是在这里描述的实施例中的受压润滑油。
下一个输送通道10，也就是直接与进油道9相邻的那个输送通道，也在结合面8和环形槽10″之间延伸，该环形槽10″位于轴承套圈3的外圆周面上。同样地，同上述的输送通道9供油方式相同，润滑油被输送至该输送通道10。对于下文所描述的输送通道11和12，本质上也是相同的情况。与输送通道9不同的是，输送通道10在轴承套圈3内不是由交叉的盲孔穿孔组成。取而代之，输送通道10是由一个径向穿孔和一个径向环隙10IV组成，该径向穿孔贯穿轴承套圈3的整个径向厚度，该径向穿孔位于外轴1和轴承套圈3之间。输送通道10′经过结合面8和/或穿过调节装置5中的环隙10IV，以可以流通的方式分配至环隙10IV。轴承套圈3通过环隙10IV，并仅通过其与上述10IV相邻的区域牢固地安装在外轴1上。
在设计和布置方面，输送通道11类似于前述的输送通道10。该输送通道11同样经过环形槽11IV通向所对应的输送通道11′，并经过结合面8通向调节装置5。径向穿孔11V穿过外轴1，用于连接环形槽11IV与输送通道11径向延伸的区域。
输送通道12，如同输送通道11，在轴承套圈3内具有一个径向穿孔，经过外轴1上所对应的径向通孔12V，该穿孔通向内轴2中的交叉盲孔穿孔。输送通道12的这些盲孔穿孔的径向区域，经过结合面8通向调节装置5内所对应的输送通道12′。
本实施例特别具有包括如下的优点：
内轴2在凸轮轴内直到其轴向末端可以具有一个大的外径，以便获得良好的扭转刚度。在内轴2的整个跨越长度上，可实现的固定不变的相同直径简化了内轴的制造。尤其可以提供多个输送通道，各个输送通道可以进行单独控制。这些输送通道的配置使得特别是一排无轴向力的调节装置5液压油供给成为可能。
根据附图2的实施例：
在本实施例中，设计了二个输送通道109和209，在此只提供这两个输送通道，上述设计是基于图1所示的实施例中输送通道9的设计。根据图1的输送通道9的实施与根据图2的输送通道109的实施相一致。唯一的差别是根据图2的实施例设计的第二输送通道209的实施。
输送通道209实施的唯一差别是由凸轮轴各个末端区域采用不同的设计所引起的，其中，一方面内轴2在轴向上突出且超过外轴1的末端，另一方面内轴2以直径逐渐变小的方式形成直径较小的部分。
由于轴承套圈3的预定尺寸具有尽可能小的设计量，尤其在径向上，因此必须通过在轴向上邻近环形槽109″的环形槽209″进行供油的第二输送通道209，由于设计的缘故必须在圆周上进行偏移，该偏移是关于该第二输送通道209在轴承套圈3内的径向延伸相对于输送通道109的相关区域的偏移。另外，该输送通道209的径向区域必须经过外轴1。在此，输送通道209的径向区域可以通向环形槽13，该环形槽由内轴2的直径较小的末端区域构成。在这个实施例中，环形槽209通过一连接件进行闭合，该连接件从调节装置5(图中未示出)，旋进轴承套圈3的内螺纹14中，内轴2以可旋转的方式安装在上述连接件上。在理解图1实施例的基础上，通过将环形槽13包括在输送通道209的通道内，上述输送通道209的径向区域以及通向结合面8的出油口，可以以一种简单的方式在圆周上分别进行延伸。
根据图3的实施例：
与根据图1的实施例形成对比，在此，再次只绘出并描述二个输送通道309和409。但是，本实施例基本上也适用于二个以上的输送通道，也就是说，根据图1中的实施例尤其适用于四个输送通道。
与根据同样只绘出并描述两个输送通道的图2比较，其中的差别只不过是，在根据图3的实施例中，使用一径向组合式轴承套圈3，该轴承套圈由一内套圈区域3′和外圈3″组成，该外圈对内套圈区域形成挤压。例如，外圈3″可以紧缩在内轴承套圈3′上，因而在两轴承套圈部分3′和3″间形成牢固的连接。由于轴承套圈3被分成内套圈区域3′和外圈3″，在轴向上距离凸轮轴的末端比输送通道309更远的输送通道409，可以在内轴承套圈区域3′内转弯，使得输送通道409可以与另一个输送通道309一起在外轴1外的轴承套圈的径向内套圈区域上被引导，也就是说，外轴1不必在径向上开槽。图3f表示了，在制造的过程中，通过一种简单的方法，如何使之变为可能，该图示出了进油孔道409十分清晰可辨的角形走向。在组合式轴承套圈3′、3″上也可以非常容易地加工这样一种角形走向，但在整体式的轴承套圈3上却不行。
在轴承套圈3的组合式实施例中，外轴承套圈3″和内轴承套圈3′可以采用不同的材料制造，更具体地说，这些材料分别适合于制造这些区域的要求。例如，外轴承套圈3″可以使用一种特别在摩擦学上特别适合的材料制造，反之内轴承套圈区3′可以使用高强度的材料制造，以便能够传递和提供驱动力。在组合式轴承套圈设计的情况下，输送通道可以设计成，至少在某些区域进行铣切，以便与简单钻孔的输送通道相比，方向变化的走向更加容易加工。尤其就可使用的设计空间而言，如果较大直径的单个孔不能够实现的话，可以组合多个小的穿孔以便形成所需的较大流量截面。在装配到凸轮轴，也就是外轴1上之前，轴承套圈3已完成加工，这在加工时间、成本和质量上具有积极的效果。
根据图4的实施例：
本实施例在这里图示了在径向组合式轴承套圈3如何实现铣切的供油横截面，也就是以图3中的输送通道409为例。
根据图5至图7的轴承套圈实施例：
这些轴承套圈实施例可以用于获得本发明范围内特别有利的效果，它们同样在下文中进行详细描述。但是，从本质上讲，这些实施例是轴承套圈可完全不依赖于根据本发明的可调节凸轮轴，使用于这些情况，液压油应当从轴承套圈外圆周上的环形槽被引导通过轴承套圈，也就是在环形槽在轴向上并排排列，并且轴承套圈的轴向设计得可能最短。
根据图5的轴承套圈实施例：
轴承套圈30具有环形槽31，该环形槽在轴承套圈30的外圆周上延伸，并在轴向上相邻，它们在功能上对应着根据图1的轴承套圈3实施例中的环形槽9″、10″、11″和12″。径向穿孔32从环形槽31通往轴承套圈30的内圆周面。每个环形槽31具有密封环33，其中每个密封环分别与这些环形槽31两个轴向侧面的每个侧面接触。为了确保密封环33与环形槽31接触侧面的接触，在环形槽31的底部上绕圆周分布的锚定件34确保上述接触，该锚定件以销的形式在径向上从凹槽底部向外突出，并用作密封环33的轴向支承体。
例如在根据图1中支承体4的实施例，在轴承套圈30的轴承位于支承体上的情况下，密封环33确保环形槽31具有互相紧密结合的边界。由于配置了上述密封环33，在多个环形槽在轴向上并排排列的情况下，就可以获得轴承套圈30在轴向上短的长度。根据本发明的密封环33，不需要每个都提供它们各自的环形连接板，这一事实使上述目标成为可能。在二个环形槽31在轴向上并排排列，并按上述方式设计了密封环33的情况下，与其他环形槽分开且不装有密封环33的另一个环形槽31，可以在轴向上位于这些环形槽31之间。在此相邻的密封环33承担的功能是，在轴向上为无密封环的环形槽31形成边界壁。
根据图6的轴承套圈实施例：
本轴承套圈在设计原则上具有一个与根据图5的有关环形槽的设计相对应的不同方案。该不同方案仅在于，为了稳定密封环33在环形槽31相邻槽侧上的位置，没有设置固定在这些环形槽31的底部上的锚定件34。取而代之，在此通过约束装置来固定上述位置，该约束装置自身与密封环33结合成一体。这些约束装置可以包括种类广泛的变体，并且必须在本质上只用于固定密封环33在环形槽31侧面上的位置，而不会过分地阻碍液压油经过各个环形槽31的流量。
图6b的爆炸图图示了二个密封环33，这二个密封环33组合成一个所谓的串联环。该组合是这样得到的，在圆周上各具有开槽的两个密封环33在其中一个对接端上通过搭桥元件35连接在一起，为了桥接对接缝隙，具有例如为H形横截面的连接板36从搭桥元件处延伸到密封环33的一端的轴向间隙内，该密封环33的一端形成形成对接缝隙的另一端。
当然，同样有可能在上述串联环的情况下，在串联环的相互间隔一定距离的密封环部件之间可能设有隔离件，该隔离件分布在整个圆周上。每个隔离物应当至少与两个配对密封环中的其中之一固定连接，并且只以这样一种方式进行安装，即一方面它们不会对密封环33的张力性能产生负面影响，同时另一方面它们不会干扰液压油在环形槽31中的分布，所述液压油分配至上述环形槽。
根据图7的轴承套圈实施例：
按本实施例的轴承套圈具有一个相同直径的外圆周。轴承套圈30的径向穿孔32通向它的外壁。
在本实施例中的环形槽31由密封环33形成，该密封环在轴向上以形状适合的方式嵌在轴承套圈30外壁区域的接受凹槽中，并将径向穿孔32包含在其之间。因为这些密封环实际上在整个轴承套圈30的圆周上都支撑在连续的轴承套圈材料上，并且只在径向穿孔32区域上与径向穿孔直接或间接邻接，因此，在此也可以获得各个轴承套圈30短的轴向设计。
轴承套圈可以用金属或塑料制造，并且在圆周上开槽，以活塞环的形式向外拉伸。
但是，同样也可能采用闭合的密封环，该密封环用具有弹性的可拉伸的材料制成。那么这些密封环可以具有一个近似H形的横截面。在这种设计中，竖起腿用作密封环串联的密封环33，中间连接板用作隔离件。当然中间连接板必须具有液压油可以流过的开孔。
一般来说，下面的声明同样适用于本发明所包含的上述所有实施例。
当单独考虑以及以任何形式对其互相组合时，说明书中和权利要求中所阐述的所有特征，对本发明可能都是必要的。
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