技术领域
[0001] 本
发明涉及一种具有如
权利要求1的前序部分所述特征的预组装
凸轮轴模块(Nockenwellenmodul)。
背景技术
[0002] 这种类型的凸轮轴模块已经在德国实用新型DE 201 20 912 U1中熟知。在这种已知的凸轮轴模块中提供
汽缸盖罩(Zylinderkopfhaube)，汽缸盖罩具有用于凸轮轴的凸轮轴
轴承地并整体地连接到汽缸盖罩的第一轴承半部 为了制造后续可螺纹连接到汽缸盖的预组装凸轮轴，将凸轮轴插入与汽缸盖罩一体形成的第一轴承半部中，且将第二轴承半部
螺纹拧上。以此方式，将各部件汽缸盖罩、凸轮轴和第二轴承半部预组装成模块。然后这种预组装凸轮轴模块或汽缸盖罩模块可整体安装在汽缸盖上。
[0003] 这种已知凸轮轴模块的缺点是容纳凸轮轴的第一轴承半部与汽缸盖罩一体形成。由此汽缸盖罩例如不能由塑料形成，而是必须由适于安装凸轮轴的轴承半部并具有足够强度的材料形成。因此，根据DE 201 10 912 U1的汽缸盖罩将由诸如
铝的合适金属形成。
[0004] 进一步缺点在于，与汽缸盖罩一体形成的轴承半部必需进行复杂费时的加工，以获得安装凸轮轴所需的尺寸、误差以及表面
质量。
[0005] 此外，从DE 201 10 912 U1中所熟知的凸轮轴模块中，预组装凸轮轴模块和将凸轮轴模块
螺纹连接到
内燃机的汽缸盖的工艺也比较复杂。在第二轴承半部螺纹连接到与汽缸盖罩一体形成的第一轴承半部，以此方式预组装的凸轮轴模块必须螺纹连接到在分离的连接点并通过单独螺钉螺纹连接到汽缸盖。需要两组固定螺钉和两个彼此连续分开的螺纹连接方法，即一方面为将第二轴承半部螺纹连接到第一轴承半部的螺纹连接方法，另一方面为将预组装凸轮轴模块螺纹连接到汽缸盖的螺纹连接方法。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种如权利要求1的前序部分所述的预组装凸轮轴模块，其中模块的预组装及其固定在汽缸盖上可快速和简单，并带有尽可能少的固定装置来实现。此外，其还可以进入到由塑料材料制成的
气缸盖罩。
[0007] 该目的由具有如权利要求1所述特征的凸轮轴模块来实现。在
从属权利要求中给出有利的改进。
[0008] 根据本发明，凸轮轴可旋转安装地容纳在分离的轴承体(Lagerboecken)内，并且这些轴承体在各个固定点处通过固定装置与汽缸盖罩彼此连接。同时，凸轮轴模块在所述固定点处通过相同的所述固定装置与内燃机的汽缸盖牢固地连接。固定装置可构造为螺钉。以此方式，仅需要一组螺钉以预组装凸轮轴模块，并然后将已预组装凸轮轴模块与汽缸盖牢固地螺纹连接。
[0009] 如果凸轮轴模块例如具有两个凸轮轴，则轴承体可构造为单独的轴承体或甚至所谓的双轴承体。如果它们构造为单独的轴承体，则单独的轴承体可以如下方式构造，即它们可彼此连接。
[0010] 在本发明的各个实施方式中，轴承体可形成为分开的或关闭的(单件)的轴承体。
[0011] 通过各个螺钉，汽缸盖罩和容纳凸轮轴的轴承体保持在一起，从而放置预组装凸轮轴模块。然后，以此方式预组装的凸轮轴模块置于汽缸盖上，并通过相同的固定装置，即例如相同的螺钉，其用于预组装凸轮轴模块，固定到汽缸盖上。
[0012] 有利地，也可提供一个或多个插接连接装置(Steckverbindungen)，以制造预组装凸轮轴模块，通过该插接连接装置，容纳凸轮轴的轴承体可与汽缸盖罩连接，即可一起插接(zusammensteckbar)。在这种情况中，轴承体与凸轮轴一起首先与汽缸盖罩简单一起插接，并因此以
力配合地、形状配合地、或力配合和形状配合地一起保持。这种一起插接，描述了凸轮轴模块的暂时的组装。然后，将引入螺钉以产生完成的预组装凸轮轴模块。如果固定装置构造为螺钉，则优选地将螺钉插入或螺纹拧入轴承体中的通孔内，使得它们将轴承体和安装在轴承体内的凸轮轴与汽缸盖罩相连接。
[0013] 然后，以此方式预组装的凸轮轴模块接着通过相同的螺钉螺纹与汽缸盖相连接。将凸轮轴模块在内燃机的汽缸盖上的这种安装，通常仅发生在用于安装各个
发动机部件的车辆制造商组装线上。借助于根据本发明的凸轮轴模块，给车辆制造商供应模块的供应商因此可提供可被运输到车辆制造商组装线以备安装的模块。将模块安装在汽缸盖所需的螺钉已经提供并集成进预组装模块中。因此，车辆制造商一方不必存储将模块固定到汽缸盖上所需的螺钉，以及在组装线上准备螺钉。
[0014] 本发明的另一优点在于，根据本发明的凸轮轴模块可如此拆卸，汽缸盖罩能够取下，而不必移出凸轮轴。由此凸轮轴可自由接近，以例如进行客户服务。这相对于DE20120912U1中已知的凸轮轴模块是一个重要优点，该已知的凸轮轴模块由于与汽缸盖罩一体形成的轴承半部不能从凸轮轴分离地取下。
[0015] 根据本发明的解决方案允许使用分开的和非分开的轴承体。在凸轮轴的组装过程中必须将非分开的轴承体推到凸轮轴的轴承本体上。与此相对比，分开的轴承体在凸轮轴组装之后也可安装在凸轮轴上。特别地，本发明允许小轴承直径的实现，即可使用外径小于凸轮轴的凸轮的径向延伸部分的轴承体。以此方式，可避免了相比小轴承直径具有更大摩擦功率的大轴承直径。
[0016] 根据本发明的有利实施方式，可提供一个或多个插接连接装置，汽缸盖罩和容纳凸轮轴的轴承体可通过一个或多个插接连接装置彼此连接。在将插接连接装置一起插接之后，汽缸盖罩和轴承体力配合地、形状配合地、或力配合和形状配合地彼此连接。然后，以此方式预固定的部件通过螺纹拧入或插入螺钉如此彼此连接，即螺钉将各个模块部件一起保持。
[0017] 容纳套筒(Aufnahmehülsen)优选地设置在轴承体上在固定点的
位置处，并可具有
内螺纹，螺钉可螺纹拧入容纳套筒。然而，容纳套筒不一定具有内螺纹。在容纳套筒内仅提供单个
螺距(Gewindegang)就可足够，使得螺钉可足够拧紧以将模块部件保持在一起。替代于螺纹或单个螺距，通过选择适当误差如此确定容纳套筒的孔的尺寸也将是可行的，即螺钉正好插入并且模块部件力配合和/或形状配合地保持在一起。根据本发明仅仅可以得出，实际上是凸轮轴模块的两个组件，即汽缸盖罩和具有轴承体的凸轮轴在预组装状态下如此保持在一起，使得它们在客户可被运输到用于汽缸盖安装的组装线，并可在此通过相同的固定装置固定在汽缸盖上，通过固定装置凸轮轴模块一起被保持。
[0018] 如果在引入螺钉之前通过插接连接装置使模块部件彼此连接，则容纳套筒可用作此种插接连接装置的配合部件(Fügepartner)并用于此目的。汽缸盖罩在固定点处具有凹槽(Ausnehmungen)，容纳套筒接合穿过该凹槽。汽缸盖罩和轴承体之间的所述插接连接装置以此方式可在凹槽和容纳套筒之间实现。
[0019] 在固定点处，在容纳套筒与附设于相应容纳套筒的凹槽之间在汽缸盖罩中提供与容纳套筒共心设置的弹性圈。通过这些弹性圈，汽缸盖罩与轴承体和发动机的汽缸盖声学解耦。弹性圈防止
声波传递到汽缸盖罩，使得不希望的噪音例如嗡嗡噪音 不在汽缸盖罩上产生或传播。
[0020] 在根据本发明的凸轮轴模块中，汽缸盖罩有利地由塑料形成。一方面，因此与由铝或其它金属形成的汽缸盖罩相比可以实现节省重量。另一方面，相对于金属制成的汽缸盖罩，使用由塑料制成的汽缸盖罩而言也提供声学优点，这是因为在汽缸盖罩由塑料制成的情况下，与金属汽缸盖罩的情况相比，由汽缸盖传出的主
体声波更成功地衰减。
[0021] 特别有利地，本发明可以应用于具有很多凸轮轴的发动机情况中。因此，例如对于提供了两个凸轮轴的发动机而言，可置入具有两个彼此平行排列的凸轮轴的凸轮轴模块。根据本发明，在这种凸轮轴模块的情况下，各个凸轮轴通过多个轴承体可旋转地被容纳，其中每个凸轮轴的各两个轴承体彼此紧邻并在横向于凸轮轴纵轴延伸的平面内彼此对齐地设置。每对相邻的彼此对齐的轴承体可有利地仅通过三个固定点与汽缸盖罩连接。由此凸轮轴模块也可各在这三个固定点处螺纹连接到汽缸盖。与集成构造在汽缸盖罩中的各轴承壳半部的解决方案相比，通过根据本发明的这种解决方案，每个轴承体对节省一个固定点以及因此也节省一个螺钉。
[0022] 特别有利地，如果每个凸轮轴的两个相邻的彼此对齐的轴承体在两个凸轮轴之间的区域内彼此交叠，并且在交叠区域域中具有共用固定点。以此方式，轴承体对的两个轴承体可仅通过三个固定点连接到汽缸盖，而无损于固定质量。
附图说明
[0023] 以下借助于附图详述本发明，其中各图：
[0024] 图1a是根据本发明的预组装凸轮轴模块的透视图；
[0025] 图1b是图1a的凸轮轴模块的分解图；
[0026] 图1c是从下部即从发动机的汽缸盖所视的图1a的预组装凸轮轴模块的透视图；
[0027] 图2是贯穿图1a的凸轮轴模块的彼此相邻的轴承体对的横视图；
[0028] 图3是贯穿图1a的凸轮轴模块的凸轮轴的视图；
[0029] 图4是贯穿用于两个平行凸轮轴、并具有双轴承体以及设置于容纳套筒和汽缸盖之间的弹性圈的结构中的凸轮轴模块的横视图；
[0030] 图5a是图1a的凸轮轴模块的外部固定点的放大图；
[0031] 图5b是图1a的凸轮轴模块的固定点的放大图，固定点设置于两个相邻轴承体的交叠区域内。
具体实施方式
[0032] 图1a示出处于预组装状态下的本发明的凸轮轴模块的透视图。汽缸盖罩1通过螺钉8与轴承体5保持在一起。轴承体5可旋转安装地容纳凸轮轴2。轴承体5构造为与汽缸盖罩1完全分离构造的轴承元件。轴承体5在各固定点4处通过螺钉8连接到汽缸盖罩1。
[0033] 总共提供了15个固定点4，在固定点4处汽缸盖罩1通过螺钉8连接到轴承体5。在图1a中，为了更清楚起见，仅最外行的固定点4由参考标号标示出。设置于两个凸轮轴
2之间的该行固定点4未由参考标号标示。在这些设置于两个凸轮轴2之间区域内的未标示固定点4处，相应凸轮轴的两个彼此相邻轴承体5分别通过共用螺钉8彼此连接。凸轮轴2的彼此相邻轴承体5具有位于两个凸轮轴之间区域内的交叠区域，在该区域内两个轴承体交叠。因此，图1a中的中间行的螺钉8在交叠区域内穿过两个彼此相邻设置的轴承体
5，使得在该交叠区域内，两个轴承体通过单个螺钉连接到汽缸盖罩1。
[0034] 替代各个彼此交叠的轴承体5，与图1a中示出的示例性实施方式相对比，也可以置入单件的双轴承体。在这种示例中，将不存在图示的示例性实施方式中的交叠区域，但两个容纳凸轮轴的轴承孔将通过连接区彼此连接为单件。然后在该连接区内，可提供用于螺钉8通入的孔，然而，也可以完全省去连接区内的螺钉8，并仅通过图1a中设置在外部的各螺钉8将双轴承体连接到汽缸盖罩1。
[0035] 然而，设置在固定点4处的螺钉8不仅作用为将凸轮轴2和轴承体5所形成的组件与汽缸盖罩1保持在一起，而且它们也可作用为将凸轮轴模块固定到汽缸盖上。图1a示出的凸轮轴模块可作为完整的预组装模块由
汽车供应商供应给车辆制造商，且这种凸轮轴模块然后直接在组装线上螺纹连接到内燃机的汽缸盖。对于车辆制造商而言，不必在安装车间保存用于安装凸轮轴模块的独立固定螺钉。相对于例如从DE 20120912U1中已知的凸轮轴模块，由此简化了根据本发明的凸轮轴模块安装在汽缸盖上。
[0036] 在如图1a所示的根据本发明的凸轮轴模块的情况下，汽缸盖罩1由塑料构成。这是很可能的，因为可旋转安装凸轮轴2的轴承体5设计为与汽缸盖罩完全分离构造的轴承元件。轴承体5优选地由金属形成。
[0037] 在图1b中，分解图示出图1a的凸轮轴模块。该图示用于更好地理解凸轮轴模块的结构。可清楚看到，轴承体5和汽缸盖罩1形成彼此分开的部件，这些彼此分开的部件可通过螺钉8彼此连接成预组装凸轮轴模块。也可以清楚看到，交叠区域是怎样形成的，在交叠区域内两个彼此相邻的轴承体5交叠。为此目的，在各个轴承体5内提供凹槽5a和5b。这些凹槽5a和5b的尺寸形成为，使得在已组装状态下，凹槽5a和5b彼此补充形成轴承体的全材料厚度
[0038] 在图1b所示的图示中，特别清楚的是，轴承体5在固定点4处具有用于容纳螺钉8的容纳套筒9。在图示的示例性实施方式中，容纳套筒9被设计为具有内螺纹，使得螺钉8可螺纹拧入容纳套筒9内。然而，省去容纳套筒9内的内螺纹并仅将螺钉8插入容纳套筒9内，也是基本可以考虑的。在这种示例中，螺钉将在凸轮轴2和轴承体5所形成的组件与汽缸盖罩1之间形成力配合和/或形状配合连接。在汽缸盖罩1和轴承体5之间设置围绕容纳套筒9的
密封圈20。这些密封圈20作用为汽缸盖罩1的声波解耦(akustischenEntkopplung)，因为通过密封圈20防止在汽缸盖罩1和汽缸盖之间形成声桥(Schallbrücke)。
[0039] 此外，图1b示出环形(umlaufend)
密封件30，环形密封件30确保了在凸轮轴模块在安装状态下时相对于汽缸盖的密封。
[0040] 图1c图示出处于预组装状态下的图1a的凸轮轴模块的透视图。该视图示出连接到汽缸盖罩1的轴承体5具有平的安装表面40。当凸轮轴模块螺纹连接到汽缸盖时，这些平的安装表面40
支撑在汽缸盖的对应的反表面 上。汽缸盖罩1具有凸缘(Flansche)51、52以及53，密封件30装在这些凸缘上。当凸轮轴模块安装时，这些凸缘
51、52以及53支撑在汽缸盖的对应的反表面上，并且密封件30外部密封汽缸盖和汽缸盖罩
1之间的包围空间。因此凸缘51、52以及53形成汽缸盖罩1的
接触表面，汽缸盖罩1在位于安装状态时通过凸缘51、52以及53与汽缸盖(未示出)接触。
[0041] 图2示出贯穿根据图1a的凸轮轴模块的两个彼此相邻设置轴承体5的横视图。两个彼此相邻设置轴承体5在横向于凸轮轴2的纵轴排列的平面中彼此对齐放置。各个凸轮轴模块可旋转安装地容纳凸轮轴2。汽缸盖罩1具有容纳轴承体5的容纳套筒9的凹槽
10。容纳套筒9具有内螺纹，螺钉8螺纹拧入其内。以此方式，由轴承体5和凸轮轴2形成的组件与汽缸盖罩1保持在一起。在汽缸盖罩1和轴承体5之间设置有密封圈20，汽缸盖罩1通过密封圈20与轴承体5、并因此与汽缸盖声学解耦。图2的该横剖视图清晰示出螺钉8具有套环(Kragen)8a，在螺钉8的套环8a和汽缸盖罩1之间设置有密封圈41。该密封圈41作用为相对于环境密封由汽缸盖罩1包封的内部空间。
[0042] 图2也清晰示出位于两个凸轮轴2之间的交叠区域内的轴承体5’、5”的交叠是结构上如何构造。两个轴承体5’、5”具有与轴承体5’、5”构造成单件的容纳套筒9、9’、9”。图2左侧示出的轴承体5’的容纳套筒9’接合进图2右侧示出的轴承体5”的交叠区域内的凹槽内。与图2右侧示出的轴承体5”的容纳套筒9”一起，两个容纳套筒9’、9”形成用于螺钉8的共用容纳套筒。图2左侧示出的轴承体5’的容纳套筒9’同时用作定中心装置(Zentrierung)，两个轴承体5’、5”在组装位置通过该
定心装置彼此排列。
[0043] 在图2中的图示中也清晰示出侧部凸缘51和53。它们支撑密封件30，密封件30相对于环境密封用于密封由汽缸盖罩1和未示出的汽缸盖包封的内部空间。
[0044] 如图2所示，轴承体5具有平的安装表面40，当凸轮轴模块固定到汽缸盖时，平的安装表面40支撑在未示出的汽缸盖的对应的反表面上。为了将凸轮轴模块固定到汽缸盖，仅必需将螺钉8螺纹拧入汽缸盖内的对应
螺纹孔内。额外的固定螺钉是非必需的。
[0045] 图3示出贯穿图1a或图2的凸轮轴2的纵向剖视图。在图示的示例性实施方式中，凸轮轴形成为具有管形轴本体。当然，但是，在本发明的范围内，也可使用形成为实
心轴的凸轮轴。图3中的该图示再次示出在空间上设置于凸轮轴2的后方的螺钉8，其螺旋拧进轴承体5的不可见的容纳套筒9。在图3中极右侧上示出的轴承体5具有沿凸轮轴2的纵向延伸的突起 70。突起70夹持在固定到凸轮轴2的凸轮轴部件71和压入凸轮轴2的管形轴本体中的封闭止挡件74(Verschlussstopfen)的径向套环(Kragen)73之间。
封闭止挡件74具有中央螺纹孔75，未示出的封闭元件或驱动元件可螺旋拧入中央螺纹孔
75。
[0046] 图4示出在用于两个平行凸轮轴的实施方式中贯穿根据本发明的凸轮轴模块的横剖视图，其中弹性圈6、7设置在容纳套筒9和设置于汽缸盖罩1内的凹槽10之间。这些弹性圈实现了将汽缸盖罩与轴承体和发动机的汽缸盖声学解耦。此外，在本发明的这种实施方式中，轴承体50形成为具有两个轴承孔51、52的单件的双轴承体。这些轴承孔51、52通过连接区彼此连接。在连接区内提供固定点4，该固定点4与两个外部固定点4类似地形成。在图4右侧上的固定点4处，举例示出单个螺距G，通过单个螺距G，通过螺纹拧入螺钉8可实现凸轮轴模块的预组装。这种类型螺距也设置在其余固定点处，但为获得更清晰视图而未在图4中图示。
[0047] 图5a示出在图1a中外部设置的固定点4的放大视图。在这种实施方式中，在轴承体5的容纳套筒9和汽缸盖罩1之间未设置弹性圈，但容纳套筒9直接作用为“定中心销(Zentrierstift)”，定中心销精确地配合进汽缸盖罩1内的凹槽10。设置在轴承体5和汽缸盖罩1之间的密封圈20、以及设置于汽缸盖罩1和螺钉8的套环8a之间的密封圈41也清晰示出。
[0048] 图5b示出位于两个彼此相邻设置的轴承体5’、5”的交叠区域内的固定点的放大图。轴承体5’具有容纳套筒9’，容纳套筒9’接合进轴承体5”的凹槽内。轴承体5”也具有容纳套筒9”，容纳套筒9”设置为与容纳套筒9’共轴。两个部分-容纳套筒9’、9”彼此补充形成容纳螺钉8的容纳套筒9。
