本發(fā)明涉及一種具有主軸的凸輪軸，在所述主軸上以能夠沿著軸心線軸向地移位的方式接納有至少一個滑動元件，其中，所述主軸包括用于在所述主軸與所述滑動元件之間傳遞力矩的至少一個外齒，所述外齒接合到形成于所述滑動元件的通道中的配合齒幾何結(jié)構(gòu)中，其中所述滑動元件在其軸向端面(endseiten)上包括相應的軸承環(huán)(lagerbünde)，所述軸承環(huán)與所述主軸一起形成所述滑動元件在所述主軸上的徑向支承軸承。

背景技術(shù)：

de102011086161a1公開了一種具有主軸和滑動元件的凸輪軸，該滑動元件以能夠沿著凸輪軸的軸心線軸向地移位的方式接納在主軸上。該主軸包括具有多個外齒的外部縱向齒結(jié)構(gòu)，該外齒接合到形成于滑動元件中的通道內(nèi)的配合齒幾何結(jié)構(gòu)中。以此方式，該滑動元件能夠沿軸心線的方向在主軸上軸向地移位，并且該滑動元件不能在主軸上轉(zhuǎn)動，使得力矩能夠從主軸傳遞至滑動元件。

當滑動元件被接納在設置有外齒的主軸上時，產(chǎn)生了如何盡可能沒有間隙地導引滑動構(gòu)件的基本問題。為了確保升程信息以沒有干擾的方式從滑動元件的凸輪軌道(nockenlaufbahnen)連續(xù)地傳遞到挺桿元件(abgriffselement)，滑動元件必須在主軸上盡可能沒有徑向間隙地導引。以最小間隙在主軸上導引滑動元件使滑動元件在主軸上的軸向偏移最小化，并且期望這種軸向偏移盡可能小。

為了確保滑動元件在主軸上的導引同為形成配合齒幾何結(jié)構(gòu)而在主軸的外齒與滑動元件中的內(nèi)齒結(jié)構(gòu)的嚙合相分離，de102011086161a1提出了在滑動元件上設置軸承環(huán)，滑動元件通過該軸承環(huán)在主軸上導引以使軸向偏移最小化?；瑒釉系妮S承環(huán)在這種情況下抵著主軸的外齒的齒頂運轉(zhuǎn)，然而由此會導致軸承環(huán)的早期磨損。如果在主軸上提供呈圓柱形形狀的支承點，則滑動元件不再能夠安裝有配合的齒幾何結(jié)構(gòu)，這是因為滑動元件中的通道內(nèi)的配合齒幾何結(jié)構(gòu)具有比用于導引滑動元件的形成于主軸上的圓柱形部小的最小直徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是開發(fā)一種可軸向移位的滑動元件在主軸上的軸向偏移最小化的凸輪軸，其中該滑動元件旨在經(jīng)由軸承環(huán)抵著主軸被徑向地導引。

該目的是根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的凸輪軸結(jié)合特征部分的特征來實現(xiàn)的。有利的拓展在從屬權(quán)利要求中提出。

為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提出了主軸包括用于形成支承軸承的圓柱形支承部，其中該圓柱形支承部構(gòu)造成具有比滑動元件中的配合齒幾何結(jié)構(gòu)的齒頂圓直徑小的直徑，其中齒頂圓直徑突出至所述通道中。

滑動元件在主軸上的支承軸承的創(chuàng)新性構(gòu)型獲得了如下優(yōu)點：滑動元件可以被容易地安裝在主軸上，并且支承軸承的軸承環(huán)不抵著主軸上的外齒的至少一個齒頂運轉(zhuǎn)。主軸上的支承部可以構(gòu)造成繞整個圓周都是圓柱形的，并且該支承部的直徑可以例如小于或等于主軸上的至少一個外齒或數(shù)個外齒的齒根直徑。根據(jù)主軸的圓柱形支承部的直徑，軸承環(huán)也可以構(gòu)造成具有大致相同的直徑，并且軸承環(huán)的直徑例如可以僅略微大于圓柱形支承部的直徑，以形成具有常規(guī)軸承間隙(lagerluft)的滑動軸承(gleitlagerung)。

配合齒幾何結(jié)構(gòu)可以根據(jù)一個或多個外齒的構(gòu)型和數(shù)量以不同的方式來構(gòu)造。如果存在有數(shù)個外齒、尤其是在主軸上繞整個圓周存在有數(shù)個外齒并且由此形成外齒結(jié)構(gòu)，則配合齒幾何結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造為內(nèi)齒結(jié)構(gòu)。配合齒幾何結(jié)構(gòu)的齒頂圓直徑可以隨后形成為內(nèi)齒結(jié)構(gòu)的齒頂圓直徑，內(nèi)齒結(jié)構(gòu)的齒頂圓直徑形成如下直徑，齒頂通過該直徑突出至滑動元件中的通道內(nèi)。例如，如果外齒僅單獨地設置，則配合齒幾何結(jié)構(gòu)也可以替代性地由其內(nèi)形成有至少一個齒槽的中空圓筒形部形成，并且主軸的相應的外齒接合到齒槽中或接合到每個齒槽中。中空圓筒形部在這種情況下可以具有比滑動元件的通道中的軸承環(huán)的直徑大的直徑。換言之，滑動元件的軸承環(huán)可以具有比中空圓筒形部的內(nèi)徑小的軸承內(nèi)徑。以此方式，形成了用于將滑動元件支承在主軸上從而允許受限地導引滑動元件的彼此間隔開的兩個支承點(lagerstellen)。

此外，主軸的圓柱形支承部可以具有比滑動元件中的中空圓筒形部的內(nèi)徑小的外徑。這確保了通過沿軸心線的方向?qū)⒒瑒釉频街鬏S上能夠使滑動元件安裝在主軸上。為了在滑動元件中的中空圓筒形部不阻止滑動元件在主軸上的軸向前進的情況下使得軸承環(huán)被導引越過圓柱形支承部，滑動元件中的中空圓筒形部的直徑被選擇為大于主軸的圓柱形支承部的直徑。

特別有利地，軸承環(huán)可以包括至少一個安裝槽，當滑動元件被導引到主軸上時，主軸的外齒可以被導引通過所述至少一個安裝槽。滑動元件可以僅在軸承環(huán)中形成有至少一個安裝槽時被導引到主軸上，使得在推動滑動元件期間存在于主軸上的至少一個外齒能夠軸向地移動通過該安裝槽。因此，根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸應包括至少一個外齒，但例如優(yōu)選兩個、三個或四個外齒，使得根據(jù)外齒的數(shù)量來限定安裝槽的數(shù)量。例如，四個外齒可以安裝在主軸上并且均勻地分布在圓周上，使得在軸承環(huán)中提供了均勻分布的四個安裝槽。為了將滑動元件支承在主軸上，軸承環(huán)由此包括中斷部(unterbrechungen)，其中通過軸承環(huán)使滑動元件在主軸上的軸向?qū)б粫艿桨惭b槽的不利影響，該軸承環(huán)抵著主軸的圓柱形支承部運轉(zhuǎn)。

特別有利地，滑動元件的中空圓筒形部中的齒槽與滑動元件的軸承環(huán)中的安裝槽可以在軸心線的方向上彼此對準，使得齒槽和安裝槽位于彼此相同的圓周位置。

沿軸心線的方向觀察，主軸上的外齒可以短于滑動元件的軸承環(huán)之間的距離。特別地，在滑動元件的一個軸承環(huán)與配合齒幾何結(jié)構(gòu)、即中空圓筒形部之間，可以在滑動元件的通道中形成有至少兩個閂鎖凹槽，并且接納在主軸上的閂鎖元件能夠閂鎖到這些閂鎖凹槽中。以此方式，可以在滑動元件被外部致動器調(diào)節(jié)到主軸上的一軸向位置時建立滑動元件在主軸上的限定軸向位置。該閂鎖元件例如可以由被壓縮彈簧壓到所述閂鎖凹槽中的球來形成。

出于制造的原因，如果主軸的布置外齒或多個外齒的部分的外徑與支承部的外徑構(gòu)造成具有相同的尺寸是特別有利的。這獲得了制造優(yōu)勢，特別是如果外齒與主軸不是一體形成的而是例如外齒比如通過力配合和/或形狀配合接合或通過整體粘結(jié)隨后布置在主軸上。

最后，滑動元件可以包括承載管，其中軸承環(huán)形成在承載管的軸向端面上。替代性地，可以將軸承環(huán)設置在至少一個凸輪元件上，該至少一個凸輪元件接納在承載管上并且可以在軸心線的方向上突出超過承載管，并且該凸輪元件在內(nèi)側(cè)可以以其突出部形成軸承環(huán)。

根據(jù)改型的實施方式，滑動元件也可以是一體成型的?；瑒釉脑辽侔ㄍ馆喸屠缯{(diào)節(jié)元件，凸輪元件和調(diào)節(jié)元件可以由一件制成或可以通過結(jié)合接合方法接合到一起。在這種情況下，承載管可以被省略，并且滑動元件的通道中的配合齒幾何結(jié)構(gòu)可以形成在一件式本體中。由此，軸承環(huán)也可以形成在一件式滑動元件的通道中。

附圖說明

改進本發(fā)明的另外的措施將在下文中參照附圖結(jié)合對本發(fā)明的一個優(yōu)選的示例性實施方式的描述更加詳細地闡述，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有徑向支承軸承的凸輪軸的一部分的截面視圖；

圖2示出了具有本發(fā)明特征的凸輪軸的另一實施方式；

圖2a示出沿著圖2中的截面線i-i截取的截面視圖；

圖2b示出沿著圖2中的截面線ii-ii截取的截面視圖；

圖3示出了根據(jù)圖2的凸輪軸在繞軸心線轉(zhuǎn)動的截面平面中的截面視圖。

具體實施方式

圖1示出了凸輪軸1的截面視圖，凸輪軸1具有沿著軸心線12延伸的主軸10，其中，僅以示意性的且簡化的方式示出的滑動元件11安裝在主軸10上?；瑒釉?1包括凸輪軌道，升程信息經(jīng)由該凸輪軌道傳遞至內(nèi)燃機的氣門。為了以不同的凸輪軌道控制氣門，滑動元件11可以沿軸心線的方向在主軸11上移位，并且為了產(chǎn)生滑動元件11在主軸10上的不連續(xù)的軸向位置，使用了閂鎖元件22，閂鎖元件22被壓縮彈簧24預加應力并且例如構(gòu)成為閂鎖球，該閂鎖球能夠閂鎖到形成于滑動元件11中的通道內(nèi)的閂鎖凹槽21中。

為了在主軸10與滑動元件11之間傳遞力矩，主軸10包括示例性示出的外齒13，并且根據(jù)示出的實施方式，主軸10包括在90°位置成對地安裝在主軸10的圓周上的八個外齒13。在外齒13于主軸10上的圖示分布的改型中，外齒13也可以是單獨雙重地布置在主軸10上或者在彼此相對180度的位置處成對雙重地布置在主軸10上，在這種情況下，例如，繞圓周以120°角間距均勻地分布的三重布置也可以是有利的。

外齒13接合在形成于滑動元件11中的配合齒幾何結(jié)構(gòu)14內(nèi)，使得力能夠經(jīng)由外齒13的側(cè)面以及配合齒幾何結(jié)構(gòu)14的側(cè)面沿圓周方向傳遞。以此方式，力矩能夠在主軸10與滑動元件11之間傳遞，使得滑動元件11在主軸10上不能轉(zhuǎn)動，但滑動元件10能夠在主軸10上沿軸心線的方向被軸向地導引。

這種導引是通過軸承環(huán)15來實現(xiàn)的，沿軸向方向觀察，軸承環(huán)15鄰近外側(cè)形成在滑動元件11內(nèi)。軸承環(huán)15抵著支承部17延伸，支承部是由主軸10的對應的圓柱形部形成的。支承部17構(gòu)造為具有比滑動元件11中的配合齒幾何結(jié)構(gòu)14的最小直徑小的直徑。由于根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的支承軸承16，獲得了以下優(yōu)點：滑動元件11能夠沿軸心線的方向被推動到主軸10上，并且具有軸承環(huán)15——其呈大致圓筒形并且抵著圓柱形支承部17運轉(zhuǎn)——的支承軸承16可以為在主軸10上導引滑動元件11提供具有最小間隙和最小磨損的滑動軸承。

軸承環(huán)15可以與主軸10上的外齒13的位置相對應地構(gòu)造有安裝槽20，安裝槽20沿軸向方向平行地軸向延伸并且對應于外齒13的圓周位置。當滑動元件11被推動到主軸10上時，可以使外齒13與軸承環(huán)15中的安裝槽20重合使得盡管外齒13的外徑相對于軸承環(huán)15的直徑較大但滑動元件11仍能夠安裝在主軸10上?；緲?gòu)造為中空圓筒的具有安裝槽20的軸承環(huán)15由于小的中斷在其用于在主軸10上使滑動元件11徑向地導引越過支承部17的導引功能方面未受到安裝槽10的影響。

圖2示出了通過具有主軸10和滑動元件11的凸輪軸1的截面，并且滑動元件11能夠在主軸10上沿軸心線的方向軸向地移動。主軸10的截面視圖示出了支承部7到主軸10的形成外齒13的區(qū)域的過渡部，該過渡部延伸至滑動元件11的配合齒幾何結(jié)構(gòu)14中。配合齒幾何結(jié)構(gòu)14在這種情況下包括齒槽19，齒槽19形成在中空圓筒形部中，該中空圓筒形部出于截面平面的原因未進行描繪并且可參照圖3，在圖3中示出了中空圓筒形部18。

滑動元件11的軸承環(huán)15抵著支承部17運轉(zhuǎn)，并且該截面視圖示出了安裝槽20，安裝槽20形成于軸承環(huán)中并且對應于外齒13的圓周位置，使得滑動元件11能夠被推動到主軸10上。

圖2a示出了沿著圖2中示出的截面線i-i截取的截面視圖。該截面視圖示出了支承部17的區(qū)域中的主軸10，該截面視圖還示出了在滑動元件11的軸承環(huán)15中均勻地分布在圓周上的四個安裝槽20。盡管存在安裝槽20，但是基本上還是以滑動軸承的方式在滑動元件11與主軸10之間產(chǎn)生了支承軸承16，該滑動軸承允許在主軸10上以最小的間隙和承載能力導引滑動元件11，而不是必須通過外齒13與配合齒幾何結(jié)構(gòu)14之間的嚙合——其僅用于傳遞力矩——來導引滑動元件11。以此方式，實現(xiàn)了滑動元件11在主軸10上的特別良好的同軸精度(rundlaufgenauigkeit)。

圖2b示出了沿著圖2中示出的截面線ii-ii截取的截面視圖。主軸10被示出為在主軸10包括外齒13的區(qū)域中截取，并且外齒13延伸至形成于滑動元件11的中空圓筒形部18中的齒槽19中。配合齒幾何結(jié)構(gòu)14與中空圓筒形部18和齒槽19一起形成，并且四個齒槽19以均勻的分布方式設置在圓周上并且同樣地對應于四個外齒13。齒槽19的圓周位置與安裝槽20在軸承環(huán)15中的圓周位置相一致，如在圖2a中所示的。

圖3示出了根據(jù)圖2的凸輪軸1在繞軸心線12轉(zhuǎn)動的截面平面中的截面視圖。該截面平面示出了位于滑動元件11的通道中的中空圓筒形部18，該通道橫向地過渡至軸承環(huán)15中并且過渡至閂鎖凹槽21中，該通道在其軸向連續(xù)方向上過渡至加寬的軸承環(huán)15中。

滑動元件11包括承載管23，在承載管23上形成有凸輪元件25和用于對滑動元件11進行軸向調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)構(gòu)件26。用于形成支承軸承16的軸承環(huán)15從內(nèi)部引入承載管23中，并且凸輪元件25和調(diào)節(jié)構(gòu)件26可以單獨地或一起被壓到承載管23的外側(cè)中。

圖2的截面視圖和圖3的截面視圖示出了主軸10的圓柱形支承部17構(gòu)造成具有比滑動元件11中的配合齒幾何結(jié)構(gòu)14的最小直徑小的直徑。這使得滑動元件11能夠被安裝到主軸10上，而同時用于徑向地導引滑動元件11的支承部17可以具有圓柱形構(gòu)型，而在滑動元件11被安裝到主軸10上時，僅軸承環(huán)15包括獨特的安裝槽20，外齒13能夠行進通過安裝槽20。通過僅在圓周上單獨地設置外齒13和相關(guān)的齒槽19，滑動元件11能夠以最小的磨損和負荷承載能力徑向地支承在主軸1上，而不會使這種支承必須發(fā)生在主軸10的外齒幾何結(jié)構(gòu)的齒頂上。

本發(fā)明在其設計方面不限于上述的優(yōu)選的示例性實施方式。而是能夠設想使用所示出的解決方案的若干變型，甚至可以是根本上不同類型的實施方式。從權(quán)利要求、說明書或附圖顯現(xiàn)出的所有特征和/或優(yōu)點——包括結(jié)構(gòu)細節(jié)或空間布置——就其本身和各種各樣的組合而言對于本發(fā)明可能都是必不可少的。

附圖標記列表

1凸輪軸

10主軸

11滑動元件

12軸心線

13外齒

14配合齒幾何結(jié)構(gòu)

15軸承環(huán)

16支承軸承

17支承部

18中空的圓筒形部

19齒槽

20安裝槽

21閂鎖凹槽

22閂鎖元件

23承載管

24壓縮彈簧

25凸輪元件

26調(diào)節(jié)構(gòu)件