[发明专利]花键连接结构以及在凸轮轴和可动凸轮支承件之间具有花键连接结构的气门机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的花键连接结构(Zahnwellenverbindung)和根据权利要求13的前序部分所述的用于发动机换气门(进、排气门)的气门机构/配气机构(Ventiltrieb)，其中在凸轮轴和多个在凸轮轴上以不能相对转动而能轴向移动的方式引导的凸轮支承件之间分别设有所述的花键连接结构。

背景技术

花键连接结构是形状锁合的(formschlüssig)轴、毂连接结构，其设计成在两个绕公共旋转轴线旋转的部件之间传递转矩，其中通常一个部件是轴件而另一部件是毂件。在花键连接结构中通过齿面将转矩传递给相邻的齿，所述齿面在两个部件能沿轴向相对运动的情况下、在可能情况下以间隙配合的方式相互贴靠，以避免由于负载波动或转矩波动在两个部件之间引起沿旋转方向或周向方向的相对运动。两个啮合的齿部、即轴的外齿部和空心轴或毂件的内齿部通常是渐开线齿(DIN 5480)或直齿形齿部(DIN 5481)。

已知的花键连接结构是齿形定心(按照齿形定心)的连接结构，其中齿面除了用于传递转矩，还用于使空心轴或毂件定心在轴上。特别是对于滚压的齿廓，却可能由于制造公差而在两个啮合的齿部之间引起较大的径向间隙，这在齿形定心的连接结构中还会在内、外齿部的齿的对置齿面之间引起较大的间隙，进而在负载波动或转矩波动时沿部件旋转方向或周向方向引起相对运动。

发明内容

因此本发明的目的是：改进开头所述类型的花键连接结构和气门机构，从而实现花键连接结构中的径向间隙补偿，或者实现空心轴或毂件在轴上的径向支承和定心。

根据本发明，所述目的以下述方式实现：内齿部和外齿部在其长度的一部分上在外齿部的齿顶圆和/或齿根圆的区域中以间隙配合相对置，而在内齿部和外齿部的齿面的区域中以更大的距离对置，以及，内齿部和外齿部在其长度的另一部分上在内齿部和外齿部的齿面的区域中以间隙配合对置，而在外齿部的齿顶圆和齿根圆的区域中以径向间隙对置。

本发明基于以下构想：通过根据本发明的措施使两个齿部的用于传递转矩的区域与用于定心的区域在轴向方向上退耦或彼此分开。

因为外齿部比内齿部更容易加工，所以本发明的一种优选设计方案提出，内齿部在其整个长度上具有相同的廓形，而外齿部在所述轴的轴向方向上分成至少两个具有不同廓型的部段。

优选地，在两个部段中齿数相同的情况下，这个或每个用于传递转矩的部段与这个或每个用于定心的部段相比，外齿部的齿的宽度更大而高度更小，以便能安装空心轴。

本发明的另一种优选设计方案提出，外齿部在所述轴的轴向方向上分成三个具有不同廓形的部段，其中优选一中间部段用于传递转矩，而设置在该中间部段两侧的两个部段用于直接支承和径向定心。但也可能是，外齿部在所述轴的轴向方向上分成四个成对地具有不同廓形的部段，其中各有两个部段用于传递转矩，两个部段用于支承和径向定心，其中用于传递转矩的部段与用于径向定心的部段彼此交替。

其中轴的外齿部具有不同廓形的部段有利地通过无齿的窄柱形部段分开，以方便对各部段的不同加工。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明。其中：

图1示出气门机构的多个部分的上侧视图，该气门机构用于6缸V型发动机的三个气缸的进气门对并且具有多个可在凸轮轴上移动的凸轮支承件；

图2示出沿着凸轮轴的中轴线的水平纵向剖视图；

图3示出图2中的凸轮轴的局部放大图，其具有凸轮支承件；

图4示出与图3相应的视图，其示出了凸轮轴的外齿部；

图5示出在凸轮轴的外齿部的第一和第三部段中、该外齿部的齿在凸轮支承件的内齿部的两个齿之间的啮合的详细视图；

图6示出在凸轮轴的外齿部的第二和第四部段中、该外齿部的齿在凸轮支承件的内齿部的两个齿之间的啮合的详细视图。

具体实施方式

在附图中仅部分示出的气门机构1中，能够调节每个气缸2的由凸轮轴3致动的两个进气门的行程和正时，该气门机构1用于V型6缸柴油发动机的三个气缸2的进气门对并具有位于上方的、可旋转地支承在柴油发动机的气缸盖壳体中的凸轮轴3。