[发明专利]凸轮轴及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴，特别是用于汽车发动机，其包括：中空的外轴和同轴设置于所述外轴内的并且相对该外轴可旋转地支承的内轴；抗扭转地设置在所述外轴上的第一凸轮和可转动地设置于所述外轴上并固定在所述内轴上第二凸轮。

背景技术

通过相对第二凸轮调节第一凸轮，能够可变地控制汽车发动机的气门。若利用可彼此调节的凸轮的不同分组一方面操作进气门以及另一方面操作排气门，由可以例如依据负荷和依据转速来改变进气时间与排气时间的比例。

为了实现对凸轮的精确定位以及同时实现内轴相对外轴的轻捷的可调节性，这两根轴必须以合适的方式可旋转地彼此支承。例如已知的是，在依DE3943426C1具有文首述及特征的这种类型的凸轮轴中，在彼此交错起来的轴件的端部上设有用于实现支承的支承套。在这种情况下产生如下缺点：一方面为了避免间隙以及另一方面为了保证轻捷的旋转性，必须以很高的配合精度设置所述支承套。必须对外轴的内径及内轴的外径进行精确制造加工，而针对外轴内面的加工只有以高额的加工费用才可实现。由EP1963625B1已知一种类似的支承设计方案，其中一个末端侧的、与内轴相连的止动件沿径向支撑于外轴的内周面上。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是：提供一种可调节的、可以以较小花费制造的凸轮轴。

从具有文首述及特征的凸轮轴出发，上述目的根据本发明通过如下方式得以实现：在内轴的至少一个末端区域设置一支承件，该支承件沿径向超过外轴凸出，其中，所述外轴的外周面与所述支承件的对应的、面向内侧的面共同构成一径向轴承。

根据本发明，内轴和外轴的径向支撑在利用了外轴之外周面的情况下得以实现，该外周面在制造时可以较为简单和经济地加工。

根据本发明，支承件与外管的一个部段搭接，从而一个在内轴与外轴之间形成的环状间隙在那里按照迷宫式密封装置的方式相对外部被密封。若与此相关地，为润滑之目的，向内轴与外轴之间的环状间隙中加入了油，则该支承件还能有助于防止油从环状间隙中不受控地流出。

在本发明的范围内，支承件可以与内轴的在外轴内部延伸的基体共同构成一体。该支承件于是便构成了内轴的末端侧的加粗部，其中，为了容纳外管的端面以及为了形成面向内侧的面，可以在该支承件中构造一个环槽。

但是根据本发明的一种优选的设计，支承件制成一个独立的部件并且固定在内轴的一末端上。在此方面，材料接合的连接如熔焊、钎焊和粘接以及力锁合的连接如收缩接合/热压配合、螺纹件连接以及生成横向/纵向联接是适合的。原则上也可以采用所述的材料接合和力锁合的连接方式的组合。

为了将支承件以简单方式固定在内轴的预定位置上，沿轴向方向看的话，也可以设置一种形状锁合的支撑。这样，内轴为了固定支承件例如可以具有一个形式上为直径缩小结构的台阶，于是支承件的紧固段便套装在这个台阶上。当然，也可以考虑其他的形状锁合的轮廓，例如支承件的一个圆柱形的紧固段可以类似于螺栓那样嵌入到内轴的一个套筒形的安装座（Aufnahme）中。

根据本发明的一种优选的发展设计，支承件同时也是凸轮轴的一个功能部件。例如在一种合适的构造设计中，该支承件还可以用作滚动轴承的轴承元件或者传感器轮，整个凸轮轴相对汽缸盖可转动地支撑在其上。如果支承件同时还是凸轮轴的功能部件的话，这个支承件通常在其外周具有功能面和/或功能轮廓。特别是如果有很大的扭矩施加于作为功能部件的支承件上的话，也可以在该支承件与内轴之间设置一种形状锁合的连接，该连接能够在转动时实现扭矩传递或者提高可传递的扭矩。

在本发明的范围内，对于支承件的进一步设计获得了各种不同的可能性。这样，支承件例如可以按照盖子的方式套装到内轴和外轴的对应末端上。在这种情况下，特别优选的是，支承件的紧固段在外轴内部延伸，由此总体上可以实现很小的结构空间。或者，作为可选方案，内轴在凸轮轴的所论及的末端上也可以从外轴中伸出，于是紧固件便环形地固定在内轴的外表面上。

支承件可以由陶瓷、塑料、金属、复合材料或者这些材料的组合构成。就此而论，可以考虑所有类型的复合材料，即特别是颗粒复合材料、纤维复合材料和层式复合材料。在选择支承件所用的材料时，只需考虑如下因素：这种材料能够耐受运行物料（也就是例如油和液压流体）以及耐受在运行过程中出现的温度，并且具有充分的稳定性。

若支承件按照本发明的一种优选设计被制成独立的部件，则对于这种较小型的部件还更加易于保持精确的尺寸规定值和/或实施精密的成形加工以及表面精制处理。