[发明专利]凸轮轴单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种凸轮轴单元，所述凸轮轴单元具有两个彼此同心设置的凸轮轴和凸轮轴调节器。

背景技术

具有彼此同心设置的凸轮轴的凸轮轴单元，也称作为双凸轮轴，具有第一凸轮轴，所述第一凸轮轴作为内部凸轮轴至少部分地延伸到作为外部凸轮轴的第二凸轮轴中。这种用于操作内燃机的换气阀的凸轮轴单元例如从EP 0 582 846B1中或US 6,725,817中已知。凸轮轴单元为每个凸轮轴分别具有凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器能够实现相对于曲轴的相位移动。所述凸轮轴单元的凸轮轴调节器分别液压操作。这种液压驱动器一方面相对反应迟钝地工作并且由于油温相关的粘度而具有温度相关的控制值。此外，较大的调整角度是难于实现的并且在上述特殊的驱动器实施方案中不可实现。

EP 1 803 904A2示出具有两个凸轮轴调节器的其他这类凸轮轴单元。凸轮轴单元伸长地构造并且需要耗费地协调两个凸轮轴调节器。凸轮轴调节器也能够在凸轮轴的相应相反的端部上设置在气缸盖中。结构空间需求由此继续增大，并且没有可用的自由的凸轮轴端部，所述凸轮轴端部例如可以用于连接燃料泵。由于有大量要安装的部件，所述布置在制造方面也是耗费的。

发明内容

本发明的目的是，实现一种需要小的结构空间的凸轮轴单元，所述凸轮轴单元不耗费地构成。

所述目的通过下述凸轮轴单元实现，所述凸轮轴单元具有：第一凸轮轴；第二凸轮轴，所述第二凸轮轴与第一凸轮轴同心并且相对于曲轴始终相位不变；凸轮轴调节器，借助所述凸轮轴调节器，第一凸轮轴能够相对于曲轴调节相位；在凸轮轴的轴向方向上可移动的连接元件，所述连接元件具有第一齿部，其中第一齿部与第一凸轮轴上的第一配对齿部啮合；和伺服驱动器，通过所述伺服驱动器，连接元件可轴向移动，其中通过轴向进给，实现第一凸轮轴相对于连接元件的相对转动。

根据本发明的凸轮轴单元能够实现通过凸轮轴调节器调整第一凸轮轴并且与第二凸轮轴一起紧凑地构造。两个凸轮轴能够彼此不连接。替选地，设有两个凸轮轴的强制耦联。因此，两个凸轮轴并非可彼此独立地调整，而是其角度偏差通过强制耦联元件的位置始终预设。

借助传感器单元可确定第一凸轮轴的转角位置。在此，不重要的是，传感器单元是否直接设置在第一凸轮轴上、在强制耦联元件上或在凸轮轴调节器的相对于强制耦联元件相位固定的其他部件上。

强制耦联元件优选以机械方式将两个凸轮轴连接。所述强制耦联元件可以直接地或间接地通过凸轮轴调节器加载并且能够构成为连接元件。在调整凸轮轴调节器时，强制耦联元件实现运动，所述运动引起第一凸轮轴的强制转动，而相位位置没有改变。替选地或附加地，连接元件也能够通过与凸轮轴调节器分开的附加的致动器加载、锁紧或叠加。

构成为与凸轮轴的连接元件的强制耦联元件的强制耦联在一个实施方式中经由齿部进行。齿部例如能够构成为直齿部、斜齿部、球齿部或滑动齿部(Gleitverzahnung)并且设置在凸轮轴上的端侧处。连接元件具有多个齿部，所述齿部同时与凸轮轴上的配对齿部接合。如果连接元件保持在其轴向位置上，由于齿接合，两个凸轮轴相对于连接元件进而相对于凸轮轴调节器的转角位置也是固定的。相反地，如果连接元件轴向移动，那么啮合的斜齿部在轴向固定的第一凸轮轴中引起第一凸轮轴相对于连接元件的相对转动。同时，第二凸轮轴能够经由直齿部连接到连接元件上，使得其轴向进给不改变第二凸轮轴的相位角。

连接元件与凸轮轴同轴设置并且能够相对于所述凸轮轴通过伺服驱动器在凸轮轴主轴线的方向上轴向移动。为了借助于可代表的驱动功率引起足够大的凸轮轴调整，伺服驱动器在凸轮轴调节器的致动器和连接元件之间优选具有进行转换的传动装置。如果通过致动器首先引入转动运动，此外需要转换成连接元件的轴向运动。

高的传动比能够经由螺杆驱动器来实现，所述螺杆驱动器引起连接元件的线性移动进而由于斜齿部引起接合的凸轮轴的强制转动。螺杆驱动器优选作为滚珠丝杠具有螺杆和螺母。经由螺杆的螺旋形的导轨引起轴向进给，所述轴向进给由于凸轮轴的和连接元件的斜齿部引起凸轮轴相对于驱动轮的相对转动。因此，经由调节式电动机能够增强或减弱凸轮轴的驱动。螺杆能够与电动机的输出轴连接或者通过所述输出轴本身构成。螺母能够与连接元件固定连接，或连接元件本身能够朝向螺杆具有带有相应的表面轮廓的侧面并且因此与螺母一件式地构成。替选地，螺母通过固定机构轴向地保持在连接元件上。