可調節凸輪軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于內燃機的可調節凸輪軸，所述可調節凸輪軸具有:支撐軸，所述支撐軸在旋轉軸線的方向上延伸；至少一個凸輪組件，所述凸輪組件具有至少一個凸輪元件并且被安裝在支撐軸上從而可以在旋轉軸線的方向上位移，所述凸輪組件能夠在至少兩個軸向鎖扣位置下鎖扣至支撐軸;和至少一個鎖扣元件，所述鎖扣元件通過彈簧元件受到預應力;和至少一個鎖扣元件接收部，所述鎖扣元件接收部被設置成形成鎖扣位置，其結果是鎖扣元件可以在鎖扣位置下鎖扣至鎖扣元件接收部。
【背景技術】
[0002]已知用于內燃機的可調節凸輪軸具有在旋轉軸線上延伸的支撐軸，和至少一個凸輪組件，所述凸輪組件被安裝在支撐軸上從而可以在旋轉軸線的方向上移動。凸輪組件隨著支撐軸的旋轉而同步旋轉，出于該目的可以設置支撐軸和凸輪組件之間的花鍵結構，并且通過花鍵結構阻止凸輪組件在支撐軸上的旋轉。為了在可重復的軸向位置處將凸輪組件鎖扣至支撐軸上的不連續的軸向位置，已知鎖扣元件可以通過彈簧元件受到預應力，并且鎖扣元件可以鎖扣至鎖扣元件接收部，其結果是限定了凸輪組件在支撐軸上的位置。鎖扣組件在支撐軸上的不同的軸向位置造成凸輪組件可以具有的不同的凸輪元件與閥或用于驅動閥的分接元件連接。不同的凸輪元件可以限定用于打開和關閉內燃機的閥的不同的控制時間，或者可以通過與分接元件操作性連接或與閥直接連接的不同的凸輪元件改變閥沖程。在此，所述改變通過凸輪組件在支撐軸上占據不同的不連續的軸向位置而發生，并且凸輪組件例如通過操縱裝置而進行位移，所述操縱裝置以固定的方式容納在汽缸蓋中并且可以與凸輪組件同樣包括的調節元件相互作用。
[0003]例如，DE 10 2010 Oil 897A1公開了用于內燃機的可調節凸輪軸，所述可調節凸輪軸具有在旋轉軸線上延伸的支撐軸，和凸輪組件，所述凸輪組件被安裝在支撐軸上從而可以沿軸向移動。負載彈簧元件的彈簧力的球形式的鎖扣元件用于將凸輪組件鎖扣至不連續的軸向位置。該球由于彈簧力可以鎖扣至不同的成形凹槽，并且成形凹槽相對于軸向位置以一定方式設置使得每個成形凹槽對應于凸輪元件的相關凸輪軌跡與分接元件的接觸點。
[0004]鎖扣元件和用于使鎖扣元件負載的彈簧元件設置在凸輪軸的容納孔中，鎖扣元件接收部在凸輪組件的內側上以成形凹槽的形式形成。如果必須組裝凸輪軸，首先彈簧元件必須插入凸輪軸的容納孔，然后在將凸輪組件設置在支撐軸上之前鎖扣元件必須抵抗彈簧力插入容納孔。當隨后推動凸輪組件時，產生的困難是鎖扣元件必須抵抗彈簧元件的彈簧力壓入容納孔，以避免當凸輪組件通過球形鎖扣元件而被推至支撐軸時被卡住。
[0005]此外，產生的缺點是，當在將凸輪組件安裝至支撐軸的過程中彈簧元件或鎖扣元件未以正確設置的方式安裝時，或者當鎖扣元件或彈簧元件遺失時，只有在凸輪軸的最終控制的過程中才能發現該錯誤。在此，不利的是在不完全拆卸凸輪軸的情況下不可能進行矯正。
[0006]在支撐軸中形成孔的過程中還需要保證離相鄰花鍵結構存在足夠空隙，使得在之后可能的支撐軸硬化或表面修整的過程中用于容納彈簧元件和鎖扣元件的容納孔不產生變形。因此，鎖扣元件和彈簧元件不具有自由移動性可能影響鎖扣作用。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是開發用于內燃機的可調節凸輪軸，所述可調節凸輪軸具有支撐軸和被安裝在支撐軸上從而可以沿軸向移動的凸輪組件;形成用于將凸輪組件鎖扣至支撐軸上的不連續的軸向位置的具有簡單構造的裝置，能夠容易地將凸輪組件安裝在支撐軸上并且特別可調節。
[0008]從根據權利要求1的前序部分的用于內燃機的可調節凸輪軸出發，并且從根據權利要求10的已知特征的用于組裝凸輪軸的方法出發，實現所述目的。從屬權利要求中顯示了本發明的有利的改進形式。
[0009]本發明包括以下技術教導:彈簧元件和通過彈簧元件受到預應力的鎖扣元件容納在凸輪組件中，并且至少一個鎖扣元件接收部設置在支撐軸上。
[0010]由于根據本發明的鎖扣裝置的構造具有凸輪組件中的至少一個鎖扣元件和至少一個用于使鎖扣元件受到預應力的彈簧元件，因此以有利方式克服了上文所述的缺點。特別地，可以將凸輪組件推至支撐軸而無需預先設置鎖扣元件和彈簧元件，并且不會產生特別由于球形鎖扣元件造成的凸輪組件的卡住。此外，產生的優點是只有在將凸輪組件設置在支撐軸上之后才可以將鎖扣元件和彈簧元件設置在凸輪組件上，并且之后才可以施加通過彈簧元件造成的鎖扣元件的預應力。因此，能夠根據需要特別令人滿意地檢查由于彈簧元件造成的鎖扣元件的預應力，并且能夠將凸輪組件鎖扣在支撐軸上的不連續的鎖扣位置，并且可以進行任何可能需要的元件校準而無需重新拆卸凸輪軸，特別是無需從支撐軸上除去凸輪組件。
[0011]進一步有利的是，由于在凸輪組件中設置鎖扣元件和彈簧元件，因而可以無需在支撐軸中設置容納孔。可以在支撐軸和凸輪組件之間設置強制鎖定的幾何構造，所述強制鎖定的幾何構造例如包括在凸輪組件的內側和支撐軸的外側上的凹槽結構或花鍵結構，所述結構以一定方式彼此接合使得凸輪組件可以在支撐軸上以共同旋轉且可沿軸向移動的方式滑動。強制鎖定的幾何構造可以優選以花鍵結構的形式構造并且可以應用至隨后的硬化過程。在此，不會產生例如由于產生熱而造成的用于容納彈簧元件和鎖扣元件的容納孔經受變形的缺點。此外，無需保證相鄰花鍵結構離容納孔的足夠的空隙。
[0012]根據用于形成鎖扣元件接收部的一個有利改進的實施方案，可以在支撐軸中針對每個鎖扣元件接收部形成周向凹槽，由于彈簧元件的彈簧力，設置在凸輪組件上的鎖扣元件可以鎖扣至所述凹槽。如果例如需要為凸輪組件設置兩個鎖扣位置，可以在支撐軸中形成兩個相鄰的周向凹槽。在凸輪組件在支撐軸上存在三個軸向鎖扣位置的情況下，例如如果凸輪組件上設置三個具有不同輪廓或彎曲位置的凸輪元件，那么可以在支撐軸中以與此對應的方式形成三個周向凹槽，等等。
[0013]根據一個替代性改良方案，鎖扣元件接收部可以構造成限制于一個周向區域的凹槽或者被構造成支撐軸的外圓周中的凹部。凹部可以例如具有漏斗形狀的構造，特別是埋頭孔的形式。限制于一個周向區域的凹槽可以例如具有切線軌跡并且可以通過研磨操作形成。相反，周向凹槽可以在支撐軸中通過車削操作形成。
[0014]根據另一個實施方案，鎖扣元件接收部可以通過插入元件形成，容納凹槽能夠在支撐軸的外圓周中形成用于容納插入元件。在此，插入元件可以插入容納凹槽。特別地，在具有相對小的壁厚度的空心構造的支撐軸的情況下，如果由于小的壁厚度在技術上不可能或不太可能形成周向凹槽或限制于一個周向區域的凹槽，那么用于容納插入元件的容納凹槽是合適的。
[0015]在多個凹槽的情況下，鎖扣元件接收部可以具有波狀形狀，方向指向鎖扣元件，并且在凸輪組件在旋轉軸線的方向上移動的過程中，鎖扣元件可以在波狀形狀上沿著滑動。在此，特別地，波狀形狀的波谷對應于鎖扣元件接收部的數目并且因此對應于凹槽的數目。
[0016]根據凸輪組件根據本發明的該改良方案的另一個特征，所述凸輪組件具有至少一個容納孔，彈簧元件和通過彈簧元件受到預應力的鎖扣元件容納在所述容納孔中。容納孔可以例如以螺紋孔的形式構造，能夠設置螺旋元件使其旋擰至螺紋孔。因此，實現的優點是彈簧元件可以夾在鎖扣元件和螺旋元件之間，其結果是能夠通過改變螺旋元件在容納孔中的旋擰深度設定抵抗鎖扣元件的彈簧預應力。容納孔優選以孔軸線延伸，所述孔軸線相對于支撐軸的旋轉軸線垂直延伸，所述旋轉軸線形成凸輪組件的軸向位移方向。容納孔因此也相對于凸輪組件的位移方向垂直延伸。
[0017]最后，