1.本发明涉及一种用于内燃机的滑动凸轮系统和一种具有至少一个这样的滑动凸轮系统的内燃机。
背景技术：2.具有凸轮套筒的所谓滑动凸轮系统用于控制内燃机的阀门。通常期望利用不同的凸轮轮廓来控制相关的阀门。为此目的，已知提供了这样一种滑动凸轮系统，其具有径向内部的承载轴和空心轴，在外侧围绕承载轴的凸轮套筒，其中承载轴和凸轮套筒形成为相对彼此可轴向调节。在此，承载轴和凸轮套筒不可旋转地相互连接，使得从驱动的承载轴能够将旋转运动并因此将扭矩传递到具有凸轮轮廓的凸轮套筒。通过这种方式，分别通过与阀门相互作用的凸轮轮廓来调节阀门。
3.通过相对于承载轴轴向调节凸轮套筒，能够改变与阀门相互作用的凸轮轮廓。为此目的，从现有技术已知，提供用于在不同的轴向位置之间轴向调节凸轮套筒的合适的调节装置，其中特定的凸轮轮廓分别与内燃机的阀门相关。
4.从传统滑动凸轮系统已知，例如在凸轮套筒上设置有开槽引导件，为了相对于承载轴轴向调节凸轮套筒，接合元件能够接合在该开槽引导件中，使得凸轮套筒的旋转运动也伴随着所需轴向位置之间的轴向调节。一旦完成轴向调节，接合元件就再次脱离与开槽引导件的接合。在此背景之前，证明重要的是，凸轮套筒的轴向位置一旦被牢固地调节好，只要不需要调节，就以可靠且稳定的方式相对于承载轴保持。为了确保这一点，从传统的滑动凸轮系统已知，借助合适的止动装置来防止凸轮轴相对于承载轴的不期望的轴向移动。
5.在传统的滑动凸轮系统中，这样的止动装置包括所谓的球弹簧组件，该球弹簧组件被布置在承载轴中，球借助于弹性部件对设置在凸轮套筒中的容纳槽进行预紧，该容纳槽被分配给特定的轴向位置。这意味着止动装置的主要部件设置在承载轴中，该承载轴相对于凸轮套筒布置在径向内侧。
6.然而，组装该止动装置被证明是相对复杂的。例如，在将凸轮套筒组装到承载轴上的过程中，球弹簧组件的弹簧必须向径向内侧下压-这通过轴向滑动来实现。只有这样，凸轮套筒才能轴向滑到承载轴上。
技术实现要素：7.因此，本发明的目的是为开头所述的滑动凸轮系统提供一种改进的或至少替代的实施例，其特征尤其在于它能够特别容易地组装。
8.该目的通过独立专利权利要求的主题和并列专利权利要求的主题来解决。优选的实施例是从属专利权利要求的主题。
9.因此，本发明的基本思想是，首先，不是在套筒形状的凸轮套筒上而是在承载轴上设置用于容纳上述球弹簧组件的球的容纳槽，其次，提供弹簧球元件本身，即在径向外侧设置在承载轴上的凸轮套筒上的止动装置的主要部件。该措施允许将止动装置的主要部件从
外侧引入到凸轮套筒中。这尤其能够在凸轮套筒已经被轴向滑动到承载轴上后进行。因此能够省略上述在凸轮套筒滑动到承载轴上时球弹簧组件的弹簧的不利下压。结果是，与传统的滑动凸轮系统相比，因此显著地简化了这种滑动凸轮系统的组装。除此之外，在根据本发明的解决方案的技术实现期间能够使用许多标准件(诸如螺纹销、弹簧和球等)，由此实现期望的成本优势。
10.根据本发明的滑动凸轮系统包括沿轴向方向延伸的承载轴，在该承载轴上径向外侧地并且相对于该承载轴可轴向调节地布置有包括凸轮轮廓的套筒形状的凸轮套筒。承载轴和凸轮套筒一起形成凸轮轴。实际上，两个轴彼此同轴布置。为了传递扭矩，优选地借助于齿几何形状，承载轴和凸轮套筒能够不可旋转地相互连接或者不可旋转地相互连接。在此，凸轮套筒相对于承载轴能够在第一轴向位置与至少一个第二轴向位置之间轴向调节，并且可借助于止动装置轴向固定在承载轴上的相应轴向位置中。根据本发明，止动装置包括分配给第一轴向位置的第一容纳槽和分配给至少一个第二轴向位置的第二容纳槽，其中两个容纳槽彼此轴向间隔开，各自沿承载轴的外圆周、优选地沿整个外圆周延伸。此外，止动装置包括存在于凸轮套筒上的预紧元件，该预紧元件将布置在承载轴与凸轮套筒之间的止动元件朝向承载轴预紧，其中止动件在凸轮套筒位于第一轴向位置时容纳在第一容纳槽中，并在凸轮筒套位于第二轴向位置时容纳在第二容纳槽中。
11.根据一个优选实施例，预紧元件优选地包括或者是弹性的止动弹簧，该止动弹簧被布置在位于凸轮套筒中的容置部中并且将预紧力施加在止动元件上。这种止动弹簧具有非常简单的设计从而在运行期间可靠，此外可作为标准件获得从而可以具有成本效益，并且除此之外还能够容易地组装在凸轮套筒上。
12.实际上，容置部由在凸轮套筒中从凸轮套筒的内圆周侧径向延伸到外圆周侧的开口形成，支撑元件容纳在该开口中。为了产生预紧力，预紧元件将自身径向外侧地支撑在该支撑元件上。由于这种开口可从凸轮套筒的外周侧接近，因此预紧元件、止动元件和支撑元件能够特别容易地组装在凸轮套筒中。
13.特别优选地，开口能够形成为通孔。在该变型中，存在于通孔中的支撑元件借助于压连接、尤其是借助于压配合牢固地连接到凸轮套筒，并且以相对于该凸轮套筒固定就位的方式布置。该变型在技术上也具有特别简单的设计从而在生产中也特别具有成本效益。因此，整个滑动凸轮系统也实现了生产成本的降低。
14.在另一个优选实施例中，支撑元件包括外螺纹，为了支撑元件的径向可调节性，该外螺纹接合在设置在开口上与外螺纹互补地形成的内螺纹中，使得支撑元件可相对于凸轮套筒径向调节。因此，由将自身支撑在支撑元件上的预紧元件生成的施加在止动元件上的预紧力能够通过适配支撑元件的径向位置来进行调节从而进行优化。
15.实际上，支撑元件形成为螺纹销。实现为螺纹销的支撑元件在设计上特别简单从而特别成本有效。因此，在滑动凸轮系统的生产中的成本优势也利用这种螺纹销来实现。
16.根据另外的有利的进一步改进方案，界定壳体内部的套筒形状的壳体也能够被设置在支撑元件上，预紧元件和止动元件各自至少部分地容纳在该壳体内部中。这促进通常由弹簧形成的预紧元件的组装以及止动元件在凸轮套筒上的组装。尤其是，在该变型中，预紧元件和止动元件能够首先预组装在支撑元件上，随后将支撑元件、止动元件和预紧元件作为一个单元组装在凸轮套筒中。
17.特别是，实际上，支撑元件、预紧元件、止动元件和套筒形状的壳体能够一体形成，从而形成为一个单元。该变型能够特别容易地组装在凸轮套筒上，使得滑动凸轮系统的组装被进一步简化。
18.特别是，实际上，止动元件能够设计成止动球。这样的止动球作为标准件可以具有成本效益，此外具有特别适合的几何形状以用于容纳在容纳槽中。
19.根据有利的进一步改进方案，承载轴的半径能够在两个容纳槽之间的轴向区域中减小。这促进凸轮套筒在两个轴向位置之间的调节操作，因为在轴向调节期间，增大的径向中间空间因此可供止动元件或止动球使用。
20.根据另外的有利的进一步改进方案，至少两个容纳槽各自包括槽底部以及第一槽侧面和第二槽侧面，其中，第一槽侧面与相应的另外的容纳槽的轴向距离小于第二槽侧面与相应的另外的容纳槽的轴向距离。在该进一步改进方案中，两个槽侧面各自以与径向方向成第一锐角或第二锐角的方式各自布置在至少一个容纳槽中、优选在两个容纳槽中，其中第一锐角的第一角度值大于第二锐角的第二角度值。因此，至少一个容纳槽朝向至少另一个容纳槽轴向设置有更平坦的(即倾斜更少的)槽侧面，这简化了将止动元件或止动球从容纳槽中分离出来以启动凸轮套筒相对于承载轴的轴向调节操作。因此，仅需要减小的轴向力以将凸轮套筒移出第一轴向位置或第二轴向位置。
21.根据一个优选实施例，至少两个容纳槽中的至少一个、优选全部的径向测量深度为承载轴的半径的最多10％、优选最多8％。
22.此外，本发明涉及一种用于机动车辆的内燃发动机，该内燃发动机具有包括燃烧室的至少一个气缸。在气缸上设置有用于将新鲜空气引入到燃烧室中的进气阀和用于将废气排出燃烧室的排气阀。此外，机动车辆包括根据本发明的至少一个滑动凸轮系统，用于控制进气阀和排气阀。上述根据本发明的滑动凸轮系统的优点因此也适用于内燃机本身。
23.本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得。
24.应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅可以以所述的相应组合使用，还可以以其他组合或单独使用。
附图说明
25.在附图中示出了本发明的优选的实施例，并且在下面的说明中对其进行了详细说明，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的组件。
26.分别示意性地示出：
27.图1以沿承载轴的轴向方向的纵向截面示出了根据本发明的滑动凸轮系统的一个示例，
28.图2示出了图1的示例的进一步改进方案，其中与图1的示例相比，对于本发明而言重要的止动装置的不同部件形成为一个单元。
29.图3示出了图1和图2的滑动凸轮系统在两个容纳槽区域中的详细图示。
具体实施方式
30.图1以纵向截面示出了根据本发明的滑动凸轮系统1的一个示例。滑动凸轮系统1
包括沿轴向方向a延伸的承载轴2，在该承载轴上径向外侧地并且相对于该承载轴可轴向调节地布置有包括凸轮轮廓4的套筒形状的凸轮套筒3。因此，凸轮套筒3形成为空心轴，其内圆周24贴靠在承载轴2的外圆周7上。承载轴2和凸轮套筒3一起形成凸轮轴。
31.凸轮套筒3沿轴向方向a延伸。承载轴2和凸轮套筒3彼此同轴布置。轴向方向a沿承载轴2和凸轮套筒3的共同中心纵向轴线m延伸。径向方向r远离中心纵向轴线m垂直地延伸并且还远离轴向方向a垂直地延伸。圆周方向u既垂直于径向方向r又垂直于轴向方向a围绕中心纵向轴线m延伸。
32.图1以沿轴向方向a的纵向截面示出了滑动凸轮系统1。因此，为了将扭矩从承载轴2传递到凸轮套筒3，承载轴2和凸轮套筒3不可旋转地相互连接。不可旋转的连接能够例如利用合适的齿几何形状来进行，该齿几何形状在凸轮套筒3的内圆周上和承载轴2的外周上分别包括突出的齿(图中未示出)，该突出的齿相互啮合以用于传递扭矩。
33.不考虑这种不可旋转的连接，凸轮套筒3可相对于承载轴2沿轴向方向a在第一轴向位置ap1与第二轴向位置ap2之间调节。这样，形成在凸轮套筒3径向外侧的两个凸轮轮廓3a、3b也能够轴向调节。除此之外，凸轮套筒3能够借助于止动装置5轴向固定在承载轴3上的相应轴向位置ap1、ap2中。在该示例中，凸轮套筒3具有两个不同的凸轮轮廓3a、3b，它们沿轴向方向a彼此相邻地模制在凸轮套筒3的径向外侧。当根据附图的示例性实施例的凸轮套筒3位于第一轴向位置ap1时，第一凸轮轮廓3a能够与图中未更详细示出的内燃机的阀门相互作用。当凸轮套筒位于第二轴向位置ap2时，第二凸轮轮廓3b能够与内燃机的阀门相互作用。如果提供三个或更多个凸轮轮廓并因此提供凸轮套筒3的三个或更多个轴向位置，则类似情况同样适用。显然，在示例的进一步改进方案中也能够提供更多数量的这种不同的凸轮轮廓，其中然后将每个凸轮轮廓然分配给特定的轴向位置。
34.在该附图的示例中，作为止动装置5的一部分，彼此间隔开的第一容纳槽6a和第二容纳槽6b沿轴向方向a被布置在承载轴2的外圆周7上。两者都沿圆周方向u完全围绕承载轴2的外圆周7延伸。第一容纳槽6a用于将凸轮套筒3固定在第一轴向位置ap1中。第二容纳槽6b用于将凸轮套筒3固定在第二轴向位置ap2中。为此，止动装置5包括设置在凸轮套筒3上或其中的预紧元件8，该预紧元件将布置在承载轴2与凸轮套筒3之间的止动元件11朝向承载轴2预紧，使得止动件11在凸轮套筒3位于第一轴向位置ap1时容纳在第一容纳槽6a中，并在凸轮筒套3位于第二轴向位置ap2时容纳在第二容纳槽6b中。预紧元件8能够是止动弹簧9，其被布置在存在于凸轮套筒3中的容置部10中并且将预紧力施加在止动元件11上。如图所示，止动元件11能够形成为止动球21。
35.示例性场景中的容置部10由沿径向方向r从凸轮套筒3的内圆周24延伸到外圆周25的开口12形成。在容置部10或开口中布置有支撑元件13，预紧元件8将自身径向外侧地支撑在该支撑元件上，使得该预紧元件能够将期望的预紧力径向内侧地施加在止动元件11上。
36.在图1的示例中，支撑元件13能够沿径向方向r相对于凸轮套筒3径向调节。为此，支撑元件13包括外螺纹16，为了支撑元件的径向可调节性，该外螺纹13接合在设置在开口12上与外螺纹16互补形成的内螺纹17中。因此，支撑元件13能够以螺纹销18的方式沿径向方向r移动。
37.图2示出了图1示例的进一步改进变型。在图2的示例中，界定壳体内部20的套筒形
状的壳体19径向内侧地邻接到支撑元件13。在壳体内部20中，至少部分地容纳预紧元件8和止动元件11。优选地，套筒形状的壳体19的直径尺寸与止动元件11或止动球21的直径相匹配，使得预紧元件8、尤其是止动弹簧9完全被布置在壳体内部20中，并且止动元件11或止动球21被布置在开口边缘26的区域中，该开口边缘围绕套筒形状的壳体19面向承载轴2的套筒开口27。这样，改进了止动元件11或止动球21沿轴向方向r的引导。
38.在图2的示例的进一步改进方案中，所述元件(即支撑元件13、预紧元件8、止动元件11以及套筒形状的壳体19)能够一体地形成，从而形成为一个单元。这种单元能够被称为“旋入式弹性一体推压件(screwed-in resilient integral thrust piece)”。
39.从图3可以看出，承载轴3的半径r能够在两个容纳槽6a、6b之间的轴向区域22中减小。这促进凸轮套筒3的轴向调节移动，因为中间空间28形成在承载轴2与凸轮套筒3之间的轴向区域22中。
40.在图1和图2的示例的一个简化变型中，开口12能够形成为通孔，其中布置在通孔中的支撑元件13借助于压连接、尤其是借助于压配合牢固地连接到凸轮套筒3，从而相对于该凸轮套筒固定就位。
41.图3既是根据图1的示例又是根据图2的示例的第一容纳槽6的详细视图。根据图1至图3，两个容纳槽6a、6b能够各自包括槽底部23c以及第一槽侧面23a和第二槽侧面23b。在此，相应的第一槽侧面23a与相应的另外的容纳槽6b、6a的轴向距离小于相应的第二槽侧面23b与相应的另外的容纳槽6b、6a的轴向距离。
42.根据图3，第一容纳槽6a、6b中、优选地在两个容纳槽6a、6b中的两个槽侧面23a、23b能够各自以与径向方向r成第一锐角α1或第二锐角α2的方式布置。如在图3中清楚地示出，第一锐角α1的第一角度值w1大于第二锐角α2的第二角度值w2。这促进止动元件11或止动球21离开相应的第一容纳槽6a或第二容纳槽6b朝向另一个(即朝向第二容纳槽6b或第一容纳槽6a)的轴向移动。在该示例中，沿径向方向r测量的第一容纳槽6a的深度t为承载轴2的半径r的至多10％、优选至多8％。
43.关于第一容纳槽6a的构造的上述说明经过必要的修正也适用于第二容纳槽6b。
技术特征：1.一种用于内燃机的滑动凸轮系统(1)，-具有沿轴向方向(a)延伸的承载轴(2)，在所述承载轴上径向外侧地并且相对于所述承载轴可轴向调节地布置有包括至少一个凸轮轮廓(4)的套筒形状的凸轮套筒(3)，-其中优选地借助于齿几何形状，用于传递扭矩的承载轴(2)和凸轮套筒(3)能够不可旋转地相互连接或不可旋转地相互连接，-其中凸轮套筒(3)相对于承载轴(3)能够在第一轴向位置(ap1)与至少一个第二轴向位置(ap2)之间轴向调节并且借助于止动装置(5)能够轴向固定在承载轴(3)上的相应轴向位置(ap1、ap2)中，-其中止动装置(5)包括：-分配给第一轴向位置(ap1)的第一容纳槽(6a)和分配给所述至少一个第二轴向位置(ap2)的第二容纳槽(6b)，其中两个容纳槽(6a，6b)彼此轴向间隔开，各自沿承载轴(2)的外圆周(7)延伸，-存在于凸轮套筒(3)上的预紧元件(8)，所述预紧元件将布置在承载轴(2)与凸轮套筒(3)之间的止动元件(11)朝向承载轴(2)预紧，其中止动件(11)在凸轮套筒(3)位于第一轴向位置(ap1)时容纳在第一容纳槽(6a)中，并在凸轮筒套(3)位于第二轴向位置(ap2)时容纳在第二容纳槽(6b)中。2.根据权利要求1所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述预紧元件(8)是止动弹簧(9)，其被布置在位于凸轮套筒(3)上的容置部(10)中，并将预紧力施加在止动元件(11)上。3.根据权利要求1或2所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述容置部(10)由在凸轮套筒(3)中径向延伸的开口(12)形成，支撑元件(13)容纳在所述开口中，预紧元件(8)将自身径向外侧地支撑在所述支撑元件上以用于生成预紧力。4.根据权利要求3所述的滑动凸轮系统，其特征在于，-所述开口(12)形成为通孔(14)，-存在于通孔(14)中的支撑元件(13)借助于压连接(15)、尤其是借助于压配合牢固地连接到凸轮套筒(3)，从而以相对于所述凸轮套筒固定就位的方式布置。5.根据权利要求3或4所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述支撑元件(13)包括外螺纹(16)，为了支撑元件(13)的径向可调节性，所述外螺纹接合在设置在开口(12)上与外螺纹(16)互补地形成的内螺纹(17)中，使得支撑元件(13)能够相对于凸轮套筒(3)径向调节。6.根据权利要求3至5中任一项所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述支撑元件(13)形成为螺纹销(18)。7.根据权利要求3至6中任一项所述的滑动凸轮系统，其特征在于，
界定壳体内部(20)的套筒形状的壳体(19)被设置在所述支撑元件(13)上，预紧元件(8)和止动元件(11)各自至少部分地容纳在所述壳体内部中。8.根据权利要求7所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述支撑元件(13)、预紧元件(8)、止动元件(11)和套筒形状的壳体(19)形成为一个单元，从而一体形成。9.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述止动元件(11)形成为止动球(21)。10.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述承载轴(3)的半径(r)在所述两个容纳槽(6a、6b)之间的轴向区域(22)中减小。11.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统，其特征在于，-所述至少两个容纳槽(6a、6b)各自包括槽底部(23c)以及第一槽侧面(23a)和第二槽侧面(23b)，其中所述第一槽侧面(23a)与相应的另外的容纳槽(6b、6a)的轴向距离小于所述第二槽侧面(23b)与相应的另外的容纳槽(6b、6a)的轴向距离；-其中在至少一个容纳槽(6a、6b)中、优选在两个容纳槽(6a、6b)中，两个槽侧面(23a、23b)各自以与径向方向(r)成第一锐角(α1)和第二锐角(α2)的方式布置，其中第一锐角(α1)的第一角度值(w1)大于第二锐角(α2)的第二角度值(w2)。12.根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统，其特征在于，所述至少两个容纳槽(6a、6b)中的至少一个、优选全部的径向测量深度(t)为所述承载轴(2)的半径(r)的最多10％、优选最多8％。13.一种用于机动车辆的内燃机，-具有包括燃烧室的至少一个气缸，在所述至少一个气缸上设置有用于将新鲜空气引入燃烧室中的进气阀和用于将废气排出燃烧室的排气阀，-具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的滑动凸轮系统(1)，用于控制进气阀和/或排气阀。
技术总结本发明涉及一种滑动凸轮系统(1)，具有沿轴向方向(A)延伸的承载轴(2)，在该承载轴上径向外侧地并且相对于该承载轴可轴向调节地布置有凸轮套筒(3)。承载轴(2)和凸轮套筒(3)不可旋转地相互连接以用于传递扭矩。凸轮套筒(3)可相对于承载轴(3)轴向调节并且可借助于止动装置(5)轴向固定在承载轴上的相应轴向位置。止动装置(5)包括第一容纳槽和至少一个第二容纳槽以及存在于凸轮套筒(3)上的预紧元件(8)，该预紧元件将布置在承载轴与凸轮套筒(3)之间的止动元件(11)朝向承载轴预紧，使得止动件在凸轮套筒位于第一轴向位置时容纳在第一容纳槽中，并在凸轮筒套位于第二轴向位置时容纳在第二容纳槽中。纳在第二容纳槽中。纳在第二容纳槽中。
技术研发人员：帕特里克
受保护的技术使用者：马勒国际有限公司
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/11/1
