專利名稱：凸輪傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有其上帶有凸輪的凸輪軸和至少一個搖臂的凸輪傳動機構(gòu)，該搖臂具 有根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的凸輪隨動件。
背景技術(shù)：
為了進一步降低汽車的能耗，特別是在具有大量氣缸的內(nèi)燃機情況下，單獨或更多的氣 缸可以在汽車部分負(fù)荷運轉(zhuǎn)時關(guān)閉或者可以至少在低能下運轉(zhuǎn)。用于影響閥控制器的裝置， 尤其用于關(guān)閉單獨的氣缸，已知于大量的公開文本中，其中最常見的一部分在下文中進行簡 述。
在專利US 5,529,033中， 一種用于凸輪傳動系統(tǒng)的裝置具有凸輪軸，其中凸輪安置在凸 輪軸上，通過該裝置，至少一個換氣閥的氣門升程(valvelift)可以改變。由此，該凸輪傳動 機構(gòu)具有至少一個搖臂，該搖臂具有凸輪隨動件，并且有效地通過其第一臂與類活塞 (plunger-like)支座相連，通過其第二臂與至少一個相關(guān)的氣缸的換氣閥相連。該搖臂具有 內(nèi)搖臂和外搖臂，其中外搖臂通過長孔支承，從而內(nèi)搖臂可以相對于外搖臂軸向移動，從而 導(dǎo)致了氣門升程的改變。所述外搖臂相對于內(nèi)搖臂的軸向移動通過電磁體致動。
在專利US 5,682,848中，另一種用于改變內(nèi)燃機換氣閥升程的裝置是已知的，其中該裝 置，除具有電磁彈簧外，還具有至少一個進一步的臂，特別為軸向伸縮致動臂。同時，也需 要用于控制該裝置的控制單元，其中所有上述的組件，除控制單元外，均安裝在氣缸蓋區(qū)中， 因而所需的安裝空間是不可低估的。另外，該已知裝置相對復(fù)雜并因此昂貴。
另外的用于改變內(nèi)燃機中的換氣閥升程裝置已知于，例如，US 4,151,817、 US 5,655,487、 US 6,460，495B1、 US 6，752,107B2和US 6,655,331B2。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及以下問題，即提供一種通用類型的凸輪傳動機構(gòu)， 一種改進的實施例，其特 征特別在于結(jié)構(gòu)上簡單的設(shè)計和在固定部分上用于該改變換氣閥升程的裝置配置。 該問題通過獨立權(quán)利要求1的主題部分解決。 更多有利的實施例為從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明基于以下總體構(gòu)思，即關(guān)于具有凸輪軸和至少一個搖臂的凸輪傳動機構(gòu)(cam
4drive)來形成用于改變至少一個換氣閥升程的裝置，其中，該凸輪軸具有安裝到其上的凸輪， 該搖臂， 一方面，有效的與類活塞(plunger-like)支座相連，同時與至少一個相關(guān)的氣缸的 換氣閥相連，該換氣閥升程的改變是以可旋轉(zhuǎn)致動元件的形式進行的，其中，該致動元件被 支承從而至少在兩個末端位置之間圍繞類活塞支座的軸是可旋轉(zhuǎn)的，優(yōu)選的在兩個末端位置 之間，并且其中位于致動元件第一位置的氣門升程與致動元件的第二位置相比更小或者更大。 在兩個末端位置的情況下，與類活塞支座相比，搖臂以耦合狀態(tài)(coupledstate)位于一個末 端位置，以未耦合狀態(tài)位于另一個末端位置?？梢韵氲降氖?，這里該致動元件僅在兩個末端 位置之間被可旋轉(zhuǎn)性地支承，其中其在第一末端位置產(chǎn)生了正常的，特別是，最大的換氣閥 氣門升程，同時其在其第二末端位置產(chǎn)生了，降低的甚至是不存在的氣門升程，其中后者等 同于氣缸關(guān)閉。兩個末端位置之間的不同中間位置這里當(dāng)然也是可能存在的，因此需要特別 精準(zhǔn)的氣門升程控制。所述可旋轉(zhuǎn)致動元件就設(shè)計來說是易于制造的，因此是便宜的。
有利地，該裝置安置在搖臂的第一臂和類活塞支座之間。因此提供了以下優(yōu)點，對于根 據(jù)本發(fā)明得到的裝置的安置來說，其幾乎不需要額外的空間，從而該裝置也可以在限制空間 的情況下使用，該限制空間的情況常見于氣缸蓋區(qū)域中?？梢园仓靡环N用于致動致動元件的 致動裝置，例如，以致動裝置的形式并可選擇性地使用于一個或多個致動元件。這里特別可 以想到的是，對于每個致動元件，均分配一個單獨的致動裝置，或者，多個致動元件由一個 共用的致動裝置致動。
根據(jù)本發(fā)明，在解決方案的另一個有利實施方式中，搖臂以兩部分形成并具有外搖臂和 內(nèi)搖臂，其中，致動元件相對于外搖臂停止于第一位置，從而與第一凸輪接觸并且可以實施 振蕩傾斜(oscillating tilting)運動，因此導(dǎo)致了相關(guān)氣缸的換氣閥的致動。與此相反，致動 元件相對于外臂轉(zhuǎn)移到第二位置，例如位于第二末端位置，以及，在這樣做的時候，該致動 元件僅相對于內(nèi)搖臂停止，從而內(nèi)搖臂與凸輪軸的第二凸輪接觸并實施振蕩傾斜運動，從而 導(dǎo)致了與第一位置相比的相關(guān)換氣閥的不同致動。在該實施方式中，基于兩個凸輪的實施方 式，因此可能的是，可以影響相關(guān)換氣閥的氣門升程。這里，氣缸的關(guān)閉，也就是無氣門升 程，也可以被當(dāng)作所謂的"氣缸開關(guān)"，其中這里第二凸輪具有與第一凸輪不同的形狀，并 且能夠產(chǎn)生與致動元件的第一位置相比不同的，特別地為，降低的氣門升程。各自地，取決 于內(nèi)或者外搖臂的形狀，以及凸輪軸上兩個關(guān)聯(lián)凸輪的形狀，可以得到氣門升程的特別精確 和微調(diào)控制，其中，可以達(dá)到內(nèi)燃機特別的節(jié)能運轉(zhuǎn)以及能量消耗的降低。
有利的示例性實施例，將在下文中詳細(xì)描述，并在附圖中示出。


在附圖中，在每個示例性情況中和在透視圖中
圖1表示了用于改變氣門升程的裝置第一實施方式的分解圖2a表示了如圖1所示的在氣缸關(guān)閉期間的裝置；
圖2b表示了如在圖2a中但是改變了氣門升程的示例圖3表示了用于改變氣門升程具有不同結(jié)構(gòu)的裝置的分解圖4a表示了如圖3所示的但是致動元件位于第一末端位置的裝置；
圖4b表示了如圖4a中所示的但是致動元件位于第二末端位置的示例圖，因此具有不同 的氣門升程；
圖5表示了用于改變氣門升程的裝置的另一個實施方式的分解圖； 圖6a表示了如圖5所示的但是帶有致動元件位于其第一末端位置的裝置； 圖6b表示了如圖6a中所示的但是帶有致動元件位于其第二末端位置的示例圖，因此具 有不同的氣門升程。
具體實施方式
圖1,2
根據(jù)圖1所示的部分凸輪傳動機構(gòu)1，其包括帶有凸輪18安裝其上的未示出的凸輪軸， 還包括具有凸輪隨動件2的搖臂3。搖臂3通過其第一臂4與類活塞支座5有效相連，并通 過其第二臂6與相關(guān)聯(lián)但未示出的氣缸的至少一個換氣閥7有效相連。該凸輪隨動件2如圖 1所示以環(huán)形形成，并通過銷釘8固定在搖臂3的座9上。在搖臂3的第一臂4和支座5之 間，提供了一種用于改變至少一個換氣閥7升程的裝置10。用于改變換氣閥7升程的裝置10 在搖臂側(cè)具有定位銷ll，通過該定位銷，該裝置與關(guān)聯(lián)座9'在搖臂3的第一臂4內(nèi)接合。在 支座側(cè)，裝置10具有支承面，該支承面用于補充支座側(cè)端頭而形成，通過該支承面裝置10 被支承在類活塞支座5上。
總體而言，用于改變至少一個換氣閥7升程的裝置10具有致動元件12，其中定位銷ll 安置于其上。根據(jù)本發(fā)明，致動元件12繞類活塞支座5的軸13是可旋轉(zhuǎn)的在兩個位置之間 被支承，其中，與第二，非耦合位置(參照圖2b)相比，致動元件12在第一，耦合位置(參 照圖2a)的氣門升程被改變了。這里可旋轉(zhuǎn)的運動可以通過致動器臂14來執(zhí)行，該致動器 臂，例如，分別地，與未示出的致動器相連，特別的為與致動驅(qū)動器相連，或者有效的與同 樣的驅(qū)動相連。這里可以想到的是，致動元件12分配給每個致動器或者多個致動元件12由一個和同樣的致動器控制。
在搖臂3的第一臂4上，提供了一種彈簧裝置15，該裝置對著相關(guān)聯(lián)的、未示出的凸輪 軸的凸輪，分別預(yù)拉伸搖臂3或者搖臂3的第一臂4。由此，彈簧裝置15以架彈簧(leg spring) 的形式形成，并一方面與搖臂3的第二臂6接合并且，另一方面，與作為支座的致動元件12 的定位銷ll接合。
在凸輪傳動系統(tǒng)l的運轉(zhuǎn)過程中，搖臂3實施了傾斜運動，其中傾斜軸取決于致動元件 12的位置進行變化。在致動元件12的位置處于其第二末端位置(參照圖1和2a)時，在搖 臂3的振蕩傾斜運動期間，致動元件12至少部分插入(plunge)搖臂3中，其中搖臂3然后 在第二臂6的自由端周圍進行傾斜運動而不會引起關(guān)聯(lián)的換氣闊7的致動。如果，無論如何， 致動元件12旋轉(zhuǎn)了90。，(參照圖2b)，致動元件12然后位于第一位置，特別地是位于第 一末端位置，其中其相對于搖臂3停止，從而搖臂3進行振蕩傾斜運動，進而導(dǎo)致了相關(guān)聯(lián) 氣缸的換氣閥7的致動。
致動元件12因而可以在至少兩個末端位置之間輪換，其中第一末端位置導(dǎo)致了換氣閥7 的"正常"升程，同時第二末端位置導(dǎo)致了換氣閥7的降低的升程，特別為零升程。后面一 種情況被引用參考為"氣缸關(guān)閉"。這里還可以想到的是，在上述的致動元件12的兩個末端 位置之間，提供至少一種中間位置，在該中間位置，致動元件12并沒有像在第二末端位置那 樣插入搖臂3的第二臂4那么深，因此與第一末端位置相比僅導(dǎo)致了換氣閥7的降低氣門升 程，與第二末端位置相比，導(dǎo)致了升高的氣門升程。因而，對換氣閥7氣門升程的特別精確 地控制成為可能。
圖3
根據(jù)圖3，圖示了一種用于改變換氣閥7的氣門升程的裝置10，其中搖臂3以兩部分形 成，同時提供了搖臂元件16和位于搖臂元件16內(nèi)的臂17。與圖1和2類似，在如圖3所示 的裝置10中，提供了凸輪隨動件2，該凸輪隨動件通過銷釘8支承在搖臂3上。與圖1和2 相反，根據(jù)圖3的裝置10，然而，具有內(nèi)部臂17，該內(nèi)部臂相對于搖臂3圍繞軸13'是可旋 轉(zhuǎn)的。
依然在如圖3所示的裝置10中，提供了一種彈簧裝置15，該彈簧裝置優(yōu)選的以架彈簧 的形式形成，并分別地，安裝到搖臂3的第二臂6的區(qū)域內(nèi)，或者安裝到搖臂3的自由端， 從而相對于相關(guān)聯(lián)的凸輪軸的凸輪預(yù)拉伸搖臂3，也就是通過內(nèi)部臂17反向于支座5。用于 改變換氣閥7升程的致動元件12以不同方式形成，并且不像圖1和2所示的那樣形成，特別 是在以下方式中，即在第一末端位置和第二末端位置，僅存在45°的差別。致動元件12也具有面向內(nèi)部臂17的并安置在致動元件12上的定位銷11，并且該定位銷在已裝配好的裝置 10中，與對應(yīng)的座9'在內(nèi)部臂17上接合。在朝向類活塞支座5頓U，致動元件12具有支承面， 其用于輔助類活塞支座5的端頭并確保了在致動元件12和支座5之間的可靠的相互作用。 圖4
如圖4a中所示，在圖3的實施方式中，致動元件12位于其第一位置，特別在其第一末 端位置，并相對于搖臂元件16停止，從而同樣進行了振蕩傾斜運動，導(dǎo)致了相關(guān)聯(lián)的換氣閥 7的致動。與此相反，如圖4b所示的致動元件12轉(zhuǎn)動了45。并因而位于第二位置，特別位 于第二末端位置，其中，該致動元件12至少局部插入了搖臂元件16中，并單獨的相對于內(nèi) 部臂17停止，從而搖臂元件16進行了并不引起關(guān)聯(lián)的換氣閥7致動的，圍繞其第二臂6自 由端的傾斜運動。由于凸輪18在圖4a中以及在圖4b中處于同樣的位置，因此，在兩幅圖中 不同的氣門升程可以很清楚的辨識出來。在圖4a和圖4b之間的氣門升程差是根據(jù)圖4a和b 所得的氣門升程變量a和b相加的結(jié)果。因此，還可以想到的是，在致動元件12處于其第一 末端位置時，與在致動元件處于第二末端位置時的氣門升程相比，此時的氣門升程得到了相 當(dāng)大的變化。特別可以想到的是，在致動元件12的第二末端位置的氣門升程嚴(yán)重降低了，或 者，在極端情況下，為零，從而在這種情況下，關(guān)聯(lián)的換氣閥7并沒有移動氣門升程，因而 導(dǎo)致了氣缸關(guān)閉。
在致動元件12的兩個末端位置之間，存在更多的中間位置，在至少一個的任何情況下， 其中與致動元件12的第一末端位置以及致動元件12的第二末端位置相比，氣門升程是不同 的。因此，可以獲得對氣門升程特別精缺的控制。
圖5,6
根據(jù)圖5和6，圖示了裝置10，其中搖臂3以兩部分形成并具有兩個搖臂3'和3"相互獨 立的工作，同時伴隨著兩個凸輪隨動件2'和2"相互獨立的工作。因此，下文中對內(nèi)搖臂3'和 外搖臂3"之間不同進行判別。這里，凸輪隨動件2'與如圖1至4所示的凸輪隨動件2相同或 者至少相似，同時，凸輪隨動件2"作為滑面19安置在外搖臂3"上。依然提供了以架彈簧形 式形成的彈簧裝置15。該彈簧裝置15將兩個搖臂3'和3"相互之間拉緊。
在第二搖臂6上，內(nèi)搖臂3'通過銷釘8可旋轉(zhuǎn)的支承在外搖臂3"上。在如圖1至4所示 的裝置10和圖5和6的裝置10的實施方式之間的另一個差別就是，除了凸輪18另外提供了 更多的凸輪18'。
如圖1至4中所示，根據(jù)圖5，致動元件12也具有定位銷11，該定位銷與相關(guān)聯(lián)的座
9'在內(nèi)搖臂3'上接合，其中在定位銷11的區(qū)域內(nèi)，還提供了球截形滑面19。如在前述的圖1-4中所示，根據(jù)圖5和6的致動元件12也具有致動器臂14，該致動器臂可以與未示出的致動 器相連。
在第一位置，特別在第一末端位置，致動元件12相對于外搖臂3"(參照圖6a)停止， 從而其與凸輪軸的第一凸輪18接觸，并進行振蕩傾斜運動，從而導(dǎo)致了關(guān)聯(lián)氣缸的換氣閥7 的致動。在其第二位置，特別在第二末端位置，致動元件12至少部分插入外搖臂3"內(nèi)并相對 于內(nèi)搖臂3'停止，從而內(nèi)搖臂3'與凸輪軸的第二凸輪18'接觸并進行振蕩傾斜運動，因此與第 一位置(參照圖6)相比導(dǎo)致了關(guān)聯(lián)換氣閥7的不同致動。如同圖1-4中所示的裝置10，可 以想到的是，對于圖5和6中的裝置10的兩個末端位置之間，提供了中間位置，其中與第一 末端位置和第二末端位置相比換氣閥7的氣門升程改變了。取決于第一凸輪18或者第二凸輪 18'的各自實施方式，從而在致動元件12的第二末端位置可以得到氣門升程的降低直到關(guān)聯(lián) 氣缸的完全關(guān)閉。
因此，根據(jù)如圖5和6所示的裝置，取決于兩個凸輪18和18'的實施例，氣門升程可以 被影響，因此可以實現(xiàn)對氣門升程的控制，與在圖1-4中得到的控制相比，該控制是非常更 加精確的，并提供了，獨立于裝置10的實施方式，在兩個末端位置之間沒有提供任何中間位置。
根據(jù)圖l-6中所有的實施例具有以下共同點，即裝置IO，特別的是致動元件12，以簡單 的方式進行設(shè)計，并在搖臂3第一臂4的區(qū)域內(nèi)被安置在最小化的安裝空間，搖臂3第一臂 4的區(qū)域在搖臂3和支座5之間。同時，致動元件12涉及到組件，該組件在內(nèi)燃機的正常運 轉(zhuǎn)中并不移動，從而隨后產(chǎn)生用于改變氣門升程的靜態(tài)裝置10，與不具有本發(fā)明裝置10的 內(nèi)燃機相比，由于己經(jīng)移去額外的質(zhì)量，因此不會產(chǎn)生增加的能源消耗。
在說明書和在權(quán)利要求書中所示例的所有特征可以為本發(fā)明的基本特征，無論以任何形 式單獨或者相互結(jié)合。
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權(quán)利要求
1、一種凸輪傳動機構(gòu)(1)，其包括-帶有凸輪(18，18′)安置于其上的凸輪軸；-至少一個搖臂(3)，該搖臂具有凸輪隨動件(2，2′)并且通過其第一臂(4)與類活塞支座(5)有效相連，和通過其第二臂(6)與相關(guān)聯(lián)氣缸的至少一個彈簧加載換氣閥(7)有效相連；-用于改變至少一個換氣閥(7)的升程的裝置(10)；其特征在于裝置(10)以離合裝置的形式形成，其在類活塞支座(5)和搖臂(3，3′，3″)之間起作用，并具有致動元件(12)，該致動元件被支承從而能夠圍繞類活塞支座(5)的軸(13)至少在兩個位置之間是可旋轉(zhuǎn)的，其中，致動元件(12)的位于第一，耦合位置的氣門升程與位于第二，非耦合位置的氣門升程相比，被改變了。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于致動元件(12)在兩個末端位置之間能夠轉(zhuǎn)動至少45。。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于搖臂(3， 3')通過彈簧裝置(15)進行預(yù)拉伸，該彈簧裝置安置在搖臂(3， 3')的第一或者第二臂(4， 6)的自由端區(qū)域，正對于凸輪軸的關(guān)聯(lián)凸輪(18， 18')，其中該彈簧裝置(15)可以以架彈簧的形式形成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l-3任一項所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于致動元件(12)相對于搖臂(3)停止在第一位置，從而搖臂可以進行振蕩傾斜運動，因此導(dǎo)致了關(guān)聯(lián)氣缸的換氣閥(7)的致動，同時致動元件(12)在第二位置至少局部插入搖臂(3)中，從而搖臂圍繞其臂(6)的自由端進行傾斜運動而不會引起相關(guān)聯(lián)換氣閥(7)的致動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一項所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于搖臂(3)以兩部分形成，并具有搖臂元件(16)，該搖臂元件包括支承在其中的內(nèi)臂(17)，其中致動元件(12)相對于搖臂元件(16)停止在第一位置，從而搖臂可以進行振蕩傾斜運動，因而引起了關(guān)聯(lián)換氣閥(7)的致動，同時致動元件(12)，在第二位置，以可替換方式關(guān)于搖臂元件(16)相對于內(nèi)臂(17)停止，從而搖臂元件(16)可以在不引起關(guān)聯(lián)換氣閥(7)的致動的情況下，進行圍繞其第二臂(6)自由端的傾斜運動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一項所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于-搖臂(3)以兩部分形成并具有兩個搖臂(3'， 3")，這兩個搖臂(3'， 3")相互獨立工作，每個都帶有一個相互獨立工作的凸輪隨動件(2'， 2")。-搖臂(3'， 3")均在其末端朝向換氣閥(7)被支承，從而它們可以在樞軸上相對轉(zhuǎn)動。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于兩部分搖臂(3)具有外和內(nèi)搖臂(3"， 3')。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的凸輪傳動機構(gòu)，其特征在于-致動元件(12)相對于外搖臂(3")停止在第一位置，從而外搖臂與凸輪軸的第一凸輪(18)接觸，并進行振蕩傾斜運動，因而導(dǎo)致了關(guān)聯(lián)氣缸的換氣閥(7)的致動。-在第二位置，致動元件(12)相對于內(nèi)搖臂(3')停止，從而內(nèi)搖臂(3')與凸輪軸的第二凸輪(18')接觸并進行振蕩運動，因而與第一位置相比，導(dǎo)致了相關(guān)聯(lián)換氣閥(7)的改變的致動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種凸輪傳動機構(gòu)(1)，其包括帶有凸輪(18，18′)安置于其上的凸輪軸；還包括至少一個搖臂(3)，該搖臂具有凸輪隨動件(2)并且通過其第一臂(4)與類活塞支座(5)有效相連，和通過其第二臂(6)與相關(guān)聯(lián)氣缸的至少一個加載換氣閥(7)有效相連。該凸輪傳動機構(gòu)(1)還包括用于改變至少一個換氣閥(7)的升程的裝置(10)。這里，以下對本發(fā)明是基本特征，即裝置(10)以離合裝置的形式構(gòu)成，其在類活塞支座(5)和搖臂(3，3′，3″)之間起作用，并具有致動元件(12)，安裝該致動元件從而使其能夠圍繞類活塞支座(5)的軸(13)至少在兩個位置之間旋轉(zhuǎn)，其中，致動元件(12)的位于第一，耦合位置的氣門升程與位于第二，非耦合位置的相比，被改變了。
文檔編號F01L1/18GK101495716SQ200780027057
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者喬納森·霍爾, 托馬斯·黑爾, 赫爾曼·霍夫曼 申請人:馬勒國際有限公司