專利名稱：凸輪軸組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸輪軸組件，其包括內(nèi)軸、可相對于內(nèi)軸旋轉(zhuǎn) 的同軸外管、安裝在外管上的兩組凸輪，第一組凸輪固定地與外管一 起旋轉(zhuǎn)，第二組凸輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在外管上并借助于貫穿外管上周向延伸槽的連接元件被連接成與內(nèi)軸同相地旋轉(zhuǎn)。這種類型的凸輪軸組 件在此也稱之為"SCP凸輪軸"，其允許了通過外管與內(nèi)軸的相對旋 轉(zhuǎn)來使它的兩組凸輪的正時相對彼此發(fā)生改變。
技術(shù)背景SCP凸輪軸不應(yīng)當與DE4419557中所描述的凸輪軸類型相混淆， 后一凸輪軸中的內(nèi)軸可以相對于外管有目的地徑向移動進入一偏心位 置，以便通過在同時連接于內(nèi)軸和外管的凸輪凸角的相位上疊加循環(huán) 相變而獲得可變的動作延續(xù)。對于SCP凸輪軸，其內(nèi)軸和外管始終關(guān) 于固定的大致同心軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)。美國專利No.5，664，463中描述了 SCP凸輪軸的一個例子。如后者 專利中所顯示地，已知的SCP凸輪軸的內(nèi)軸被支承在外管內(nèi)的襯套或 軸承中。這樣會導致凸輪軸易受元件制造公差的影響。具體來說，內(nèi)軸上的孔與運動凸輪上用于裝配各個連接元件的孔， 這兩者之間的對準是關(guān)鍵性的。如果存在顯著的未對準，連接元件的 裝配將會去對準這些孔，這樣將導致驅(qū)動軸鎖定在其位于凸輪軸外管 內(nèi)的軸承中。元件由于制造公差所造成的差異由此可能導致內(nèi)軸不能 夠相對于凸輪軸的外管發(fā)生旋轉(zhuǎn)。凸輪軸組成元件制成精確規(guī)格的要 求增加了凸輪軸的制造成本。發(fā)明內(nèi)容由此，本發(fā)明尋求提供一種設(shè)計以降低SCP凸輪軸組件的公差敏 感性。按照本發(fā)明，提供了一種如上所定義的SCP凸輪軸，該凸輪軸的 特征在于外管有間隙地包圍內(nèi)軸，這樣內(nèi)軸沿其長度不在任何位置 由外管徑向地支承，以及將第二組凸輪的不同凸輪與內(nèi)軸相連接的元 件相對彼此是傾斜的，并起著將內(nèi)軸的軸線相對于外管定位的作用。本發(fā)明通過以下方式來克服制造公差的影響允許內(nèi)驅(qū)動軸的軸 線的位置不是由外管中支承內(nèi)軸的軸承或襯套、而是由傳遞內(nèi)軸與運 動凸輪之間轉(zhuǎn)矩的連接元件來進行控制。內(nèi)驅(qū)動軸不再由外管直接地 支承，取而代之地，它沿其整個長度有間隙地貫穿外管的內(nèi)孔。這樣 就消除了在裝配連接銷時驅(qū)動軸相對于外管內(nèi)部鎖定的可能性。這對于以下是有利的與第二組凸輪的不同凸輪相關(guān)聯(lián)的兩個連 接元件大致彼此垂直以便獲得內(nèi)軸的更加確定的定中心。所述連接元件可以是譬如通過收縮配合關(guān)于內(nèi)軸固定的實心銷， 并且實心銷可滑動地接納在第二組凸輪中。作為替換，所述連接元件也可以是中空銷，它們滑動配合于內(nèi)軸 中并在內(nèi)軸獲得中心位置時鎖定就位。對于后一種情況，可以使用一 個或多個球狀體來膨脹中空銷，從而在內(nèi)軸獲得中心位置時使中空銷 鎖定就位。如果所述連接銷被敲入到盲孔中，它們的卸除可以通過在各個銷 的端部提供 一 個帶間隙位置而得以簡化，球狀體能夠推入該位置以使 銷脫離內(nèi)軸。本發(fā)明的 一 個優(yōu)選實施例在內(nèi)驅(qū)動軸與外管的孔之間使用了柔性 密封件，由此產(chǎn)生多個獨立的腔或管道，這些腔或管道可以用于潤滑凸輪軸、或是在壓力作用下將控制油輸送給凸輪軸相位器。


現(xiàn)在將通過示例并參考附圖來進一步描述本發(fā)明，在附圖中 圖l是本發(fā)明的凸輪軸組件的透視圖，其裝配有凸輪軸相位器； 圖2是從裝配有相位器的一端所示的、圖1中凸輪軸組件的端視圖；圖3是沿著圖2中III-III所得的、貫穿圖1中凸輪軸組件的縱剖面；圖4顯示了圖3中包含在點劃線圓內(nèi)的部分的放大比例細節(jié)；圖5是貫穿本發(fā)明一實施例的連接銷的軸向剖面；圖6是與圖5相類似的軸向剖面，顯示了本發(fā)明的替換實施例；以及圖7是與圖6相類似的剖面，并顯示了在連接銷裝配到盲孔中時 可以卸除連接銷的方式。
具體實施方式
圖1至圖4顯示了組裝后的凸輪軸10，它的一端裝配有凸輪軸相 位器12。相位器12在此并不具體描述，但譬如可以是GB0428063.2 中所描述的葉片型相位器。組裝后的凸輪軸10包括外管22和布置在 外管22內(nèi)但并不由其進行支承也不與其直接相接觸的內(nèi)軸24。第一 組凸輪14和支承軸承18直接安裝在外管22上以便與其一起旋轉(zhuǎn)。軸 承18和凸輪14譬如可以熱收縮在外管22上。形成有第二組凸輪16的多個套筒被安裝成關(guān)于外管22的外表面 自由旋轉(zhuǎn)，并借助于銷20連接成與內(nèi)軸24—起旋轉(zhuǎn)。如圖1和圖3 中可見，兩個端部銷20的軸線被布置在這樣一個平面內(nèi)該平面與包 含其他兩個中間銷20的軸線的平面相垂直。由于連接銷20的相互傾 斜(它們需要發(fā)生傾斜但不必需彼此垂直)，它們共同起著將內(nèi)軸24 的軸線相對于外管22的軸線進行定位的作用。由于內(nèi)軸24并不是支 承在外管22內(nèi)，因此不會存在可能導致內(nèi)軸24鎖定在外管22中的沖 突力作用，并且內(nèi)軸24的軸線將自然進入外管22內(nèi)的中心位置。盡管凸輪16可以借助于干涉配合在內(nèi)軸24中的實心銷與軸24 相連，但是優(yōu)選地使用構(gòu)造成中空管的連接銷20,該連接銷原地發(fā)生 膨脹，由此如圖4中所示通過插塞26、或者如圖5中所示通過球狀體 28將銷鎖定于內(nèi)軸24。使用球狀體來將連接銷20固定就位是有利的， 因為它們產(chǎn)生了更大的局部變形且需要較小的力插入。這樣反過來允 許放松對元件的公差要求，因為插入力并不隨著制造公差的改變而較 大范圍地變化。連接銷20的內(nèi)徑要小于插塞26或球狀體28的外徑，這樣當球狀 體28被插入到銷20中時，銷發(fā)生膨脹并鎖定在內(nèi)軸24中。然而，銷 20的外端保持滑動配合在凸輪16中，并且它們并不妨礙第二組凸輪 16關(guān)于外管22外表面的旋轉(zhuǎn)。圖5顯示了各個銷20裝配在通孔中的實施例。本圖還顯示了周向 延伸槽29，該槽允許第二組凸輪16關(guān)于外管22發(fā)生旋轉(zhuǎn)。作為替換，銷20也可以容納在盲孔中，圖6和圖7中顯示了該實 施例，其中銷20顯示為貫穿敏感圏(sensor ring) 50。為了在裝配到 盲孔中時能夠允許卸出銷20，可以在銷20的盲孔端部提供一個區(qū)域， 球狀體28如圖7中所示有間隙地容納在該區(qū)域。當球狀體28被推入 到該區(qū)域時，可以通過夾持銷20的另外一端而將銷20卸出。這種夾 持可以通過提供能夠被合適的卸出工具所接合的螺紋或橫向孔而得以 促進。如圖4中所示，通過提供彈性密封件30、 32和34，可以在內(nèi)軸 24與外管22之間形成多個通道，油可以沿著該通道流動以1更潤滑組 裝后凸輪軸的運動部件，或是將油供應(yīng)給液動相位器12的工作室。對 于圖4所示實施例的情況，相位器12是葉片型相位器，在其徑向延伸 葉片的相對兩側(cè)具備工作室?？?6和38形成于軸承套筒'18上，由此 將油供應(yīng)給這些工作室。孔36通過限定在內(nèi)軸24與外管22之間的管 道40與一組工作室相連通。該管道40的相對兩端由彈性密封件30 和32所密封?？?8通過限定在密封件32與34之間的腔42與相位器 12的另外一組工作室相連通。腔42通過內(nèi)軸24的徑向孔與一個環(huán)形 通道相連通，該環(huán)形通道限定在內(nèi)軸24與螺栓44的軸之間，螺栓44 用于將相位器12保持在組裝后凸輪軸10的軸端。在內(nèi)軸24與外管22之間限定有第三腔，如圖3中所示，它的端 部由彈性密封件34以及位于凸輪軸后軸承內(nèi)側(cè)的相應(yīng)密封件所密封。 油通過軸承18上還貫穿外管22的孔輸送到該腔中。該腔中的油通過 流經(jīng)外管22上的延伸槽29，用于對凸輪16與外管22之間的軸承表 面進行潤滑。在以上圖示實施例中，連接銷20被鎖定在內(nèi)軸中同時滑動配合于 運動凸輪中，由此使得內(nèi)驅(qū)動軸移至中心位置。然而作為替換，連接 銷20也可以相對于運動凸輪16徑向地固定，并可相對于內(nèi)軸24滑動。 又一次，銷20可以制成中空結(jié)構(gòu)，但應(yīng)該是其端部發(fā)生膨脹來夾持凸 輪16,而不是其中心部位發(fā)生膨脹來夾持內(nèi)軸24。 本發(fā)明的上述實施例提供了以下優(yōu)點，即 元件可以較低水平的精度來進行制造。
對于內(nèi)軸或外管不需要精確的軸承部件。
降低了整個系統(tǒng)的成本。 內(nèi)軸的旋轉(zhuǎn)軸線將總是相對于外管的外徑同心。
權(quán)利要求
1.一種凸輪軸組件，包括內(nèi)軸、可相對于內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)的同軸外管、安裝在外管上的兩組凸輪，第一組凸輪固定地與外管一起旋轉(zhuǎn)，第二組凸輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在外管上并借助于貫穿外管上的周向延伸槽的連接元件被連接成與內(nèi)軸同相地旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述外管有間隙地包圍所述內(nèi)軸，這樣內(nèi)軸沿其長度不在任何位置由外管徑向地支承，并且將所述第二組凸輪的不同凸輪與所述內(nèi)軸相連接的所述連接元件相對彼此是傾斜的，并用于將所述內(nèi)軸的軸線相對于所述外管定位。
2. 如權(quán)利要求1的凸輪軸組件，其中與所述第二組凸輪的不同凸 輪相關(guān)聯(lián)的兩個所述連接元件大致相對彼此垂直。
3. 如權(quán)利要求1或2的凸輪軸組件，其中所述連接元件是實心銷， 它們相對于所述內(nèi)軸固定且可滑動地接納在所述第二組凸輪中。
4. 如權(quán)利要求1或2的凸輪軸組件，其中所述連接元件是中空銷， 它們滑動配合于所述內(nèi)軸中，并在所述第二組凸輪的內(nèi)軸獲得中心位 置時相對于所述內(nèi)軸鎖定就位。
5. 如權(quán)利要求4的凸輪軸組件，其中設(shè)置至少一個球狀體來膨脹 所述連接元件，以便在所述內(nèi)軸獲得中心位置時使所述連接元件鎖定 就位。
6. 如權(quán)利要求5的凸輪軸組件，其中所述連接銷被設(shè)計成允許所 述球狀體被推入到一個帶間隙位置，從而允許在所述連接銷裝配到盲 孔時可以將所述連接銷拆除。
7. 如前面任何一項權(quán)利要求的凸輪軸組件，其中設(shè)置至少一個柔性密封件，以在所述外管與內(nèi)軸之間進行密封。
8. 如權(quán)利要求7的凸輪軸組件，其中設(shè)置多個柔性密封件，以在 所述外管與內(nèi)軸之間限定多個獨立的油通道。
9. 如權(quán)利要求8的凸輪軸組件，其中在使用時凸輪軸中的油通道 與安裝在凸輪軸一端的凸輪軸相位器的工作室相連通。
10. 如權(quán)利要求8或9的凸輪軸組件，其中凸輪軸中的油通道提供 了對凸輪軸的運動部件的潤滑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凸輪軸組件，包括內(nèi)軸(24)、可相對于內(nèi)軸(24)旋轉(zhuǎn)的外管(22)、裝配在外管上的兩組凸輪(14，16)，第一組凸輪(14)固定地與外管一起旋轉(zhuǎn)，第二組凸輪(16)可旋轉(zhuǎn)地安裝在外管(22)的外表面上并借助于貫穿外管(22)上周向延伸槽的連接元件連接成與內(nèi)軸(24)一起旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，外管(22)有間隙地包圍內(nèi)軸(24)，此外將第二組凸輪(16)的不同凸輪與內(nèi)軸(24)相連接的元件(20)相對彼此是傾斜的，并起著將內(nèi)軸(24)的軸線相對于外管(22)定位的作用。
文檔編號F01L1/047GK101273185SQ200680035754
公開日2008年9月24日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者I·梅瑟利, N·J·勞倫斯, R·A·歐文, T·M·蘭斯菲爾德 申請人:麥加戴恩公共有限公司