专利名称：凸轮轴组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸轮轴组件，其包括内轴、可相对于内轴旋转 的同轴外管、安装在外管上的两组凸轮，第一组凸轮固定地与外管一 起旋转，第二组凸轮可旋转地安装在外管上并借助于贯穿外管上周向延伸槽的连接元件被连接成与内轴同相地旋转。这种类型的凸轮轴组 件在此也称之为"SCP凸轮轴"，其允许了通过外管与内轴的相对旋 转来使它的两组凸轮的正时相对彼此发生改变。
技术背景SCP凸轮轴不应当与DE4419557中所描述的凸轮轴类型相混淆， 后一凸轮轴中的内轴可以相对于外管有目的地径向移动进入一偏心位 置，以便通过在同时连接于内轴和外管的凸轮凸角的相位上叠加循环 相变而获得可变的动作延续。对于SCP凸轮轴，其内轴和外管始终关 于固定的大致同心轴发生旋转。美国专利No.5，664，463中描述了 SCP凸轮轴的一个例子。如后者 专利中所显示地，已知的SCP凸轮轴的内轴被支承在外管内的衬套或 轴承中。这样会导致凸轮轴易受元件制造公差的影响。具体来说，内轴上的孔与运动凸轮上用于装配各个连接元件的孔， 这两者之间的对准是关键性的。如果存在显著的未对准，连接元件的 装配将会去对准这些孔，这样将导致驱动轴锁定在其位于凸轮轴外管 内的轴承中。元件由于制造公差所造成的差异由此可能导致内轴不能 够相对于凸轮轴的外管发生旋转。凸轮轴组成元件制成精确规格的要 求增加了凸轮轴的制造成本。发明内容由此，本发明寻求提供一种设计以降低SCP凸轮轴組件的公差敏 感性。按照本发明，提供了一种如上所定义的SCP凸轮轴，该凸轮轴的 特征在于外管有间隙地包围内轴，这样内轴沿其长度不在任何位置 由外管径向地支承，以及将第二组凸轮的不同凸轮与内轴相连接的元 件相对彼此是倾斜的，并起着将内轴的轴线相对于外管定位的作用。本发明通过以下方式来克服制造公差的影响允许内驱动轴的轴 线的位置不是由外管中支承内轴的轴承或衬套、而是由传递内轴与运 动凸轮之间转矩的连接元件来进行控制。内驱动轴不再由外管直接地 支承，取而代之地，它沿其整个长度有间隙地贯穿外管的内孔。这样 就消除了在装配连接销时驱动轴相对于外管内部锁定的可能性。这对于以下是有利的与第二组凸轮的不同凸轮相关联的两个连 接元件大致彼此垂直以便获得内轴的更加确定的定中心。所述连接元件可以是譬如通过收缩配合关于内轴固定的实心销， 并且实心销可滑动地接纳在第二组凸轮中。作为替换，所述连接元件也可以是中空销，它们滑动配合于内轴 中并在内轴获得中心位置时锁定就位。对于后一种情况，可以使用一 个或多个球状体来膨胀中空销，从而在内轴获得中心位置时使中空销 锁定就位。如果所述连接销被敲入到盲孔中，它们的卸除可以通过在各个销 的端部提供 一 个带间隙位置而得以简化，球状体能够推入该位置以使 销脱离内轴。本发明的 一 个优选实施例在内驱动轴与外管的孔之间使用了柔性 密封件，由此产生多个独立的腔或管道，这些腔或管道可以用于润滑凸轮轴、或是在压力作用下将控制油输送给凸轮轴相位器。
现在将通过示例并参考附图来进一步描述本发明，在附图中 图l是本发明的凸轮轴组件的透视图，其装配有凸轮轴相位器； 图2是从装配有相位器的一端所示的、图1中凸轮轴组件的端视图；图3是沿着图2中III-III所得的、贯穿图1中凸轮轴组件的纵剖面；图4显示了图3中包含在点划线圆内的部分的放大比例细节；图5是贯穿本发明一实施例的连接销的轴向剖面；图6是与图5相类似的轴向剖面，显示了本发明的替换实施例；以及图7是与图6相类似的剖面，并显示了在连接销装配到盲孔中时 可以卸除连接销的方式。
具体实施方式
图1至图4显示了组装后的凸轮轴10，它的一端装配有凸轮轴相 位器12。相位器12在此并不具体描述，但譬如可以是GB0428063.2 中所描述的叶片型相位器。组装后的凸轮轴10包括外管22和布置在 外管22内但并不由其进行支承也不与其直接相接触的内轴24。第一 组凸轮14和支承轴承18直接安装在外管22上以便与其一起旋转。轴 承18和凸轮14譬如可以热收缩在外管22上。形成有第二组凸轮16的多个套筒被安装成关于外管22的外表面 自由旋转，并借助于销20连接成与内轴24—起旋转。如图1和图3 中可见，两个端部销20的轴线被布置在这样一个平面内该平面与包 含其他两个中间销20的轴线的平面相垂直。由于连接销20的相互倾 斜(它们需要发生倾斜但不必需彼此垂直)，它们共同起着将内轴24 的轴线相对于外管22的轴线进行定位的作用。由于内轴24并不是支 承在外管22内，因此不会存在可能导致内轴24锁定在外管22中的沖 突力作用，并且内轴24的轴线将自然进入外管22内的中心位置。尽管凸轮16可以借助于干涉配合在内轴24中的实心销与轴24 相连，但是优选地使用构造成中空管的连接销20,该连接销原地发生 膨胀，由此如图4中所示通过插塞26、或者如图5中所示通过球状体 28将销锁定于内轴24。使用球状体来将连接销20固定就位是有利的， 因为它们产生了更大的局部变形且需要较小的力插入。这样反过来允 许放松对元件的公差要求，因为插入力并不随着制造公差的改变而较 大范围地变化。连接销20的内径要小于插塞26或球状体28的外径，这样当球状 体28被插入到销20中时，销发生膨胀并锁定在内轴24中。然而，销 20的外端保持滑动配合在凸轮16中，并且它们并不妨碍第二组凸轮 16关于外管22外表面的旋转。图5显示了各个销20装配在通孔中的实施例。本图还显示了周向 延伸槽29，该槽允许第二组凸轮16关于外管22发生旋转。作为替换，销20也可以容纳在盲孔中，图6和图7中显示了该实 施例，其中销20显示为贯穿敏感圏(sensor ring) 50。为了在装配到 盲孔中时能够允许卸出销20，可以在销20的盲孔端部提供一个区域， 球状体28如图7中所示有间隙地容纳在该区域。当球状体28被推入 到该区域时，可以通过夹持销20的另外一端而将销20卸出。这种夹 持可以通过提供能够被合适的卸出工具所接合的螺紋或横向孔而得以 促进。如图4中所示，通过提供弹性密封件30、 32和34，可以在内轴 24与外管22之间形成多个通道，油可以沿着该通道流动以1更润滑组 装后凸轮轴的运动部件，或是将油供应给液动相位器12的工作室。对 于图4所示实施例的情况，相位器12是叶片型相位器，在其径向延伸 叶片的相对两侧具备工作室。孔36和38形成于轴承套筒'18上，由此 将油供应给这些工作室。孔36通过限定在内轴24与外管22之间的管 道40与一组工作室相连通。该管道40的相对两端由弹性密封件30 和32所密封。孔38通过限定在密封件32与34之间的腔42与相位器 12的另外一组工作室相连通。腔42通过内轴24的径向孔与一个环形 通道相连通，该环形通道限定在内轴24与螺栓44的轴之间，螺栓44 用于将相位器12保持在组装后凸轮轴10的轴端。在内轴24与外管22之间限定有第三腔，如图3中所示，它的端 部由弹性密封件34以及位于凸轮轴后轴承内侧的相应密封件所密封。 油通过轴承18上还贯穿外管22的孔输送到该腔中。该腔中的油通过 流经外管22上的延伸槽29，用于对凸轮16与外管22之间的轴承表 面进行润滑。在以上图示实施例中，连接销20被锁定在内轴中同时滑动配合于 运动凸轮中，由此使得内驱动轴移至中心位置。然而作为替换，连接 销20也可以相对于运动凸轮16径向地固定，并可相对于内轴24滑动。 又一次，销20可以制成中空结构，但应该是其端部发生膨胀来夹持凸 轮16,而不是其中心部位发生膨胀来夹持内轴24。 本发明的上述实施例提供了以下优点，即 元件可以较低水平的精度来进行制造。
对于内轴或外管不需要精确的轴承部件。
降低了整个系统的成本。 内轴的旋转轴线将总是相对于外管的外径同心。
权利要求
1.一种凸轮轴组件，包括内轴、可相对于内轴旋转的同轴外管、安装在外管上的两组凸轮，第一组凸轮固定地与外管一起旋转，第二组凸轮可旋转地安装在外管上并借助于贯穿外管上的周向延伸槽的连接元件被连接成与内轴同相地旋转，其特征在于，所述外管有间隙地包围所述内轴，这样内轴沿其长度不在任何位置由外管径向地支承，并且将所述第二组凸轮的不同凸轮与所述内轴相连接的所述连接元件相对彼此是倾斜的，并用于将所述内轴的轴线相对于所述外管定位。
2. 如权利要求1的凸轮轴组件，其中与所述第二组凸轮的不同凸 轮相关联的两个所述连接元件大致相对彼此垂直。
3. 如权利要求1或2的凸轮轴组件，其中所述连接元件是实心销， 它们相对于所述内轴固定且可滑动地接纳在所述第二组凸轮中。
4. 如权利要求1或2的凸轮轴组件，其中所述连接元件是中空销， 它们滑动配合于所述内轴中，并在所述第二组凸轮的内轴获得中心位 置时相对于所述内轴锁定就位。
5. 如权利要求4的凸轮轴组件，其中设置至少一个球状体来膨胀 所述连接元件，以便在所述内轴获得中心位置时使所述连接元件锁定 就位。
6. 如权利要求5的凸轮轴组件，其中所述连接销被设计成允许所 述球状体被推入到一个带间隙位置，从而允许在所述连接销装配到盲 孔时可以将所述连接销拆除。
7. 如前面任何一项权利要求的凸轮轴组件，其中设置至少一个柔性密封件，以在所述外管与内轴之间进行密封。
8. 如权利要求7的凸轮轴组件，其中设置多个柔性密封件，以在 所述外管与内轴之间限定多个独立的油通道。
9. 如权利要求8的凸轮轴组件，其中在使用时凸轮轴中的油通道 与安装在凸轮轴一端的凸轮轴相位器的工作室相连通。
10. 如权利要求8或9的凸轮轴组件，其中凸轮轴中的油通道提供 了对凸轮轴的运动部件的润滑。
全文摘要
本发明涉及一种凸轮轴组件，包括内轴(24)、可相对于内轴(24)旋转的外管(22)、装配在外管上的两组凸轮(14，16)，第一组凸轮(14)固定地与外管一起旋转，第二组凸轮(16)可旋转地安装在外管(22)的外表面上并借助于贯穿外管(22)上周向延伸槽的连接元件连接成与内轴(24)一起旋转。在本发明中，外管(22)有间隙地包围内轴(24)，此外将第二组凸轮(16)的不同凸轮与内轴(24)相连接的元件(20)相对彼此是倾斜的，并起着将内轴(24)的轴线相对于外管(22)定位的作用。
文档编号F01L1/047GK101273185SQ200680035754
公开日2008年9月24日 申请日期2006年10月27日 优先权日2005年11月2日
发明者I·梅瑟利, N·J·劳伦斯, R·A·欧文, T·M·兰斯菲尔德 申请人:麦加戴恩公共有限公司