專利名稱：多件式凸輪軸組件的制作方法
技術領域：
本公開涉及發(fā)動機凸輪軸，更具體地說，涉及多件式(multipiece)發(fā)動機凸輪軸 組件。
背景技術：
本背景技術部分提供與本公開有關的背景技術信息，其未必是現(xiàn)有技術。發(fā)動機凸輪軸組件可以包括止推環(huán)，從而相對于發(fā)動機結構軸向地緊固凸輪 軸。止推環(huán)通常與凸輪軸一起形成。凸輪軸凸角通常通過諸如感應硬化之類的過程來硬 化。該過程通常需要在止推環(huán)和鄰近的凸輪凸角之間的軸向間隔。因此，會對凸輪軸增 加額外的長度以便容納所需的間隔。
發(fā)明內容
本發(fā)明內容部分提供本公開的總體概述，并不是其全部范圍或其全部特征的全 面公開內容。一種凸輪軸組件可以包括整體式凸輪軸主體、軸頸構件和止推環(huán)。所述整體式 凸輪軸主體可以沿其軸向范圍限定出凸角和軸頸區(qū)域。所述軸頸構件可以獨立于所述凸 輪軸主體的與所述凸輪軸主體的端部凸角相鄰的軸向端部，并固定到所述軸向端部。所 述止推環(huán)可以在所述凸輪軸主體的軸向端部處軸向地緊固到所述凸輪軸組件。所述軸頸 構件可以旋轉地支撐在發(fā)動機結構上。一種裝配凸輪軸的方法可以包括形成整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸 主體包括沿其軸向范圍的凸角和軸頸區(qū)域。所述凸輪軸凸角可以被感應硬化。在所述感 應硬化之后，軸頸構件和止推環(huán)可被緊固到所述凸輪軸主體的端部。進一步的適用范圍將通過下文提供的描述而變得顯而易見。該發(fā)明內容中的描 述和具體示例僅用于說明目的，而并非旨在限制本公開的范圍。本發(fā)明還提供如下方案方案1. 一種凸輪軸組件，其包括整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸主體沿其軸向范圍限定出凸角和軸頸區(qū) 域；軸頸構件，所述軸頸構件獨立于所述凸輪軸主體的與所述凸輪軸主體的端部凸 角相鄰的軸向端部，并固定到所述軸向端部；以及止推環(huán)，所述止推環(huán)在所述凸輪軸主體的所述軸向端部處軸向地緊固到所述凸 輪軸組件。
方案2.根據(jù)方案1所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述端部凸角是感應硬化 的構件，并與所述止推環(huán)間隔成小于6毫米。方案3.根據(jù)方案1所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述凸輪軸主體包括限定 出內徑向表面的軸向延伸孔，所述軸頸構件包括第一部分和第二部分，所述第一部分從 所述凸輪軸主體軸向向外設置，所述第二部分從所述第一部分的第一端部延伸、位于所 述孔內并限定出與所述內徑向表面相接合的外徑向表面。方案4.根據(jù)方案3所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)軸向地緊固在 所述凸輪軸主體的軸向端部表面和所述軸頸構件的所述第一部分的軸向端部表面之間。方案5.根據(jù)方案4所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)包括位于所述 凸輪軸主體的外徑向表面上的內徑向表面。方案6.根據(jù)方案4所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)包括位于所述 軸頸構件的所述外徑向表面上的內徑向表面。方案7.根據(jù)方案3所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)與所述軸頸構 件一體地形成，從而形成整體式主體。方案8.根據(jù)方案1所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述軸頸構件包括限定出 內徑向表面的軸向延伸孔，所述凸輪軸主體包括第一部分，所述第一部分從所述端部凸 角軸向向外延伸、位于所述孔內并限定出與所述內徑向表面相接合的外徑向表面。方案9.根據(jù)方案8所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)軸向地緊固在 所述凸輪軸主體的軸向端部表面和所述軸頸構件的所述第一部分的軸向端部表面之間。方案10.根據(jù)方案9所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)包括位于所述 凸輪軸主體的外徑向表面上的內徑向表面。方案11.根據(jù)方案9所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)包括位于所述 軸頸構件的所述外徑向表面上的內徑向表面。方案12.根據(jù)方案8所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)與所述軸頸構 件一體地形成，從而形成整體式主體。方案13.根據(jù)方案1所述的凸輪軸組件，其特征在于，其還包括固定到所述軸頸 構件并且與所述止推環(huán)軸向間隔開的凸輪相位器組件。方案14. 一種發(fā)動機組件，其包括發(fā)動機結構；以及凸輪軸組件，包括整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸主體沿其軸向范圍限定出凸角和軸頸區(qū) 域；軸頸構件，所述軸頸構件獨立于所述凸輪軸主體的與所述凸輪軸主體的端部凸 角相鄰的軸向端部，并固定到所述軸向端部，并旋轉地支撐在所述發(fā)動機結構上；以及止推環(huán)，所述止推環(huán)在所述凸輪軸主體的所述軸向端部處軸向緊固到所述凸輪 軸組件，并相對于所述發(fā)動機結構軸向地緊固所述凸輪軸組件。方案15.根據(jù)方案14所述的發(fā)動機組件，其特征在于，所述端部凸角是感應硬 化的構件，并與所述止推環(huán)間隔成小于6毫米。方案16.—種方法，其包括
形成整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸主體包括沿其軸向范圍的凸角和軸 頸區(qū)域；將所述凸輪軸凸角感應硬化；以及在所述感應硬化之后，將軸頸構件和所述止推環(huán)緊固到所述凸輪軸主體的端部。方案17.根據(jù)方案16所述的方法，其特征在于，所述緊固包括在距離所述 凸輪軸主體的端部凸角的6毫米內，將所述止推環(huán)設置在所述凸輪軸主體的外徑向表面 上。方案18.根據(jù)方案17所述的方法，其特征在于，所述緊固包括將所述軸頸構 件的端部固定在由所述凸輪軸主體限定出的孔內。方案19.根據(jù)方案17所述的方法，其特征在于，所述緊固包括將所述凸輪軸 主體的端部固定在由所述軸頸構件限定的孔內。方案20.根據(jù)方案16所述的方法，其特征在于，所述緊固包括在距離所述凸 輪軸主體的端部凸角的6毫米內，將所述止推環(huán)設置在所述軸頸構件的外徑向表面上。方案21.根據(jù)方案20所述的方法，其特征在于，所述緊固包括將所述軸頸構 件的端部固定在由所述凸輪軸主體限定出的孔內。方案22.根據(jù)方案20所述的方法，其特征在于，所述緊固包括將所述凸輪軸 主體的端部固定在由所述軸頸構件限定出的孔內。
本文描述的附圖僅用于說明目的，并不意圖以任何方式限制本公開的范圍。圖1是根據(jù)本公開的凸輪軸組件和凸輪相位器的透視圖；圖2是在圖1中示出的凸輪軸組件的局部剖視圖；圖3是根據(jù)本公開的可選的凸輪軸組件的局部剖視圖；圖4是根據(jù)本公開的可選的凸輪軸組件的局部剖視圖；圖5是根據(jù)本公開的可選的凸輪軸組件的局部剖視圖；圖6是根據(jù)本公開的可選的凸輪軸組件的局部剖視圖；以及圖7是根據(jù)本公開的可選的凸輪軸組件的局部剖視圖。貫穿附圖的若干個示圖，相應的標號指示相應的部件。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本公開的示例。下面的描述本質上僅是示例性 的，并不是旨在限制本公開、應用或用途。參照圖1和圖2，示出了凸輪軸組件10和凸輪相位器12。凸輪軸組件10可以 包括主要部分14、止推環(huán)16和前軸頸構件18。凸輪相位器12可以通過緊固件20聯(lián)接 到凸輪軸組件10的主要部分14。凸輪相位器12可以包括各種凸輪相位器組件中的任一 種。通過非限制性示例，凸輪相位器12可以包括具有轉子21和定子23的液壓致動 的凸輪相位器。定子23可以由發(fā)動機曲軸旋轉地驅動。轉子21可以位于定子23內，并可以包括軸向延伸的葉片25，軸向延伸的葉片25與定子23協(xié)同操作而形成與加壓流體 例如油相連通的液壓室27。凸輪軸組件10可以固定成以與轉子21—起旋轉，并且基于 液壓室27中的作用于葉片25上的加壓流體，可以相對于定子23來旋轉。然而，雖然示 出與凸輪相位器12結合，但是應當理解的是，本公開不限于凸輪相位器應用，并且等同 地應用于不使用凸輪相位器的凸輪軸組件。凸輪軸組件10的主要部分14可以限定出包括一體地形成在軸24上的凸角22的 整體式凸輪軸主體。通過非限制性示例，整體式凸輪軸主體可以是鑄件。主要部分14 的第一端部可以限定出外徑向表面26和軸向孔28。外徑向表面26可以在端部凸角22和 主要部分14的軸向端部之間軸向延伸。第一軸向端部表面30可被限定在端部凸角22和 外徑向表面26之間。軸向孔28可以包括第一部分32和第二部分34。第一部分32可以 與緊固件20接合，第二部分34可以容納軸頸構件18，如下所述。止推環(huán)16可以位于主要部分14的外徑向表面26上，并可以與第一軸向端部表 面30鄰接。在將止推環(huán)設置在主要部分14上之前，可以將凸輪軸凸角22感應硬化。因 此，端部凸角22和止推環(huán)16之間的軸向距離(D1)可以小于6毫米，更具體地說，小于 3毫米。在不增加凸輪軸組件10的軸向長度的情況下，止推環(huán)16和端部凸角22之間的 減小的距離可以提供凸角22的增加的軸向寬度。軸頸構件18可以包括第一區(qū)域36和第二區(qū)域38。第一區(qū)域36可以限定出軸承 軸頸40，第二區(qū)域38可以將軸頸構件18聯(lián)接到主要部分14。第二區(qū)域38可被壓入到 軸向孔28的第二部分34中，并與主要部分14通過摩擦方式接合(即，干涉配合接合)。 第一區(qū)域36的直徑可以大于第二區(qū)域38的直徑，從而在它們之間限定出第二軸向端部表 面42。第一軸向端部表面30和第二軸向端部表面42可以形成第一軸向限制件和第二軸 向限制件。當組裝完成后，止推環(huán)16可以軸向地保持在第一軸向端部表面30和第二軸 向端部表面42之間。凸輪軸組件10可以是發(fā)動機組件的一部分，并可以旋轉地支撐在發(fā)動機結構44 上。發(fā)動機結構44可以限定出旋轉地支撐凸輪軸組件10的軸承。圖2示出了旋轉地支 撐在發(fā)動機結構44上的軸頸構件18。凸輪軸組件10可以通過凸輪相位器12和止推環(huán) 16軸向地緊固在發(fā)動機結構44上。應當理解，本公開等同地應用于整體式凸輪和頂置凸 輪軸布置。止推環(huán)16的位置和裝配通常可以在不減小凸輪軸凸角寬度的情況下提供總體 上更小的發(fā)動機長度。在圖3中看到的可選布置中，止推環(huán)216可以位于軸頸構件218上。凸輪軸組 件210可以大致類似于凸輪軸組件10。然而，止推環(huán)216可以位于軸頸構件218的第二 區(qū)域238的外徑向表面226上。在圖4中看到的另一個非限制性示例中，止推環(huán)316可 以與軸頸構件318—體地形成，從而產(chǎn)生整體式構件。在圖5中看到的可選布置中，凸輪軸組件410可以包括凸輪軸主體的主要部分 414，其具有軸向延伸的端部438，端部438位于由軸頸構件418限定出的軸向延伸孔434 中。端部438可被壓入到孔434中，并與孔434通過摩擦方式接合(即，干涉配合接 合)。在圖6中看到的另一布置中，凸輪軸組件510可以包括凸輪軸主體的端部538，端 部538位于軸頸構件518的孔534內。然而，在圖6的布置中，止推環(huán)516可以位于軸 頸構件518上。在圖7中看到的另一布置中，凸輪軸組件610可以包括凸輪軸主體的端部638，端部638位于軸頸構件618的孔634內。然而，止推環(huán)616可以與軸頸構件618 一體地形成，從而產(chǎn)生整體式構件。在上面討論的凸輪軸組件10、210、310、410、510、610中的任意一個中，在 將止推環(huán)16、216、316、416、516、616聯(lián)接到凸輪軸主體的主要部分14、214、314、 414、514、614之前，可以將凸輪軸凸角感應硬化。然后，在上面討論的任何布置中， 可以將止推環(huán)16、216、316、416、516、616緊固到凸輪軸組件10、210、310、410、 510、610。因此，可以避免在端部凸角和止推環(huán)之間通常所需要的間隔，從而提供更短 的整體發(fā)動機封裝。應當理解的是，凸輪軸組件10的部件可以以各種方式彼此聯(lián)接，本公開不限于 摩擦接合(即，干涉配合接合)。
權利要求
1.一種凸輪軸組件，其包括整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸主體沿其軸向范圍限定出凸角和軸頸區(qū)域；軸頸構件，所述軸頸構件獨立于所述凸輪軸主體的與所述凸輪軸主體的端部凸角相 鄰的軸向端部，并固定到所述軸向端部；以及止推環(huán)，所述止推環(huán)在所述凸輪軸主體的所述軸向端部處軸向地緊固到所述凸輪軸 組件。
2.根據(jù)權利要求1所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述端部凸角是感應硬化的構 件，并與所述止推環(huán)間隔成小于6毫米。
3.根據(jù)權利要求1所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述凸輪軸主體包括限定出內徑 向表面的軸向延伸孔，所述軸頸構件包括第一部分和第二部分，所述第一部分從所述凸 輪軸主體軸向向外設置，所述第二部分從所述第一部分的第一端部延伸、位于所述孔內 并限定出與所述內徑向表面相接合的外徑向表面。
4.根據(jù)權利要求3所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)軸向地緊固在所述凸 輪軸主體的軸向端部表面和所述軸頸構件的所述第一部分的軸向端部表面之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)包括位于所述凸輪軸 主體的外徑向表面上的內徑向表面。
6.根據(jù)權利要求4所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)包括位于所述軸頸構 件的所述外徑向表面上的內徑向表面。
7.根據(jù)權利要求3所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述止推環(huán)與所述軸頸構件一體 地形成，從而形成整體式主體。
8.根據(jù)權利要求1所述的凸輪軸組件，其特征在于，所述軸頸構件包括限定出內徑向 表面的軸向延伸孔，所述凸輪軸主體包括第一部分，所述第一部分從所述端部凸角軸向 向外延伸、位于所述孔內并限定出與所述內徑向表面相接合的外徑向表面。
9.一種發(fā)動機組件，其包括發(fā)動機結構；以及凸輪軸組件，包括整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸主體沿其軸向范圍限定出凸角和軸頸區(qū)域；軸頸構件，所述軸頸構件獨立于所述凸輪軸主體的與所述凸輪軸主體的端部凸角相 鄰的軸向端部，并固定到所述軸向端部，并旋轉地支撐在所述發(fā)動機結構上；以及止推環(huán)，所述止推環(huán)在所述凸輪軸主體的所述軸向端部處軸向緊固到所述凸輪軸組 件，并相對于所述發(fā)動機結構軸向地緊固所述凸輪軸組件。
10.—種方法，其包括形成整體式凸輪軸主體，所述整體式凸輪軸主體包括沿其軸向范圍的凸角和軸頸區(qū)域；將所述凸輪軸凸角感應硬化；以及在所述感應硬化之后，將軸頸構件和所述止推環(huán)緊固到所述凸輪軸主體的端部。
全文摘要
本公開涉及多件式凸輪軸組件。具體而言，一種凸輪軸組件可以包括整體式凸輪軸主體、軸頸構件和止推環(huán)。所述整體式凸輪軸主體可以沿其軸向范圍限定出凸角和軸頸區(qū)域。所述軸頸構件可以獨立于所述凸輪軸主體的與所述凸輪軸主體的端部凸角相鄰的軸向端部，并固定到所述軸向端部。所述止推環(huán)可以在所述凸輪軸主體的軸向端部軸向緊固到所述凸輪軸組件。
文檔編號F01L1/047GK102022149SQ20101029532
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2009年9月21日
發(fā)明者A·W·海曼, D·T·萊斯特, R·E·貝克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司