專利名稱：凸輪軸輥?zhàn)虞S承定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輥?zhàn)虞S承，這種軸承可以用來支撐內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。更 具體地說，本發(fā)明涉及保持輥?zhàn)虞S承主動軸向定位的裝置及其部件。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于凸輪軸的輥?zhàn)虞S承組件的透視圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中輥?zhàn)虞S承組件的截面圖，沿著圖1中的線2-2剖開，示出了處于 不對齊位置的輥?zhàn)虞S承；圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的滾針軸承套圈的透視圖；圖4A是滾針軸承組件的透視圖，包括如圖3所示并與外座圈組裝的滾針軸承套 圈；圖4B是滾針軸承組件的剖面圖，沿著圖4A中的線4-4剖開；圖5是如圖4A和4B所示并組裝在凸輪軸上的滾針軸承組件剖面圖；圖6A是本發(fā)明一種實(shí)施方式的滾針軸承組件的透視圖；圖6B是滾針軸承組件的剖面圖，沿著圖6A中的線6-6剖開；圖7是本發(fā)明一種實(shí)施方式的滾針軸承組件的端視圖；圖8A是本發(fā)明一種實(shí)施方式的滾針軸承套圈的透視圖；圖8B是圖8A所示滾針軸承套圈的替代透視圖；圖9A是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式、組裝在凸輪軸上的滾針軸承組件的透視圖，所 述凸輪軸在凸輪凸耳之間具有較大軸向間隔；圖9B是滾針軸承組件和凸輪軸的剖視圖，沿著圖9A中的線9-9剖開；圖IOA是組裝在凸輪軸上的本發(fā)明一種實(shí)施方式的滾針軸承組件的透視圖；圖IOB是滾針軸承組件的剖面圖，沿著圖IOA中的線10-10剖開。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施方式之前，應(yīng)該理解本發(fā)明的應(yīng)用并不限于以下說 明內(nèi)容和附圖所示的部件結(jié)構(gòu)和布置細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以有其他實(shí)施方式并且能以各種方式 實(shí)踐或?qū)嵤?。同時(shí)，應(yīng)該理解文中所用詞匯和術(shù)語是為了解說的目的并不應(yīng)該當(dāng)作限制。 文中“包括”、“包含”或“具有”及其變形的用法指的是包含其后所列的要素及其等同物以 及附加要素。除非具體指明或者以其他方式進(jìn)行限制，否則術(shù)語“安裝”、“連接”、“支撐”和 “耦接”及其變形為寬泛地使用，并包括直接或間接安裝、連接、支撐和耦接。此外，“連接” 和“耦接”并不限于物理或機(jī)械連接或耦接。
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圖1和2示出了將凸輪軸24支撐在凸輪軸24的兩個(gè)軸向相鄰?fù)苟?8、30之間的 現(xiàn)有滾針軸承組件20。滾針軸承組件20包括套圈34、外座圈38和多個(gè)滾針元件40。通 常，也可以設(shè)置內(nèi)座圈，以便滾針元件40不會直接接觸凸輪軸24。在圖1和中，滾針軸承組 件20保持在兩件式夾板狀擋塊42內(nèi)。擋塊42將滾針軸承組件20保持在預(yù)定位置，與凸 輪軸24同軸，以便滾針軸承組件20為凸輪軸24在(例如，內(nèi)燃機(jī)缸體頭部內(nèi))其位置上 旋轉(zhuǎn)提供低摩擦約束機(jī)構(gòu)。在圖1和2所示布置中，外座圈38夾在擋塊42內(nèi)，不能隨凸輪軸24旋轉(zhuǎn)。滾針 元件40接觸凸輪軸24的外表面(在不設(shè)置單獨(dú)的內(nèi)座圈時(shí)，如圖所示)并與其形成滾動 接合?，F(xiàn)有外座圈38為簡單柱狀形式，因此可以相對于滾針元件40以及套圈34軸向自由 移動。擋塊42夾緊外座圈38，對外座圈38軸向運(yùn)動帶來一些阻力，但是尚不能阻止這種固 有運(yùn)動，并且將滾針軸承組件20初始安裝在擋塊42的過程復(fù)雜，因?yàn)槿狈τ脕韺L針軸承 組件20相對于擋塊42主動軸向定位的內(nèi)在裝置。圖2示出了這樣的情形，其中套圈34基 本上夾置在相鄰的凸耳28、30之間，但是外座圈38與擋塊42以及滾針軸承組件20的剩余 部分軸向不對齊。圖3示出了符合本發(fā)明一種實(shí)施方式的滾針軸承組件特別是滾針軸承組件60 (圖 4A-5)的套圈64。套圈64包括多個(gè)狹槽68，所述狹槽配置成接收單個(gè)輥?zhàn)樱T如滾針元件 72。套圈64每一端包括輪緣部分76a，所述輪緣部分軸向超出狹槽68端部。每個(gè)輪緣部 分76包括至少一個(gè)徑向凸起80。在所示實(shí)施方式中，每個(gè)輪緣部分76包括3個(gè)圓周隔開 的徑向凸起80。滾針軸承組件60還包括外座圈84，所述外座圈徑向定位在滾針元件72外 側(cè)，并在套圈64各輪緣部分76的徑向凸起80之間軸向居中。圖5示出了組裝在凸輪軸90上位于凸輪軸90兩個(gè)相鄰?fù)馆喭苟?4、96之間的滾 針軸承組件60。滾針軸承組件60保持在兩件式夾板狀擋塊100內(nèi)。外座圈84的外表面保 持在擋塊100內(nèi)并且相對于其保持靜止。滾針元件72直接接觸凸輪軸90的柱狀外表面， 但是在一些實(shí)施方式中，可以在滾針元件72和凸輪軸90之間設(shè)置內(nèi)座圈。如圖5所示，套 圈64輪緣部分76上的徑向凸起80防止外座圈84發(fā)生軸向位移。因此，外座圈84無法相 對于滾針元件72和套圈64軸向滑動。圖5所示的安裝布置使得軸承組件60可以預(yù)先組 裝在凸輪軸90上，以便外座圈84自動位于期望位置，接收在擋塊100內(nèi)，在組裝過程中免 于組裝工人或機(jī)器將外座圈84相對于擋塊100定位。圖6A和6B示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的輥?zhàn)虞S承組件，特別是包括套圈114 的滾針軸承組件110。套圈114包括多個(gè)狹槽118，所述狹槽配置成接收單個(gè)輥?zhàn)樱T如滾 針元件122。套圈14每一端包括輪緣部分126，所述輪緣部分軸向超出狹槽118端部。每 個(gè)輪緣部分126包括至少一個(gè)徑向凸起130。在所示實(shí)施方式中，每個(gè)輪緣部分126包括兩 個(gè)圓周隔開的徑向凸起130。在圖6A和6B所示實(shí)施方式中，徑向凸起130由輪緣部分126 從套圈114柱狀壁向外徑向彎曲或延伸的切開節(jié)段形成。滾針軸承元件110還包括外座圈 134，所述外座圈定位在滾針元件122徑向外側(cè)，并且在套圈114各輪緣部分126的徑向凸 起130之間軸向居中。外座圈134—端包括徑向向內(nèi)的凸起138，所述凸起138圍繞外座圈134的整個(gè) 圓周延伸。徑向向內(nèi)的凸起138延伸經(jīng)過每個(gè)滾針元件122的至少一部分，如圖6B中軸 承組件110右側(cè)所示。套圈114的徑向凸起130徑向向外延伸，與外座圈134的向內(nèi)凸起
5138徑向?qū)R。因此，外座圈134由向內(nèi)凸起138軸向定位，該向內(nèi)凸起138夾置在滾針元 件122和套圈114的徑向凸起130之間。外座圈134的向內(nèi)凸起138以及套圈114的徑向 凸起130提供了這樣一種機(jī)構(gòu)，在安裝過程中，利用該機(jī)構(gòu)容易控制滾針軸承組件110的軸 向?qū)R關(guān)系。類似于圖4A-5所示的軸承組件60，圖6A和6B所示軸承組件110允許組裝到 凸輪軸上，以便外座圈134自動位于進(jìn)行支撐的正確軸向位置，免于在組裝過程中讓組裝 工人或機(jī)器將外座圈134相對于支撐結(jié)構(gòu)(例如，夾板式擋塊)定位。圖7是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的輥?zhàn)虞S承組件端視圖，特別是包括套圈154的 滾針軸承組件150。套圈154包括多個(gè)狹槽(未示出)，所述狹槽配置成接收單個(gè)輥?zhàn)?，諸 如滾針元件158，為凸輪軸162提供滾動軸承支撐。滾針軸承組件150還包括位于滾針元件 158徑向外側(cè)的外座圈166。外座圈166包含滾針元件158，并提供元件158可以在其上滾 動的表面。兩件式夾板狀擋塊170通過接觸外座圈166的外表面而保持滾針軸承組件150。 擋塊170可以軸向定位在凸輪軸162的兩個(gè)相鄰?fù)馆喭苟?74之間，圖7中示出了一個(gè)凸 耳。圖7所示的套圈154 —般為卵形或橢圓形，而不是圓形。但是，外座圈166和凸輪 軸162基本上為圓形，以便套圈154不會與外座圈166和凸輪軸162符合單一共同軸線。在 套圈154的兩個(gè)圓周相對側(cè)部，在套圈154的外邊緣和外座圈166的內(nèi)邊緣之間形成徑向 間隙A。這種定位表示穿過套圈154的最小距離。在套圈154的兩個(gè)不同圓周相對側(cè)部，在 套圈154的內(nèi)邊緣和凸輪軸162的外表面之間形成徑向間隙B。這種表示穿過套圈154的 最大距離的定位，與限定間隙A的位置隔開大約90度。由于套圈154并非圓形，所以通過 與外座圈166和凸輪軸162至少其中之一進(jìn)行干涉配合來防止軸向不對齊。在套圈154和 外座圈166之間建立干涉配合時(shí)，圖7所示軸承組件150可以預(yù)先組裝在凸輪軸162上，以 便外座圈166自動定位在進(jìn)行支撐的正確軸向位置，免于組裝過程中讓組裝工人或機(jī)器將 外座圈166相對于擋塊170定位。圖8A和8B示出了符合本發(fā)明一種實(shí)施方式的用于輥?zhàn)虞S承組件特別是滾針軸承 組件(未示出)的套圈180。套圈180基本上類似圖3-5所示的套圈64。套圈180包括多 個(gè)狹槽184，用來保持單個(gè)輥?zhàn)?，諸如滾針元件(未示出)。套圈180還包括兩個(gè)輪緣部分 188，每個(gè)輪緣部分包括一個(gè)或多個(gè)徑向凸起192，(類似于以上參照圖3-5所示套圈64所 述的徑向凸起80)，在預(yù)先組裝到凸輪軸時(shí)，所述徑向凸起192能將外座圈相對于支撐件精 確自動定位。除了徑向凸起192之外，套圈180包括從其中一個(gè)輪緣部分188向外徑向延 伸的彈簧部分196。套圈180包括兩個(gè)圓周隔開的彈簧部分196，但是也考慮了其他布置形 式。套圈180進(jìn)一步包括磨耗部分200，所述磨耗部分呈短柱或隆起形式，位于輪緣部分188 的軸向表面上，相對著彈簧部分196。磨耗部分200在圖8A中示出包括3個(gè)圓周隔開的圓 形短柱，但是也考慮了使用其他結(jié)構(gòu)和布置形式。磨耗部分200以這樣的材料構(gòu)成，所述材 料配置成因與相鄰結(jié)構(gòu)諸如凸輪凸耳的側(cè)面發(fā)生摩擦接合而磨損掉。雖然圖8A和8B中的套圈180包括位于一端的彈簧部分196和位于相對一端的磨 耗部分200，但是可以預(yù)見其他配置在兩端都包括彈簧部分196，或者在兩端都包括磨耗部 分200。彈簧部分196能讓套圈180以存在微量軸向干涉的形式壓力配合在一對凸輪凸耳 之間。磨耗部分200配置成隨著凸輪軸旋轉(zhuǎn)而磨薄，直到干涉部分完全消失或者幾乎消失， 和/或形成少量軸向間隙。這樣防止了因套圈180軸向抵靠相鄰?fù)馆喭苟鷤?cè)面而對凸輪旋
6轉(zhuǎn)產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖枇?。因此，減少了設(shè)計(jì)并制造具有精確軸向誤差的部件所花費(fèi)的努力。彈 簧部分196可以由類似于隆起200的材料制造，或者不用這種材料制造，以便它們也可以配 置成因摩擦接觸而磨薄，從而減少軸向干涉以及對凸輪軸的阻力。圖9A和9B示出了輥?zhàn)虞S承組件，特別是利用兩件式夾板狀擋塊218組裝在凸輪 軸214上的滾針軸承組件210。滾針軸承組件210支撐凸輪軸214在凸輪軸214的兩個(gè)相 鄰?fù)苟?22、224之間旋轉(zhuǎn)。滾針軸承組件210包括套圈228、多個(gè)輥?zhàn)又T如滾針元件232 ； 和外座圈236。正如以上針對前述實(shí)施方式討論的內(nèi)容，可以在一些實(shí)施方式中額外提供內(nèi)座圈。套圈228包括狹槽來定位每個(gè)滾針元件232。套圈223類似于圖3_5所示的套圈 64，也包括將套圈228相對于外座圈236軸向定位的徑向凸起240。因此，圖9A和9B所示 軸承組件210可以預(yù)先組裝在凸輪軸214上，以便外座圈236相對于擋塊218自動定位在 正確軸向位置，免于在組裝過程中讓組裝工人或機(jī)器將外座圈236相對于擋塊218定位。 套圈228與圖3-5所示套圈64不同之處在于，具有加長的軸向長度，以便套圈228基本上 填充相鄰?fù)馆喭苟?22、224之間的空間。因此，套圈228的軸向運(yùn)動因存在凸輪凸耳222、 224而受到約束，并且因存在套圈228的徑向凸起240而抑制了外座圈236軸向運(yùn)動。因 此，在使用過程中，不會出現(xiàn)軸向不對齊狀況，并且因提供固有機(jī)構(gòu)而簡化了滾針軸承組件 210的組裝過程，利用套圈228和外座圈236可以將所述固有機(jī)構(gòu)相對于彼此軸向定位。圖IOA和IOB示出了輥?zhàn)虞S承組件，特別是利用兩件式夾板狀擋塊268組裝在凸 輪軸264上的滾針軸承組件260。滾針軸承組件260將凸輪軸264支撐在凸輪軸264的兩 個(gè)相鄰?fù)馆喭苟?72、274之間旋轉(zhuǎn)。滾針軸承組件260包括套圈278、多個(gè)輥?zhàn)又T如滾針元 件282 ；和外座圈286。正如以上針對前述實(shí)施方式討論的內(nèi)容，在一些實(shí)施方式中可以額 外設(shè)置內(nèi)座圈。套圈278包括狹槽來定位每個(gè)滾針元件282。套圈278類似于圖9A和9B所示套 圈228，具有加長的軸向長度，以便套圈278基本上填充相鄰?fù)馆喭苟?72、274之間的空間。 因此，因存在凸輪凸耳272、274而抑制了套圈278的軸向運(yùn)動。與在套圈278和外座圈286 之間提供防止相對軸向運(yùn)動的直接結(jié)構(gòu)不同，外座圈286借助每一端的周邊壁290軸向定 位，所述周邊壁從外座圈286的軸向端面徑向延伸，并接合擋塊268。因此，在使用過程中不 會出現(xiàn)軸承不對齊狀況，并且因提供了固有特征而簡化了滾針軸承組件260的組裝過程， 套圈278和外座圈286利用所述固有特征相對于凸輪軸264的軸向靜止元件和擋塊268軸 向定位。上文所述和附圖所示的實(shí)施方式僅作為示例提供，目的并不是將本發(fā)明的構(gòu)思和 原理限制于這些實(shí)施方式。例如，本發(fā)明并不限于與凸輪軸一起使用，或者總體來說并不限 于與內(nèi)燃機(jī)一起使用。本發(fā)明的各種特征在附帶的權(quán)利要求書中限定。
權(quán)利要求
一種輥?zhàn)虞S承組件，包括多個(gè)輥?zhàn)?；套圈，所述套圈包括多個(gè)用于定位所述多個(gè)輥?zhàn)拥莫M槽；徑向定位在所述多個(gè)輥?zhàn)雍退鎏兹ν鈧?cè)的外座圈；和用于保持所述套圈和所述外座圈之間軸向?qū)R關(guān)系的裝置，所述裝置與所述套圈和所述外座圈至少其中之一整體形成。
2.如權(quán)利要求1所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述套圈進(jìn)一步包括兩個(gè)位于所 述多個(gè)狹槽軸向外側(cè)的輪緣部分，至少其中一個(gè)輪緣部分包括徑向凸起，所述徑向凸起配 置成接合所述外座圈的軸向端部。
3.如權(quán)利要求2所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述徑向凸起是所述輪緣部分的 切分部分。
4.如權(quán)利要求1所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述套圈進(jìn)一步包括形成有整體 定位特征件的軸向端部。
5.如權(quán)利要求4所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述整體定位特征件包括可軸向 彈性變形的彈簧部分和磨耗隆起至少其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述外座圈進(jìn)一步包括徑向向外 延伸的周邊壁和徑向向內(nèi)的凸起其中之一，所述徑向向外延伸的周邊壁配置成接合靜止支 撐結(jié)構(gòu)，所述徑向向內(nèi)的凸起至少局部軸向定位在所述多個(gè)輥?zhàn)悠渲兄缓退鎏兹Φ膹?向凸起之間。
7.如權(quán)利要求1所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述套圈為非圓形，并且所述非圓 形的套圈與所述外座圈和支撐在所述輥?zhàn)虞S承組件內(nèi)的軸至少其中之一形成干涉配合。
8.如權(quán)利要求1所述的輥?zhàn)虞S承組件，其特征在于，所述輥?zhàn)虞S承組件配置成將凸輪 軸支撐在第一凸輪凸耳和相鄰的第二凸輪凸耳之間，所述套圈配置成從所述第一凸輪凸耳 向所述第二凸輪凸耳軸向延伸。
9.一種輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，用于將輥?zhàn)虞S承安裝到支撐凸輪軸圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的位置， 所述安裝設(shè)備包括軸承支撐件；和輥?zhàn)虞S承，所述輥?zhàn)虞S承配置成預(yù)先安裝在凸輪軸上，并且隨后安裝到所述軸承支撐 件上，所述輥?zhàn)虞S承包括外座圈、多個(gè)輥?zhàn)雍陀糜诙ㄎ凰龆鄠€(gè)輥?zhàn)拥奶兹?，其中所述輥?zhàn)虞S承的外座圈和套圈彼此接合，以便在所述輥?zhàn)虞S承預(yù)先組裝在所述凸 輪軸上的時(shí)候，所述外座圈自動軸向定位，用于安裝到所述軸承支撐件內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述套圈包括至少兩個(gè)定位 特征件，所述定位特征件接合所述外座圈和所述凸輪軸至少其中之一。
11.如權(quán)利要求9所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述套圈包括接合所述外座 圈端面的徑向延伸凸起。
12.如權(quán)利要求11所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述徑向延伸凸起是所述 套圈的切分部分。
13.如權(quán)利要求11所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述外座圈包括徑向向內(nèi) 延伸的凸起。
14.如權(quán)利要求11所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述徑向延伸凸起是圍繞 所述套圈的輪緣部分圓周隔開的多個(gè)徑向延伸凸起其中之一。
15.如權(quán)利要求11所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述套圈包括第二徑向延 伸凸起，所述第二徑向延伸凸起接合所述外座圈的相對端面。
16.如權(quán)利要求9所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述外座圈和所述套圈通過 干涉配合進(jìn)行接合。
17.如權(quán)利要求16所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述外座圈為圓形，而所述 套圈制作成非圓形，以便提供所述干涉配合。
18.如權(quán)利要求9所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述套圈軸向延伸長度大于 等于所述凸輪軸的相鄰?fù)苟g的長度。
19.如權(quán)利要求18所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述套圈包括可軸向變形 的彈簧部分，所述彈簧部分從所述套圈的至少一端延伸，并配置成在所述凸輪軸的兩個(gè)相 鄰?fù)苟g壓縮，以建立軸向干涉配合。
20.如權(quán)利要求19所述的輥?zhàn)虞S承安裝設(shè)備，其特征在于，所述套圈至少一部分配置 成因?yàn)榕c所述相鄰?fù)馆嗇S凸耳摩擦接合而磨耗，并減少軸向干涉量。
全文摘要
一種輥?zhàn)虞S承組件，包括多個(gè)輥?zhàn)?122)；套圈(114)，所述套圈包括多個(gè)用于定位所述多個(gè)輥?zhàn)拥莫M槽(118)；外座圈(134)，所述外座圈徑向定位在所述多個(gè)輥?zhàn)雍退鎏兹ν鈧?cè)；和用于保持所述套圈和所述外座圈之間軸向?qū)R關(guān)系的裝置(126、130、138)，所述裝置與所述套圈和所述外座圈至少其中之一整體形成。
文檔編號F16C33/58GK101918725SQ200880110305
公開日2010年12月15日 申請日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月3日
發(fā)明者克里斯托夫·阿圖爾, 法布賴斯·勒梅特, 詹斯-艾克·杰索, 馬希厄·拉維維勒 申請人:美國光洋軸承有限責(zé)任公司