[其他]組裝式凸輪軸

無效

• 申請號: 87106724
• 申請日: 1987-09-30
• 公開（公告）號: CN87106724A
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發明（設計）人: 漢斯·于爾根·布羅伊阿;沃爾夫岡·毛斯;魯道夫·舒爾茨;赫爾穆特·斯瓦斯;漢斯·漢斯維勒曼克;赫爾穆特·里姆斯沙·伊;卡爾·魏斯;赫伯特·弗里令斯多夫;恩格爾伯特·施瓦茨;赫里伯特·格華;克勞斯·格力茨
• 申請（專利權）人: 姚尼-卡丹股份公司;英特阿托姆公司
• 主分類號: F16C3/00
• 分類號: F16C3/00;B21D39/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陳展元

本發明涉及一種用軸管和若干個以一定間距布置的元件、借助于在各元件所在部位通過內部壓力加載的方法使所述軸管擴徑來制造一種組裝式凸輪軸或其類似物的方法，以及一種用軸管和若干個以一定間距布置的元件、借助于在各元件所在部位使所述軸管擴徑的方法制造的、作為產品的組裝式凸輪軸或其類似物。上述以一定間距布置的各元件可以是控制凸輪、軸承座圈、齒輪或錐齒輪，它們必須同所述軸管連結成一體，不得相對轉動，并且要角度精確。

有一些組裝式凸輪軸是公知的，加工好的各凸輪和軸承座圈是按照熱壓方法套裝在一根軸管上的（聯邦德國專利申請公開說明書DE-OS????3301749號）。為了得到所需要的配合緊度，使用熱壓方法的材料必須有一定的熱膨脹系數，這就限制了用于制造各元件的材料的選擇。為了保障軸管和各元件之間適應抗扭連接所需要的足夠的應力，不得不對制造軸的材料在強度和表面硬度方面提出某些更高的要求。由于必要的熱處理的需要，是時間較長、花費較大的。結合過程中使用的高溫不可避免地使得各元件的硬度有所降低。

再有一些凸輪軸是公知的，各凸輪按成型連接的要求以一定間距配置在異型棒材上，并且通過例如熱套、冷凍、釬焊、熔焊或粘合同所述棒材連結（聯邦德國專利申請公開說明書DE-OS????2336241號，聯邦德國實用新型申請公告DE-GM????7920957號）。與通常的凸輪軸相比，它在重量上并無優越性，要改變各凸輪的角位置或其配合時需要對各部件進行完全改造。

還有一種公知的凸輪軸，它由一根空心軸以及由一此孔內開有縱向的或周向凹槽的軸承座和凸輪組成，借助內壓力使所述軸管分段分別擴徑，并使之擠壓入所述各凹槽中，以此方法進行連接（聯邦德國發明專利說明書DE-PS????2546802）。在其結構上，被設計成管子形狀的凸輪具有均勻壁厚，以致它與所述軸的結合面不可能是連續地環繞著軸的，因而各凸輪的強度顯得是沒有保障的。

最近公知的一種凸輪軸，其具有圓形內孔的凸輪和軸承座通過借助內壓力沿一根軸管全長擴徑的方法，完全按傳力連接的要求固定在該軸管上，此時為了維持薄壁管材的壓緊配合，所述管子必須用塑料物質填滿（聯邦德國發明專利說明書DE-PS????3227693號）。沒有這種附加措施，就不可能造成一種可靠的、能加上轉矩負荷的緊配合。所述在整個長度上擴徑的做法包含著在各凸輪之間的部位上鼓起來的危險，此時可能在各凸輪的端面旁發生應力集中，從而降低軸的強度。

本發明的任務是要提供一種組裝式的軸，它可以按照一種簡單而成本低廉的制造方法生產出來，并且在使用這些軸的時候，在選擇軸管、各凸輪以及各軸承座的材料的自由得到擴大的同時，傳遞高轉矩卻成為可能。

解決此任務的方案在于一種方法，該方法突出的優點是，所述軸管縱向各段的材料在擴徑時是經受塑性變形的，而各元件的材料則主要是處于彈性變形的狀態。按這種方式，不用熱態處置就可造成緊配合，它允許傳遞達到軸的80%抗扭強度的轉矩。作為軸的材料，它可以利用像St????35至St????52這樣的相對低值的材料，而各凸輪和軸承支座則可使用高強度材料。所述的接合方式不損害這兩種材料的使用值。因為造成這種連續是在不用外部加熱的情況下進行的，并且也不要求為消除應力而作熱處理，所以既不會發生損賽材料的結構變化，也不會造成硬度降低。在擴徑時出現的若干尺寸變化是可以計算出來的，這不同于在熱處理時出現的情況。由于用作各元件的材料有了更大的選擇自由，就能夠做到使凸輪材料更好地適應各種不同的載荷。因此可以使用各種不同材料制造的凸輪和軸承座而不致損及必要的轉矩傳遞性能。與通過壓入一典塑料來使一根軸擴徑的方法相比較，采用合適的方法和裝備按液壓原理使縱向各段擴徑的工藝更簡單、費用更低廉一些。本發明的方法的進一步的優點在于所述軸管的內截面保持著敞開，這樣就有可能進行軸的冷卻和軸承座的內潤滑。按照本發明的軸是容易制作的，并且在相應地注意到所述結合過程的情況下各凸輪或軸承座在裝上后不再需要隨后的研磨工序。所要固定的各元件的間距可以做得很小，而所選用的材料可以適應其功能所需的特殊要求，這些都使得在與該凸輪軸相配的氣缸蓋的設計方面的自由度更大。

如果軸的外徑d和元件的內徑Di之間的差量Umin在進行所述擴徑之前，相當于0.9倍的外徑值乘以由0.2%時候的屈服極限值Rp和彈性模量E相除所得的商，那么按照本發明的方法去做可以得到最佳的效果。在符合這些量值關系的條件下可在按傳力連接要求固定的元件透孔的表面層獲得所希望的彈性預應力。