CN101268293B - 组合的凸轮轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法用于制造一种组合的凸轮轴，并涉及一种组合的凸轮轴，在其上至少有一个在分开的制造过程中制造的功能部件，该功能部件具有一个内凹穴以用于容纳支承轴，于此，该支承轴至少在功能部件应固定在其上的部位上至少分区段地加以扩径；在功部件上用于容纳支承轴的凹穴至少在一边和至少在其轴向长度的一部分上是呈漏斗地加以扩径的，于此，其开口具有这样一个直径，该直径至少相当于扩径的轴段的直径；于此，支承轴通过轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理而配有分布在轴的外圆周上的突起部，突起部依轴的轴线的纵向延伸在轴的外表面上，然后将功能部件首先以其呈漏斗状扩径的一边推移到支承轴的扩径的部位上，该功能部件的凹穴基本上是圆的，而在其非漏斗状扩径的部位上具有这样的一个直径，该直径略大于扩径部位旁边的轴的直径，略小于通过分布在轴的外圆周上的突起部所描述的直径；于此，突起部基本上通过功能部位的凹穴的部位中功能部件的材料变形而部分地啮入到或套入到该凹穴中，该功能部件可能有微小的弹性扩径，从而使该功能部件与支承轴力接合地和形状接合地连接起来。

Description

组合的凸轮轴
技术领域
本发明涉及组合的凸轮轴的一种制造方法以及依此法制造的用于内燃机的凸轮轴。
背景技术
为了制造组合的凸轮轴，得单另制造出各功能部件，尤其如凸轮、主动轮、轴承、推力轴承垫圈、传感环、凸轮调整器和轴。然后将这些功能部件定位在用作为支承轴和主动轴的轴上，并利用一种合适的组合方法将之固定在该轴上。
按照现有技术，已知有许多组合方法用于制造组合的凸轮轴。在大批量生产中，常采用一种组合工艺，依此工艺，将凸轮先定位在管状的支承轴上，然后通过该支承轴的扩径，利用工具或利用液压加以固定(例如可参看DE 689 05 065T2)。这种方法在技术上是非常复杂的，而且需要复杂的组合机器。
由于管状支承轴的轴直径不断增大和/或壁厚不断增加，所需的扩径力或扩径压力也得大大提高，从而使机械制造技术变得更加复杂。所用工具的磨损也会显著增加，从而使其使用寿命缩短、制造成本过分增加。
在专利文件DE 42 18 624C2中提出了一种组合法，依此，首先形成一个凸轮，为此将一个烧结凸轮部分与一个钢环利用扩接作用加以连接。钢环具有一个多角形的凹口，用于容纳支承轴。然后通过压合座将凸轮接合到支承轴上。为此，支承轴利用镶边加以扩径，而该钢环则以固定在其上的烧结凸轮被推过支承轴。
该方法的主要缺点在于凸轮的复杂的制造过程，它包含两个组成部分(钢环和烧结体)，而且在于钢环的多角形的凹穴。巨大的变形力不允许使用没有钢环的凸轮。依此，变形力随着轴直径的增大而急剧升高。此外，在镶边和凸轮凹穴之间需要明显的最大程度的搭接。为了达到所要求的可传递的转矩，就需要这样的搭接，在这种搭接条件下，几乎不能防止一种切屑形成。此外，在轴直径不断增大的情况下，对滚花的精密度的要求也随之提高，因为否则切屑的危险就会更加增大。
此外，DE 41 21 951C1提出的方法已用于批量生产凸轮轴。按该方法须在支承轴上利用类似螺纹的滚压处理扩展出超过原来的轴直径的部位，然后将凸轮推移上去，该凸轮的内部凹穴所具有的直径小于被扩展的轴部位的外径。锻造的凸轮于此具有一个漏斗状的导入锥面。在安装时，在该锥面区域的范围内形成滚压凸起部，从而使凸轮稍有扩展，并在凸轮和支承轴之间产生一种压配合。
发明内容
该方法的一个特别的优点在于：每一单个的凸轮的接合过程都可以借助对压紧力的测量来加以监控。于此，当第一个滚花凸起部与凸轮的内在凹穴相接触时，施压路线上的力曲线的走向便会显示出一个很大的初始升高，然后有一个继续的波状升高，直到凸轮完全地接合到扩径的部位上。升高的每个波就相应于另一个滚花凸起部进入到凸轮和支承轴之间的接合区域中。试验表明：在凸轮和支承轴之间的最大压紧力和可传递的转矩之间的关联。
上述工艺方法的缺点则在于：在大的轴直径情况下，例如商用汽车上的汽车发动机所需的，力会过多地上升，此外，力的走向曲线上的波谷和波峰之间的差别也会显著增大。虽然通常在具有较大轴直径的凸轮轴上，在凸轮和支承轴之间也要求较大的可传递的转矩，不过按现有技术所已知的方法往往都是大尺寸的。其后果是：装配机必须施加很大的压紧力，以及由于力升高的每个波中最大与最小压紧力之间的波动很大之故而造成连接的质量鉴定上的不可靠性。
此外，随着轴直径的增大，对滚压处理的精密度要求也就提高了，因为否则就会有产生切屑的危险。
另外，对于按现有技术提出的方法必须注意的是：随着轴直径的增大，凸轮轴的长度也往往会变得更大，所以由于在夹紧点之间的距离加大的情况下压紧力增大之故而提高对装配机的要求。
本发明的任务是提供一种成本合算的、适合大批量生产的功能部件用的连接方法，例如轴承、凸轮、驱动轮、推力轴承套圈、控制盘、传感环或凸轮轴调节器同支承轴的连接方法，借以生产组合的凸轮轴。于此，功能部件应既可以用钢也可以用烧结材料或其它材料制造，而且功能部件和支承轴之间的连接在切线方向(力矩传递)和在支承轴纵向中都应具有高的强度。
本发明的另一项任务是：能够改进过程的监控，并且尽可能低地保持生产过程中产生的力。此外，尽可能简单地达到一种传力连接和形状配合连接。在此，特别是可传递的转矩应尽可能的大。
此外，应提供特别用于承轴的较大支轴直径的凸轮轴，例如乘用汽车所需的，这种凸轮轴在大批量生产中制造简单、成本合算，而且在减少装配力的情况下仍可以高的过程安全性实现生产。
为了解决本发明提出的任务，提出了按照本发明的一种组合的凸轮轴的制造方法，该凸轮轴用于控制内燃机的气门，凸轮轴配有轴和至少一个在分开的制造过程中所制造的功能部件，该功能部件具有内凹穴用于容纳轴，其中，至少在功能部件应被固定在其上的部位中，该轴至少分区段地通过轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径，其中，在轴的外表面上成形了在轴的外圆周上分布的、沿轴的轴线的纵向延伸的突起部；其中，功能部件以它的凹穴套合到轴上，并通过推移到突起部上而与轴相连接，其中，在功能部件中的用于容纳轴的凹穴是圆的，其特征在于：
在突起部上配置了导入机构，导入机构允许尽可能无切屑地将功能部件推移到突起部上，其中，所述导入机构是通过成形在突起部上的至少一个滚花入口所构成的，该至少一个滚花入口如此构成，使得突起部所描绘的直径从滚花的边缘出发呈漏斗形地扩大，并且突起部与呈漏斗形地扩大的所述滚花入口相邻地具有突起部长度，其中所述突起部就高度和横断面而言在滚花入口的部位里都小于突起部长度的其余部位里的突起部，并且其中突起部通过功能部件的凹穴部位中的材料的变形而部分地铲入到该凹穴中，并且功能部件与轴传力连接和形状配合连接。
以及提出了一种凸轮轴。该凸轮轴用于控制内燃机的气门，凸轮轴配有轴和至少一个在分开的制造过程中所制造的功能部件，该功能部件具有带圆形横断面的内凹穴用于容纳轴，其中，轴至少在功能部件被固定在其上的部位上至少分段地通过轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径；其中，在轴的外表面上形成分布在支承轴的外圆周上的、沿轴的轴线的纵向延伸的突起部，其中，在功能部件上的用于容纳轴的凹穴是圆的；
其特征在于：在突起部上配置了至少一个滚花入口，该至少一个滚花入口如此构成，使得突起部所描绘的直径从滚花的边缘出发呈漏斗形地扩大，并且突起部与呈漏斗形地扩大的所述滚花入口相邻地具有突起部长度，其中所述突起部就高度和横断面而言在滚花入口的部位里都小于突起部长度的其余部位里的突起部，其中，突起部是通过功能部件的凹穴的部位中功能部件的材料变形而部分地铲入到该凹穴中的，从而使功能部件与轴传力连接和形状配合连接。
本发明给出了优选的方法的各项改进。并且本发明给出了凸轮轴的各个优选的实施形式。
就方法而言，本发明的任务是利用制造组合的凸轮轴的一种生产方法加以解决的，该凸轮轴用于控制内燃机的气门，凸轮轴具有轴和至少一个在单另的制造过程所制造的功能部件，该功能部件具有一个用于容纳该轴的内在凹穴，其中，该轴至少在该功能部件所应固定在的那个部位上至少按区段地通过轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径(aufgeweitet)；其中，在轴的外圆周上分布的沿着轴的轴线纵向延伸的突起部构造在管体外表面上；该功能部件以它的凹穴套到轴上，并借助于推移到突起部上而与轴相连接，其特征在于：功能部件上的用于容纳轴的凹穴基本上是圆的；在突起部上和/或功能部件的凹穴上配置了导入机构，这些导入机构可以完全无切屑地允许该功能部件推移到突起部上；突起部基本上是通过功能部件的凹穴的部位中的功能部件的材料变形而部分地铲入(Eingraben)到该凹穴中；功能部件与轴是传力连接或形状配合连接的。
依此，上述导入机构是可作为成形在功能部件的凹穴上的入口棱角加以设计的，和/或可以通过一个成形在突起部上的呈漏斗形扩径的滚花入口加以形成的。
按本发明的第一实施形式，本发明的任务是具体地通过一种用于制造一种组合的凸轮轴的方法加以解决的，该凸轮轴用于控制内燃机的气门，凸轮轴配有一个轴和至少一个在分开的制造过程所制造的功能部件，该功能部分具有一个内部凹穴用于容纳上述的轴，该轴至少在功能部件应固定在其上的部位上至少分段地通过轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理实现扩径；在该轴的外圆周上分布的依轴的轴线纵向延伸的突起部形成在轴的外表面上；功能部件以它的凹穴被套到轴上，并推移到突起部上而与轴相连，其特征在于：在功能部件上用于容纳该轴的凹穴是基本上设计成圆形的，而且至少在一边上和至少在其轴向长度的一部分上是呈漏斗状加以扩径的，凹穴具有一个有至少相应于所扩径的轴部位的直径的直径的孔口，而在非呈漏斗状扩径的部位上则具有一个直径，该直径设计得略大于处在扩径的部位旁边的轴的直径，略小于通过在轴的外圆周上所分布的突起部所描述的直径；其特征在于：功能部件以其呈漏斗状扩径的一边首先推到轴的扩径的部位上，于此，突起部基本上通过功能部件的凹穴部位中功能部件的材料变形而部分铲入到该凹穴中；于此，功能部件与轴传力连接和形状配合连接。
按本发明的另一个实施形式，一种组合的凸轮轴的制造方法做了如下改变：功能部件上用于容纳轴的凹穴基本上设计呈圆形的，突起部至少在一侧有一个滚花入口，通过突起部所描述的滚花入口的直径从滚花入口的边缘出发呈漏斗状加以扩径；滚花入口的最小直径小于功能部件的凹穴的最小直径，而非漏斗状扩大的部分的直径则大于功能部件的凹穴的最小直径；功能部件被推移到支承轴的呈漏斗状扩径的直径上；突起部基本上通过功能部件的凹穴部位中功能部件的材料的变形而部分地铲入到该凹穴中；于此，功能部件与轴传力连接和形状配接连接。
就凸轮轴而言，本发明的任务是通过用于控制内燃机的气门的一种凸轮轴加以解决的，它配有一个轴和至少一个在分开的制造工艺过程加以制造的功能部件，该功能部件具有一个内部凹穴用于容纳该轴，轴至少在该功能部件被固定于其上的部位中、至少分区段地通过该轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径；在轴的外圆周上分布的依轴的轴线的纵向延伸的突起部形成在轴的外表面上，其特征在于：功能部件上用于容纳轴的凹穴基本上是圆的；在突起部上和/或在功能部件的凹穴上配置了导入机构，导入机构允许该功能部件完全无切屑地推移到突起部上，突起部基本上通过功能部件的凹穴部位中功能部件的材料变形而部分地铲入到该凹穴中；从而使功能部件与轴传力连接和形状配合连接。
依此，导入机构可以是构造在功能部件的凹穴上的导入棱角和/或通过一个设计在突起部上的呈漏斗状扩径的滚花入口所形成。
按本发明提出的凸轮轴的第一实施形式，本发明的任务是通过用于控制内燃机的气门的一种凸轮轴加以解决的，该凸轮轴配有一个支承轴和至少一个在分开的制造过程中所制造的功能部件，该功能部件具有一个内凹穴以用于容纳轴，轴至少在功能部件被固定的那个部位中至少按区段地通过轴的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径，在轴的外圆周上分布的沿着轴的轴线延伸的突起部形成在轴的外表面上，其特征在于：功能部件上的用于容纳轴的凹穴基本上是设计成圆的，至少在一侧和至少在其轴向长度的一部分上呈漏斗状地加以扩径，该凹穴具有有这样一种直径的开口，该直径相应于被扩径的轴部位的直径，而在非漏斗状扩径的部位上则具有这样一种直径，该直径设计得略大于被扩径部位旁边的轴的直径，略小于通过分布在轴的外圆周上的突起部所描述的直径，突起部基本上是通过功能部件的凹穴部位中功能部位的材料变形而部分地铲入到该凹穴中，从而使功能部件与轴传力连接和形状配合连接。
按本发明的另一个实施形式，提出了一种凸轮轴，用于控制内燃机的气门，其中，功能部件上用于容纳轴的凹穴基本上是设计成圆形的，突起部至少在一侧具有一个滚花入口，滚花入口通过突起部所描述的直径从滚花入口的边缘出发呈漏斗状地加以扩径，滚花入口的最小直径小于功能部件的凹穴的最小直径；非呈漏斗状扩大的部分范围内的直径大于功能部件的凹穴的最小直径，突起部基本上是通过功能部件的凹穴部位中功能部件的材料变形而部分地铲入到该凹穴中，从而使功能部件与轴传力连接和形状配合连接。
由于通过滚花工艺处理而加以扩径的支承轴部位的突起部在推上功能部件时，使成型到或铲入到凹穴部位中的功能部件材料中，而被挤出的功能部件材料则部分地在突起部周围流动，从而一方面产生一种依切线方向的作用的形状配合连接，这种形状配合连接保证了切线方向中连接的高强度。这样，使可传递高的依切线方向作用的力矩，例如一种凸轮轴的凸轮需要的。
另一方面，由于突起部的成型或铲入而处于机械应力之下的功能部件的材料，对支承轴(即在突起部上)由于材料的回弹而施加一个压缩力。这样，在功能部件的凹穴的相互接触的面和凸起部的外表面之间就产生一种高的表面压力，借助此表面压力而达到一种传力连接。这种传力连接可保证支承轴纵轴线方向上的连接的高强度。通过这种传力连接和形状配合连接，上述连接对切线方向中的动态交变载荷具有特别良好的相容性。
附图说明
下面将参照附图对本发明做详细说明。这些示意图都根据一个优选的实施形式以表明本发明。附图表示：
图1本发明提出的功能部件即凸轮1a的一个实施形式的立体图；
图2本发明的功能部件的一个实施形式，偏心轮1b；
图3、图4本发明的一种凸轮的纵剖面图，具有不同的入口棱角4；
图5组合的凸轮轴的接合过程示意图；
图6在扩径部位的支承轴2的横断面图；
图7在支承轴2的扩径部位中另一实施形式的扩径部的横断面图，相应于图6的局部X；
图8与图7相同的视图，不过具有另一种实施形式。
具体实施方式
按所示的优选的实施形式，支承轴2是设计成管状的。
功能部件，对应于图1所示的一个凸轮1a，对应于图2所示的一个偏心轮1b，或者还有一个轴承环，一个传感环，一个驱动轮或另一个元件，具有用于容纳支承轴2的内凹穴A，其口径为d1(参看图4)。于此，该直径d1对于接合长度L(参看图3、4)是恒定的。该内凹穴具有一个入口棱角4，该入口棱角在其口部具有一个口径d2，并过渡到凹穴A的口径d1。
在此，功能部件1的凹穴A具有一个基本上呈圆形的横断面，而内凹穴A的表面6最好是光滑的。尤其是，内凹穴A的表面6在切线方向中没有角或其它中断点。在最简单的和有利的情况下，凹穴A具有一个圆形的横断面，如这种横断面在采用粗车、销孔、烧结或者甚至锻造便可制造出来，不需要精加工。应当理解的是，“圆的”、“圆形的”、以及“光滑的”这些概念都不能按严格的数学意义去理解，而是凹穴的形状由于制造容差和不可避免的技术上的不精确性之故可以与纯圆形有偏差的。所提出的解决方案充分利用了凹穴A的整个圆周，以用于建立起传力连接和形状配合连接。
关于入口棱角4的形状，有两种不同的入口形状可供选择。图3表示两个依次沿支承轴轴线方向9加以布置的锥形区段，其具有朝外的锥角α1、α2，这两个锥角朝向凸轮的端面扩大，最好扩大到3倍至7倍。图4则表示作为入口棱角的一个入口半径r。
具有一个外径D1的支承轴2，在功能部件1应接合在其上的部位3上利用滚花而扩径到直径D2。于此，利用滚花操作而造型出突起部7和凹入部8(参照图6、7)，内径Di不减小或者只微小地减小。突起部7分成为两个滚花入口11和一个居于滚花入口11之间的一个突起长度10。
接合操作是如此进行的：依图5所示，将功能部件1以它的入口棱角4首先依箭头所示方向推移到支承轴2的扩径后的部位3上，并与支承轴实现传力连接和形状配合连接。
本发明所基于的认识是：在功能部件1和支承轴2之形成一种传力连接和形状配合连接的情况下，就可传递最大的转矩。在将功能部件1推移到支承轴2的扩径部位上时，必须尽可能地避免切屑形成，因为试验已证明：可传递的转矩会因切屑形成而减小，这是由于材料会从接合缝中分拆出来，从而不再有助于形状配合连接或有助于张力形成，因而也就不再有助于实现传力连接。在变形过程中(支承轴的突起部借助这种变形而铲入到功能部件1的凹穴中)，务必注意的是：接合区域中的每一个体积部位在加上操作过程中最多只能一次加以变形。否则就可能导致产生空洞和张力损失，从而减弱形状配合连接和/或传力连接。
因此，具有特别重要意义的一点是：支承轴2的扩径部位上的突起部7尽可能准确地定位在支承轴2的纵向中，从而与支承轴的轴线9相平行。根据一项有利的改进，突起部7在其整个长度10上，除去滚花入口11的部位之外，具有一个尽可能恒定的高度和横面形状。特别有意义的是：突起部在一个尽可能大的长度上具有一种稳定不变的横断面。于此，在滚花入口11的部位上的突起部7就高度和横断面而言都小于扩径段3的其余部位10上的突起部。
此外，特别有利的是，突起部7尽可能设计成硬的，这一点例如在滚花工艺处理时可通过支承轴材料的冷作硬化予以实现。通过滚花工具在一个和同一个支承轴区段3上多次循环，还可进一步提高上述冷作硬化。不过，在这种情况下应当注意的是，不得超越支承轴2的材料的变形能力，以免产生切屑。突起部也不可成形得太尖锐，因为太尖锐会利于切屑形成。这就是说，突起部的尖头12的半径不应太小。特别有利的是：突起部7和凹入部8的横断面轮廓尽可能近似地由两个彼此过渡的具有半径13的半圆所描绘而成，如图7示意地绘出的。
根据另一个实施形式(见图8)，在功能部件的凹穴上并未设计出导入棱角4，或者简化设计成一个简单的倒棱或一个去飞边。在这一实施形式中，一个特定成形的滚花入口11承担着上述功能。在这一实施形式中滚花入口11被设计，使得突起部7所描绘的直径从滚花的边缘出发即在安装时功能部件被推移在其上的边缘出发，呈漏斗形地扩大。滚花的边缘上的直径D3小于功能部件的凹穴A的直径D1，而滚花入口11的最大直径则大于凹穴A的直径D1。最好是，支承轴2的扩径部位3的轴向直径变化相似于功能部件的凹穴A的上述呈漏斗状的扩径。该实施形式的优点在于：功能部件不须配有一个入口棱角。不过，这种滚花在制造上是比较费事的，所以在这里必须根据具体的用途来决定。
从原则上说，只要在滚花的一端配备一个滚花入口11就足够了，可以规定：功能部件1须朝着滚花入口11被推移到支承轴2上。
此外，有利的是：功能部件1通过推移到支承轴的扩径部位上不是塑性地而仅是略微弹性地被扩径。这样，功能部件经受较少的拉应力，从而可降低裂纹形成的危险，同时可减少功能部件1的外表面5的几何构形的变化。若通过推移到支承轴2上功能部件1的弹性扩径是不可避免的，或者为了获得足够的传力连接是需要的，那么在功能部件1的外表面上的这种扩径在直径上不得超过0.2mm这一尺寸。优选扩径小于0.05mm，理想的情况下，在外圆周上无可测出的扩径。
通过上述各项措施中的每一措施，在相同的可传递的传矩条件下，可减小为连接所需的重叠，其为功能部件1的凹穴A的直径d1和在支承轴2上通过突起部7所描述的直径D2之差。因此，为了对凸轮轴所足够的一种连接有0.05mm至0.2mm的重叠就够了，这相当于突起部7的一个大约为0.1mm至0.3mm的高度。
在特别的使用情况下，例如在很大的直径D1的情况下，有利的是在支承轴2上在一个接合长度L范围内设定彼此有一定间距的两个或多个扩径部。这样可以进一步限制压紧力。当然通过这一措施会减小可传递的转矩。
本发明提出的装配工艺过程有一系列的优点。通过采用功能部件的一个在横断面上呈圆形的内凹穴，就可很简单地制造出功能部件。例如凸轮可以通过烧结、但也可通过冷锻或热锻几乎不需后加工处理地制造出来。入口棱角于此可以直接在制造过程中一起加以成形。这样，便可放弃利用拉削的费事的后加工处理，甚至可以部分地放弃利用车削的后加工处理。既不需要在凹穴上添加小的齿，也不需要添加椭圆度，也不需要添加多角的内轮廓。
在对功能部件加压时，便可实现在凹穴范围内功能部件材料的一种均匀的材料变形，从而可避免应力集中现象。内凹穴的表面上的材料受到支承轴上的突起部的挤压，从而围绕着突起部流动。视凹穴A和支承轴2之间的直径差而定，上述材料甚至部分地流入到支承轴2上的凹处8中。这样就能产生一种很好的形状配合连接。与此同时，塑性局部变形的剩余弹性由于功能部件的材料的回弹作用，对于传力连接产生有利影响，既使功能部件通过推移根本不加以扩径的情况下亦是如此。突起部7通过功能部件的塑性地围绕突起部所形成的材料在侧面上一定程度地被夹紧。在一般情况下，功能部件附带地有很微小的弹性扩径，决不是塑性扩径，所以因为材料回弹作用而附带地有助于实现一种传力连接。
依本发明提出的方法所制造的凸轮轴能够特别良好地经受交变载荷，这种交变载荷是由于发动机运转中的交变转矩所引起的。具有弹性预压的大面积形状配合连接能导致如下结果：减小可容忍的静态载荷和可容忍的动态交变载荷之间的差距。
既不要沿支承轴的切线方向的滚压成型的突起部，也不要功能部件的凹穴的一种多角的横断面，也可达到这样一种良好的形状配合连接和使力连接。
与此同时，在功能部件压到扩径的轴部位上阶段中，力的上升几乎是稳定的，至少是单调地变换的，所以能够实现一种很好的很简单的质量控制(即：通过对压力变化的测量和监控实现接合过程的控制)。
附图标记一览表
1     功能部件
1a    凸轮
1b    偏心轮
2     支承轴
3     扩径的部位
4     入口棱角
5     外表面
6     内表面
7     突起部
8     凹处
9     支承轴轴线
10    突起部长度
11    滚花入口
12    突起部峰
13    半径
A     凸轮凹穴
L     接合长度
X     局部
d1    凸轮凹穴直径
d2    开口部直径
r     入口半径
D1    轴外径
D2    扩径部位的直径
α1   入口棱角角度
α2   入口棱角角度

Claims (15)

1.一种组合的凸轮轴的制造方法，该凸轮轴用于控制内燃机的气门，凸轮轴配有轴(2)和至少一个在分开的制造过程中所制造的功能部件(1)，该功能部件具有内凹穴(A)用于容纳轴(2)，其中，至少在功能部件(1)应被固定在其上的部位(3)中，该轴(2)至少分区段地通过轴(2)的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径，其中，在轴的外表面上成形了在轴(2)的外圆周上分布的、沿轴的轴线(9)的纵向延伸的突起部(7)；其中，功能部件(1)以它的凹穴(A)套合到轴(2)上，并通过推移到突起部(7)上而与轴(2)相连接，其中，在功能部件(1)中的用于容纳轴(2)的凹穴(A)是圆的，其特征在于：
在突起部(7)上配置了导入机构，导入机构允许尽可能无切屑地将功能部件(1)推移到突起部(7)上，其中，所述导入机构是通过成形在突起部(7)上的至少一个滚花入口(11)所构成的，该至少一个滚花入口如此构成，使得突起部(7)所描绘的直径从滚花的边缘出发呈漏斗形地扩大，并且突起部(7)与呈漏斗形地扩大的所述滚花入口(11)相邻地具有突起部长度(10)，其中所述突起部(7)就高度和横断面而言在滚花入口(11)的部位里都小于突起部长度(10)的其余部位里的突起部，并且其中突起部(7)通过功能部件(1)的凹穴(A)部位中的材料的变形而部分地铲入到该凹穴中，并且功能部件(1)与轴(2)传力连接和形状配合连接。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征在于：
入口棱角(4)在功能部件(1)的凹穴(A)上构成。
3.按权利要求2所述的方法，
其特征在于：
为了形成入口棱角(4)，功能部件(1)的凹穴(A)至少在一边和至少在其轴向长度的一部分上呈漏斗状加以扩径，其中，凹穴(A)具有一有直径(d2)的开口，该直径至少相应于扩径后的轴部位(3)的直径(D2)；在非漏斗状扩径的部位上具有一个直径(d1)，在非漏斗状扩径的部位上的该直径大于扩径部位(3)旁边的轴(2)的直径(D1)，小于通过分布在轴(2)的外圆周上的突起部(7)所描述的直径(D2)，其中功能部件(1)以其呈漏斗状扩径的一边首先被推移到轴(2)的扩径了的部位(3)上。
4.按权利要求1所述的方法，
其特征在于：
所述突起部(7)至少一侧具有滚花入口(11)，滚花入口(11)的最小直径小于功能部件(1)的凹穴(A)的最小直径(d1)，而非漏斗状扩大的部分上的直径则大于凹穴(A)的该最小直径(d1)；其中，功能部件(1)被推移到支承轴(2)的呈漏斗状扩径的直径上。
5.按权利要求1至4中任意一项所述的方法，
其特征在于：
所述突起部(7)在其长度的绝大部分上具有稳定不变的横断面。
6.按权利要求1至4中任意一项所述的方法，
其特征在于：
针对未接合的功能部件的外轮廓的初始直径而言，所述功能部件(1)通过接合过程具有不大于0.2mm的扩径。
7.按权利要求1至4中任意一项所述的方法，
其特征在于：
针对未接合的功能部件的外轮廓的初始直径而言，所述功能部件(1)通过接合过程未扩径或者扩径至少不大于0.05mm。
8.按权利要求1至4中任意一项所述的方法，
其特征在于：
在压紧时，实现几乎稳定的至少单调增长的压紧力上升。
9.凸轮轴，用于控制内燃机的气门，凸轮轴配有轴(2)和至少一个在分开的制造过程中所制造的功能部件(1)，该功能部件具有带圆形横断面的内凹穴(A)用于容纳轴(2)，其中，至少在功能部件(1)被固定在其上的部位上，轴(2)至少分段地通过轴(2)的外圆周的材料变形利用滚花工艺处理加以扩径；其中，在轴的外表面上形成分布在支承轴(2)的外圆周上的、沿轴的轴线(9)的纵向延伸的突起部(7)，其中，在功能部件(1)上的用于容纳轴(2)的凹穴(A)是圆的；
其特征在于：在突起部(7)上配置了至少一个滚花入口(11)，该至少一个滚花入口如此构成，使得突起部(7)所描绘的直径从滚花的边缘出发呈漏斗形地扩大，并且突起部(7)与呈漏斗形地扩大的所述滚花入口(11)相邻地具有突起部长度(10)，其中所述突起部(7)就高度和横断面而言在滚花入口(11)的部位里都小于突起部长度(10)的其余部位里的突起部，其中，突起部(7)是通过功能部件(1)的凹穴(A)的部位中功能部件(1)的材料变形而部分地铲入到该凹穴中的，从而使功能部件(1)与轴(2)传力连接和形状配合连接。
10.按权利要求9所述的凸轮轴，
其特征在于：
入口棱角(4)在功能部件(1)的凹穴(A)上构成。
11.按权利要求10所述的凸轮轴，
其特征在于：
为了形成入口棱角(4)，功能部件(1)的凹穴(A)至少在一边和至少在其轴向长度的一部分上呈漏斗状加以扩径，其中，凹穴(A)具有一有直径(d2)的开口，该直径至少相应于扩径的轴部位(3)的直径(D2)，而在非漏斗状扩径的部位上具有直径(d1)，在非漏斗状扩径的部位上的该直径大于扩径部位(3)旁边的轴(2)的直径(D1)，小于通过在轴(2)的外圆周上所分布的突起部(7)所描述的直径(D2)。
12.按权利要求9所述的凸轮轴，
其特征在于：
所述突起部(7)至少在一边具有滚花入口(11)，其中，滚花入口(11)的最小直径小于功能部件(1)的凹穴(A)的最小直径(d1)，在非漏斗状扩大的部分上的直径则大于功能部件的凹穴该最小直径(d1)。
13.按权利要求9至12中任意一项所述的凸轮轴，
其特征在于：
所述突起部(7)在其长度的绝大部分上具有稳定不变的横断面。
14.按权利要求9至12中任意一项所述的凸轮轴，
其特征在于：
至少一个功能部件(1)是凸轮，该凸轮是通过锻造或烧结制造的。
15.按权利要求9至12中任意一项所述的凸轮轴，其特征在于：
针对未接合的功能部件的外轮廓的初始直径而言，所述功能部件(1)通过接合过程不发生弹性扩径或发生至少弹性扩径不大于0.05mm。
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