CN101663467A - 组装的传动轴 - Google Patents

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Abstract

一种传动轴，其包括：至少两个沿着传动轴的转动轴线(11)的方向间隔开的同轴的空心轴(3a、3b)，这些空心轴分别具有内部的开口(14)；和至少一个功能单元(13)，该功能单元具有以传动轴的转动轴线(11)的方向为基准设置在第一和第二空心轴(3a、3b)之间的至少一个功能部件(2)和沿着传动轴的转动轴线(11)的方向延伸的第一与第二插入区段(12a、12b；13a、13b)，其中第一插入区段(12a；13a)设置在第一空心轴(3a)的内部开口(14)中，第二插入区段(12b)设置在第二空心轴(3b)的内部开口(14)中。功能单元(13)的这些插入区段(12a、12b；13a、13b)在形成相应的压配合的情况下压入到空心轴(3a、3b)的内部开口(14)中，其中第一和第二空心轴(3a、3b)通过功能单元(13)相互刚性连接。插入区段(12a、12b；13a、13b)的外表面具有材料隆起部分(23)，和/或相应的空心轴(3a、3b)的限定空心轴(3a、3b)的内部开口(14)的壁在端部区段中具有材料隆起部分(23)，在端部区段中，形成与功能单元(13)的相应的插入区段(12a、12b；13a、13b)的压配合。

Description

组装的传动轴
本发明涉及一种传动轴，其包括：至少两个沿着传动轴的转动轴线方向间隔开的同轴的空心轴，这些空心轴分别具有内部的开口；和至少一个功能单元，该功能单元具有以传动轴的转动轴线的方向为基准设置在第一和第二空心轴之间的至少一个功能部件和沿着传动轴的转动轴线的方向延伸的第一与第二插入区段，其中第一插入区段设置在第一空心轴的内部开口中，第二插入区段设置在第二空心轴的内部开口中，其中该功能单元的这些插入区段在形成相应的压配合(Presssitz)的情况下压入到这些空心轴的内部开口中，且第一和第二空心轴通过功能单元相互刚性连接。本发明还涉及一种用于制造这种传动轴的方法。
本发明特别地涉及安装的凸轮轴。在此，凸轮轴通常系指具有至少一个凸轮的轴，其中在工作状态下，凸轮与凸轮组件(Nockenfolger)接触。通过轴的转动，所述凸轮组件按照固化在凸轮轮廓中的流程或“程序”被操纵。因此，术语“凸轮轴”也可归属于用于机械可变的阀动装置的可调整轴。在这种情况下，凸轮是盘形凸轮(例如偏心轮)，且相应地作为可调整轮设置在轴上。这种轴也称为偏心轴。
在制造安装的凸轮轴时，分别单独地制造各个功能部件，特别是如凸轮传动轮、轴承、推力轴承套圈、传感器套环(Sensorring)、凸轮轴调节器和支撑轴。接下来将这些功能部件定位在支撑轴上，并采用合适的接合方法固定在轴上，所述支撑轴用作支撑机构，且用于传递转动。现有技术中已公开了用于制造安装的凸轮轴的方法的顺序。
在DE 4121951 C1中提出了一种用于制造安装的凸轮轴的方法，根据该方法，在支撑轴上的区域通过类系螺纹的滚花被扩宽超过最初的轴直径，在使得所述区域扩宽之后，紧接着使得凸轮轴向移动，并压靠到扩宽的轴区域上，所述凸轮轴的内部凹口的直径小于被扩宽的轴区域的外直径。所述凸轮具有基圆区域和阀隆起区域。凸轮的在基圆区域中的直径相应地大于凸轮的内部凹口的直径。这两个直径的差称为带宽或凸轮的在基圆区域中的带厚。带厚部分必须相应地厚，由此它能够容纳接合工艺的切屑。采用这种方式，利用支撑轴的直径，预先给定凸轮的在基圆区域中的最小的可能的直径。最小带厚的通常的参考值在大约4mm的范围内。
然而在电机技术的很多应用情况下，希望支撑轴具有相对大的直径，因为支撑轴通常同时用作用于支撑传动轴或凸轮轴的轴承直径。为此，支撑轴的大的直径在全部传动轴的强度方面提供了优点。另一方面，例如在凸轮轴的情况下，出于电机方面的原因，经常希望凸轮的在基圆区域中的直径尽可能小。但如上所述，在支撑轴直径给定的情况下，所述直径受到凸轮的所需要的带厚的限制。
JP 2004 011 699 A公开了一种凸轮轴，其中加工好的凸轮被固定在支撑轴上。为了固定凸轮，在所述凸轮的两侧设有轴向突出的空心圆筒状的凸起。这些凸起被压紧到设有环绕的隆起部分的扩宽的轴区域上。为此，这些空心圆筒状的凸起必须具有足够的带厚。这些凸轮也必须具有几毫米的最小的带厚。
由DE 198 37 385 A1已知一种构造成安装的凸轮的开头部分所述类型的传动轴。该凸轮轴包括：凸轮；链式或齿式皮带轮；形成中间件的空心轴；和罩盖形的端头。这些独立的部件被组装在一起，并通过在中央起作用的牵拉件轴向力配合地夹紧和/或力配合地通过形状配合固定件夹紧。该凸轮轴的主要缺点在于如此夹紧的轴的强度低或者对牵拉件通常是膨胀螺钉的要求很高。此外，由于使用了牵拉件，增加了重量和材料耗用量，因为管的内部空心腔至少部分地被牵拉件填充。根据一种实施方式，管头状的对中件用于对凸轮进行对中。相应的对中件以适当的配合位于凸轮中，且在两侧具有突出于凸轮的插入区段，利用这些插入区段将对中件容纳在相邻的空心轴的端部区段中，从而通过对中件使得凸轮相对于空心轴对中，并使得这些空心轴相互对中。凸轮连同对中件一起可以视为在权利要求1的前序部分意义下的功能单元。
由EP 0 969 216 A2已知一种凸轮轴，其中凸轮套到轴上，这些凸轮具有设置于其间的间隔套筒。被套上的凸轮和间隔套筒轴向地在封闭套筒之间被夹紧。
开头部分所述类型的传动轴由US 4 638 683已知。该传动轴是一种由多个部分轴构成的凸轮轴，其中形成功能单元的陶瓷的凸轮轴区段通过空心轴相互连接。在此，功能单元的插入区段在形成相应的压配合的情况下压入到空心轴的内部开口中。为了附加地确保转动，使用滚珠，或者将插入区段构造成多边形。
本发明的目的是，提出一种传动轴，其中在至少一个设置在两个空心轴之间的功能部件的区域中，功能部件的外直径至少沿着功能部件的一个圆周区段可以保持狭长，其中传动轴可以简单、耐用且重量较轻。根据本发明，此点对于开头部分所述类型的传动轴来说通过如下措施来实现，即插入区段的外表面具有材料隆起部分，和/或相应的空心轴的限定空心轴的内部开口的壁在端部区段中具有材料隆起部分，在所述端部区段中，形成与功能单元的相应的插入区段的压配合。
就根据本发明的传动轴而言，功能单元的插入区段压入到空心轴的内部开口中。这些插入区段由此通过压配合或者在形成挤压配合的情况下保持在空心轴的内部开口中。因为所述压入沿着传动轴的转动轴线进行，所以也可以说是纵向压紧连接。这些空心轴由此通过功能单元相互刚性连接。
至少一个功能部件特别地可以是对于传动轴的转动而言形成传动件的这种部件，以便驱动与传动轴配合作用的传动件，优选是凸轮或齿轮。另外，至少一个功能部件例如也可以是支撑传动轴的支撑部件、传感器套环或驱动传动轴的驱动轮。
在本发明的一种优选的实施方式中，传动轴是凸轮轴，其中至少一个功能单元具有至少一个凸轮或盘形凸轮作为功能部件。
在本发明的其它实施方式中，传动轴例如可以是齿轮轴，其中至少一个功能单元具有至少一个齿轮作为功能部件，或者所述传动轴可以是平衡轴(Ausgleichswelle)。
第一和第二空心轴的纵轴线与传动轴的转动轴线重叠。优选第一和第二空心轴具有相同的外直径和内直径。有利地，功能单元的插入区段的纵轴线也与传动轴的转动轴线重叠。
优选功能单元的通过压配合保持在空心轴的内部开口中的相应的插入区段的外表面设有材料隆起部分，特别是凸耳、接板(Steg)、齿等。这些材料隆起部分的高度在此优选在0.03mm-0.4mm的范围内。附加地或替代地，容纳连接栓的相应的空心腔的壁也可以设有材料隆起部分，特别是凸耳、接板、齿等。这些材料隆起部分的高度在此也优选在0.03mm-0.4mm的范围内。
有利地，这些材料隆起部分通过变型过程如滚花(Rollieren)或滚压(
Figure A20088001270600081
)在连接栓的表面上且尽可能也在空心腔的内表面上开设出。优点在于与此关联的材料固定，这导致减少切屑和改善连接。
在本发明的一种有利的实施方式中，插入区段的外轮廓基本上为圆柱外壳形()，也就是说，撇开优选存在的外部的材料隆起部分、端侧的配滚导面、辅助成型部件等不看，为圆柱外壳形。空心轴的内部开口优选至少在其容纳插入区段的轴向的区域中，优选沿着其整个轴向距离，都基本上为圆柱形，也就是说，撇开必要时存在的材料隆起部分、端侧的配滚导面、辅助成型部件等不看，为圆柱形。
优选空心轴的外壳面基本上为圆柱外壳形，也就是说，撇开辅助成型部件、导面、料隆起部分等不看，为圆柱外壳形。
有利地，在成型地制得材料隆起部分之前，圆柱形结构的空心腔的内直径略大于圆柱外壳形的连接栓的外直径，从而两个部件能够以一定间隙相互插入，其中通过直径增大或直径减小才引起对于挤压配合必需的局部的遮盖，所述直径增大或直径减小与在这两个部件的至少一个部件中产生材料隆起部分相关。由此可以实现补偿空心腔的圆柱形的内部形状的和连接栓的圆柱形壳面的形状-尺寸和位置偏差。此外简化了有待接合的部件相互间的定向。附加地，所述连接优选如下设计，即几乎防止接合部件的被连接栓插入的区域的外直径增大。在此，外直径的增大值要小于0.2mm，特别优选小于0.05mm。这减小了材料体积，如果在接合部位的区域中要求外直径恒定，则必须将所述体积的材料去除。此外，这降低了空心腔的壁产生裂缝的危险，从而确保连接强度。如果连接栓和空心腔的形状不是圆柱形，则情况类似。在这种情况下，很小的扩宽甚至更为重要，因为不圆的圆周轮廓更易于产生应力集中，且会更易于产生裂缝。
根据本发明的一种有利的设计，在空心轴的相互对准的端部上和/或在插入区段的端部上构造有配滚导面。
在相应的插入区段和相应的空心轴之间形成的压配合沿着轴向(沿着传动轴的转动轴线的方向)至少是力配合的。回弹例如通过材料隆起部分的区段的松弛附加地引起连接的沿着轴向形状配合地起作用的分量，所述材料隆起部分设置在限定空心轴的内部开口的壁上，且沿着纵向伸展，所述区段以插入区段插入到内部的空心腔中的插入方向为基准，位于设置在插入区段的外表面上的沿着圆周方向伸展的材料隆起部分之后。
沿着圆周方向(即以转矩传递方向为基准)，相应的插入区段通过压配合至少力配合地保持在相应的空心轴中。优选地，连接附加地形状配合地形成。此点例如通过沿着轴向伸展的材料隆起部分来实现，这些材料隆起部分位于插入区段外表面上和/或位于包围空心轴的内部开口的壁的压配合区域中，这些材料隆起部分在形成压配合的情况下嵌入到或插入到被压紧连接的其它部件的材料中。优选地，在此形成的内凹并不或者仅仅在较小的程度上被切削，更确切地说，而是完全地或者至少主要地通过材料挤出来形成。
根据本发明的一种有利的实施方式，功能单元包括与传动轴的转动轴线同轴的轴部件，该轴部件具有第一和第二插入区段，其中该功能部件和该轴部件是在各自的制造过程中制得的部件，且功能部件与轴部件至少不可转动地优选刚性地连接。在此，轴部件优选穿过功能部件的内部凹口。可以采用不同的方式力配合地和/或形状配合地和/或材料配合地将功能部件刚性地固定在轴部件上，对于安装的凸轮轴而言，此点如由凸轮与支撑轴的连接可知。为了实现这种压配合，也可以考虑前面已经结合在相应的插入区段和相应的空心轴之间的压配合所述的设计方案。压配合例如可以采用在说明书开头部分提到的现有技术中所述的方式来设计，此点如由具有凸轮的凸轮轴已知，所述凸轮压紧到支撑轴上。
本发明的一种有利的设计规定，轴部件在整体上基本为圆柱形，也就是说，撇开材料隆起部分、配滚导面、辅助成型部件等不看，为圆柱形，其中优选基本为圆筒形。
下面对照附图说明本发明的其它优点和细节。图中示出：
图1为构造成凸轮形式的功能部件的实施例的斜视图；
图2为构造成盘形凸轮或偏心轮形式的功能部件的实施例的侧视图；
图3为根据现有技术的凸轮轴的示意性的纵向中间剖视图；
图4为根据本发明的第一实施方式的凸轮轴的具有凸轮的区段的纵向中间剖视图(图5的剖切线A-A)；
图5为凸轮轴的横剖视图(图4的剖切线B-B)；
图6a为在凸轮压紧之前轴部件的斜视图和功能单元的凸轮的斜视图；
图6b为在压紧之前功能单元的斜视图和第一与第二空心轴的端部区段的斜视图；
图6c为在压紧之后的斜视图；
图7-9为一种改型的实施方式的类似于图4、5和6C的视图；
图10为根据本发明的第三实施方式的凸轮轴的区段的纵向中间剖视图；
图11为根据本发明的第四实施方式的凸轮轴的区段的纵向中间剖视图；
图12为根据本发明的第五实施方式的凸轮轴的区段的纵向中间剖视图；
图13为根据本发明的第六实施方式的凸轮轴的区段的纵向中间剖视图；
图14为根据本发明的第七实施方式的凸轮轴的区段的纵向中间剖视图；
图15为根据本发明的第八实施方式的凸轮轴的区段的纵向中间剖视图；
图16为沿着图8的线C-C的剖视图。
在图1中示例性地示出作为凸轮轴功能部件的凸轮2a，其具有凸轮隆起部分即凸轮顶端。凸轮的功能面4在外围分成基圆区域6和凸轮隆起区域，在凸轮轴的工作状态下，凸轮组件与所述功能面接触。凸轮2a具有带有内直径8的内部凹口A。凸轮2a的外直径与基圆区域6中的内直径8之间的差称为带宽7或束带宽或最小带厚。如图所示，限定内部凹口A的壁5为平整结构，或者具有隆起部分，例如沿着内部凹口A的轴向伸展的齿。
内部凹口A可以具有配滚导面(Einlauffase)9，以便改善或便于优选通过轴向压紧进行的对凸轮2a的固定，此点如在下面说明。在其入口处，配滚导面9具有开口直径，该开口直径略大于在其它部分沿着内部凹口A的轴向内凹恒定的内直径8。
内部凹口A基本上为圆柱形，也就是说，撇开必要时存在的在壁5上的隆起部分、优选存在的配滚导面9和可能的其它的辅助成型部件(图1中未示出)不看，为圆柱形。
图2示出构造成盘形凸轮或偏心轮2b形式的凸轮，作为凸轮轴功能部件的另一可能的实施方式。基圆区域6在此延伸经过圆周的比较小的区段。同样存在内部凹口A，其壁可以按照结合凸轮2a所述的方式来构造。内部凹口的内直径8和盘形凸轮或偏心轮2b的带宽7已被示出。具有这种盘形凸轮或偏心轮2b的凸轮轴也称为偏心轴。
为了进行说明，在图3中示意性地示出了根据前述现有技术的凸轮轴，其例如由DE 4121951 C1和DE 19925028 A1基本上已知。凸轮轴包括：支撑轴3，其构造成空心轴且具有转动轴线11；和固定在该支撑轴上的功能部件2，例如具有凸轮顶端的相应于图1的凸轮2a或者构造成盘形凸轮或偏心轮2b形式的相应于图2的凸轮。这些功能部件2被轴向地压紧到支撑轴3的区段上，在这些区段中，支撑轴3通过类似螺纹的滚花(Rollierung)扩展了其圆周。在功能部件2的基圆区域6中的外直径由支撑轴3的外直径19加上相应的功能部件2的带宽7得到。由凸轮隆起部分相对于基圆区域6的高度或偏心机构隆起部分相对于基圆区域6的高度得到最大的外直径。
图3中所示的凸轮轴具有作为其它功能部件的轴承20和传动件21，轴承20具有轴承直径10。可以存在其它功能部件，如非闭合的推力轴承套圈、传感器套环和凸轮轴调节器。这些其它的功能部件也可以轴向地压紧到支撑轴3上。
下面对照图4-6说明本发明的第一实施例，其中类似的部件标有相同的附图标记。图中示出构造成凸轮轴形式的传动轴的轴向区段，其中在所示轴向区段中设置有构造成凸轮的功能部件2。凸轮轴可以在设有凸轮的任何轴向区段中按照图4-6c中所示的方式来构造。在其余下的轴向凹口中，凸轮轴可以采用通常的方式，例如按照图3来构造。
在根据图4-6c的实施例中，形成功能部件2的凸轮具有与对照图1所述类似的结构，其中它可以具有比根据图3的凸轮轴的结构小的直径。
凸轮轴在图4-6c所示的轴向区段中包括第一空心轴3a和第二空心轴3b。这两个空心轴是沿着凸轮轴的旋转轴线11的方向彼此间隔开的相互同轴的独立的部件，其中它们的轴线与凸轮轴的旋转轴线11重叠，且它们优选具有相同的内直径和外直径。
空心轴3a、3b通过功能单元13彼此刚性连接，因而彼此不可相对旋转且彼此不可轴向相对移动。在该实施方式中，功能单元13包括功能部件2和在单独的制造过程中制得的轴部件12，该轴部件形成一种“辅助轴”。如图所示，轴部件12例如构造成空心轴，但也可以为实心结构。轴向地设置在空心轴3a、3b之间的功能部件2与轴部件12至少不可旋转地连接，优选还不可沿着轴向移动地连接，因而整体上刚性地连接。如图所示，功能部件2可以贴靠在空心轴3a、3b的端侧的端部上，或者也可以与所述端部间隔开。
在功能部件2与轴部件12之间的连接例如可以构造成轴向的压紧连接，对于凸轮和支撑轴之间的连接来说，这种压紧连接如对于通常的凸轮轴(参见图3)而言是已知的。优选轴部件12在与功能部件2的压配合的区域中设有材料隆起部分22，例如凸耳、接板、齿等。这些材料隆起部分22在压紧功能部件2时变形，由此可以形成牢固且可靠的压配合。
材料隆起部分22可以为环绕结构，其中它可以具有螺纹状的升高部分，或者可以环形地伸展。这些材料隆起部分22也可以称为滚花或环状的槽滚花。材料隆起部分22也可以具有另一种形状，例如沿着轴向延伸。这种轴向延伸的材料隆起部分也称为轴向的槽滚花。也可以设置沿着倾斜方向伸展的接板、凸耳或齿或其它类型的材料隆起部分，例如金刚石滚花。
材料隆起部分22优选通过材料挤出(
Figure A20088001270600121
)形成，特别是通过滚压工具形成，该滚压工具如也用于制造滚压螺纹。通过变形来成型的优点在于与此关联的材料固定，这导致减少切屑和改善连接。
除了在轴部件12上的材料隆起部分22外，或者代替该材料隆起部分22，还可以给限定凸轮的内部凹口A的壁5设置有材料隆起部分。这些材料隆起部分可以具有在前面结合轴部件12的外表面的与功能部件2压配合的区域所述的形式。在功能部件2的限定内部凹口A的壁5上的这种材料隆起部分的一个优选的实施方式在此是沿着轴向伸展的齿。这些齿可以在压紧功能部件2时形成在该压紧功能部件中的或者在其材料隆起部分22中的内凹。通过这些内凹可以形成防止功能部件2相对于轴部件12相对转动的形状配合地作用的连接。优选地，这些内凹在轴向压紧功能部件2时并不或者仅仅在较小的程度上被切削，更确切地说，而是完全地或者至少主要地通过材料挤出来形成。
有利地，凸轮的内部凹口A的直径略大于轴部件12的外直径，从而两个部件能够以一定间隙相互插入，其中通过直径增大或直径减小才引起对于挤压配合(Pressverband)必需的局部的遮盖，所述直径增大或直径减小与在这两个部件的至少一个部件中设置材料隆起部分相关。由此可以实现补偿凸轮的凹口A的制造误差和轴部件12的壳面的制造误差。附加地，所述连接优选如下设计，即几乎防止凸轮的外直径增大。在此，外直径的增大值要小于0.2mm，特别优选小于0.05mm。这降低了限定凹口A的壁5产生裂缝的危险，从而确保连接强度。
轴部件12的插入区段12a伸入到第一空心轴3a的内部开口14中，其插入区段12b伸入到第二空心轴3b的内部开口14中。在此，插入区段12a、12b与空心轴3a、3b的容纳所述插入区段的端部区段分别通过压配合连接。通过这种压配合，相应的插入区段12a、12b沿着轴向不可移动地以及不可转动地与相应的空心轴3a、3b连接。压配合的形成通过使得插入区段12a、12b相应地轴向压入到相应的空心轴3a、3b的端部区段中来实现。
优选给插入区段12a、12b设置材料隆起部分23。这些材料隆起部分23在相应的插入区段12a、12b压入到相应的内部开口14中时变形，由此可以形成牢固且可靠的压配合。
例如，材料隆起部分23可以由凸耳、接板、齿等形成。根据一种可能的构造方式，这些材料隆起部分23沿着圆周方向伸展。在此，它们可以环形地伸展，或者可以设置螺纹状的升高部分。这些材料隆起部分23也可以称为滚花或者环形的槽滚花。
由凸耳、接板、齿等形成的材料隆起部分23可以具有另一种形状，例如沿着轴向伸展。这种轴向伸展的材料隆起部分也称为轴向的槽滚花。也可以设置沿着倾斜方向伸展的凸耳、接板或齿或其它类型的材料隆起部分，例如金刚石滚花。
材料隆起部分23优选通过材料挤出形成，特别是通过滚压工具形成，该滚压工具如也用于制造滚压螺纹。通过变形工艺来成型的优点在于与此关联的材料固定，这导致减少切屑和改善连接。
除了插入区段12a、12b的材料隆起部分23外，或者代替该材料隆起部分23，还可以给限定相应的内部开口14的壁设置有材料隆起部分，至少在与插入区段12a、12b进行压紧连接的区段中设置有材料隆起部分。这些材料隆起部分可以具有已经结合插入区段所述的形式。在限定内部开口14的壁上的这种材料隆起部分的一个优选的实施方式在此是沿着轴向伸展的齿。这些齿可以在压紧相关的插入区段12a、12b时形成在所述插入区段中的或者在其材料隆起部分中的内凹。通过这些内凹可以形成防止插入区段12a、12b相对于空心轴3a、3b相对转动的形状配合地作用的连接。优选地，这些内凹在轴向压紧插入区段12a、12b时并不或者仅仅在较小的程度上被切削，更确切地说，而是完全地或者至少主要地通过材料挤出来形成。
有利地，相应的空心轴3a、3b的内部开口14的内直径略大于相应的插入区段12a、12b的外直径，从而两个部件能够以一定间隙相互插入，其中通过直径增大或直径减小才引起对于挤压配合必需的局部的遮盖，所述直径增大或直径减小与在这两个部件的至少一个部件中设置材料隆起部分相关。由此可以实现补偿空心轴3a、3b的内部形状的制造误差和插入区段12a、12b的壳面的制造误差。附加地，所述连接优选如下设计，即几乎防止相应的空心轴3a、3b的容纳相应的插入区段12a、12b的区域的外直径增大。在此，外直径的增大值要小于0.2mm，特别优选小于0.05mm。这降低了相应的空心轴3a、3b的壁产生裂缝的危险，从而确保连接强度。
如果在图4-6c所示的凸轮实施方式中，功能部件2具有与根据图3的通常的凸轮轴相同的带宽7，则凸轮轴的在基圆区域6的外直径比通常的凸轮轴小空心轴3a、3b的壁厚。即使在凸轮顶端区域中的外直径(在凸轮隆起部分相同的情况下)也小所述量。
在根据图4-6的实施例中，功能部件2的在基圆区域中的外直径小于空心轴3a、3b的外直径。
优选如图6a-6c中所示那样进行制造。在此，首先在轴部件12的固定凸轮2的轴向区域的外表面上，和/或在限定凸轮2的凹口A的壁5上，构造材料隆起部分22。结果，凸轮2轴向地压紧到轴部件12上。结果，在插入区段12a、12b上，和/或在限定空心轴3a、3b的内部开口14的壁的容纳插入区段12a、12b的区段上，构造了材料隆起部分23。这种状态在图6中示出。结果，插入区段12a、12b被压入到空心轴3a、3b的端部区段中(参见图6c)。
可以考虑且可采用不同的改型。例如，在压紧凸轮2之前，也可以在插入区段12a、12b之一上构造材料隆起部分23，而从另一侧将凸轮2压紧。此外可以考虑且可行的是，材料隆起部分22的外直径大于材料隆起部分23的外直径，且凸轮2的内直径大于材料隆起部分23的外直径，但小于材料隆起部分22的外直径，或者在给壁5设置材料隆起部分之后产生凸轮2的这种内直径。在轴部件12上的材料隆起部分22、23在此可以全部在压紧过程之前形成。
功能部件2例如也可以是盘形凸轮或偏心轮2b形式的凸轮，其例如在图2中示出。
此外，功能部件2也可以是凸轮轴的不同于凸轮的功能部件，例如是轴承、设置在中间的传动件、推力轴承套圈、传感器套环或凸轮轴调节器。
根据图7-9的变型设计与前述实施例的区别仅在于，功能部件2的在基圆区域中的外直径在此大于空心轴3a、3b的外直径。
本发明既可用于如下情况，即功能部件2特别是凸轮齐平地一直设置到与相邻的空心轴3a或3b邻接，而没有中间空间，又可用于如下情况，即在功能部件2和空心轴的相邻端部之间设有轴向间隔。根据图4所示的实施方式，功能部件紧贴靠在相邻的空心轴3a或3b上，而没有轴向间隔。图7中示意性地示出小的轴向间隔。
根据图10的实施例与根据图7-9的实施例的区别在于，功能单元13在此包括两个轴向间隔的功能部件2，例如带有凸轮顶端的凸轮2a或者盘形凸轮或偏心轮2b，这些功能部件设置在共同的轴部件12上。轴部件12的插入区段12a、12b按前述方式与第一和第二空心轴3a或3b通过压配合连接。功能部件2与轴部件12的连接也可以按已述方式进行。功能部件2同样轴向地位于第一和第二空心轴3a、3b之间，其中如图所示，这两个功能部件2中的每个功能部件都可以在端侧贴靠在两个空心轴3a、3b之一上。
图11中所示的实施例与图10中所示的实施例的区别仅在于，轴部件12的轴向地位于功能部件2之间的区域具有径向扩展的区段12c。该径向扩展的区段12c可以起到传动轴的特殊功能。因此，该区域可以用作用于形成工具的插入轮廓的六角，所述工具用于在安装期间将传动轴拧到、定位到或保持到内燃机中。替代地或组合地，功能部件2还附加地被防止轴向移动，这一方面利用相应的空心轴3a、3b，另一方面利用轴部件12的径向扩展的区段12c(除了通过优选的压配合实现的轴向保持外)，这些功能部件2在端侧贴靠在所述相应的空心轴上。轴部件12优选也为空心结构，其中可考虑和采用实心结构。
根据图12的实施例与根据图7-9的实施例的区别在于，功能单元13在此为一体结构。在功能单元13的轴向中间区域中，功能单元13的一个区段形成功能部件2。该功能部件2例如也具有类似凸轮的或者类似盘形凸轮或偏心轮的功能面4。功能单元13的功能部件2轴向地位于第一和第二空心轴3a、3b之间。另外，功能单元13具有第一和第二沿着轴向延伸的插入区段13a、13b。这些插入区段按已述方式与第一和第二空心轴3a、3b通过压配合连接。替代于切削制造，这些功能单元例如可以通过烧结或锻造制得。
图13中所示的实施例与图12中所示的实施例的区别在于，一体结构的功能单元13在此包括两个功能部件2，这些功能部件轴向地相互间隔，且以转动轴线11的方向为基准位于第一和第二空心轴3a、3b之间。这两个功能部件2通过功能单元13的连接区段13c相互连接，所述连接区段13c沿着轴向延伸，且与空心轴3a、3b同轴。
本发明的另一实施例在图14中示出。传动轴在此包括至少一个齿轮形式的功能部件2。齿轮具有齿17和位于这些齿之间的齿根16。构造成齿轮的功能部件2也是功能单元13的部件，同轴的优选具有相同的内直径和外直径的空心轴3a、3b通过所述功能单元13相互刚性连接。功能单元13和空心轴3a、3b也是在单独的制造过程中形成的部件。
除了构造成齿轮形式的功能部件2外，在本实施例中，功能单元13还包括单独的如图所示为实心结构的轴部件12，齿轮2例如通过压配合不可转动地且沿着轴向不可移动地固定在所述轴部件12上。这种压配合可以结合将构造成凸轮形式的功能部件2固定在轴部件12上来设计。实心结构的轴部件12具有第一和第二插入区段12a、12b，该轴部件通过所述插入区段利用相应的压配合保持在相应的空心轴3a、3b的端部区段中。这些压紧连接可以具有已述结构。
附加地，在该实施例中，这些插入区段相对于空心轴3a、3b被固定栓18固定。这些固定栓18穿过在轴部件12和空心轴3a、3b中的径向开口。这些径向开口形成在插入区段12a、12b中的和在空心轴3a、3b的容纳插入区段12a、12b的端部区段中的辅助成型件。
根据图15和16的实施例与根据图14的实施例的区别在于，固定栓18在此被取消，且功能单元13在此代替实心的轴部件而具有空心的轴部件12。
按照本发明的方式，具有其它类型的功能部件例如其它类型的传动件如摩擦轮等的功能单元也可以与传动轴的空心轴连接。
附图标记列表
1  传动轴
2  功能部件
2a 凸轮
2b 盘形凸轮或偏心轮
3  支撑轴
3a 第一空心轴
3b 第二空心轴
4  功能面
5  壁
6  基圆区域
7  带宽
8   内直径
9   配滚导面
10  轴承直径
11  转动轴线
12  轴部件
12a 插入区段
12b 插入区段
12c 扩展的区段
13  功能单元
13a 插入区段
13b 插入区段
13c 连接区段
14  内部开口
16  根
17  齿
18  固定栓
19  外直径
20  轴承
21  传动件
22  材料隆起部分
23  材料隆起部分
A   内部凹口

Claims (17)

1.一种传动轴，其包括：至少两个沿着所述传动轴的转动轴线(11)的方向间隔开的同轴的空心轴(3a、3b)，这些空心轴分别具有内部的开口(14)；和至少一个功能单元(13)，该功能单元具有以所述传动轴的转动轴线(11)的方向为基准设置在第一和第二空心轴(3a、3b)之间的至少一个功能部件(2)和沿着所述传动轴的转动轴线(11)的方向延伸的第一与第二插入区段(12a、12b；13a、13b)，其中第一插入区段(12a；13a)设置在第一空心轴(3a)的内部开口(14)中，第二插入区段(12b)设置在第二空心轴(3b)的内部开口(14)中，其中所述功能单元(13)的这些插入区段(12a、12b；13a、13b)在形成相应的压配合的情况下压入到所述空心轴(3a、3b)的内部开口(14)中，且第一和第二空心轴(3a、3b)通过所述功能单元(13)相互刚性连接，其特征在于，所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的外表面具有材料隆起部分(23)，和/或相应的空心轴(3a、3b)的限定所述空心轴(3a、3b)的内部开口(14)的壁在端部区段中具有材料隆起部分，在所述端部区段中，形成与所述功能单元(13)的相应的插入区段(12a、12b；13a、13b)的压配合。
2.如权利要求1所述的传动轴，其特征在于，所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的材料隆起部分(23)和/或限定所述空心轴(3a、3b)的内部开口(14)的壁的材料隆起部分(23)是接板、凸耳或齿。
3.如权利要求1或2中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述插入区段(12a、12b；13a、13b)与所述传动轴的转动轴线(11)同轴。
4.如权利要求1至3中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述功能单元(13)包括轴部件(12)，该轴部件具有第一和第二插入区段(12a、12b；13a、13b)，其中所述功能部件(2)和所述轴部件(12)是独立的部件，且所述功能部件(2)与所述轴部件(12)不可转动地优选刚性地连接。
5.如权利要求4所述的传动轴，其特征在于，所述轴部件(12)穿过所述功能部件(2)的内部凹口(A)。
6.如权利要求5所述的传动轴，其特征在于，所述功能部件(2)与所述轴部件(12)通过压配合连接。
7.如权利要求6所述的传动轴，其特征在于，所述轴部件(12)的外表面在与所述功能部件(2)压紧连接的轴向区段中具有材料隆起部分(23)，和/或所述功能部件(2)的限定所述功能部件(2)的内部凹口(A)的壁具有材料隆起部分。
8.如权利要求4至7中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述轴部件(12)构造成空心轴的形式。
9.如权利要求1至8中任一项所述的传动轴，其特征在于，在所述空心轴(3a、3b)的相互对准的端部上和/或在所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的端部上构造有配滚导面。
10.如权利要求1至9中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述功能部件(2)是凸轮，优选是带有凸轮顶端的凸轮(2a)，或者是构造成盘形凸轮或偏心轮(2b)形式的凸轮。
11.如权利要求1至9中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述功能部件(2)是齿轮。
12.如权利要求1至11中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的外表面基本为圆柱外壳形状。
13.如权利要求1至12中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述空心轴(3a、3b)的内表面至少在其容纳所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的轴向区域中基本为圆柱外壳形状。
14.一种用于制造根据权利要求1至13中任一项的传动轴的方法，其特征在于，第一与第二空心轴(3a、3b)和至少一个功能单元(13)在各自的制造过程中制得；为了使得所述第一与第二空心轴(3a、3b)刚性地连接，将所述功能单元(13)的插入区段(12a、12b；13a、13b)压入到所述空心轴(3a、3b)的内部开口(14)的相互对准的端部区段中。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，为了使得功能部件(2)与所述功能单元(13)的具有所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的轴部件(12)连接，将带有内部凹口(A)的所述功能部件(2)压紧到所述轴部件(12)上。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述功能部件的内部凹口(A)的直径相对于所述轴部件(12)的外直径首先具有间隙，且对于挤压配合必需的局部的遮盖通过对材料隆起部分的变形的设计来实现，所述材料隆起部分位于所述轴部件(12)的外表面上和/或位于所述功能部件(2)的限定所述内部凹口(A)的壁上。
17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述空心轴(3a、3b)的在其容纳所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的轴向区域中的内直径相对于所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的外直径首先具有间隙，且对于挤压配合必需的局部的遮盖通过对材料隆起部分的变形的设计来实现，所述材料隆起部分位于所述插入区段(12a、12b；13a、13b)的外表面上和/或位于限定所述空心轴(3a、3b)的内部开口(14)的壁的表面上。
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