CN107405670B - 用于接合功能结构组件的方法以及功能结构组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接合功能结构组件(40)的方法，包括：提供框架结构(42)、特别是轴承框架(46)或壳体(44)，框架结构限定出具有至少一个沿周向闭合的轴承座(58)的轴承槽(56)；提供至少两个加装构件(20)；提供空心轴(16)，所述空心轴具有至少一个用于至少两个加装构件(20)的承载分段(78)，其中，加装构件(20)具有与承载分段(78)相匹配的容纳座(90)；将空心轴(16)沿第二给送方向(66)给送到轴承槽(56)中，其中，空心轴(16)被引入至少两个加装构件(20)的相应的容纳座(90)中；以及在给送加装构件(20)和空心轴(16)至轴承槽(56)之后，至少分段地扩宽空心轴(16)，用于将至少一个带有其容纳座(90)的加装构件(20)抗扭地固定在空心轴(16)的相应的承载分段(78)上。本发明还涉及一种功能结构组件(40)，其优选根据上述方法制造。

Description

用于接合功能结构组件的方法以及功能结构组件

技术领域

本发明涉及一种用于接合功能结构组件的方法，功能结构组件包括：框架结构，所述框架结构限定出至少一个轴承槽；以及至少一个构造出的复合轴，所述复合轴包括带有抗扭地固定安置于其上的加装构件的空心轴，并且支承在框架结构上。

本发明还涉及上述的功能结构组件，这种功能结构组件特别是能够设计为凸轮轴结构组件、气缸头结构组件、配重平衡结构组件等。

背景技术

类似的方法由DE102010045047A1已知。已知的方法用于组装机动车发动机的如下模块，所述模块包括至少一个带支承容纳部的气缸头盖帽和支承到支承容纳部中的凸轮轴，其中，凸轮轴就模块的组装方面而言，由载体轴和需要与载体轴连接的构件构成，并且所述构件具有用于容纳载体轴的贯通开口。另外，需要固定在载体轴上的构件以如下方式按照预先确定的顺序定位在气缸头盖帽中，使得构件的贯通开口与气缸头盖帽的支承容纳部对准地布置。载体轴沿轴向给送，实现载体轴与所述构件的压紧，这种压紧基于热接合来执行，载体轴得到冷却，以及需要固定在其上的构件被加热。

已知的方法的有利之处在于，所谓的“闭合的”未分部分的、带有相应的未分部分的支承容纳部的气缸头结构组件能够配备有凸轮轴。这实现了气缸头盖帽的集成的设计方案并且特别是降低了对于多部件的气缸头盖帽的情况不可避免的制造开支和装配开支。但是已经表明的是，基于DE102010045547A1的接合方法受到技术上的限制。压接复合体通常需要在需要相互接合的部件之间设置限定的轴向和/或径向叠合，以便将需要容纳的部件(例如凸轮)以高精度固定在所希望的轴向位置、角位置中，特别是为了转动带动而以适当方式固定在载体轴上。特别是对于至少部分地用于传递转矩的构件(例如齿轮、凸轮、皮带轮等)而言，必须确保：在凸轮轴运行中，在所述构件与载体轴之间不会出现相对转动。这种差错可能对气缸头造成明显损伤，并且甚至可能对发动机造成整体损伤。

由此，在设计需要热压制的凸轮轴时，一方面必须重视主要实现压制过程本身所需的接合配合。另外，必须确保构件之间在压制之后(理论上)保留的叠合，这种叠合实现了位置固定。在此，热学接合被用于使所应用的材料、特别是金属材料发生一定程度的热膨胀。由此，载体轴的接合直径例如可能由于冷却而缩小。另外，需要固定在载体轴上的构件的接合直径能够通过加热而扩大。而在此情况下，必须关注温度极限。对需要固定的构件的过度加热可能不利地影响到构件的特性，例如导致硬度受损或者甚至使接合部发生改变。同样地，可能不利地影响到载体轴的过度冷却。

就冷却方面而言，还需要关注随之带来能够经济地使用的冷却方法的边界。例如，构件能够利用液氮被冷却至大约-176℃(摄氏度)。由此，一方面，装配余隙不能是任意大小的，而另一方面，在室温下构件的(理论)叠合也不能任意大小地选择。这一方面可能对于装配是有问题的，因为接合余隙越小，精确度要求就越高。另一方面，在接合之后仅相对较小的叠合量可能妨碍到凸轮轴的功能可靠性。

发明内容

基于上述背景，本发明的目的在于，提出一种用于接合复合轴以及设有复合轴的功能结构组件的可替换的方法，其特别适合用于具有不分部分的壳体或不分部分的轴承槽的功能结构组件，进而能够实现整合构造的功能结构组件。优选的是，所述方法能够有助于降低制造成本、特别是降低接合成本。另外，优选的是，该接合方法有助于提高过程可靠性，并且特别是实现具有够造出的复合轴的功能结构组件的制造，所述复合轴设有构造用于转动带动的加装构件，这种加装构件能够以很高的功能可靠性和防故障可行性实现对在功能结构组件运行中产生的转矩的传递。另外，该接合方法优选实现了在接合功能结构组件时辅助材料和燃料用量以及能耗的降低。优选的是，所述方法实现了在室温下对功能结构组件的接合。

另外，在本申请文件的范围内应当提出一种功能结构组件以及一种用于功能结构组件的复合轴，所述功能结构组件和复合轴能够根据所述方法的至少一些基本原理来产生。

就复合轴的制造方面而言，本发明的目的通过一种用于接合构造出的复合轴的方法来实现，这里的复合轴包括带有抗扭地固定于其上的加装构件的空心轴，其中，所述方法包括下列步骤：

提供至少一个加装构件，特别是多个加装构件，

提供空心轴，所述空心轴具有至少一个用于至少一个加装构件的承载分段，其中，所述加装构件具有与承载分段相匹配的容纳座，

给送至少一个加装构件，

给送空心轴，其中，空心轴被引入至少一个加装构件的相应的容纳座中，以及

在给送加装构件和空心轴之后，至少分段地扩宽空心轴，用于将至少一个带有其容纳座的加装构件抗扭或者说扭转刚性地固定在空心轴的相应的承载分段上，其中，空心轴在其承载分段的区域中塑性变形，并且至少一个加装构件中的至少一个加装构件弹性变形。

对于加装构件例如至少部分是指滚动轴承、凸轮、齿轮等。上述方法的优点通过扩宽过程实现了对加工构件很少后续加工和/或无需后续加工的装配。现有技术中所用的方法一般需要复杂的后续加工，以便遵守所希望的尺寸和公差。特别是可以根据上述方法取消成品制造过程。

上述方法的一种实施方式包括：接合轴承、特别是接合设有滚动体的滚动轴承。滚动轴承通常包括内圈、外圈以及多个滚动体，滚动体容纳在内圈与外圈之间。

在分段扩宽空心轴时，空心轴能够与滚动轴承的内圈相接合。据此，在滚动轴承中，首先使内圈弹性变形，也就是弹性地扩宽。这可以在设计滚动轴承或接合方法时得到顾及。例如可以使用特意在内圈、外圈以及容纳于其间的滚动体之间具有限定的径向余隙的轴承。换言之，内圈例如特意具有略微更小的直径。在扩宽之后，内圈发生变形，使得直径符合所希望的成品尺寸，并且确保所希望的精确度或者所需要的支承余隙。

可替换的构造方案涉及的是至少部分地整合滚动轴承的装配或接合。根据这种构造方案，滚动轴承的内圈或内部分段直接构造在空心轴上或整合到空心轴中。这可以包括表面加工、特别是运行面加工。另外，这可以包括将支承凹槽或类似的构造元件构造在空心轴上的过程。在扩宽空心轴时，所述分段同样被扩宽并且至少分段地弹性变形。这可以实现滚动体和外圈在空心轴上的位置紧固，以便使整合构造的滚动轴承得以成型。

原则上，加装构件根据上述方案在空心轴上接合也适用于复合轴在预装配状态下不一定需要接合的功能结构组件。这种构造方案的优点在于，减少或者干脆避免用以产生加装构件的最终型廓的后续加工或成品加工。

就功能结构组件的制造方面而言，本发明的目的通过一种用于接合功能结构组件的方法来实现，这里的功能结构组件包括：限定出至少一个轴承槽的框架结构和至少一个所构造的复合轴，所述复合轴包括带有抗扭地固定安置于其上的加装构件的空心轴并且支承在框架结构上，其中，所述方法包括下列步骤：

提供框架结构、特别是轴承框架或壳体，所述框架结构限定出带有至少一个沿周向闭合的支承座的轴承槽，

提供至少两个加装构件、特别是多个加装构件，

提供空心轴，空心轴具有至少一个用于加装构件的承载分段，其中，加装构件具有与承载分段相匹配的容纳座，

将加装构件沿第一给送方向给送到轴承槽中，

将空心轴沿第二给送方向给送到轴承槽中，第二给送方向不同于第一给送方向，其中，空心轴被引入至少两个加装构件的相应的容纳座中，以及

在将加装构件和空心轴给送到轴承槽中之后，至少分段地扩宽空心轴，用于将至少两个带有其容纳座的加装构件抗扭或者说扭转刚性地固定在空心轴的相应的承载分段上，

其中，空心轴在其承载分段的区域中塑性地变型，并且至少两个加装构件中的至少一些弹性地变型。

本发明的目的按照这种方式完美实现。

根据本发明，可以避免由热接合一并引起的缺点，方式为：通常也可以称为载体轴的空心轴在预装配的状态下(塑性地)变形，以便将需要固定在载体轴上的加装构件防脱失地而且适于力矩传递地固定安置。

另外，获得如下明显优势，空心轴能够装配有本身对于框架结构的支承座过大的加装构件，以便沿轴向输送通过这种加装构件。由此，在支承座时，不必特别顾及到加装构件的尺寸。

空心轴的扩宽以如下方式实现，使空心轴在布置于加装构件内部的区域中通过内部压力施加而塑性地沿径向扩宽，从而加装构件被以剩余的压合座固定安置在空心轴上。在本文中，例如参引EP1334784A2，该文献记载的是管状的构件、特别是空心轴的所谓的内部高压改变造型。内部高压改变造型方法通常也称为IHU方法。IHU接合方法明显区别于原则上出发点在于任意接合配对件的压配合或者过盈配合的接合方法，在这种接合方法中，接合例如利用热膨胀和/或产生高压制力来实现。

这种接合方法的显著优点在于，由加装构件和空心轴构成的复合体基本上能够在一个阶段中产生。特别是不需要对需要接合的元件进行热处理并且额外将其相互压合。理想情况下，在未相互压合的状态下，在加装构件与空心轴之间存在足够大的接合余隙，用于使元件能够在没有明显接合力的情况下得到对齐和预装配。

为了产生压合座而将空心轴扩宽的过程具有其他优点：原则上能够实现很高的叠合程度，这种叠合程度能够产生可任意加载负荷的复合体。在包括了热接合的方法中，通常需要其他措施，用于提高需要接合的构件之间的摩擦系数。已知的是如下应用，按照这种方式能够产生连接所希望的承载能力和强度。这种措施在充分利用接合配对件的热膨胀的接合方法中可能需要其他加工过程，例如产生提高摩擦系数的结构和/或相应的涂层。

与此相反，这种接合以对空心轴的塑性扩宽为基础实现了能够承载高负荷的连接。这可以相比于已知的热学接合方法例如使得，宽度很小的加装构件能够得到应用。通常设计用于热接合的加装构件必须具有最小宽度(轴向伸展)，以便能够提供所希望的传递力矩。但是这可以在基于IHU的方法中通过潜在较大的叠合程度就已经实现，从而实现了相应地降低宽度。这例如能够有助于降低复合轴的重量。

按照本申请的方式，空心轴的概念既可以理解为连贯地设有凹空部的、也就是连贯地“空心”构造的载体轴。另外，空心轴的概念也能够理解为至少分段设有空心型材或相应的凹空部的载体轴。换言之，按照本申请的方式，载体轴也可以称为具有部分闭合的造型分段的空心轴。同样优选的是，空心轴完全呈管状地构造。

优选的是，空心轴在扩宽之前，具有一体的连续的空心型材或环状造型，使得在空心轴的纵向伸展上基本上不存在直径偏差，也就是例如不存在梯级部等。同样可以设想的是，空心轴能够至少分段地设有变细部、切口等。但也可以考虑空心轴至少在其外周上分梯级地构造的设计方案。

优选的是，框架结构是一体制造的或者至少整合制造的框架结构。换言之，框架结构优选不分部分，也就是不是由两个或更多元件(框架半部)组装而成。据此，在圆周上闭合的轴承座可以特别是具有用于轴承的唯一的环绕的压合面的轴承座。换言之，框架结构的轴承槽对于空心轴而言，不能沿径向配合。据此，空心轴仅能够沿轴向引入轴承槽中。框架结构的轴承槽通常通过多个彼此对齐对准的(同中心布置的)轴承座来限定。

加装构件在空心轴上抗扭或者说扭转刚性的固定特别是实现了空心轴与加装构件之间的转矩传递。换言之，加装构件被防扭转地容纳在空心轴上。

根据示例的构造方案，弹性变形的加装构件在空心轴扩宽之后，具有特别是无需后续加工的最终型廓而且设有具备如下实际尺寸的外圆周，所述实际尺寸与外圆周的在功能方面预设的额定尺寸相同。这具有如下优点，被与框架结构接合的复合轴例如在壳体中，无需在经历其他削去材料的加工。这种后续加工会导致耗费明显提高，因为复合轴本身就已经“构成完成”。这主要是由于复合轴或加装构件很差的可到达性和伴随后续加工对功能结构组件的沾污。

根据另一构造方案，弹性地变形的加装构件在扩宽空心轴之后，在预紧的情况下与空心轴的承载分段相压合，其中，加装构件在扩宽空心轴之前具有小于功能方面预设的额定外部型廓的外部型廓，并且弹性地变形的加装构件在空心轴扩宽之后，具有等于功能方面预设的额定外部型廓的实际外部型廓。换言之，加装构件的保留的弹性变形能够预期，并且在加装构件尚未接合的情况下得到保持。这具有如下优点，加装构件在空心轴扩宽之后，具有所希望的尺寸。加装构件在接合之前的所需的外部型廓可以通过计算、模拟和/或试验来获得。

根据另一构造方案，至少一些加装构件在空心轴扩宽之前就在其外部型廓上设有功能面、特别是设有环绕的运行面，其表面加工完成。在本文中，再次强调的是，所述方法的主要优点在于，无需对所接合的加装构件进行削去的后续加工。即便是加装构件的外部型廓的尺寸通过扩宽空心轴而改变，表面质量还是基本上保持不变。这特别是以相对变形仅非常微小为基础。相反，当加装构件根据普遍公知的用于借助于内部高压改变造型来接合的方法来接合时，需要削去的后续加工，用于产生所希望的表面质量。这会明显提高耗费和成本。

根据另一构造方案，加装构件当扩宽空心轴之前，在其外部型廓上借助于削去式加工方法完成加工并且具有在扩宽空心轴之后保留的弹性变形的情况下所限定的尺寸。加装构件即有意地、例如“偏小地”制造，以便在扩宽之后是合乎尺寸的。

根据所述方法的另一构造方案，给送加装构件的步骤还包括：

对齐加装构件，其中，加装构件中的至少两个被以接合额定定向来布置，接合额定定向产生了加装构件彼此间的不同于接合状态下加装构件彼此间的额定定向的相对定向。

这例如可以意味着：多个或所有实施为凸轮的加装构件具有相同的接合额定定向。这可以明显简化加装构件的操作和给送。另外，加装构件的对齐能够得到简化，因为例如用于提供适当的定位容纳部的耗费下降。

根据另一构造方案，所述方法在将空心轴给送到轴承槽中之后，还包括如下步骤：

沿轴向对齐空心轴，

关于至少一个加装构件对齐空心轴的角位置，以及

分段扩宽空心轴，用于将至少一个加装构件抗扭或者说扭转刚性地固定在空心轴的所对应的承载分段上。

这具有如下优点，加装构件彼此间的角度对齐能够间接地通过对齐空心轴来实现。因此，多个加装构件可以在给送之后，具有相同的接合额定定向，尽管加装构件在最终接合的状态下具有不同于此的额定定向。

根据一种构造方案，所述方法还具有针对多个加装构件按顺序完成加工的如下步骤：

关于至少一个紧跟的加装构件对齐空心轴的角位置，

扩宽空心轴的后一个承载分段，用于抗扭或者说扭转刚性地固定至少一个紧跟的加装构件，

其中，通过按顺序对齐和扩宽，获得加装构件之间所希望的相对位置，特别是所希望的角度取向。

由此，能够实现按顺序的接合。另外，每个加装构件在复合体中可以具有所希望的角度定向，方式为：空心轴相应地在各自接合之前就被对齐。按顺序接合的另一可以考虑的优点在于，接合压力在每次完成加工时，都能够重新匹配。由此，可以限定出：空心轴的各个分段应当以多大的程度扩宽。在承载分段与加装构件之间在接合之后存在的(假想的)叠合程度可以改变。按照这种方式能够影响到接合力或保持力。于是，例如对于呈凸轮形式的加装构件而言需要的是，产生很高的保持力，以便可靠地防止凸轮扭转或滑脱。另一加装构件、例如由具有降低的强度或弹性的烧结金属或其他材料构成的传感器轮可能需要借助于以降低的接合压力进行的扩宽来实现的接合，以便避免加装构件受损。

通常，以其扩宽承载分段所需的接合压力能够根据加装构件的功能、尺寸和/或材料而定。接合压力可以理解为以其从内部扩宽空心轴的相应的承载分段的压力。在此，可以是指以其从内部作用于承载分段的内侧的流体压力。

不言而喻的是，按顺序的接合可以包括独每个加装构件的独立接合。可替换地可以设想的是，至少在一些加工完成的过程中共同接合多个加装构件。这可以例如涉及与输入凸轮和输出凸轮的凸轮对。通常可以涉及的是彼此沿轴向相邻地与空心轴接合的加装构件。

只要在本申请的范围内谈及复合轴，就此应当理解为如下的结构组件，其由多个元件、特别是由载体轴和相应的加装构件构成。这不一定包括如下含义：复合轴的元件由不同类型的材料构成。通常，复合轴的主要元件由金属材料构成，特别是由钢质材料构成。

功能结构组件优选是指预装配的凸轮结构组件，这种凸轮结构组件例如包括壳体、相应的轴承以及容纳于轴承中的凸轮轴。但是，复合轴不一定设计为凸轮轴。同样可以设想的是，复合轴例如设计为平衡轴、通常设计为控制轴或以类似方式设置。

在本文中，还优选的是，功能结构组件设计为发动机结构组件、特别是设计为凸轮轴结构组件或气缸头结构组件，其中，设有空心轴的复合轴在接合的状态下设计为控制轴、特别是设计为凸轮轴。其他应用例如可以包括用于凸轮轴调整的控制轴、质量平衡轴、用于喷油系统的控制轴等。优选的是，复合轴间接地或直接地对应于内燃机的阀传动件、质量平衡传动件或曲轴传动件。

根据所述方法的另一构造方案，加装构件选自如下的组，该组包括：凸轮、法兰、轴承套、脉冲传感器、齿轮、间隔套和链轮。优选的是，空心轴配设有多个相应的加装构件，所述加装构件可以对应前面提到类型的不同部件。通常，例如凸轮轴具有多个凸轮对(输入凸轮、输出凸轮)。另外，一般设置至少一个齿轮或链轮，用于驱动凸轮轴。为了检测凸轮轴的转动位置，例如容纳有脉冲传感器或类似的转动传感器。当然也可以考虑其他加装构件。

在本文中，值得注意的是，并不一定是每个容纳在空心轴上的加装构件都必须通过塑性扩宽空心轴而与空心轴相接合。例如，可以设想的是不用于传递转矩的加装构件。在此情况下，例如可以是指间隔套、轴承的内圈以及类似的构件。因此，可以设想的是，至少一些加装构件以简单的方式压合到空心轴上。但是，优选的是，至少是凸轮、齿轮以及类似的设计用于传递转矩的加装构件通过塑性扩宽而固定到空心轴上。

根据所述方法的另一构造方案，所述方法还在将其中一个加装构件和空心轴给送至框架结构之前，包括对空心轴或对加装构件的所对应的容纳座进行加工的步骤，用于产生空心轴与加装构件直接限定的装配余隙。优选的是，对承载分段还有所对应的容纳座进行加工。理想的是，在此空心轴的外直径和加装构件的内直径以如下方式相互匹配，从而获得限定的装配缝隙，所述装配缝隙实现了足够大的装配余隙，以便无需花很大力气就实现简便的预装配。这特别是通过将空心轴沿轴向引入在其中已经提供了加装构件的轴承槽中来实现。

优选的是，限定的装配余隙明显小于通常在现有技术中已知的IHU方法地选择。特别是，装配余隙可以为空心轴与相应的加装构件直接的接合直径的千分之几。

相对较小的装配缝隙可以随之带来不同的优点。主要的优点可以见于，在扩宽空心轴时，由于用来将空心轴与加装构件接合所需克服的缝隙很小，所以在空心轴和加装构件上仅获得极小的扭曲变形。按照这种方式，可以取消对所接合的复合轴的后续加工。这种后续加工鉴于所接合的复合轴已经强制容纳在框架结构中而与很大的耗费相关联。

通常，很小的限定的装配余隙在空心轴的改变形状程度相对较低时，实现了空心轴与加装构件的可靠接合。按照这种方式，也可以避免空心轴的过度脆化。另一优点可以在于，在接合时必须克服的很小的装配缝隙有助于对于加装构件无需很结实的相对保持件，用于在圆周上支撑加装构件。换言之，由于扩宽空心轴引起的、在加装构件的圆周上获得的变型能够被足够精确地预见到和/或在接合期间或者紧接在接合之后就得以确定。需要估测的变形/拉伸程度极小。

按照这种方式，实现了在线监控或者接近在线的监控。这可以特别是在设计为凸轮的加装构件中十分重要，因为对于内燃机的气门开启时间的相应的作用能够明显受到影响。但是因为对于相应的加装构件不需要结实的相对保持件(阴模或铸模)，所以一定程度上在扩宽期间就已经可以监控凸轮的外部型廓、特别是运行面。理想的是，可以据此在扩宽期间就能够在外部型廓的监控与用于扩宽的装置直接实现反馈。据此，改变形状过程的过程参数能够根据凸轮的所获得的外部轮廓而受到影响。

在优选的实施方式中，空心轴与加装构件直接的装配余隙最大为150μm、优选最大为100μm、进一步优选最大为50μm。例如，空心轴的承载分段和对应该空心轴的价值部件的容纳座以如下方式制造和加工，使得接合余隙处在20μm至75μm之间，优选处在30μm至50μm之间的范围内。

已知的IHU方法、例如根据EP1334784A2通常以明显更大的、必须通过空心轴改变形状来克服的接合缝隙为出发点。这一方面具有如下优点：接合过程本身能够更为简单地实现。对空心轴和加装构件的相应的接合面的预加工能够利用更低的耗费和更低的精确度来执行。但是由此通常产生的缺点在于，在接合过程之后，由于空心轴或加装构件发生变形或扭曲，而需要后续加工。通常，后续加工甚至包括调校所接合的轴，因为变形完全是过大的。这根据本申请通过在接合前足够精确的加工和明显降低的接合缝隙来避免。

空心轴在扩宽时至少部分地发生变形。这在任何情况下都包括在实际的力作用(改变形状力)期间，部分弹性的变形，其中，当改变形状力不在作用于空心轴时，保留有塑性变形。保留下来的塑性变形又使相应的加装构件变形。这种加装构件的变形优选基本上是弹性的。据此，空心轴的弹性变形实现了加装构件、例如凸轮的弹性扩宽。换言之，所接合的加装构件当在其圆周上发生接合过程之后，略大于接合之前。保留下来的扩宽例如可以处在20μm至75μm之间，优选处在40μm至60μm之间的范围内，进一步优选为50μm。

但是，这种扩宽可以在接合之前、在对制成和最终加工加装构件时，得到顾及或预留。这种扩宽可以通过计算、模拟和/或补充性实验来确定或预判。按照这种方式，加装构件能够有意地“过小”地制造，从而在接合以及与之相关联的弹性扩宽之后，获得所希望的尺寸或所希望的构造。

根据另一构造方案，所述方法还在将空心轴给送至框架结构之前，包括对空心轴的在接合状态下对应轴承槽的轴承座的至少一个支承分段进行加工、优选进行成品加工的步骤。换言之，有利的是，空心轴在引入轴承座中之前就已经完全加工完成，从而在引入和接合之后，绝不需要其他加工。这虽然在一定范围内提高了接合过程之前用于加工的耗费，但是避免了后续设置的加工过程。

理想情况下，空心轴连续地或基本连续地设有统一的外部直径。按照这种方式，能够将多个加装构件容纳在空心轴上。加装构件中的至少一些、特别是轴承和类似的未被设计用于传递转矩的加装构件能够沿轴向被压紧。其他设计用于传递转矩的部件能够通过沿径向扩宽和压紧而抗扭地固定安置在空心轴上。不言而喻的是，也可以考虑空心轴分梯级的构造。

根据所述方法的另一构造方案，空心轴的至少一个支承分段和至少一个承载分段基本上相同类型地加工，其中，优选的是，至少一个支承分段和至少一个承载分段具有相同的直径。理想情况下，上述情况至少涉及的是相邻的承载分段和支承分段。另外，这还可以包括：支承分段和承载分段的加工以如下方式实现，二者包括相同的标称尺寸而且二者包括相同的公差范围。另外，二者可以具有相同的表面粗糙度。

根据另一构造方案，所述方法还包括接合至少一个支承元件的步骤，至少一个支承元件实现了空心轴与框架结构之间的相对转动，特别是将至少一个支承元件布置在空心轴的支承分段与轴承槽的所对应的轴承座之间。另外，所述方也可以在给送空心轴之前包括对至少一个加装构件的加工、优选为成品加工的步骤。

根据所述方法的另一构造方案，所述方法还包括如下步骤：

将至少一个加装构件并非沿轴向、优选沿径向给送到轴承槽中，

将空心轴沿轴向给送到轴承槽中，以及

将至少一个加装构件在轴承槽中以限定的相对位置对齐。

为此目的，例如可以设置定位容纳部，定位容纳部确定出加装构件相对于空心轴、特别是相对于针对空心轴的其他加装构件所希望的相对位置。这种相对位置一方面可以包括加装构件彼此间的轴向位置以及关于空心轴的轴向位置。另外，相对位置可以包括加装构件彼此间的角度位置以及关于空心轴的角度位置。

根据所述方法的另一构造方案，扩宽空心轴的步骤还包括：

将梭镖状或尖顶状的改变形状工具引入空心轴中，以及

依次或同时扩宽空心轴的多个与相应的加装构件相对应的承载分段，其中，优选的是，扩宽至少一个承载分段(78)的过程在无需相对保持的情况下通过外部阴模来实现。

上述步骤可以按顺序执行，其中，空心轴在对应单个或多个加装构件的各个分段中被塑性扩宽。据此，接合过程可以逐段进行。但是也可以设想的是，空心轴的不同的承载分段被同时扩宽。

根据所述方法的另一构造方案，扩宽至少一个承载分段的过程在无需相对保持的情况下通过外部阴模来实现。如已经提及的那样，有利的是，加装构件中的至少一个不具有结实的相对保持件，这种相对保持件例如应当在加装构件处对通过扩宽空心轴获得的变形加以控制。优选的是，空心轴的扩宽以如下方式实现，使加装构件仅发生很小程度的变形或扩宽。只要变形能够以足够程度事先预判，加装构件就能够以如下方式设计，使得在扩宽空心轴之后，以很高的安全性和足够窄的公差获得所希望的最终型廓。

按照本申请的方式，阴模或相对保持件是结实的铸模，其限定出加装构件的所得出的外部型廓。这种铸模通常在常规的IHU方法中是需要的。换言之，优选的是，空心轴与加装构件的接合以无需铸模或无需阴模的方式实现。

根据另一构造方案，所述方法还包括接合至少一个轴承元件的步骤，所述轴承元件实现了空心轴与框架结构之间的相对转动，这种相对转动设置在空心轴的两个沿轴向彼此错开的承载分段之间，其中，对至少一个轴承元件的接合优选在扩宽两个相邻的承载分段之前进行。对轴承元件的给送原则上也可以沿径向进行。但也可以设想的是，将轴承元件沿轴向给送到轴承槽中，因为轴承元件通常与轴承槽的轴承座相匹配。也可以考虑组合式的径向-轴向给送运动。

所述方法的上述方面在表达上也涉及根据所述方法制成的复合轴，复合轴容纳或能够容纳在功能结构组件中。

与功能结构组件相关地，本发明的目的还通过具有框架结构和至少一个所构造的复合轴的功能结构组件、特别是凸轮结构组件来实现，框架结构限定出至少一个轴承槽，复合轴支承在框架结构上并且包括空心轴和抗扭地固定安置在空心轴上的加装构件，其中，框架结构具有沿径向闭合的轴承槽，加装构件具有容纳座，容纳座与空心轴的相应的承载分段相匹配，空心轴的承载分段被扩宽，以便将相应的加装构件扭转刚性地固定在空心轴上，空心轴在其承载分段的区域中发生塑性变形，至少两个加装构件中的至少一些发生弹性变形并且与其承载分段相压合。

优选的是，功能结构组件根据上面介绍的方法的至少一些方面得到制造和接合。承载分段特别是被塑性扩宽。

根据功能结构组件的改进方案，用于所构造的复合轴的轴承槽沿轴向不能进入。这例如可以意味着：扭转刚性地固定在空心轴上的加装构件中的至少一个完全是“过大”的，以便例如被引导穿过轴承槽的轴承座。

根据功能结构组件的另一构造方案，设置有至少一个轴承元件，所述轴承元件将空心轴的轴承分段和框架结构的所对应的轴承分段相互连接，轴承元件布置在两个相邻的、被扩宽的承载分段之间，在所述承载分段上分别抗扭地容纳有加装构件。

与复合轴相关地，本发明的目的还通过所构造的、被设计用于容纳框架结构的复合轴、特别是凸轮轴和至少一个加装构件来实现，框架结构限定出至少一个轴承槽，其中，复合轴包括空心轴和抗扭地固定安置在空心轴上的加装构件，加装构件具有容纳座，容纳座与空心轴的相应的承载分段相匹配，空心轴的承载分段被扩宽，以便将相应的加装构件抗扭或者说扭转刚性地固定在空心轴上，空心轴在其承载分段的区域中发生塑性变形，加装构件中的至少一些发生弹性变形并且与其承载分段相压合。

不言而喻的是，所述方法和复合轴或功能结构组件的构造方案也包括在本发明的范围内，其中，仅一些加装构件通过分段扩宽空心轴而与空心轴相接合。

不言而喻的是，本发明的前面提到的和后面还有阐释的特征不仅能够以分别给出的组合应用，而且能够以其他组合或者单独应用，而不离开本发明的范围。

附图说明

本发明的特征和优点由参照附图对多个优选实施例的下列说明来获得。其中：

图1示出所构造的复合轴的透视图，复合轴构造为凸轮轴；

图2示出根据图1的凸轮轴的示意分解图；

图3示出壳体的透视简化视图，壳体例如设计为凸轮轴壳体并且容纳有两个凸轮轴；

图4示出轴承框架的简化透视图，在其上容纳有两个凸轮轴；

图5示出未装配的轴承框架的基于根据图4的轴承框架设计方案的透视图；

图6示出在接合过程期间实施为凸轮轴的所构造的复合轴的简化示意俯视图，所述复合轴容纳在框架结构上；

图7示出根据图6的凸轮轴的侧视图，其中，取消对框架结构的图示，改变形状工具以脱开嵌接的位置示出；

图8以未接合的状态示出由空心轴和加装构件组成的需要接合的复合体的简化示意部分视图；

图9示出需要与加装构件接合的空心轴的类似于根据图8的图示的剖视图，其中，将改变形状工具引入空心轴中，以便扩宽空心轴的承载分段；

图10、图11、图12和图13示出实施为凸轮轴的复合轴的示意的、大大简化的透视图，用于图示表达示例的接合过程的方案；以及

图14示出根据本申请的至少一些原理用于接合功能结构组件的方法的示例构造方案的示意框图。

具体实施方式

借助于图1、图2和图3示出所构造的轴10的示例设计方案，这种轴例如可以设计为凸轮轴12。如前面已经提及那样，所述轴也可以设计为复合轴10。除了凸轮轴12，原则上也可以将其他轴设计为所构造的复合轴10，这些轴例如能够用在内燃机中。下面，统一使用术语凸轮轴12，但这不被理解为是限定性的。

凸轮轴12具有也可以被称为承载轴14的坯件。承载轴14特别是可以是指空心轴16。空心轴16至少分段地设有空心型材18，优选连续地沿其整个纵向伸展设有空心型材18。下面，统一使用术语空心轴16，而这不被设计为限定性的。

凸轮轴12在图1中以得到构造和接合的状态示出，在图2中以分解的状态示出。在空心轴16上容纳有多个加装构件20，参见图1。加装构件16可以例如是指凸轮22、齿轮24(特别是参见图3)、套筒26、轴承或轴承圈28、法兰30等。为了更好地理解，在下面主要使用术语凸轮22，即便加装构件20原则上也可以指其他部件。加装构件20中的至少一些、特别是凸轮22和齿轮24必须以如下方式固定在空心轴16上，从而能够实现转矩传递。凸轮22或齿轮24与其空心轴16之间的相对转动必须能够以高可靠性排除。凸轮22具有呈环绕运行面32形式的功能面，运行面通常得到精细加工。

在现有技术中，原则上已知的是，凸轮22和类似的加装构件通过所谓的内部高压改变形状方法(IHU方法)与空心轴16相接合，以便产生所构造的凸轮轴12。在本文中，再次参引EP13344784A2和在其中原理上介绍的方法过程以及在其中原理上介绍的装置。

在制造技术中、特别是在制成内燃机的模块结构组件或功能结构组件时，另一种趋势在于，尽可能整合地制造壳体部件、框架结构等，以便避免复杂的加工过程和/或接合过程。在本文中，图3和图4示例示出功能结构组件40，其包括整合构造的框架结构42。按照本申请的方式，框架结构42应当例如被认为是壳体44(参见图3)、承载框架46(参见图4和图5)以及类似的用于容纳凸轮轴(广义为所构造的复合轴10)的结构元件。因此，在下面统一以术语框架结构42为出发点。

框架结构42的整合的、特别是至少尽可能单件或者说一体的制造方案可以随之带来显著优势。特别是相比于多件的框架结构能够避免接合过程。多件的框架结构的接合一方面需要相应的接合工作，而且另一方面需要对接合面进行相应的预处理。因此，明显有利的是，能够单件地实施框架结构42。

根据图3的、设计为壳体44的框架结构42具有壳体壁部50、侧部过梁52和中间过梁54。通常，框架结构42限定出至少一个轴承槽，特别是参见图5。轴承槽56具有多个轴承座58，轴承座构造在框架结构42中并且彼此同心地布置。轴承座58特别是构造在侧部过梁52中以及中间过梁54中。图3示出：壳体44的壳体壁50将侧部过梁52和中间过梁54相互连接。图4示出：侧部过梁52和中间过梁54通过纵向过梁60相互连接。壳体44(图3)还有轴承框架46(图4)单件地构造，其中，也可以设置有装入元件，例如压入套筒、螺栓插件、压合套等。

在图5中还通过以64标示的双箭头示出第一方向或给送方向，所述第一方向或给送方向也可以称为径向给送方向。另外，以66标示的双箭头表示第二给送方向，第二给送方向可以表达为轴向给送方向。轴向给送方向66通常相对于通过轴承座58限定的轴承槽56的纵向伸展平行或与之同中心。径向给送方向64通常基本上垂直于轴承槽56地定向。

特别是参引图2和图5还图示出针对空心轴16的给送方案以及需要固定与其上或其立面上的加装构件20。特别是凸轮22优选在其径向伸展(或者：其型廓)上大于轴承槽56的至少一些轴承座58。这换言之就是：相应的凸轮22或者类似的加装构件20同样能够不穿过轴承座58沿轴向引入轴承槽56中。由此，至少是凸轮22沿第一给送方向64沿径向朝向轴承槽56的方形给送。相同情况可以适用于至少一些其余的加装构件20。

原则上也可以设想的是，至少一些加装构件20沿轴向以第二给送方向66给送，例如是被容纳在或压入侧部过梁52的轴承座58中的相应的轴承28。例如容纳在空心轴16上的两个凸轮22之间的相应的轴承28例如通过组合式的运动首先沿第一给送方向64给送，另外沿第二给送方向66被送入中间过梁54的相应的轴承座58中。

图3至图5中所示的框架结构42对于空心轴16沿第一给送方向(径向给送方向)16不可进入。这主要是由于，至少一些轴承座58实施为环绕的或闭合的轴承座。换言之，空心轴16不能简单地沿径向通过中间过梁54或侧部过梁52朝向轴承槽56中的其所希望的最终位置引导。由此，空心轴16必须沿轴向沿第二给送方向66给送。因此，凸轮轴的复合体才可以在框架结构42中产生。得到接合的凸轮轴42在完成装配或接合的状态下防脱失地容纳在框架结构42中，并且能够不被损坏地拆下或拆出。

针对凸轮轴12的示例的接合过程在下面借助于图6至图9图示表达并且详细阐释。

图6示出至少预先装配的凸轮轴12的简化的剖视图。凸轮轴12被引入框架结构42的轴承槽58中并且借助于轴承28被以能够转动的方式容纳在侧部过梁52和中间过梁54的相应的轴承座58上。凸轮轴12具有设有通过虚线标示的空心型材18的空心轴16，在所述空心轴上容纳有多个加装构件20、特别是凸轮22。另外，凸轮轴12具有链轮或齿轮24，链轮或齿轮容纳在空心轴16的两个端部之一上。凸轮22和齿轮24抗扭地容纳在空心轴16上。

图6示例示出以“从上方”或“从下方”看向相应的功能结构组件40的定向。图7以相对于图6中的定向转过90°的定向示出凸轮轴12的另一示意大大简化的纵剖面。图7的视图平面垂直于图6的视图平面地定向。在图7中出于图示原因取消了对框架结构42的图示。

如上面已经介绍那样，沿轴向给送方向66输送或引入空心轴16。但是，在将空心轴16引入轴承槽中之前，加装构件20、特别是凸轮22被相应地引入轴承槽56中，从而空心轴16能够贯穿所述轴承槽。因此，凸轮22能够基本上“从上方”或者“从下方”沿径向朝向第一给送方向64送入到轴承槽中并且在轴承槽中与空心轴16至少预接合或者预装配。空心轴16与凸轮22、齿轮24或其他加装构件20的(最终)接合优选通过扩宽来实现、特别是通过局部扩宽空心轴16来实现，参见图7中以80标示的双箭头。

扩宽过程例如可以借助于改变形状工具70来执行，改变形状工具与空心轴16的空心型材18相匹配。改变形状工具70具有尖顶72，尖顶也可以被杆或梭镖。尖顶72例如具有至少一个改变形状分段74，参见图7。改变形状分段74通常通过密封结构76(沿轴向)限定边界。在本文中，作为补充参照图9。例如，在改变形状工具70中构造有至少一个用于流体的管道82，流体为了扩宽空心轴16而以高压引导至改变形状分段74。改变形状分段74对外通过密封结构76加以密封，这时，改变形状工具70相应地被引入空心轴16中。据此，能够在局部以非常高的压力分段沿径向作用于空心轴16，以便将空心轴扩宽。据此，能够实现空心轴16的塑性变形。

优选的是，对空心轴16的扩宽分别至少在对应加装构件20、特别是凸轮22和齿轮24的承载分段78中进行。另外，在本文中，参考图7中以80标示的双箭头，该双箭头表示空心轴16的扩宽的或需要扩宽的区域。另外，空心轴16可以具有所谓的轴承分段84，其中，容纳有轴承28，所述轴承不一定必须以如此高的预紧程度与空心轴16相压合。据此，在轴承分段84中不一定必须通过改变形状工具70来实现空心轴16相应的扩宽。同样可以设想，例如通过扩宽轴承28的至少是内圈而固定在空心轴16上或其立面上。也可以设想的是，直接在空心轴16上构造有用于轴承28的运行面，从而能够省去轴承内壳。

原则上可以设想的是，改变形状工具70以如下方式实施，使得所有承载分段78都在通过时被扩宽。据此，改变形状工具70的尖顶或杆72必须与空心轴16的整体伸展或空心轴上限定出的承载分段78相匹配，并且设有多个改变形状分段74。但是，也可以设想的是，承载分段78逐段按顺序被扩宽。

在图7中还以88标示用于凸轮22的定位容纳部。定位容纳部被构造用于精确地预设出凸轮22的接合位置，以便确保：当对承载分段78进行相应的扩宽时，凸轮22以其相对于空心轴16或相对于其余凸轮22所希望的位置和定向固定地与承载分段78相接合。定位容纳部88能够与凸轮22相对应、但是也可以与多个凸轮22相对应。定位容纳部88主要被构造用于确定凸轮的转动位置或角位置。当凸轮22通过扩宽相应的轴承分段84而固定在空心轴16上时，定位容纳部88特别是不用作相对凸轮22的保持件或阴模。因为凸轮22不一定必须通过相对保持件(阴模、铸模等)来得到支撑，所以凸轮的运行面对于测量机构能够进入，以便对扩宽过程或接合过程加以监控。

图8示出空心轴16当引入或穿入框架结构42中时的细节图示。给送沿轴向进行，参见第二给送方向66。据此，空心轴16能够以其上例如构造有变细部92的第一端部贯穿引导轴承28，所述轴承被容纳在侧部过梁52或中间过梁54的轴承座58上。另外，图8示出凸轮22，所述凸轮具有大于轴承座58的内直径96的最大尺寸。据此，凸轮22不能沿轴向以第二给送方向66被给送通过轴承座。取而代之，凸轮22被以第一给送方向64沿径向朝向轴承槽56的方向给送。

优选的是，接合过程在空心轴16与需要固定于其上的加装构件之间同样不借助于在充分利用空心轴16和/或加装构件20的热膨胀下的热学接合来实现。优选的是，使承载分段78得到扩宽，用于将承载分段78与加装构件20或凸轮22的容纳座90相接合，而无需将阴模或相应的相对保持件构造在加装构件20或凸轮22的外圆周上。因为接合余隙(外直径100-内直径102)仅是很小的，所以仅须对空心轴16进行程度很低的扩宽，用以确保加装构件20得到足够牢固的安置。这有利地仅以加装构件20或凸轮22的外圆周上很小的形状改变量或构型改变量来实现。由此，可以取消通过阴模或相应构造的相对保持件(也称铸模)进行的复杂的固定。

为了预装配空心轴16，所希望的是，容纳座90的内直径102至少稍大于空心轴16、特别是对应容纳座90的承载分段78的外直径100。但是，优选的是，所产生的接合余隙同样尽可能小。按照这种方式，通过对空心轴16程度相对较小的扩宽，就已经能够确保凸轮22在承载分段78上足够牢固的安置。

参照图10、图11、图12和图13，阐释用于将凸轮轴12在框架结构或壳体44中进行接合的示例装配过程。壳体44出于图示表达原因仅呈框架地示出。另外，还出于图示表达原因，舍弃在图11、图12和图13中的壳体的框架图示。

图10示出如下的状态，其中，加装构件、特别是凸轮22已经给送至壳体44，并且在壳体中大致在定位框架88中对齐。这在图10中未详细示出。空心轴16可以在这时沿轴向(在侧面)引入，并且贯穿凸轮22的容纳座90，对此参见以104标示的、用于图示表达沿轴向的接合方向的箭头以及也参见图8中的图示。例如，需要接合的凸轮轴12总共具有四个凸轮对。图11示出：凸轮22通过定位框架88以如下方式对齐，使得凸轮的容纳座90对准地布置，以便能够与空心轴16相接合。为每个凸轮对例如对应单独的定位框架88-1、88-2、88-3和88-4。

定位框架88-1对应第一凸轮对，定位框架88-2对应第二凸轮对，定位框架88-3对应第三凸轮对，定位框架88-4对应第四凸轮对。不言而喻的是，也可以设置唯一的定位框架88，其相应地对准所有凸轮对。

除了对准的对齐之外，定位框架88-1、88-2、88-3和88-4还实现了对凸轮对的所有凸轮22实现限定的角度定向。特别是借助于图10和图11可见的是，这首先可以包括对所有凸轮22或凸轮对同样的角度对齐。所述位置不等于最终接合的状态下所希望的凸轮22的相对取向。空心轴16与凸轮22的接合以前面已经介绍的方式通过对空心轴16分段进行塑性的扩宽来实现，也参见图9。为此目的，改变形状工具70被引入空心轴16中。

当在根据图11和图12的状态之间过渡时，事先已经借助于定位框架88-1对齐的第一凸轮对通过分段地扩宽空心轴16而与空心轴扭转刚性地压合或固定。这一过程当空心轴16相应地对齐时，例如能够以在图11中示出的对齐的定向在定位框架88-1中进行。在空心轴16接下来能够与通过定位框架88-2对齐的第二凸轮对相接合之前，在这时，实现空心轴16相对于第二凸轮对的角度对齐，以便实现第一凸轮对与第二凸轮对之间所希望的对齐。这通过以限定方式转动空心轴来实现，参见图12中的以106标示的弯曲的箭头。接下来，第二凸轮对可以通过分段扩宽空心轴16来接合。

图13示出：同样可以将第三凸轮对接合，第三凸轮对在图12中还通过定位框架88-3得到对齐。据此，又以限定方式对齐空心轴16，以便实现第三凸轮对与已经接合的凸轮对之间所希望的角度定向。同样地，也可以接合第四凸轮对。总体上获得了按顺序的装配流程，这种装配流程包括对齐和接合的重复顺序。

不言而喻的是，借助于图10至图13示出的依次的装配流程也可以涉及每个单个的加装构件20、特别是每个单个的凸轮22。据此，每个凸轮20、也就是凸轮对的每个凸轮能够单独通过转动空心轴16(间接地)对齐并且通过分段扩宽空心轴16得到接合。这种实施方案相比于借助于图10至图13图示表达的构造方案，具有另外的优点，定位框架88或者其零件还能够更为简单的构造。另外，可以获得如下优点，分别仅须扩宽空心轴16的非常短的轴向分段，参见图6中的承载分段78。

图14示出接合方法的可以考虑的流程的大大简化的示意框图，这种接合方法需要本申请的至少一些构造方案。不言而喻的是，所述方法可以包括可选的步骤，另外，可以考虑通过其他步骤或可替换的步骤对所述方法加以补充，而不偏离本发明的基本核心方面。

所述方法可以包括不同的提供步骤S10、S12、S14、S16。步骤S10可以包括提供框架结构，特别是构成闭合的轴承槽的框架结构。框架结构例如可以构造为壳体或轴承框架。框架结构可以包括单件制造的壳体或框架部件，所述壳体或框架部件构成具有多个轴承座的轴承槽，所述轴承座闭合环绕地构造。

步骤S12可以包括提供至少一个轴承，例如至少一个滚动轴承和/或滑动轴承，通常，凸轮轴或类似构造的轴通过多个轴承容纳在框架结构上。

步骤S14可以包括提供与例如设计为空心轴的坯件(也称载体轴)一起形成所构造的复合轴的加装构件。所述加装构件例如可以是凸轮、齿轮、链轮、法兰等构件。优选的是，所述构件中的至少一些被构造用于：相对于转动带动件扭转刚性地容纳在空心轴上。

据此，步骤S16可以包括提供也可以称为载体轴的坯件。特别地优选的是，步骤S16包括提供设有空心型材的空心轴。空心轴特别是能够呈管状地构造。空心轴也可以具有分梯级的分段。

加工步骤S20、S22、S24可以与加工步骤S10、S14和S16相接。步骤S20可以包括对通过框架结构加以限定的轴承槽的至少一个轴承座的加工。按照这种方式，能够在框架结构上实现针对一个或多个在步骤S12中提供的轴承的适当的容纳部。

步骤S22可以包括对加装构件的至少一个容纳座的加工。步骤S24可以包括对空心轴或载体轴的至少一个承载分段的加工。

理想情况下，步骤S22和S24以如下方式相互协调，使得例如在步骤S22中制造出的内直径与在步骤S24中产生的外直径相匹配。理想情况下，在步骤S22、S24中产生的内直径和外直径以如下方式相互匹配，使得例如在室温下，以简单的方式实现载体轴穿过加装构件的容纳座的接合(穿入)。在步骤S24中，可以加工整个载体轴。但也可以设想的是，载体轴仅分段地在其承载分段的区域中得到加工。借助于步骤S22和S24产生的接合余隙优选以如下方式最小化，使得在后续的步骤中对载体轴轻微的扩宽就已经能够实现载体轴与加装构件直接牢固的、特别是抗扭的连接。

接下来可以是第一接合步骤S30，第一接合步骤包括：给框架结构装配有在步骤S12中提供的轴承。

接下来可以是另一步骤S32，所述步骤特别是可以包括将在步骤S14中提供的加装构件给送到框架结构的轴承槽中。这特别是可以包括对加装构件以限定的方式(粗略)对齐和(粗略)定位。理想情况下，所给送的加装构件以其容纳座与轴承槽的轴承座对准地对齐。加装构件中的至少一些沿径向给送。

步骤S32根据一种构造方案包括对齐加装构件中的至少一些。这一方面可以包括将一些或所有加装构件在其所希望的相对位置中彼此对齐，加装部件在最终状态中也应当具有上述相对位置。例如，凸轮轴的凸轮必须就角度方面彼此高精度地对齐，以便能够实现阀传动件所希望的气门开启时间。这一方面涉及凸轮对的输入凸轮和输出凸轮之间的相对位置，另外也涉及凸轮对彼此间的对齐。

另一方面，根据可替换的构造方案，可以设想的是，加装构件虽然以限定的方式对齐，但是恰好不处在其彼此最终的相对位置中。这可以包括：加装部件、例如所有凸轮或至少一部分凸轮以共同的角位置对齐，例如在共同的定位容纳部中对齐。

作为中间阶段可以设想的是，多个凸轮的每个凸轮对的输入凸轮和输出凸轮在步骤S32中就已经以限定的方式彼此对齐，例如在实现了所希望的角度移位的共同的定位容纳部中对齐。但是，各个凸轮对之间所希望的最终相对位置在步骤S32中还尚未高精度地调整。而是凸轮对能够以共同的角位置对齐，所述角位置不同于其所希望的彼此间最终对齐取向。

接下来可以是步骤S34，所述步骤包括对载体轴的给送、特别是沿轴向的给送。据此，载体轴可以引导穿过轴承、特别是穿过其内直径以及通过加装构件、特别是加装构件的容纳座，以便占据其在框架结构中的额定位置。

在另一原则上也可以是步骤S32和S34的组成部分的步骤S36中，对载体轴和需要固定于其上的加装构件进行对齐。这可以包括沿轴向的对齐，另外，也可以包括转动对齐。特别是当加装构件包括多个凸轮时，凸轮的相应的相对位置(角位置)才可能是很重要的。这可以在步骤S36中例如通过量规或其他定位框架来实现，而视构造方案而定地部分地也可以在步骤S32中就已经执行。

接下来可以是接合步骤S38，所述接合步骤特别是包括分段扩宽载体轴。这能够有利地通过改变形状工具、特别是尖顶状或杆状的改变形状工具来实现，改变形状工具被构造用于，对载体轴以如下方式从内部加载压力，使得载体轴至少分段被扩宽。按照这种方式，能够在载体轴与加装部件的至少一些之间产生高强度的、特别是扭转刚性的连接。

以S40标示的、虚线示出的箭头表示的是：步骤S36和S38能够可替换地多次彼此先后进行，特别是按顺序进行。根据这种构造方案，按顺序进行对齐和通过扩宽载体轴进行的接合。步骤S36能够在第一次完成加工时，包括对载体轴进行所希望的轴向对齐，也就是完全贯通载体轴。

步骤S36还可以在第一次完成加工时，包括对齐载体轴与第一加装构件(例如第一凸轮)之间的角位置。接下来也可以是步骤S38的第一次完成加工，其中，载体轴的一个分段被塑性扩宽，进而产生载体轴与第一加装构件之间牢固的复合体。

据此，步骤S36和S38的下一次完成加工可以包括重新对齐载体轴与下一个加装构件之间的角位置。换言之，将已经固定在载体轴上的第一加装构件连同载体轴以其相对于下一个加装构件转动，以便实现加装构件(例如凸轮)之间所希望的相对角度对齐。

步骤S36和S38能够重复进行，直至将所有加装构件以所希望的彼此相对(角)位置固定在载体轴上。在每次完成加工时，能够相应地转动载体轴。另外，改变形状工具在步骤S36和S38的完成加工期间，沿轴向运动，以便扩宽载体轴的另一分段。

按顺序的接合可以针对每个加装构件需要重新对齐和扩宽。但是，可替换地可以设想的是，特别是在具有输入凸轮和输出凸轮的凸轮对中，分别将一部分(例如两个)加装构件共同接合，并且相应地事先将载体轴相对于这部分加装构件对齐。可能需要将这部分加装构件彼此间事先对齐(相对对齐)。

理想情况下，对加装构件和载体轴至少进行预先装配和最终接合，而无需充分利用所用的材料的热膨胀。

另外，优选的是，所述方法以步骤S38或者在步骤S36和S38按顺序完成加工之后，同样基本上结束。这指的是：优选在载体轴上或者在容纳于载体轴上的加装构件上不必进行后续加工。特别是优选为，接合以如下方式高精度地进行，使得无需对凸轮的环绕的圆周面进行后续加工。

根据图14的方法可以根据可替换的构造方案加以改动。另外，本发明的主体也包括用于接合所构造的复合轴的方法，步骤S10或步骤S20不一定设置在所述方法的前面。而是对空心轴以及加装构件的给送、对齐和接合可以例如根据步骤S30至S40，也在包括了轴承槽的框架结构之外进行。在这种构造方案的范围内能够实现不同的优点，特别是在减少和/或避免后续加工或成品加工方面获得优势。按照这种方式，例如可以产生凸轮轴或类似的复合轴，其中，轴承和/或其他加装构件得到固定或者至少分段地得到整合。

Claims (24)

1.一种用于接合功能结构组件(40)的方法，所述功能结构组件包括：限定出至少一个轴承槽(56)的框架结构(42)，以及至少一个构造出的复合轴(10)，所述复合轴包括空心轴(16)且支承在框架结构(42)上，所述空心轴具有抗扭地固定安置于空心轴上的加装构件(20)，其中，所述方法包括下列步骤：

提供框架结构(42)，所述框架结构限定出带有至少一个沿周向闭合的支承座(58)的轴承槽(56)，

提供至少两个呈凸轮形式的加装构件(20)，

提供空心轴(16)，所述空心轴具有至少一个用于至少两个凸轮的承载分段(78)，其中，所述凸轮具有与承载分段(78)相匹配的容纳座(90)，

将所述至少两个凸轮沿第一给送方向(64)给送到轴承槽(56)中，

将空心轴(16)沿第二给送方向(66)给送到轴承槽(56)中，第二给送方向不同于第一给送方向(64)，其中，空心轴(16)被引入所述至少两个凸轮的相应的容纳座(90)中，以及

在将凸轮和空心轴(16)给送到轴承槽(56)中之后，通过至少分段地扩宽空心轴(16)，将带有相应的容纳座(90)的所述至少两个凸轮抗扭地固定在空心轴(16)的相应的承载分段(78)上，

其中，空心轴(16)在其承载分段(78)的区域中塑性变形，并且所述至少两个凸轮中的至少一些弹性变形，

其中，凸轮在扩宽空心轴(16)之前，在其外部型廓上借助于削去式加工方法得到最终加工并且具有考虑到在扩宽空心轴(16)之后保留的弹性变形的情况下所限定的尺寸，

其中，所述凸轮在空心轴(16)扩宽之前，在其外部型廓上设有功能面(32)，所述功能面的表面已得到最终加工。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，弹性变形的加装构件(20)在空心轴(16)扩宽之后，具有最终型廓而且设有具备如下实际尺寸的外圆周：所述实际尺寸与外圆周的在功能方面预设的额定尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，弹性变形的加装构件(20)在空心轴(16)扩宽之后的最终型廓无需后续加工。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，框架结构(42)被设计为轴承框架(46)或壳体(44)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，弹性变形的加装构件(20)在扩宽空心轴(16)之后，在预紧的情况下与承载分段(78)相压合，其中，加装构件(20)在扩宽空心轴(16)之前具有小于功能方面预设的额定外部型廓的外部型廓，并且弹性变形的加装构件(20)在空心轴(16)扩宽之后，具有等于在功能方面预设的额定外部型廓的实际外部型廓。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，加装构件(20)中的至少一些在空心轴(16)扩宽之前，在其外部型廓上设有环围的运行面，所述运行面的表面已得到最终加工。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，给送加装构件(20)的步骤还包括如下步骤：

对齐加装构件(20)，其中，加装构件(20)中的至少两个被以接合额定定向来布置，接合额定定向产生了加装构件(20)彼此间的不同于接合状态下加装构件(20)彼此间在接合状态下的额定定向的相对定向。

8.根据权利要求7所述的方法，在将空心轴(16)给送到轴承槽(56)中之后，还具有如下步骤：

沿轴向对齐空心轴(16)，

关于至少一个加装构件(20)对齐空心轴(16)的角位置，以及

分段地扩宽空心轴(16)，用于将至少一个加装构件(20)抗扭地固定在空心轴(16)的相对应的承载分段(78)上。

9.根据权利要求8所述的方法，还具有针对多个加装构件(20)按顺序完成加工的下列步骤：

关于至少一个紧跟的加装构件(20)对齐空心轴(16)的角位置，

扩宽空心轴(16)的紧跟的承载分段(78)，用于抗扭地固定至少一个紧跟的加装构件(20)，

其中，通过按顺序对齐和扩宽，获得加装构件(20)之间所希望的相对角度取向。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，功能结构组件(40)被设计为发动机结构组件，其中，设有空心轴(16)的复合轴(10)在接合的状态下被设计为控制轴，至少两个加装构件(20)选自如下的组，该组包括：凸轮、法兰、轴承套、脉冲传感器、齿轮、间隔套和链轮。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，功能结构组件(40)被设计为凸轮轴结构组件，设有空心轴(16)的复合轴(10)在接合的状态下被设计为凸轮轴(12)。

12.根据权利要求1所述的方法，还具有如下步骤：在将加装构件(20)和空心轴(16)给送至框架结构(42)之前，对空心轴(16)的至少一个承载分段(78)或加装构件(20)的所对应的容纳座(90)进行加工，用于在空心轴(16)与加装构件(20)之间产生限定的装配余隙。

13.根据权利要求12所述的方法，还具有如下步骤，在将空心轴(16)给送至框架结构(42)之前，对空心轴(16)的至少一个轴承分段(58)进行加工，所述轴承分段在接合的状态下与轴承槽(56)的轴承座(58)相对应。

14.根据权利要求13所述的方法，还具有如下步骤，对空心轴(16)的至少一个轴承分段(58)的加工包括成品加工。

15.根据权利要求13所述的方法，还具有如下步骤：接合至少一个轴承元件(28)，所述轴承元件实现了空心轴(16)与框架结构(42)之间的相对转动。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，接合至少一个轴承元件(28)的步骤包括：将至少一个轴承元件(28)布置在空心轴(16)的轴承分段(58)与轴承槽(56)的所对应的轴承座(58)之间。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，扩宽空心轴(16)的步骤还具有：

将梭镖状或尖顶状的改变形状工具引入空心轴(16)中，以及

依次或同时扩宽空心轴(16)的多个与相应的加装构件(20)相对应的承载分段(78)。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，扩宽至少一个承载分段(78)的过程在无需相对保持的情况下通过外部阴模来实现。

19.一种功能结构组件(40)，具有：限定出至少一个轴承槽(56)的框架结构(42)和至少一个所构造的复合轴(10)，所述复合轴支承在框架结构(42)上并且包括空心轴(16)和抗扭地固定安置到空心轴上的呈凸轮形式的加装构件(20)，框架结构(42)具有沿径向闭合的轴承槽(56)，凸轮具有容纳座(90)，所述容纳座与空心轴(16)的相应的承载分段(78)相匹配，空心轴(16)的承载分段(78)被扩宽，用以将相应的凸轮抗扭地固定在空心轴(78)上，空心轴(16)在其承载分段(78)的区域中塑性变形，至少两个凸轮中的至少一些弹性变形并且与其承载分段(78)相压合，其中，弹性变形的凸轮在扩宽空心轴(16)之后，在预紧的情况下与承载分段(78)相压合，其中，凸轮在扩宽空心轴(16)之前具有小于功能方面预设的额定外部型廓的外部型廓，并且弹性变形的凸轮在空心轴(16)扩宽之后，具有等于在功能方面预设的额定外部型廓的实际外部型廓，所述凸轮在空心轴(16)扩宽之前，在其外部型廓上设有功能面(32)，所述功能面的表面已得到最终加工。

20.一种功能结构组件(40)，具有：限定出至少一个轴承槽(56)的框架结构(42)和至少一个所构造的复合轴(10)，所述复合轴支承在框架结构(42)上并且包括空心轴(16)和抗扭地固定安置到空心轴上的呈凸轮形式的加装构件(20)，框架结构(42)具有沿径向闭合的轴承槽(56)，凸轮具有容纳座(90)，所述容纳座与空心轴(16)的相应的承载分段(78)相匹配，空心轴(16)的承载分段(78)被扩宽，用以将相应的凸轮抗扭地固定在空心轴(78)上，空心轴(16)在其承载分段(78)的区域中塑性变形，至少两个凸轮中的至少一些弹性变形并且与其承载分段(78)相压合，其中，凸轮在扩宽空心轴(16)之前，在其外部型廓上借助于削去式加工方法得到最终加工并且具有考虑到在扩宽空心轴(16)之后保留的弹性变形的情况下所限定的尺寸，所述凸轮在空心轴(16)扩宽之前，在其外部型廓上设有功能面(32)，所述功能面的表面已得到最终加工。

21.根据权利要求20所述的功能结构组件(40)，其中，所述功能结构组件(40)被设计为凸轮轴模块结构组件。

22.根据权利要求20所述的功能结构组件(40)，其中，所述功能结构组件(40)根据权利要求1所述的方法制成。

23.根据权利要求20所述的功能结构组件(40)，其中，所述沿径向闭合的轴承槽(56)是沿径向无法进入的轴承槽(56)。

24.根据权利要求20所述的功能结构组件(40)，其中，轴承槽(56)对于所构造的复合轴(10)沿轴向无法进入，并且设置有至少一个轴承元件(28)，所述轴承元件将空心轴(16)的轴承分段(58)和框架结构(42)的所对应的轴承座(58)相互连接，轴承元件(28)布置在两个相邻的、扩宽的承载分段(78)之间，在所述承载分段上分别以抗扭的方式容纳加装构件(20)。

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