CN109201925B - 用于制造滚子轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造滚子轴承(1)的方法，包括以下方法步骤：提供凸轮滚子(2)和带有第一轴向凸缘(4)的轴承套筒(3)，将所述凸轮滚子(2)螺纹连接到所述轴承套筒(3)上，将副保持件(5)插入到所述轴承套筒(3)中，直到后者以其第一轴向凸缘(4)抵接在所述副保持件(5)的止动件(6)上，尤其是加热所述轴承套筒(3)，将成型冲头(7)插入到已加热的轴承套筒(3)中并且形成相对的第二轴向凸缘(8)，其中在所述轴承套筒(3)的冷却之后，所述轴承套筒(3)的形成以所述凸轮滚子(2)通过径向游隙(9)和轴向游隙(10)被保持在所述轴承套筒(3)中的方式而进行，将所述成型冲头(7)和所述副保持件(5)移去。

Description

用于制造滚子轴承的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造滚子轴承的方法。本发明还涉及一种根据该方法制造的滚子轴承并且涉及一种内燃机的包括这样的滚子轴承的阀驱动件。
背景技术
内燃机中的阀驱动件用于控制入口阀和出口阀，并且用于将旋转运动经由凸轮轴转换为打开阀的线性运动。为此目的，阀驱动件通常具有所述凸轮轴以及凸轮从动件，所述凸轮从动件与凸轮轴的对应的凸轮操作性地连接。凸轮从动件由此通常包括能够旋转地支撑在轴承螺栓上的凸轮滚子。为了长期的无故障运行，由此需要至少以顺畅运行的方式将凸轮从动件(即，凸轮滚子)能够旋转地固定在轴承螺栓上。如果由于容纳轴承螺栓的对应的元件的结果轴向固定没有通过轴向位置限定而发生，则需要轴承螺栓上的轴向固定。为了凸轮滚子的轴向固定的目的，与轴承螺栓上的对应的沟槽接合的所谓的卡环由此至今通常被用于该情况。然而，这些卡环的紧固由此需要费力安装，这种费力安装不能被忽视，并且还能够在轴承螺栓上引起能够影响功能的擦伤。为了凸轮滚子在轴承螺栓上的能够旋转的支撑，分别或者需要另外设置较贵的球轴承，或者轴承螺栓需要由滑动轴承材料制成，或者需要涂覆有同样较广泛且较贵的对应的滑动轴承层。
发明内容
本发明因此处理如下的问题：提出一种用于制造滚子轴承的方法，该方法克服了从现有技术已知的缺点。
根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的主要构思：通过双金属凸轮滚子将凸轮从动件的凸轮滚子的整个支撑安排在轴承螺栓上。在该情况下，“双金属滚子”意味着实际的凸轮从动件(即，凸轮滚子)由第一金属材料制成，同时轴承套筒由第二金属材料制成。根据本发明的滚子轴承由此通过如下的方法步骤制造：提供凸轮滚子和带有第一轴向凸缘的轴承套筒。这意味着轴承套筒具有圆筒部和卡箍(collar)，其在纵向端部区域处沿径向形成至外侧并且形成轴向凸缘。凸轮滚子随后螺纹连接到轴承套筒上，即，轴承套筒被引导穿过凸轮滚子的轴承开口。通过采用对应的止动件将副保持件(counter holder)插入到轴承套筒中，轴承套筒能够被固定，在于副保持件以所述副保持件以止动件抵接在第一轴向凸缘上的程度而被插入到轴承套筒中。轴承套筒随后能够被加热，其中另外地或替代地，成型冲头被从相对于副保持件的相反侧插入到变热的轴承套筒中，并且成型冲头被插入到尤其是变热的/已加热的轴承套筒中，并且与第一轴向凸缘相对定位的第二轴向凸缘通过成型冲头创建。分别地，作为轴承套筒的变热的或已加热的材料的结果，能够更好地形成后者，即能够更容易地制造第二轴向凸缘。轴承套筒的成型由此以如下的方式进行：在轴承套筒冷却之后，凸轮滚子被保持在带有轴向游隙(axial play)和径向游隙(radial play)的轴承套筒中。通常，成型也能够在室温下进行。然而，作为加热的结果，还存在通过利用不同的热膨胀系数来调节游隙的选择。轴承套筒的两个轴向凸缘在凸轮滚子的内边缘附近接合并且体现凸轮滚子的横向轴向固定。作为轴向游隙和径向游隙的结果，在冷却之后凸轮滚子还相对于轴承套筒能够旋转地支撑。在进一步的使用中，以这种方式制造的滚子轴承使滑动轴承材料的轴承螺栓以及带有滑动轴承材料的传统轴承螺栓的涂层能够膨胀，并且还提供至今所需要的轴向固定装置的取消，凭此尤其是能够得到最优的成本与安装的技术方案。
在根据本发明的技术方案的有益的另外的发展中，滚子轴承以热方式或通过压入配合固定在轴承螺栓上。滚子轴承在轴承螺栓上的热固定能够由此通过加热滚子轴承和/或通过冷却轴承螺栓进行。不言而喻的是，在替代例中，也能够想到通过使用粘接焊接或软焊的物质与物质结合的连接。如果加热滚子轴承和/或如果冷却轴承螺栓，则滚子轴承能够被螺纹连接到轴承螺栓上，并且能够实现温度补偿。分别地，在滚子轴承的冷却之后和/或在轴承螺栓的加热之后，后者膨胀或者滚子轴承的轴承套筒收缩，于是轴承套筒以能够旋转地固定的方式固定在轴承螺栓上。然而，作为存在于轴承套筒与凸轮滚子之间的轴向和径向游隙的结果，凸轮滚子的在轴承套筒上的能够旋转的支撑以及因此的相对于轴承螺栓的能够旋转的支撑是即将发生的。第一和第二轴向凸缘由此体现了凸轮从动件的凸轮滚子相对于轴承螺栓的轴向固定。能够因此以这种方式创建包括这样的滚子轴承的阀驱动件，在该情况下不需要轴承螺栓由昂贵的滑动轴承材料制成，也不需要涂覆有滑动轴承材料，并且将不需要针对凸轮从动件的凸轮滚子的轴向固定所需的当前所需的卡环的安装。益处因此分别在于没有卡环的较简单的安装以及因此没有划伤并且没有另外的安装或空间要求，并且在于轴承螺栓的成本有效的材料的使用。
在根据本发明的技术方案的有益的另外的发展中，100Cr6钢被用于凸轮滚子。所谓的Saarstahl公司的100Cr6钢通常为滚子轴承钢并且因此具有高耐磨性。这样的钢通常在使用前被变硬。
有益地，非铁金属被用于轴承套筒。非铁金属由此是除了贵金属的非铁金属的副族的集体名词。例如，铜、钴、镉、锡、锌、镍及其合金能够作为用于轴承套筒的非铁金属。依据所使用的合金成分，能够由此创建分别需要的特性。
本发明还基于如下的主要构思：提供一种根据上述方法制造的滚子轴承，其中凸轮从动件的凸轮滚子通过径向游隙和轴向游隙而保持在轴承套筒中。这样的滚子轴承由此能够作为已经预制的部件被提供至进一步的安装工序，并且能够被热接合至内燃机的阀驱动件的轴承螺栓，例如通过简单的热接合方法。特别是当前所需的滚子轴承以及诸如例如卡环的轴向固定装置通过这样的滚子轴承能够被完全地放弃。
本发明还基于如下的主要构思：为内燃机的阀驱动件装配这样的滚子轴承，其中滚子轴承由凸轮滚子和轴承套筒组成，并且尤其是热接合在内燃机的阀驱动件的轴承螺栓上。相比于从现有技术已知的阀驱动件，这样的阀驱动件能够被明显更加简单地制造，即无需例如用于轴向固定凸轮滚子的卡环，并且不需要使用用于轴承螺栓的滑动轴承材料或者不需要至少部分地使所述轴承螺栓涂覆有这样的轴承材料。作为整体，能够因此更加成本有效但高质量地提供根据本发明的阀驱动件。
本发明的进一步重要的特征和益处遵循从属权利要求、附图以及通过附图的对应的附图描述。
不言而喻，在没有脱离本发明的范围的情况下，上述的特征以及将在下文中描述的特征不仅能够用在各个指定的结合中，而且还能够用在其他结合中或者单独使用。
附图说明
本发明优选的示例性实施例图示在附图中，并且将在下面的描述中更加详细地描述，其中相同的附图标记指示相同或相似或功能上相同的部件。
在每种情况下示意性地，
图1a-d示出了根据本发明的用于制造滚子轴承的不同的方法步骤以及根据本发明的阀驱动件；
图2示出了图1d的详细图示；
图3示出了图2的轴向图。
具体实施方式
根据图1，图示了用于制造滚子轴承1的方法，其中在第一方法步骤中设置了凸轮滚子2和包括第一轴向凸缘4的轴承套筒3。凸轮滚子2由此特别是由滚子轴承钢(例如，100Cr6钢)制成。轴承套筒3由非铁金属，例如铜、镉、铅、镍、锡、锌或其合金制成。根据图1a，凸轮滚子2由此螺纹连接到轴承套筒3上，直到其抵接在第一轴向凸缘4上。根据图1b，副保持件5插入到轴承套筒3中，直到其与轴承套筒3的第一轴向凸缘4在副保持件5的止动件6上抵接。事先、同时或之后，能够加热轴承套筒3，以便便于其成型。如根据图1c所图示的，随后进行成型冲头7插入到特别是加热的轴承套筒3中。通过压紧成型冲头7和副保持件5，起初仍然沿轴向伸出的边缘部沿径向向外侧形成到第二轴向凸缘8中。轴承套筒3或第二轴向凸缘8的成型分别由此以凸轮滚子2具有轴向游隙9(参见图2)且具有轴向游隙10地保持在轴承套筒3中的方式进行。在成型结束时，成型冲头7和副保持件5被推出轴承套筒3。滚子轴承1因此已经完成，并且准备安装在内燃机13的阀驱动件12的轴承螺栓11上(参见图1d和图2)。
滚子轴承1在轴承螺栓11上的固定由此优选地通过热接合进行，为此目的，冷却轴承螺栓11和/或加热滚子轴承。在将滚子轴承1螺纹连接到轴承螺栓11上之后，进行温度补偿，这影响轴承套筒3在轴承螺栓11上的收缩，并且因此将所述轴承套筒以能够旋转的固定方式固定在轴承螺栓11上。凸轮滚子2因此支撑为以便经由轴向游隙10和径向游隙9而相对于轴承套筒3能够旋转，但同时分别通过它们或通过它们的两个轴向凸缘4、8而沿轴向方向14固定。
在其轴向前侧，根据图1和图2示出的凸轮滚子2由此在每种情况下具有环形台阶15，通过所述环形台阶15，对应的轴向凸缘4、8分别接合以便至少几乎表面对齐。另外的轴向空间要求，如例如在当前用于轴向固定的卡环的情况下所要求的，因此被取消。
而且大大有益的是，作为凸轮从动件(即，轴承套筒3上的凸轮滚子2)的滑动支承的结果，轴承螺栓11本身不再需要由滑动轴承材料制成，或至少按照区域地不再需要涂覆有这样的滑动轴承材料。这提供了轴承螺栓11的明显更加成本有效的制造。由于卡环的取消的结果，能够减少零件种类和因此的储存和物流成本以及安装成本。作为对应的温度处理的结果，甚至是滚子轴承1从轴承螺栓11的拆卸也能够比较简单，并且特别是没有像使用用于轴向固定的传统卡环那样的不可避免的损坏。作为对应的温度处理的结果，在热接合座(thermal joint seat)的情况下，有缺陷的滚子轴承1的更换也能够相对简单，因为轴承套筒3与轴承螺栓11之间的非主动连接能分别通过冷却轴承螺栓11或通过加热轴承套筒3而取消。不言而喻的是，替代地，如果能够确保轴承套筒3在轴承螺栓11上的旋转固定和轴向紧固，同样能够想到轴承套筒3与轴承螺栓11之间的通过物质与物质结合的连接，以及其他连接选择。

Claims (9)

1.一种用于制造滚子轴承(1)的方法，包括以下方法步骤：
-提供凸轮滚子(2)和带有第一轴向凸缘(4)的轴承套筒(3)，
-将所述凸轮滚子(2)螺纹连接到所述轴承套筒(3)上，直到后者抵接在所述第一轴向凸缘(4)上，
-将副保持件(5)插入到所述轴承套筒(3)中，直到后者以其第一轴向凸缘(4)抵接在所述副保持件(5)的止动件(6)上，
-加热所述轴承套筒(3)，
-将成型冲头(7)插入到已加热的轴承套筒(3)中并且形成相对的第二轴向凸缘(8)，其中在所述轴承套筒(3)的冷却之后，所述轴承套筒(3)的形成以所述凸轮滚子(2)通过径向游隙(9)和轴向游隙(10)被保持在所述轴承套筒(3)中的方式而进行，
-将所述成型冲头(7)和所述副保持件(5)移去。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于
所述滚子轴承(1)以热方式或通过压入配合固定在轴承螺栓(11)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于
100Cr6钢被用于凸轮滚子(2)。
4.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于
非铁金属被用于轴承套筒(3)。
5.一种滚子轴承(1)，其根据前述权利要求中的任一项所述的方法制造，其中凸轮滚子(2)通过径向游隙(9)和轴向游隙(10)保持在轴承套筒(3)中。
6.根据权利要求5所述的滚子轴承，
其特征在于
所述凸轮滚子(2)由100Cr6钢制成。
7.根据权利要求5或6所述的滚子轴承，
其特征在于
所述轴承套筒(3)由非铁金属制成。
8.一种内燃机(13)的阀驱动件(12)，其包括根据权利要求5至7中的任一项所述的滚子轴承(1)。
9.根据权利要求8所述的阀驱动件，
其特征在于
所述滚子轴承(1)以热方式或通过压入配合固定至所述阀驱动件(12)的轴承螺栓(11)。
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