CN1120073C - 由多个扁平材料层制成的控制凸轮或齿轮及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在制造边脚料最少的冲裁或精冲的控制凸轮或齿轮时，本发明建议，该控制凸轮或齿轮由几个具有一个中心孔的扁平材料层(3)制成，其中，扁平材料层(3)通过接缝(5)而分成几个扇形片(9.1，……)，相邻扁平材料层(3)的接缝(5)相互错开设置。

Description

由多个扁平材料层制成的控制凸轮或齿轮及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种由多个冲制的或精冲的夹层式叠置的扁平材料层制成的控制凸轮或齿轮。此外，本发明涉及一种所述控制凸轮或齿轮的制造方法。
背景技术
例如在DE3841205C2中公开了一种用于活塞式内燃机的由多个冲裁或精冲的夹层式叠置的扁平材料层组成的连杆。
在DE3026685A1中公开了一种由多个平放叠置的层状扁平材料层制成的外齿轮，其中，每个扁平材料层具有几个孔，其中的一些孔用来容纳铆钉，以便保证将各层固定在一起。
例如由DE4423107A1公开了一种由多个相互连接的扁平材料层制成的控制凸轮。
因此，上述已知齿轮或控制凸轮的共同点是，各个扁平材料层通过冲裁或精冲制成。其中的缺点是可能有相当多的边脚料，其中，所采用的材料厚度愈大或者扁平材料层的材料质量愈好，则上述缺点愈明显。
发明内容
本发明的任务是提出一种这类控制凸轮或齿轮，它相对于传统的控制凸轮或齿轮减少了材料的使用，此外提出了一种制造这种部件的方法。
上述任务的技术解决方案是这种由几个冲裁或精冲的叠置的具有一个中心孔的扁平材料层制成的用于活塞式内燃机的换气阀控制机构的控制凸轮，其中，扁平材料层设计为具有沿材料层平面的方向延伸的接缝的几件，相邻扁平材料层的至少几个接缝相互错开设置。以及这种由几个冲裁或精冲的叠置的扁平材料层制成的齿轮，其中，扁平材料层设计为具有沿材料层平面的方向延伸的接缝的几件，相邻扁平材料层的至少几个接缝相互错开设置。
上述任务在制造控制凸轮或齿轮方向的技术解决方案在于这种用于制造由几个扁平材料层组成的用于活塞式内燃机换气阀控制机构的控制凸轮的方法，具有下述步骤：a)从一料带上冲裁或精冲出多个扇形片，b)叠置一定量的扇形片，使得b1)由几个扇形片形成一扁平材料层，具有在扇形片之间延伸的接缝，b2)由几个扁平材料层叠置而构成所述控制凸轮，其中，各扁平材料层这样相互定位，即相邻扁平材料层的至少几个接缝相互错开设置。以及这种用于制造由几个扁平材料层组成的用于活塞式内燃机的换气阀控制机构的齿轮的方法，具有下述步骤：a)从一料带上冲裁或精冲出多个扇形片，b)叠置一定量的扇形片，使得b1)由几个扇形片形成一扁平材料层，具有在扇形片之间延伸的接缝，b2)由几个扁平材料层叠置而构成所述齿轮，其中，各扁平材料层这样相互定位，即相邻扁平材料层的至少几个接缝相互错开设置。
按照本发明，其整体构成控制凸轮或齿轮的各扁平材料层被设计成几件，沿着材料层平面的方向具有接缝，其中，相邻的扁平材料层的至少几个接缝是相互错开设置的。因此，最好每个扁平材料层被分解成至少2个扇形片，这样能在一条供冲裁的料带上实现各扇形片的省料的布置。此外，为了保证通过各扁平材料层分成多个零件而分解的这一部件的强度，最后各扇形片要固定成扁平材料层，其中，扁平材料层的在各扇形片之间延伸的接缝要相对于其它的接缝，最好是相邻扁平材料层的其它接缝错开设置。
所述齿轮最好被设计成具有一中心孔的圆形或圆环形，其中，接缝最好又是从内向外径向延伸。
此外，最好规定，各个扇形片是圆形段，外和/或内有齿，这样在组装和叠置状态就形成一齿轮。这种齿轮可以既是外齿轮也是内齿轮或者是具有内、外齿的齿环。
本发明的这种结构例如在制造内齿轮泵时具有明显的优点。迄今为止，具有内齿的外环的制造必须承受由高价的金属材料通过拉削而带来的相当高的材料损失的负担，而现在这种部件可以由多个扁平材料层制成，这种扁平材料层本身又由扇形片组成。这些扇形片可以相互紧密交错冲裁，接着固定在一起。这同样适用于设有外齿的内齿轮。
尤其有利的是每个扁平材料层可以由多于两个尤其是三个或四个扇形片组成，其中，相邻的扁平材料层的接缝按大体相同的间距隔开。
对于一些使用情况，有利的是各扁平材料层在相互叠置状态相互固定连接。为此，例如对于外齿轮要具有必要的强度。然而，对于另一些使用情况，例如输送润滑油的泵，相邻扁平材料层的连接是非必需的，因为，在扁平材料层内的各扇形片在组装状态是自稳定的。
为此，有利的是，扁平材料层的各扇形片为了安装首先通过销子相互连接起来，然后再去掉销子。
对于另一种有利的使用情况，组装状态中的各扁平材料层可以设计成凸轮状，其中，扁平材料层在叠置状态中的整体例如构成活塞式内燃机换气阀控制机构的控制凸轮。
为此，扁平材料层的各扇形片可以设计成与上述齿轮中的不同。
这种齿轮或这种控制凸轮的本发明的制造方法规定，首先冲裁或精冲多个扇形片，然后通过将一定数目的扇形片堆叠成扁平材料层和叠置多个这种扁平材料层而构成所述齿轮或控制凸轮。其中，在各个扁平材料层中的扇形片之间的接缝设置成相互不重叠对准，而是至少在几个相邻的扁平材料层之间相互错开布置。
根据每个扁平材料层的扇形片的数目和齿轮或控制凸轮的应用目的，在本发明的方法中首先通过相应合并扇形片构成每个扁平材料层，然后通过几个这种扁平材料层的叠置而完整所述齿轮或控制凸轮。但是，与上述不同也是有利的，即首先相互堆叠相邻材料层的几个扇形片，然后通过其它扇形片的安置而完整各个扁平材料层。
出于生产技术上的原因，有利的是在冲裁或精冲期间，至少在每个扇形片中制成连接件的安装孔。因此，在叠置过程中可以将各个扇形片在作为中心销或中心轴结构的棒状连接件上串起来。这一棒状连接件可以附加安装一铆钉或本身设计为铆钉，该铆钉接着将扁平材料层固定在一起，因此，连接件首先被用于叠置，然后永久保留在组装状态的部件中。
下面借助于附图进一步描述的实施例给出了本发明的其它优点和特征。
附图说明
图1由多个扁平材料层制成的外齿轮结构的齿轮在叠置前的透视图；
图2内齿轮结构的齿轮在组装状态的透视图；
图3一种按本发明的控制凸轮；
图4在一条料带上布置多个扇形片的透视图；
图5用于叠置扁平材料层的装置的示意侧视图；
图6图5的俯视图。
具体实施方式
图1表示所述齿轮被设计为具有外齿1的齿轮2的实施例。齿轮2其整体由一定数目的扁平材料层3构成，这些扁平材料层是从一条料带4上冲裁下来的。
各扁平材料层3又设计成几件，其中，接缝5沿着大体容纳扁平材料层3的材料层平面的方向延伸。
各扁平材料层3在组装状态具有一中心孔6，接缝5从孔的边缘7大体径向向外延伸至每个扁平材料层3的外圆周线8。
图1中的齿轮2的每一扁平材料层3共有四个扇形片9.1、9.2、9.3和9.4，它们在组装状态沿接缝5邻接。此外可以看出，例如最上面的扁平材料层3的接缝5与相邻扁平材料层3的接缝5错开设置。
在各扇形片9.1……的冲裁中，可以在扇形片中同时制成孔10结构的安装孔，该孔在各扇形片9.1……的合并状态和各扁平材料层3的叠置状态形成安装连接件11例如铆钉的通孔。
图2的实施例表示一作为内齿轮构成的处于组装状态的齿轮。每个扁平材料层3由延伸角度范围为120°的扇形片9.1、9.2和9.3组成。中心孔6可以用来例如安装图1所示的带外齿的齿轮2。图1和图2的扇形片分别表示圆环段12，该圆环段在其一个圆弧段13或14上具有齿15。在图1的齿轮2具有外齿的情况下，内圆弧段13设计为平滑的，例如用来安装传动轴，而图2中外圆弧段14被设计成平滑的。如果图2的齿轮是用于输送例如油的内齿轮泵的一零件，则各扇形片9.1…可以在其圆弧段14上具有不同于其弧形的凸起16或相应结构的用于位置固定的未示出的凹陷。
当然，图1的齿轮2为了形成传扭的连接可以具有一不是圆形的孔6。
各个扁平材料层的相互连接可以按每一种可想到的方式和方法进行，其中已经说明了用连接件11的可能性。然而，同样可以设想，根据使用情况采用粘接、激光焊接或形状连接。
在图1和图2的齿轮中，扇形片9.1…最好作为相同的零件构成，而图3的控制凸轮的扇形片9.1，9.2最好设计成不相同。图3表示一个本发明的凸轮20的俯视图，该凸轮的整体由几个冲裁的扁平材料层3组成。位于图纸平面最上面的扁平材料层3具有斜倾于凸轮剖面延伸的接缝5，扇形片9.1和9.2在接缝5中邻接。通过在冲裁后和在各层叠置之前转动每两个扁平材料层3，图纸平面下方的第一个扁平材料层的接缝5位于虚线所示的位置。
图4示意表示一条由例如调质钢CK37组成的料带4，在该料带上表示了尚待冲裁的扇形片9.1…的位置。可以看出紧密排列的按需交错布置的各扇形片9.1…，以便在尽可能避免下脚料的情况下节省材料地冲裁料带4。如果图1和2的齿轮由整体的扁平材料层3组成，则料带4必须至少如齿轮的外直径的宽度。
图5表示具有底板25的叠置装置，在底板25上设有槽26，在该槽中插入销子27结构的棒状连接件11。在中间可以看到一插入孔6中的中心轴28，而在右侧有选择地设置一个插入齿1，15中的定心件29。
如图5左侧所示，销子27可以安装一铆钉30，该铆钉穿过各扇形件9.1…的孔10。作为另一方案可以将销子27本身用作连接件11。
在冲裁各扇形片9.1…时最好这样冲制几个孔10，即尽管相邻扁平材料层3之间的接缝5侧向错开，在制成的齿轮或控制凸轮中各有一列竖直叠置的孔10，参见图1。在中心轴28上方可看到立柱31，各柱帽32配有销子27或铆钉30。
此外，本发明的优点在于可以按简单的方式和方法改变齿轮或控制凸轮。齿或凸轮形状的改变可以按简单的方式通过更换冲裁工具来实现。此外，通过适当地选择料带4和通过精冲以及接着的叠置而制成所述齿轮或控制凸轮，而不需要其它的后加工。

Claims (26)

1.由几个冲裁或精冲的叠置的具有一个中心孔的扁平材料层(3)制成的用于活塞式内燃机的换气阀控制机构的控制凸轮，其特征为，扁平材料层(3)设计为具有沿材料层平面的方向延伸的接缝(5)的几件，相邻扁平材料层(3)的至少几个接缝(5)相互错开设置。
2.按照权利要求1的控制凸轮，其特征为，接缝(5)直线延伸。
3.按照权利要求1或2的控制凸轮，其特征为，接缝(5)大体沿径向从孔的边缘(7)延伸到扁平材料层(3)的外圆周线(8)。
4.按照权利要求1的控制凸轮，其特征为，扁平材料层(3)的接缝(5)这样设置，即接缝沿两个圆周方向与相邻的扁平材料层(3)的接缝(5)按大体相同的间距隔开。
5.按照权利要求1的控制凸轮，其特征为，多于两个的接缝(5)从中心孔(6)沿径向向外延伸。
6.按照权利要求5的控制凸轮，其特征为，各扁平材料层(3)中的接缝(5)等间距设置，位于接缝(5)之间的构成各扁平材料层(3)的扇形片(9.1、9.2、9.3、9.4)结构相同。
7.按照权利要求1的控制凸轮，其特征为，扁平材料层(3)的每个扇形片(9.1，……)单独与相邻扁平材料层(3)的扇形片(9.1，……)连接。
8.按照权利要求7的控制凸轮，其特征为，每个扇形片(9.1，……)至少具有一个通过冲裁或精冲而制成的孔(10)，用来安装连接件(11)。
9.用于制造由几个扁平材料层(3)组成的用于活塞式内燃机换气阀控制机构的控制凸轮的方法，具有下述步骤：
a)从一料带(4)上冲裁或精冲出多个扇形片(9.1，……)，
b)叠置一定量的扇形片(9.1，……)，使得
b1)由几个扇形片(9.1，……)形成一扁平材料层(3)，具有在扇形片(9.1，……)之间延伸的接缝(5)，
b2)由几个扁平材料层(3)叠置而构成所述控制凸轮，其中，各扁平材料层(3)这样相互定位，即相邻扁平材料层(3)的至少几个接缝(5)相互错开设置。
10.按照权利要求9的方法，其特征为，相邻的扁平材料层(3)通过连接件(11)至少暂时相互连接在一起。
11.按照权利要求10的方法，其特征为，在步骤a)中，在各扇形片(9.1，……)中至少制成一个连接件(11)的安装孔，在步骤b)中，通过将具有安装孔的扇形片(9.1，…)在棒状的连接件(11)上串起来而完成叠置。
12.按照权利要求11的方法，其特征为，连接件(11)永久留在部件中。
13.由几个冲裁或精冲的叠置的具有一个中心孔的扁平材料层(3)制成的齿轮，其特征为，扁平材料层(3)设计为具有沿材料层平面的方向延伸的接缝(5)的几件，相邻扁平材料层(3)的至少几个接缝(5)相互错开设置。
14.按照权利要求13的齿轮，其特征为，接缝(5)直线延伸。
15.按照权利要求13或14的齿轮，其特征为，扁平材料层(5)在组装状态具有所述的中心孔(6)，接缝(5)大体沿径向从孔的边缘(7)延伸到扁平材料层(3)的外圆周线(8)。
16.按照权利要求13的齿轮，其特征为，扁平材料层(3)的接缝(5)这样设置，即接缝沿两个圆周方向与相邻的扁平材料层(3)的接缝(5)按大体相同的间距隔开。
17.按照权利要求13的齿轮，其特征为，扁平材料层(3)在组装状态具有所述的中心孔(6)，多于两个的接缝(5)从孔(6)沿径向向外延伸。
18.按照权利要求17的齿轮，其特征为，各扁平材料层(3)中的接缝(5)等间距设置，位于接缝(5)之间的构成各扁平材料层(3)的扇形片(9.1、9.2、9.3、9.4)结构相同。
19.按照权利要求13的齿轮，其特征为，扁平材料层(3)的每个扇形片(9.1，……)单独与相邻扁平材料层(3)的扇形片(9.1，……)连接。
20.按照权利要求19的齿轮，其特征为，每个扇形片(9.1，……)至少具有一个通过冲裁或精冲而制成的孔(10)，用来安装连接件(11)。
21.按照权利要求19的齿轮，其特征为，扇形片(9.1，……)形成圆环段(12)，在界定扇形片(9.1，……)的接缝(5)之间有齿(15)。
22.按照权利要求21的齿轮，其特征为，齿(15)设置成向内指向，向外指的圆弧环(14)设计成平滑的。
23.用于制造由几个扁平材料层(3)组成的用于活塞式内燃机的换气阀控制机构的齿轮的方法，具有下述步骤：
a)从一料带(4)上冲裁或精冲出多个扇形片(9.1，……)，
b)叠置一定量的扇形片(9.1，……)，使得
b1)由几个扇形片(9.1，……)形成一扁平材料层(3)，具有在扇形片(9.1，……)之间延伸的接缝(5)，
b2)由几个扁平材料层(3)叠置而构成所述齿轮，其中，各扁平材料层(3)这样相互定位，即相邻扁平材料层(3)的至少几个接缝(5)相互错开设置。
24.按照权利要求23的方法，其特征为，相邻的扁平材料层(3)通过连接件(11)至少暂时相互连接在一起。
25.按照权利要求24的方法，其特征为，在步骤a)中，在各扇形片(9.1，……)中至少制成一个连接件(11)的安装孔，在步骤b)中，通过将具有安装孔的扇形片(9.1，…)在棒状的连接件(11)上串起来而完成叠置。
26.按照权利要求25的方法，其特征为，连接件(11)永久留在部件中。
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