JP2004501310A

JP2004501310A - カムシャフト用カムの製造方法

Info

Publication number: JP2004501310A
Application number: JP2002503487A
Authority: JP
Inventors: メルツ，カール
Original assignee: メルツ，カール
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: WO2001098020A1; US20040016121A1; US7020962B2; DE50115074D1; AU2001273754A1; EP1292423B1; ATE440693T1; CH704438B1; EP1292423A1; ES2332089T3; JP4674033B2

Abstract

【課題】十分な強度を持って、特に、より速く、より費用効率よく製造することができるカムシャフト用カムの製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】円筒形のシャフト（２）とこのシャフトに固定される複数のカム（１）とからなるカムシャフト用カム（１）の製造方法であって、前記カム（１）は、少なくとも、両端部を折り曲げ合わせた一つの細長い輪郭片（４）から、又は、折り曲げられ、かつ、周方向に組み立てられた複数の輪郭片の小片（３０、３５）から、製造される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、円筒型のシャフトおよびそのシャフトに固定される複数のカムを持つ自動車の内燃機関で用いられるようなカムシャフト用カムの製造方法に関する。
なお、複数の個別の部品から組み立てられるこの種のカムシャフトは、鋳造あるいは鍛造によって製造されるカムシャフトに代わって益々使用されている。
また、本発明は、更に、ここで以下に説明される少なくとも一つの新しいタイプのカムを用いるカムシャフトの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、カムシャフト用カムの製造において、初めに所定の長さに切断された棒状の固体材料から未加工材料を得る。次に、これらカムにシャフト用貫通孔が穿設される。最終的に、貫通孔には通常軸方向の溝が形成され、カムの外面が硬質化される。
【０００３】
シャフトに通常複数のカムを固定するために、従来技術において種々の方法が知られている。
第１のこのような方法において、シャフトは、シャフトの直径を越えて突出するロールオン式ゼロピッチのねじ山がカム付近に設けられる。
カムがシャフトに圧入されると、このねじ山と上記カムの軸方向の溝が嵌合し、これにより、二つの外形は互いに噛み合う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法には、様々な欠点がある。
圧延の際、シャフトはかなりの程度まで延ばされ、曲げられる。それゆえ、その後各シャフトをその望ましい大きさに短縮しなければならず、また、まっすぐにすることによって再度たわみを無くさなければならない。
すなわち、シャフトの軸受部は、カムが圧入されて初めて最終的な大きさに研磨することができる。発生する許容誤差は、少なくとも０．５ｍｍの余分な大きさを考慮に入れなければならない。
【０００５】
また、カムは圧入時に変形され、このいわゆるカム拡張（ｃａｍｇｒｏｗｔｈ）は様々であり、容易に制御することができない。これにより、圧入したそれぞれ独立のカムを、研磨により再加工する必要がある。この場合、カムの変形によって、カムの外周上で凹凸のある箇所の材料の除去が行われる。これによって、以前に誘導的に形成された均一な厚さの表面硬化域は、不均一な厚さとなる。通常、この硬化域には最小限の厚さが定められているため、この硬化域も最初から余分な大きさを与える必要がある。
【０００６】
また、カムが圧入されるとき、上記溝のシステムは、必ずしもカムをシャフトに対してまっすぐに合わせることができないため、カムが僅かに傾く可能性がある。そのため、カムが少々ぐらついてしまう。さらに、カムの圧入方向の前面にある貫通孔の角部は、必ず面取りされており、これによって、カムの方向付けおよび嵌合に重要であるカムの軸方向の長さが僅かに短くなる。これらの許容誤差は、十分に大きなサイズによって考慮されなければならず、また、その後研磨することによって再度除去されなければならない。
また、カムが強制的に圧入される場合、カムにひびが入る危険性があり、これが不良品の原因となっている。
カムが圧入された後の多くの必要な機械加工工程および極めて多くの再加工のために、製造には大変多くの時間を要する。
【０００７】
また、別の方法においては、カムとシャフトとの間に焼嵌めが行われる。この場合、カムの選択された孔は、シャフトの外径よりも僅かに小さな径を有する。カムは加熱された状態で、冷却されたシャフトに挿入される。各部品の温度を均等にした後、望ましい焼嵌めが得られる。しかし、これは、通常、例えば自動車のエンジンのカムに発生するトルクに耐えるだけ十分に頑丈ではない。したがって、通常は上述の方法と同様の噛み合わせがさらに必要となる。
【０００８】
さらに別の方法においては、カムが圧入された後、チューブの如く設計されたシャフトが内部高圧力に作用され、その結果上記シャフトが膨張し、それによって同様にカムがシャフトに圧入される。シャフトは、各カムの間の領域においてカムの内径をも越えて膨張するため、ここでも、少なくともこれらの領域に配列された軸受部は研磨によって十分に再加工される必要がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、十分な強度を持って、特に、より速く、より費用効率よく製造することができるカムシャフト用カムの製造方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の所定の目的は、第１に、カムシャフト用のカムを、十分な強度を持って、特に、より速く、より費用効率よく製造することができる、初めに述べたタイプのカムを製造する方法を示すことである。
本発明によれば、この目的は、請求項１に定められるようなカムを用いることによって達成され、このカムは、細長い輪郭片からこの輪郭片を両端部で折り曲げることにより、又は、複数の輪郭片の小片を折り曲げ、周方向に組み立てることにより製造される。
【００１１】
更に、本発明の所定の目的は、少なくとも一つの上記カムを使用して、カムシャフトを製造する方法を示すことであり、この方法は同様に効率よく、より速く実行することができ、この場合、再加工工程は基本的に省略してもよく、それによって全体として一層経済的となる。この目的は、カムが溶接によってシャフトに固定される請求項１５によって達成される。
【００１２】
本発明の主題における有利な、それ故好ましい改良及び発展は、従属項における各場合に示される。
本発明によって実現される効果は、特に以下の通りである。
【００１３】
カムの製造は、可能な限り簡単で、効率よく、速くそして経済的であり、完全に自動化して行うことができ、適切な場合、ある程度予め成型され、好ましくは切れ目のない材料から所定の長さに切断された一つ又は複数の簡単な輪郭片から開始される。
【００１４】
カムが本発明の方法により、溶接によって、特に、抵抗、レーザ又は電子ビーム溶接によってシャフトに固定される場合、シャフトの圧延は回避され、従ってシャフトの長さが伸びることもなく、また、それによってたわみが発生することもない。
また、カムは、シャフトに適用され、溶接されるときにカムの拡大が起こることもないので、シャフトとカムの両方は、組み立て前においても、それぞれの最終的な大きさに、あるいは少なくとも大体、ほんの数百ミリメートル（端部形状近傍において）を除いては、その最終的な大きさに加工することができる。
研磨による複雑な再加工は回避されるか最小限まで削減される。その結果、シャフトとカムは接続される前において、少なくとも目に見える程余分に大きさを取る必要がなくなる。
表面硬化領域を不規則に除去することも避けられるため、これらの領域も少なくとも目に見える程余分に大きさを取る必要がなくなる。
【００１５】
これまで知られているカムシャフトと比較すると、得られるカムシャフトは、より短い時間で、また、より少ない作業で、特に、より少ない再加工で、高精度および低い不合格率で、極めて効率よくかつコスト的にも効果的に生産することができる。
一方では、シャフト用材料の選択の自由度が大きく、また、他方では、カムにとっても、構成方法の面で極めて高い柔軟性を可能とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１において、同図ａ）で、１は、中空の円筒形シャフト２に固定された本発明にかかるカムを示している。カム１は、第一部分１．１を有し、第一部分１．１に沿って、カム１は、シャフト２と向き合って接触し部分的にシャフト２を取り囲み、また、カム１は、シャフトから突出し空洞３を取り囲む第二部分１．２を有する。
空洞３は、カム１を軽量化し、その慣性モーメントを軽減する効果を有する。それによって、カムシャフト全体の重量およびその回転抵抗も軽減される。
【００１８】
カム１は、輪郭片からその両端部を折り曲げ合わせることにより製造される。このような輪郭片４が図１のｂ）に示されており、ここでは、輪郭片４は、まだまっすぐで折り曲げられていない。輪郭片４の折り曲げ方向は矢印で示されている。
【００１９】
輪郭片４は、折り曲げた後に、その両端部が突合せ継手５を形成し、その両端面がその領域で互いに突き合うように折り曲げることが好ましい。
この目的のため、図１のｂ）にも示されているように、折り曲げ前に両端部に傾斜を付けることが有利である。
【００２０】
輪郭片４は、切れ目のない材料から所定の長さに切断されることが望ましい。
輪郭片４の厚さは、５ｍｍから１５ｍｍの間が好ましい。
輪郭片は、その全長で均一な厚さに限らず、例えば、カム１の部分１．１がその部分１．２よりも厚くなるように、あるいはその逆となるように、変化のある厚さを有することもできる。
【００２１】
図２は、カム１の製造に有利に使用できような折り曲げ治具６内にあるカム１を示している。この場合、輪郭片４は、複数の折り曲げフィンガ８．１〜８．４を用いて折り曲げコア７によって複数の工程で押し出されることによりその所望の最終形状に折り曲げられる。
この場合、まだ折り曲げられていない輪郭片４は、まず、第一の折り曲げフィンガ８．１によって折り曲げコア７に上部で固定される。そして、第二の折り曲げフィンガ８．２は、輪郭片４を略Ｖ字型の仮形状に折り曲げる。第三の折り曲げフィンガ８．３によって、輪郭片４は、底部で折り曲げコア７の周囲に折り曲げられ、そして最後に、輪郭片４の両端部は第４の折り曲げフィンガ８．４によって閉じられて、上記の突合せ継手を形成する。
【００２２】
更なる作業工程において、特に抵抗，レーザ又は電子ビーム溶接技術を用いて、互いに突き合う二つの端部は、その後、互いを溶接してもよい。
このように製造されたカム１は、溶接によって、特に、再度、レーザ又は電子ビーム溶接技術を用いて、特に好ましくは、抵抗溶接によってシャフトに固定されることが好ましい。
【００２３】
図３は、抵抗溶接装置９を示しており、シャフト２に押圧されたカム１が、３つの溶接トング／電極１０によってその所望の位置に回転可能な状態で保持されている。
シャフト２に締め付けられた二つのリング１１は対電極を形成している。電極間の電流経路において、カム１とシャフト２との間の接触面は、最も高いオーム抵抗を持つ領域を形成する。高電流パルスによって、これらの領域には短時間に高い漂遊電力を与えることができ、高い漂遊電力によって上記接触面を互いに望ましく溶接することができる。
【００２４】
好ましくは、この溶接方法において、互いに突き合う輪郭片４の二つの端部を互いに直接溶接することも可能であり、その結果、これらの端部を従来のように溶接することが都合よく省略される。
この溶接方法において、カムは溶接トング１０の間で締め付けられるため、カムをシャフトに予め固定するような手間も都合よく省かれる。
【００２５】
本発明の好ましい改良において、図４ａ）に示されるように、カム１には、その第一部分１．１に内側に向かって突出する、例えば、軸方向に並ぶリブ１２が設けられている。リブ１２は、図４ｂ）に示されるように、例えば、圧延によってまだ折り曲げられていない輪郭片４の上にも形成することができる。
あるいは、これらリブ１２は、折り曲げコア７上で折り曲げられる間に、製造することもでき、その場合、折り曲げコアの一部には対応する表面構造を設けなければならない。この二つの可能性は互いに組み合わせて用いることもできる。リブは、例えば、高さが０．１５ｍｍ〜０．１６ｍｍで、間隔が１．５ｍｍ〜２ｍｍとするべきである。
【００２６】
リブ１２が存在する結果、カムとシャフトとの間で鋭い接触ラインが画定され、このことは、これらのラインに沿って溶接が行われる抵抗溶接時の電流電導に有利となる。
図３による溶接装置を使用するとき、更に好都合となるよう、リブ１２が圧迫されカム１がシャフト４に対するその領域で取り付けられるように、溶接トング１０を用いて溶接する際にカムに圧力を加えるようにしてもよい。これによれば、細部を拡大した図４のｃ）に示されるように、レンズ状の断面の溶接継ぎ目１３を持つ構造が生み出される。
【００２７】
あるいは、軸方向のリブの代わりに、輪郭片４の長手方向又は完成したカムの周方向のリブを使用することもできる。
この場合、輪郭片４を折り曲げた後、再度簡単な方法で折り曲げコア７を除去することができるように、一方ではリブを、また他方においては、折り曲げコア上の外部構造を、折り曲げコアがカムから外れないことを可能とするために、ねじ山の方法で設計することが有利である。
この目的のためには、図２に示すように、折り曲げコア７は、更に、回転可能な部分７．１を持つ二つの部分で製造されなければならない。
【００２８】
図５は、シャフト２上のカム１を示しており、カム１は、特に有利となるようには、レーザまたは電子ビームを用いた溶接によって固定されるように設計される。
この目的のため、カム１は、少なくとも一つの側に、その対応する側面の溝１５によって形成されるフットストリップ１６を有する。
カムは、好ましくは、その全周に渡って、このフットストリップ１６に沿って、レーザあるいは電子ビーム１４を用い、斜め上方から完全に軌道に乗ってシャフト２を貫いて、シャフト２に溶接することができる。
フットストリップ１６が存在する結果、事実上、最適な溶接断面を持つ溶接継ぎ目（溶接錐状体）が実現し、その幅は、略フットストリップ１６の幅に対応し、その結果カム１とシャフト２との間に極めて良好で高い耐力を持つ永続的な接続が保証される。
当然、同一の溶接が、カム１の反対側のフットストリップ１７に沿っても設けられ、また、この同一の溶接は、好ましい。
【００２９】
フットストリップ１６，１７は、まだ折り曲げられていない輪郭片４の上に形成することによって有利に製造してもよく、これらは輪郭片４の上では、単にまっすぐな溝である。
【００３０】
図６は、シャフト２にカム１をレーザ又は電子ビーム溶接する際に、有利に使用できるような装置を示している。
しかし、図６は、複数の圧入されたカム１を持つシャフト２、及び各カム１に対するレーザ又は電子ビーム溶接ヘッドである二つの溶接ヘッド１８を単に図式的に示している。
溶接ヘッド１８は、それらの溶接ビーム１４が、カム１のフットストリップ１６，１７に当たるように向けられる。シャフト２が図示されない手段によって軸方向に取り付けられており、溶接ヘッド１８が同時に作動している間、その軸１９上で回転することが図６によって理解される。
それによって、ほんの数秒間継続する作動において、溶接によりすべてのカム１を同時にシャフト２に固定することが可能となる。
【００３１】
図６による装置を用いて溶接継ぎ目を施す前に、好ましくは、その所望の位置に回転可能な状態で、カム１をシャフト２に予め固定することが必要である可能性がある。
これは、例えば、溶接により結合することによって行ってもよいが、焼嵌め、形状固定接続あるいは内部高圧力等の最初に説明した従来技術による接続方法の内の一つ以上を用いて行うようにしてもよい。
予めの接続は、特に強固でまた全く永続的である必要もないため、最初に概説した既知の固定方法の欠点は、この場合回避することができる。
【００３２】
溶接により、シャフト４およびカム１は比較的小さな圧力を受け、従って、都合よくその形状を維持する。更に、溶接の結果、シャフト２およびカム１に局所的にもたらされる熱は、管状シャフトの場合、例えば、そのシャフトを通って搬送される冷却媒体によって放出することもでき、これによって部品損傷の可能性が更に低下する。
【００３３】
図７は、同図ａ）〜ｃ）において、本発明によるカム１の三つの更なる実施形態と共に、それぞれの場合で、各形態に関連したまだ折り曲げられていない輪郭片４を示している。三つのすべての例において、より緊密にシャフト２を囲んでいる内側方向に突出するショルダ２０が、１．１と１．２部分との間の境界領域において形成されている。
【００３４】
同図ａ）に示される実施形態において、接合領域５の中で、輪郭片の両端部を溶接する際、発生し得る溶接ビード（しずく）を受けることができる溶接継ぎ目凹部２１が、接合領域５に更に設けられている。
これは、溶接後、外側にスムースなカム表面構造が得られるという効果があり、従って、溶接の後に続いて表面の研磨を行う必要がなくなる。
【００３５】
同図ｂ）に示されるカムは、シャフト２から突出する第二長さ部１．２において、第一長さ部１．１よりも厚い板厚を有し、これにより、第一長さ部１．１によって、大きな安定性が与えられる。
【００３６】
逆に、同図ｃ）に示されるカムは、第二長さ部１．２において、第一長さ部１．１よりも薄い板厚を有している。更に、ここでは、二つの輪郭片の端部の接合領域５は、第二長さ部１．２の領域内へ上方に移動しており、これは単に、前記接合領域をカムの外周に設置する更なる可能性である。
【００３７】
カム１の実施形態において、二つの輪郭片端部は、半径方向に重なることも可能であるが、図８に示すように、更なる変形例を鑑みて、重なるように、即ち軸方向に重なるように設計されている。
しかし、一方で、軸方向に重なることは、輪郭片が折り曲げ合わせられているときでさえ、二つの端部を互いに、相互的な、適切であれば、弾力的にわずかにプレストレスを与えた、軸方向を向いた接触をさせることができ、その結果確実に互いに位置が合うという利点がある。
他方において、接合部５は、カムの圧延時に一度として超過することがないので、接合領域にある可能性があって、好ましくは、カムの外側で許容誤差のために必要である可能性もある溝は、悪影響を及ぼすことがない。
【００３８】
図８のカムにおいては、抵抗溶接に関連して同様に既に効果的であると説明され、図４ａ），ｂ）において示されたような内側に向けて突出するリブは、シャフトに取り付けられるその部分１．１にも形成される。
これらのリブはカムとシャフトとの間で機械的な噛み合わせ作り出すためにも有利に利用することができる。この目的のため、カムは、まだ開放された状態、つまり両端部が互いにまだ溶接されていない状態でシャフト上に適用され、そして、リブがシャフトに圧入され、同時に上記噛み合わせが起こるように、カムはそこで、所定位置において外からの圧力によって作用される。
これが可能となるように、リブは適切な場合、あらかじめ硬化しておかなければならない。リブが軸方向に向けられている場合、これは、都合よくカムがシャフトに回転固定される結果となる。カムは、その後、上述した方法の内の一つにおいてシャフトに溶接される。
【００３９】
噛み合わせによって、カムのシャフトへの溶接は、好ましくは、不必要でさえもあり、カムを、その二つの端部を溶接することによって閉じるだけで充分である。
この場合、これらを、例えば、レーザによって圧力下で溶接した場合、液体金属の密度は固体金属の密度よりも低いため、カムは、更に都合よいことに、溶接された物質の再固化時に更に収縮もし、シャフトの周囲でしっかりと閉じる。
【００４０】
また、図９は、同図ａ）〜ｃ）において、二つの折り曲げられた輪郭片３０、３５からなる本発明によるカム１の製造ステップを示している。
図９ａ）は、この場合、上部形成ダイ３２、下部形成ダイ３３および精密止め３４からなる折り曲げ器３１内で、上部カム半分に既に折り曲げ完了した、カム高部又はカム頂点からなる輪郭片３０を示している。
同様に、図９ｂ）は、その上部形成ダイが３７で示され、下部形成ダイが３８で示され、また、その精密止めが３９で示される折り曲げ器３６内にあって、同様に下部カム半分に既に折り曲げ完了した、輪郭片３１を補足する輪郭片３５を示している。
図９ｃ）では、二つの半円又は半貝殻形状カムの半分どうしが、二つの溶接電極４１，４２の間で、閉じられたリングに組み立てられ、抵抗溶接によって、これらの電極を用いてその相互接触面で互いに接続されている。
【００４１】
その断面形状においては、図９ｃ）のカムは図７ａ）のカムに略一致しており、すなわち、カムは、各場合において、シャフトに取り付けられるその長さ部１．１とシャフトから突出する長さ部１．２との間の境界領域で肩部２０を有している。
これらの肩部２０を、まだまっすぐな輪郭片３０上で折り曲げる前にエンボス加工してもよいが、折り曲げる間に折り曲げ器３１内で行うことも有利である。上述した他のすべてのカム形状およびカムデザインは、無論、同様に複数の輪郭片の小片から製造することができ、カムは、必ずしも上部および下部半分から構成する必要はない。特に、カムは、二つの同一の左右半分から構成することもでき、その結果、折り曲げ器さえも省略される。更に、中空でないカム、すなわち、シャフトを全面で囲み、空洞３（図１）を有していないカムを使用することも可能である。原理的には、二つ以上の部品からカムを構成することも同様に考えられる。
【００４２】
記載された方法は、上述したものと比較して、二つの輪郭片３１および３５が各場合において別々となる程度に折り曲げられる必要がないという利点があり、したがって、カムの製造時に材料にかかる負荷が軽減される。また、少なくとも折り曲げ器は、その設計の面で一層簡略化される。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって実現される効果は、特に以下の通りである。
カムの製造は、可能な限り簡単で、効率よく、速くそして経済的であり、完全に自動化して行うことができ、適切な場合、ある程度予め成型され、好ましくは切れ目のない材料から所定の長さに切断された一つ又は複数の簡単な輪郭片から開始される。
カムが本発明の方法により、溶接によって、特に、抵抗、レーザ又は電子ビーム溶接によってシャフトに固定される場合、シャフトの圧延は回避され、従ってシャフトの長さが伸びることもなく、また、それによってたわみが発生することもない。
【００４４】
また、カムは、シャフトに適用され、溶接されるときにカムの拡大が起こることもないので、シャフトとカムの両方は、組み立て前においても、それぞれの最終的な大きさに、あるいは少なくとも大体、ほんの数百ミリメートル（端部形状近傍において）を除いては、その最終的な大きさに加工することができる。
研磨による複雑な再加工は回避されるか最小限まで削減される。その結果、シャフトとカムは接続される前において、少なくとも目に見える程余分に大きさを取る必要がなくなる。
表面硬化領域を不規則に除去することも避けられるため、これらの領域も少なくとも目に見える程余分に大きさを取る必要がなくなる。
【００４５】
これまで知られているカムシャフトと比較すると、得られるカムシャフトは、より短い時間で、また、より少ない作業で、特に、より少ない再加工で、高精度および低い不合格率で、極めて効率よくかつコスト的にも効果的に生産することができる。
一方では、シャフト用材料の選択の自由度が大きく、また、他方では、カムにとっても、構成方法の面で極めて高い柔軟性を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
各場合で、側面図のａ）において、折り曲げられた輪郭片から製造され、シャフト上にあり、シャフトが横に切断されている本発明にかかるカムを示しており、ｂ）において、折り曲げ合わせられる前のまだまっすぐな輪郭片を示している。
【図２】
内部にカムを含む折り曲げ治具を図式的に示している。
【図３】
カムをシャフトに固定する抵抗溶接装置を示している。
【図４】
側面図のａ）において、内側面にリブが取り付けられたカムを示し、平面図のｂ）において、少なくとも部分的にリブが既に取り付けられたまだまっすぐな輪郭片を示し、細部拡大図のｃ）において、抵抗溶接方法によって製造可能な複数の溶接継ぎ目を持つシャフト及びカムの周囲部分を示している。
【図５】
シャフト上にあって、フットストリップが設けられ、レーザまたは電子ビームを用いてフットストリップに沿ってシャフトに溶接されたカムを示す断面図である。
【図６】
複数のレーザまたは電子ビーム溶接ヘッドを持つカムシャフトを製造するための装置を示す模式図である。
【図７】
ａ）〜ｃ）において、本発明による三つの異なるカムと共に、それらに関連した各場合におけるまだ折り曲げられていない輪郭片を示している。
【図８】
両端部が重なり合っている更なるカムを示している。
【図９】
ａ）〜ｃ）において、二つの折り曲げられた輪郭片から構成される本発明によるカムの製造ステップを示している。
【符号の説明】
１　カム
１．１　第一長さ部
１．２　第二長さ部
２　シャフト
３　空洞
４　輪郭片
５　継手
６　折り曲げ治具
７　折り曲げコア
７．１　折り曲げコアの回転部
８．１　第一の折り曲げフィンガ
８．２　第二の折り曲げフィンガ
８．３　第三の折り曲げフィンガ
８．４　第四の折り曲げフィンガ
９　抵抗溶接装置
１０　溶接電極
１１　対電極
１２　リブ
１３　溶接継ぎ目
１４　レーザあるいは電子溶接ビーム
１５　溝
１６　フットストリップ
１７　フットストリップ
１８　溶接ヘッド
１９　軸
２０　肩部
２１　溶接継ぎ目凹部
３０　輪郭片
３１　折り曲げ器
３２　上部形成ダイ
３３　下部形成ダイ
３４　精密止め
３５　輪郭片
３６　折り曲げ器
３７　上部形成ダイ
３８　下部形成ダイ
３９　精密止め
４１　溶接電極
４２　溶接電極

Claims

円筒形のシャフト（２）とこのシャフトに固定される複数のカム（１）とからなるカムシャフト用カム（１）の製造方法であって、
前記カム（１）は、少なくとも、両端部を折り曲げ合わせた一つの細長い輪郭片（４）から、又は、折り曲げられ、かつ、周方向に組み立てられた複数の輪郭片の小片（３０、３５）から、製造されることを特徴とするカムシャフト用カムの製造方法。
前記輪郭片（４；３０、３５）が、少なくとも一つの第一長さ部分（１．１）で前記シャフト（２）に取り付けられ、かつ、少なくとも一つの第二長さ部分（１．２）で前記シャフト（２）から突出するように、折り曲げられることを特徴とする請求項１記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記輪郭片（４；３０、３５）は、その両端部が前記輪郭片の領域で一方が他方に突き合うように、又は、重なり合うように一方が他方に対して突き合うように折り曲げられ、かつ、この目的のため、前記両端部は、折り曲げ合わせられる前に、なるべく適切に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記輪郭片（４；３０、３５）の前記第一長さ部分（１．２）が、前記シャフトを取り付けるその内側面に、好ましくは、硬質化されたリブ（１２）を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記リブ（１２）が、折り曲げ合わせられた状態で、軸方向に連続するように、又は、ねじ山を形成するように設計されたことを特徴とする請求項４記載のカムシャフト用カムの製造方法。
折り曲げ合わせられた状態で内側に向けて突出する肩部（２０）が、前記少なくとも一つの第一長さ部（１．１）と前記少なくとも一つの第二長さ部（１．２）との間の境界領域に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記カム（１）が、前記輪郭片（４；３０、３５）の両端部の接合領域に溶接継ぎ目凹部（２１）を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記輪郭片（４；３０、３５）が、少なくとも前記第一長さ部（１．１）に沿って、横方向に突設されたフットストリップ（１６、１７）を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記リブ（１２），肩部（２０），溶接継ぎ目凹部（２１）及び／又はフットストリップ（１６、１７）が、前記輪郭片（４；３０、３５）を折り曲げる前に少なくとも部分的に圧延によって製造されることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記輪郭片（４；３０、３５）が、折り曲げコア（７；３３、３８）によって折り曲げられることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記リブ（１２），肩部（２０），溶接継ぎ目凹部（２１）及び／又はフットストリップ（１６、１７）が、前記輪郭片（４；３０、３５）を折り曲げる間に、少なくとも部分的に製造されることを特徴とする請求項４〜９，１０のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
使用される折り曲げコア（７）は、前記輪郭片（４）の前記少なくとも一つの第一部（１．１）と協働する回転的に対称な回転部（７．１）を備え、前記回転部（７．１）が外部ねじ山を備え、さらに、この回転部は、前記輪郭片（４）が折り曲げ合わせられた後、ねじを外すことによって前記輪郭片（４）から開放されることを特徴とする請求項１１記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記輪郭片（４；３０、３５）の両端部が、溶接、特に、レーザ溶接又は抵抗溶接によって、互いに接続されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のカムシャフト用カムの製造方法。
前記溶接継ぎ目凹部（２１）がその内部において、同時に発生する可能性のある溶接ビードを受けるように、前記輪郭片（４；３０、３５）の両端部を溶接することを特徴とする請求項１１又は１４記載のカムシャフト用カムの製造方法。
好ましくは請求項１〜１４のいずれかに記載された少なくとも一つのカム（１）を使用し、前記カム（１）が、溶接によってシャフト（２）に固定されることを特徴とするカムシャフトの製造方法。
レーザ又は電子ビーム溶接によって、追加材料を用いずに、溶接が行われることを特徴とする請求項１５記載のカムシャフトの製造方法。
請求項８に記載されたフットストリップ（１６、１７）が設けられたカム（１）を使用し、前記カム（１）が、前記フットストリップ（１６、１７）に沿って前記シャフトを貫いて前記シャフト（２）に溶接されることを特徴とする請求項１６記載のカムシャフトの製造方法。
前記カム（１）が、明確には、特に、溶接による結合によって，熱による焼嵌めによって，管状シャフトの場合内部高圧力の適用によって，及び／又は，大きさ若しくは形状による手段によって、好ましくは、局所的に制限された形状固定接続手段によって、溶接の前に前記シャフト（２）上のその望ましい位置に予め固定されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載のカムシャフトの製造方法。
複数の前記カム（１）がシャフト（２）に連続的に供給され、前記シャフト（２）に同時に溶接されることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のカムシャフトの製造方法。
前記カム（１）が、抵抗溶接方法によって前記シャフト（２）に溶接され、前記カム（１）が、好ましくは溶接電極（１０）の内の少なくとも一つを用いて前記シャフト（２）上のその望ましい位置に保持されることを特徴とする請求項１５に記載のカムシャフトの製造方法。
請求項４又は５に記載され、前記シャフトを取り付けるためにその内側面に設けられたリブ（１２）を備えた前記カム（１）を使用し、前記リブ（１２）が溶接作業の結果として融合されるように、溶接の間、特に、前記少なくとも一つの溶接電極（１０）によって前記カム（１）に圧力が与えられることを特徴とする請求項２０記載のカムシャフトの製造方法。
請求項４又は５に記載され、前記シャフトを取り付けるためにその内側面に設けられたリブ（１２）を備えた前記カム（１）を使用し、前記カム（１）の前記リブ（１２）が前記シャフト（２）に圧入され、前記カム（１）と前記シャフト（２）との間で機械的噛み合わせが起こるように、溶接前に、前記カム（１）に圧力が与えられることを特徴とする請求項１５記載のカムシャフトの製造方法。