JP4072128B2 - 凹みを備えた組み立てられたカムシャフト - Google Patents

Description

本発明は、管状シャフトおよび各々貫通開口を備えかつ管状シャフト上で摺動されかつ互いに距離をおいてそれに固定される複数のカムからなっている組み立てられたカムシャフトに関する。この型のカムシャフトは、それらの軽量特性のためおよびそれらが材料を選択するときより大きな自由度を許容するため高性能エンジンに関して益々評判が良くなっている。この型のカムシャフトの製造方法は本出願人による以前の出願明細書（特許文献１参照）に記載されており、そこでは、管状シャフトの個々の長手方向部分の変形は、局部的に範囲を定められた領域において、摺動カムの内側に高い油圧内部圧力を印加することによって連続して引き起こされ、断面拡大部が管状シャフトとカムとの間に圧力嵌めを生じるためにカムの滑らかな筒状貫通開口に形成されている。

２本のカムシャフトを備えたエンジンのシリンダヘッドの場合において、シリンダヘッド内の取り付け状態はしばしば制限される。シリンダヘッドネジを受容するための貫通開口は、必然的に、カムシャフトに密接して位置決めされ、その結果シリンダヘッドの平面視において、貫通開口はカムシャフトによって部分的に被覆される。製造条件によれば、カムシャフトは、シリンダヘッドがシリンダクランクハウジング上に置かれかつそれにボルト止めされる前に、シリンダヘッド内に仕上げ取り付けされねばならない。上述した特性を有するシリンダヘッドの場合に、後者は貫通開口への接近が阻止されるため達成されることができない。それは貫通開口の領域に横方向の凹みを有する特殊な型のカムシャフトを使用することによってのみ達成されることができ、その凹みはこの領域においてカムシャフトの断面を面取り状に減少しかつすでに組み立てられたカムシャフト用のシリンダヘッドネジ用の工具の使用を許容する。結果として、完成されたシリンダヘッドを取り付けかつカムシャフトを取り除かねばならないことなく、シリンダヘッドネジを再び締めることができる。
独国特許出願第１０２０５５４０号明細書

独国特許出願第２０１１６１１２Ｕ１号は上述した凹みを備えた組み立てられたカムシャフトを製造する方法を提案し、その方法によれば、管状シャフトは最初にカムなしの完全なダイに挿入され、そのダイは完全な管状部材を遊びのない方法において取り囲みかつそのダイ内には個々のラムが案内される。ラムは、それらの前方端で、管状部材の長手方向軸線に対して横方向に延びている半円筒構造を含み、その前方端はダイキャビティに導入されることができる。まず、ラムはダイに挿入される管状シャフトに凹みを形成するのに使用され、ダイ内の管状シャフトの正確に嵌合している位置が凹みの次の変形の間中膨らみが生じることができないことを保証している。カムは次いで凹みを備えている管状シャフト上で摺動されかつその断面が実質上変化しないようにダイによって保持されかつ利用可能な接合方法の１つによって管状シャフト上に固定される。しかしながら、管状部材において断面拡大部を製造することによってカムを固定するための最初に述べた方法は、この場合に圧力プローブが変形された管にもはや挿入されることができないため使用されることができない。

本発明の目的は、あらゆる接合方法によって製造されることができる前記型の組み立てられたカムシャフト、ならびにかかる組み立てられたカムシャフトを変形するための方法および装置を提供することにある。

この目的は、管状シャフトおよび各々貫通開口を備えかつ管状シャフト上で摺動されかつ互いに距離をおいてそれに固定される複数のカムからなっており、管状シャフトが、カムの間に、それぞれ、工具およびネジ／ボルト用の自由な組み立て空間を形成する、内方に向かって熱間成形された横方向の凹みを含んでいる、組み立てられたカムシャフトを設けることによって達成される。ここで提案された設計は、すでに接合されたカムの固定安全性が危険にさらされない自由な組み立て空間を設けるための追加の局部変形により前記型の完成組み立てされたカムシャフトの製造を可能にする。すでに接合されたカム間の長手方向部分の異なって製造された変形は、カムの固定を必然的に危うくする。エンジンの作動中管状シャフトからのカムの緩みがエンジンの損傷を大きくするようになるので、これは全体的に容認できない。

好適な実施の形態において、凹みには、この凹みを取り囲みかつカムの貫通開口の断面を超えて管状シャフトの外径を増大する突起が形成されることが提案される。この方法において、実質上横たわっている管状部材を変形することができる。さらに、カムの領域において、前記管状シャフトが前記カムを固定するための冷間成形された周部断面拡大部を含んでいることが提案される。かくして局部的に範囲が定められた領域において、管状シャフトに高い油圧内部圧力を印加することによってカム用の最初に述べた好適な接合技術を使用することができる。

さらに、断面拡大部がカムの滑らかな筒状貫通開口と協働し、それらが管状シャフトに対して同中心的に延びかつ前記カムとともに圧力嵌めを形成し、とくに前記断面拡大部が各々少なくともカムの軸方向長さに沿って延びることが提案される。代替の実施の形態によれば、凹みを取り囲んでいる領域が前記管状シャフトの最初の外径を実質上超えないことが可能である。これは、変形が、カムを前記管状シャフト上に摺動させかつそれに接合させるダイ内に引き起こされねばならないことを意味している。カムが摺動されかつ接合される前でも、前記カムの領域において、前記管状シャフトはカムを固定するための表面突起を付与されることができ、その表面突起は断面を増大する。

さらに、横方向の凹みが管状シャフトの長さを横切って延び、とくに、前記凹みが管状部材の部分円筒穴もしくは半円筒穴にほぼ対応することが提案される。管の内側で前記凹みが管の軸線の範囲までほぼ延びることができる。

この場合においても、凹みが本発明によって管状シャフト内で製造されるため、熱間成形はカムが所望されるように確実に固定される製品を結果として生じる。それらの周部材位置に関するかぎり、凹みは好ましくは同一方法においてすべて方向付けられる。

さらに、本目的は、管状シャフトおよび各々貫通開口を備えかつ管状シャフト上で摺動されかつ互いに距離をおいてそれに固定される複数のカムからなっており、前記管状シャフトが、前記固定されたカムの間で局部的に加熱されかつ熱間成形による横方向の凹みを備える、組み立てられたカムシャフトを製造する本発明によるカムシャフトの製造方法を設けることによって達成される。

好適な実施の形態によれば、熱間成形が締め付けられない管状部材において行なわれ、凹みにおいて、前記凹みを取り囲みかつカムの貫通開口の断面を超えて管状シャフトの外径を増大する突起が形成されることが提案される。好適な接合方法は、とくに、前記凹みを製造する前に、前記管状シャフトが、前記カムの領域において、前記カムの領域の断面を増大することによって半径方向に外方に向かって冷間成形されることに存する。

この方法において、まず、カムシャフトはそれ自体知られる方法において組み立てられ、ここで記載されたカムとは別に、任意にまたギヤおよび他の要素が管状シャフト上に摺動されかつ管状シャフトに固定されることができ、凹みを製造するための変形方法が単に連続して行なわれる。変形が自由な支持されない管状シャフト上に引き起こされるため、半径方向の突起がカム用の接合技術の自由な選択に影響を及ぼすことなく前記管状シャフトにおいて発生することができる。凹みは、また、ここで主として述べられる目的以外の目的に役立つ。

原則として知られるように、断面拡大部は、とくに連続して、カムとの圧力嵌めを形成するために管状シャフトに油圧内部圧力を印加することによって形成されることができる。カム間に位置決めされた第２の長手方向部分は、また、加熱された管状部材に局部的な機械的力を導入することによって凹みを製造するために好ましくは連続して変形されることができ、その力は管の軸線に対して実質上半径方向に向けられる。

すでに示されたように、代替の実施の形態によれば、熱間成形がダイに締め付けられる管状部材で引き起こされることが可能であり、その結果として、凹みを取り囲んでいる領域は、それらが管状シャフトの最初の外径を実質上超えることができないような方法においてダイに締め付けられる。ダイを簡素化するために、前記管状シャフトは、カム上を摺動する前に変形されることができ、そして凹みが形成された後のみ、カムは前記管状シャフト上に摺動されかつ管状シャフトに固定される。

本発明による局部熱間成形は材料が冷えるとき管状部材に引っ張り応力を導くことができ、その引っ張り応力は熱間成形された凹みの各々において管状部材の曲げを導く。完成されたカムシャフトを所望に真っ直ぐにすることを回避するために、力の局部的な導入の間中、曲げモーメントが、その中心が局部的な機械的力の導入と反対の側に位置決めされる管状シャフトの曲げを生じるために力の印加の方向に対して垂直に延びる軸線のまわりで前記管状シャフトに導かれることが提案される。とくに、加熱された管状部材の前記曲げの寸法が、前記管状シャフトの長手方向軸線が、管状部材が冷えた後、再び整列されるように選択されることが提案される。これは、熱間成形作業の間中、変形された領域が冷却過程の間中期待される収縮および引っ張り応力に対して同時に屈曲される、すなわち、冷却過程の間中の連続する曲げ作用が対向屈曲を生じることによって熱間成形過程の間中予想されることを意味している。

局部加熱を実施するために、原則として、比較的範囲を定められた局部加熱を許容する種々の方法が利用可能である。第１の好適な実施の形態によれば、カムの間で、管状シャフトは、局部的に範囲が定められる領域において、電気抵抗加熱の方法を使用することにより前記管状シャフトに流れている電流の流れによって加熱されることが提案される。第１の可能性によれば、管状シャフト内の電流の流れが前記管状シャフトで少なくとも２つの径方向に対向した電極間で局部的に範囲が定められかつ長手方向軸線に対して実質上横方向に引き起こされ、前記電極の一方が機械的力を局部的に導入するのに使用されることが提案される。この実施の形態において、成形工具は同時に電極として使用される。さらに他の実施の形態によれば、管状シャフト内の電流の流れが互いに軸方向の距離で前記管状シャフトに配置された２つの電極間で局部的に範囲が定められかつ管の軸線に対して実質上長手方向に引き起こされ、前記電極が好ましくは力の導入に関与しないことが提案される。これは、電極の耐久性に関するかぎり、より大きな表面積により、電流密度が減少されるため好都合である。さらに、加熱されるべき領域が軸方向に狭くなることができる。

加えて、凹みを製造するのに設けられた長手方向部分を加熱しながら、冷却されていることによって、カムを支持する長手方向部分が前記後者の長手方向部分における管状シャフトの材料の構造または応力の変化をまったく許さない温度で保持されるのが好都合である。これはカムの領域における予め応力がかけられた断面拡大部の強度の損失を回避するために提案される。さらに、凹みを形成するために設けられたすべての長手方向部分がカムシャフトの単一の締め付け状態において変形され、製造されるべき凹みの数に対応する多数の成形パンチが利用可能であるか、または前記締め付け状態において、カムシャフトが単一の成形工具に対して軸方向に動かされるか、その逆も可能であり、単一の成形工具は締め付けられたカムシャフトに沿って動かされる。

組み立てられたカムシャフトに横方向の凹みを形成するためのかつ管状シャフトおよび各々貫通開口を備えかつ管状シャフト上で摺動されかつ互いに距離をおいて管状シャフトに固定される複数のカムからなっている本発明の装置は、カムシャフト用の締め付け装置、カム間で個々の第２の長手方向部分の局部的加熱を許容する少なくとも１つの加熱装置、および前記カム間で熱間成形作業を実施するために加熱された管状部材に機械的力を半径方向に局部的に導くための少なくとも１つの成形パンチを含んでいる。とくに、前記締め付け装置が幾つかの下方支持ベアリング殻体および幾つかの上方支持ベアリング殻体および軸方向固定装置および回転角度用固定装置を含んでいることが提案される。好適な実施の形態において、前記少なくとも１つの成形パンチが、管状シャフトに向かって、その軸線が長手方向軸線を垂直に横切るほぼ半円筒断面を含んでいることが提案される。さらに、装置は、加熱装置が抵抗加熱装置であり、電極が管状部材に位置決めされそして電流が前記管状シャフトを介して流れることを特徴とすることができる。この実施の形態において、第１電極が前記少なくとも１つの成形パンチによって形成されそして幾つかの第２電極が下方支持ベアリング殻体によって形成されることができるか、または、１つの第１電極が前記少なくとも１つの成形パンチの一方側に軸方向に配置されかつ第２電極が前記少なくとも１つの成形パンチの他方側に軸方向に配置されることができ、かつとくに電極が環状電極であることができる。上述した曲げの作用を回避するために、支持ベアリング殻体の中心によって画成される、前記締め付け装置の中心線を通る長手方向断面において、前記下方支持ベアリング殻体が前記成形パンチに向いている外部湾曲を含んでいることが提案される。好適な実施の形態において、前記下方支持ベアリング殻体および上方支持ベアリング殻体が締め付け装置の長手方向軸線に沿って相対的に軸方向に間隔が置かれるように交互に配置されることが提案され、そしてさらに、２つの隣接する上方支持ベアリング殻体に対して、前記下方支持ベアリング殻体が前記締め付け装置の長手方向軸線に対して前記成形パンチに向かって個々に移動可能であることが提案される。代替的に、前記支持ベアリング殻体の中心によって画成される、前記締め付け装置の中心線が、前記成形パンチの送り軸線とともに、平面を画成する屈曲線を形成することができ、かつその外方湾曲が前記成形パンチに向いている、すなわち、その屈曲中心が、屈曲線に関連して、前記成形パンチと反対に配置される。

本発明のカムシャフトならびに種々の本発明の装置の好適な実施の形態が図面を参照して以下で説明される。

図１の種々の図が以下で共同して説明される。それらは、実質上、管状シャフト１２および前記管状シャフト１２上で摺動されるカム対１４からなる本発明の組み立てられたカムシャフト１１を示している。カム１４は管状シャフト１２上の異なる角度位置に対で固定されている。このために、管状シャフト１２はカム１４と連係される第１の長手方向部分１３を冷間成形することによって半径方向に膨張させられ、その結果カム１４は本図面の尺度のため識別されることができない軸方向に限界を定められた管状シャフト１２の断面拡大部上に圧力嵌めによって固定される。管状シャフト１２の第１端には、とりわけ、駆動ピニオンを正確に角度的に固定するのに使用され得るノッチ１８を備えたカラー１７を有するプラグ１６が挿入される。カムシャフト１１を駆動するためのかかる駆動ピニオンはプラグ１６上で摺動されることができる。スリーブ１９は管状シャフト１２の第２端上で摺動されかつ加えて、プラグ２０が挿入され、そしてスリーブ１０がベアリングとして役立つことができる。各２対のカム１４との間および軸方向外方カムとプラグ１５，１９との間で、管状シャフト１２は凹み２２が形成されるカムシャフト１１の第２の長手方向部分２１によってマークが付される。前記凹みは、その軸線がカムシャフト１１の長手方向軸線２３に垂直に交差する半円筒の穴にほぼ対応する。カム１４に対比して、凹み２２はそれらの周部位置に対して同一の方法においてすべて方向付けられ、半円筒の穴の図示されない軸線は図面の平面に対して垂直に位置決めされている。凹み２２でのすべての遷移領域は長手方向断面において丸くされた部分２４，２５をそして断面において丸くされた部分２６，２７を含んでいる、すなわち、それらは鋭い縁部を含まない。丸くされた部分２４，２５は最も近いカム１４から適切な距離に位置決めされる。凹み２２は、その軸線がカムシャフト１１の長手方向軸線２３に極めて近接して動かされるように図面の平面に対して垂直に延びるボルトおよびネジ付き工具を許容する。幾つかのエンジンの型において、これはカムシャフトがシリンダヘッドにすでに取り付けられた場合にシリンダヘッドに嵌合する必要がある。左方のカム対１４はシリンダヘッドにおいてカムシャフト１１を軸方向に支持するのにかつ凹みの製造中軸方向に固定するのに使用される内方カラー２９，３０を含むように示されている。

図２ないし図４はすべての同一の細部に関連してまずは共同して説明される。互いに逸脱する細部は続いて説明される。図はカムシャフト１１がそれに締め付けられる締め付け装置３１を各々示している。本装置は、順次、相対的に軸方向に固定される複数の６個の下方支持ベアリング３３および相対的に軸方向に固定される複数の６個の上方支持ベアリング３４を含むテーブルまたはスライド３２を含んでいる。下方支持ベアリング３３および上方支持ベアリング３４は相対的に軸方向にずれ、すなわち、それらは相対的に対称的に互い違いにされている。下方支持ベアリング３３は、凹みが製造される第２の長手方向部分を支持する。上方支持ベアリング３４は１対のカムの２つのカム１４間でならびに管状シャフト１２の端部でカムシャフト１１を締め付ける。上方支持ベアリングは図２および図３において断面図で見られ得るように、枢動方法にすることができ、枢動可能な支持ベアリングは第１ブロック３５に支持された枢動ピン３６および第２ブロック３７に支持されたネジ付き手段３８を含んでいる。第５の上方支持ベアリング３４_５（左方から）の下に、カムシャフト１１がその上にカラー２９，３０によって軸方向に正確に位置決めされ得る固定ブロック３９が追加的に設けられる。少なくとも１つのカムと協働しかつカムシャフトの角度的位置を正確に決定する固定手段は見ることができない。最後の下方支持ベアリング３３_５（左方から）の上には、図２および図３において、図ａにおいて下方に向かって移動された位置でかつ図ｂにおいて上方に向かって撤退された位置で示される成形パンチ４１が示されている。図４は下方支持ベアリング３３の１つを断面図において示している。ここで説明された実施の形態において、成形パンチ４１は上方電極を形成しそして下方支持ベアリング３３は、その半皿形状面が、全体として、管状シャフト１２と接触する成形パンチ４１の面より大きい第２電極を形成する。これは成形パンチでの電流密度が下方支持ベアリングにおけるよりも非常に大きいことを意味している。電流は下方支持ベアリング３３_５へ管軸線に対して横切って流れるが、またさらに他の支持ベアリング３３_１〜３３_４へ管軸線に沿って流れる。

固定位置にあるスライド３２とともに、ここで示される装置は、カムシャフトに沿って動かされかつ交互に個々の成形段階を実施する単一の成形パンチ４１を含んでいる。代替的に、固定位置にある成形パンチ４１とともに、これらの装置において、スライド３２は個々の成形段階を実施するために管軸線に沿って動かされることができる。

図２および図３において、支持ベアリング３３，３４はカムシャフト１１の長手方向軸線に対してすべて整列されている。図２による実施の形態において、すべての下方支持ベアリング３３はスライド３２に対して固定される。管状シャフトが冷やされるとき、熱間成形の凹みが収縮することができ、その結果管は、全ての凹みで、図面の平面内で凹みのまわりに曲げを受けるような傾向を有し、曲げの中心は管状シャフトの上方に位置決めされる。

図３による実施の形態において、下方支持ベアリングは、長手方向断面において、成形パンチ４１に対向される外部湾曲２８を備え、そして個々の矢印４２で示されるように、成形工程の間中、それらは個々に僅かに、すなわち、管軸線に対して半径方向にかつ成形パンチ４１に対向される方向に動くことができ、これは図面において詳細には示されていない。この方法において、管状シャフトを熱間成形する作業の間中、成形パンチにおいて力の印加に対向される方向に図面の平面において各凹みで曲げを強制することができ、前記曲げの中心は管状シャフトの下に位置決めされている。かくして、管は熱間成形の連続する冷却および収縮工程の間中自動的にそれ自体真っ直ぐにすることができ、管軸線は続いて再び整列される。

図４は成形パンチを示さないが、同一の方法において設計されかつ図２および図３に示されたと同一の方法において機能すると仮定されるべきである。この実施の形態において、上方支持ベアリングのかつ下方支持ベアリングの中心は相対的にかつカムシャフトの長手方向軸線に対して整列されないが、それらの中心４３は、全体として、図面の平面内に位置決めされる上方に向かって尖っている円弧を形成する屈曲された中心線４２上に位置決めされる。この場合に、また、結果は、熱間成形されている管状シャフトの途中で、曲げが変形されている領域上に形成され、その曲げが図面の平面内に位置決めされかつ成形パンチの力印加の方向に対向される方向に方向付けられ、曲げの中心が管状シャフトの下に置かれ、その結果熱間成形された凹みが続いて冷えるとき、管軸線が凹みの略示の収縮の結果として自動的に真っ直ぐにされるということである。

図５は、変更された実施の形態において、成形パンチ４１’の領域において前述の図による装置の部分のみを示している。成形パンチ４１’および関連の下方支持ベアリング３３’は非導電材料からなりこれに反して上述した２つの部分の両側には、相対的に絶縁されるが、一方で電源の正極に、かつ他方で電源の負極に、接続されることができる分割可能な環状電極４４，４５が設けられる。これは、その電流の流れが２つのカム間の領域に密接して軸方向に制限されることができる、管状シャフトに向かう電流の流れを結果として生じる。成形パンチ４１’はその耐久性に好都合に影響を及ぼす、電極を形成するのに切り換えられない。これが図面から明らかでないとしても、この実施の形態において、また、下方支持ベアリング３３’は成形パンチ４１’と反対の軸線に向かって半径方向に動き得るように設計されることができる。

図６の２つの図は以下で共同して説明される。図６はカムシャフト１１を締め付ける締め付け装置３１を示している。装置はテーブル３２、相対的に軸方向に固定される複数の５つの下方支持ベアリング３３および相対的に軸方向に固定される４対の上方および下方支持ベアリング３４，３４’を含んでいる。下方支持ベアリング３３および複数対の上方および下方支持ベアリング３４は軸方向に交互であるように配置される。下方支持ベアリング３３は凹み２２が製造される第２の長手方向部分を支持している。複数対の上方および下方支持ベアリング３４，３４’は１対のカムの２つのカム１４の間にカムシャフト１１を締め付ける。上方支持ベアリング３４は上方設定シリンダ５２に保持されかつ下方支持ベアリング３４’は 下方設定シリンダ５２’に保持される。下方支持ベアリング３３の上方には、合計５個の成形パンチ４１の３つが示され、右側で図ａ）に示されるその成形パンチ４１は下方に移動された位置においてかつ他の２つは上方に撤退された位置において示される。成形パンチ４１は送りシリンダ５３内で保持手段５１によって保持される。複数対の上方電極保持装置４６，４７および複数対の下方電極保持装置４８，４９が、成形パンチ４１および下方支持ベアリング３３に隣接するように配置され、保持装置４６，４７；４８，４９に、カムシャフトと接触する半皿形状の面を有する電極が挿入される。上方電極保持装置は案内手段５４内に保持されかつブラケット５６内の弾性要素５５に保持される。軸方向に調整可能なジャーナル６１，６２はカムシャフト１１の端部に係合しかつ同一物の軸方向位置を固定する。図ｂ）は、電極保持装置４６，４７；４８，４９が電気ケーブル５７，５８を介して変圧器に接続されることを示している。

以下に本発明の実施の形態の要旨を列挙する。

＜１＞組み立てられたカムシャフト（１１）が、管状シャフト（１２）、および各々貫通開口を備えかつ前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつ互いに距離をおいて前記管状シャフト（１２）に固定される複数のカム（１４）からなっており、前記管状シャフト（１２）が、前記複数のカム（１４）の間に、内方に向かって熱間成形された横方向の凹み（２２）を含んでいることを特徴とする、組み立てられたカムシャフト。

＜２＞前記凹み（２２）には、前記凹み（２２）を取り囲みかつ前記カム（１４）の貫通開口（１５）の断面を超えて前記管状シャフト（１２）の外径を増大する突起が形成されていることを特徴とする上記＜１＞に記載のカムシャフト。

＜３＞前記カム（１４）の領域において、前記管状シャフト（１２）が、前記カム（１４）を固定するための冷間成形された周部の断面拡大部を含んでいることを特徴とする上記＜１＞または＜２＞に記載のカムシャフト。

＜４＞前記断面拡大部が、前記カム（１４）の滑らかな筒状貫通開口（１５）と協働し、前記断面拡大部が前記管状シャフト（１２）に対して同中心的に延びかつ前記カム（１４）とともに圧力嵌めを形成することを特徴とする上記＜１＞ないし＜３＞のいずれか１つに記載のカムシャフト。

＜５＞前記断面拡大部が、各々少なくともカム（１４）の軸方向長さに沿って延びることを特徴とする上記＜４＞に記載のカムシャフト。

＜６＞前記凹み（２２）を取り囲んでいる領域が、前記管状シャフト（１２）の最初の外径を実質上超えないことを特徴とする上記＜１＞に記載のカムシャフト。

＜７＞前記カム（１４）の領域において、前記管状シャフト（１２）が前記カム（１４）を固定するための表面突起を含み、その表面突起が断面を増大することを特徴とする上記＜６＞に記載のカムシャフト。

＜８＞前記横方向の凹み（２２）が、前記管状シャフト（１２）の長さを横切って延びることを特徴とする上記＜１＞ないし＜７＞のいずれか１つに記載のカムシャフト。

＜９＞前記凹み（２２）が、前記管状部材の部分円筒または半円筒の穴にほぼ対応することを特徴とする上記＜１＞ないし＜８＞のいずれか１つに記載のカムシャフト。

＜１０＞前記管の内面で前記凹み（２２）が長手方向軸線（２３）の範囲までほぼ延びることを特徴とする上記＜１＞ないし＜９＞のいずれか１つに記載のカムシャフト。

＜１１＞複数の前記凹み（２２）が、周辺の位置に関連して、同一方法においてすべて方向付けられることを特徴とする上記＜１＞ないし＜１０＞のいずれか１つに記載のカムシャフト。

＜１２＞管状シャフト（１２）と、各々貫通開口（１５）を備えかつ前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつ互いに距離をおいて前記管状シャフト（１２）に固定される複数のカム（１４）とからなっている組み立てられたカムシャフト（１１）を製造する方法であって、前記管状シャフト（１２）が、前記カム（１４）の間で局部的に加熱されかつ熱間成形による横方向の凹み（２２）を備えることを特徴とする組み立てられたカムシャフトの製造方法。

＜１３＞熱間成形が締め付けられない前記管状部材において行なわれ、前記凹み（２２）において、前記凹み（２２）を取り囲みかつ前記カム（１４）の前記貫通開口（１５）の断面を超えて前記管状シャフト（１２）の外径を増大する突起が形成されることを特徴とする上記＜１２＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜１４＞前記カム（１４）がすでに摺動されかつ前記凹み（２２）の製造前の状態にあり、前記管状シャフト（１２）が半径方向に外方に向かって冷間成形され、断面拡大部が前記カム（１４）の領域に形成されることを特徴とする上記＜１２＞または＜１３＞のいずれか１つに記載のカムシャフトの製造方法。

＜１５＞前記断面拡大部が、とくに連続して、前記カム（１４）との圧力嵌めを形成するために前記管状シャフト（１２）に油圧内部圧力を印加することによって形成されることを特徴とする上記＜１４＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜１６＞熱間成形がダイに締め付けられる管状部材において行なわれ、前記凹み（２２）を取り囲んでいる領域が、それらが前記管状シャフト（１２）の最初の外径を実質上超えることができないような方法において前記ダイに締め付けられることを特徴とする上記＜１２＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜１７＞前記凹み（２２）が前記管状シャフト（１２）において製造された後、前記カム（１４）が前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつそれに固定されることを特徴とする上記＜１２＞または＜１６＞のいずれか１つに記載のカムシャフトの製造方法。

＜１８＞前記凹み（２２）が、とくに連続して、加熱された管状部材に導入されている局部的な機械的力によって形成され、その力が前記長手方向軸線（２３）に対して半径方向に実質上向けられることを特徴とする上記＜１２＞ないし＜１７＞のいずれか１項に記載のカムシャフトの製造方法。

＜１９＞局部的な機械的力の導入の間中、前記管状シャフト（１２）の曲げを生じるために力の印加の方向に対して垂直に位置決めされる軸線のまわりで前記管状部材に曲げモーメントが導かれ、曲げの中心が前記局部的な機械的力の導入と反対の側に位置決めされることを特徴とする上記＜１８＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜２０＞加熱された管状部材の前記曲げが、前記管状シャフト（１２）の前記長手方向軸線（２３）が、前記管状部材が冷えた後、再び整列されるように寸法付けられることを特徴とする上記＜１９＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜２１＞凹み（２２）の製造の前に、前記管状シャフト（１２）が、局部的に範囲が定められる領域において、電気抵抗加熱の形で前記管状シャフト（１２）に流れている電流によって加熱されることを特徴とする上記＜１２＞ないし＜２０＞のいずれか１つに記載のカムシャフトの製造方法。

＜２２＞前記管状シャフト（１２）内の電流の流れが、前記管状シャフト（１２）で少なくとも２つの対向電極間で局部的に範囲が定められかつ長手方向軸線に対して実質上横方向に引き起こされ、前記電極の一つが機械的力を導入するのに使用されることを特徴とする上記＜２１＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜２３＞前記管状シャフト（１２）内の電流の流れが、互いに軸方向の距離で前記管状シャフト（１２）に配置された２つの電極間で局部的に範囲が定められかつ長手方向軸線に対して実質上横方向に引き起こされ、前記電極が好ましくは力の導入に関与しないことを特徴とする上記＜２１＞に記載のカムシャフトの製造方法。

＜２４＞前記凹み（２２）を製造するのに設けられた長手方向部分（２１）が加熱されている一方、前記カム（１４）を支持する第１の長手方向部分（１３）は、冷却されていることによって、前記後者の長手方向部分における前記管状シャフト（１２）の材料の構造または応力の変化を許さない温度で保持されることを特徴とする上記＜１２＞ないし＜２３＞のいずれか１つに記載のカムシャフトの製造方法。

＜２５＞前記凹み（２２）を製造するのに設けられたすべての長手方向部分（２１）が、前記カムシャフト（１１）の締め付け状態において変形されることを特徴とする上記＜１２＞ないし＜２４＞のいずれか１つに記載のカムシャフトの製造方法。

＜２６＞管状シャフト（１２）と、各々貫通開口（１５）を備えかつ前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつ互いに距離をおいて管状シャフト（１２）に固定される複数のカム（１４）とからなっている、組み立てられたカムシャフト（１１）に横方向の凹みを製造するための横方向の凹み製造装置であって、
−カムシャフト（１１）用の締め付け装置（３１）、
−前記カム（１４）間で個々の長手方向部分（２１）の局部的加熱を許容する少なくとも１つの加熱装置、および
−前記カム（１４）間で熱間成形作業を実施するために加熱された管状部材に機械的力を半径方向に局部的に導くための少なくとも１つの成形パンチ（４１）を含んでいることを特徴とする横方向の凹み製造装置。

＜２７＞前記締め付け装置が、幾つかの下方支持ベアリング（３３）と、幾つかの上方支持ベアリング（３４）と、軸方向固定装置と、回転角度用固定装置とを含んでいることを特徴とする上記＜２６＞に記載の横方向の凹み製造装置。

＜２８＞少なくとも１つの前記成形パンチ（４１）が、前記管状シャフト（１２）に向かって、その軸線が長手方向軸線（２３）を垂直に横切るほぼ半円筒断面を含んでいることを特徴とする上記＜２６＞または＜２７＞のいずれか１つに記載の横方向の凹み製造装置。

＜２９＞前記加熱装置が抵抗加熱装置であり、電極が管状部材に位置決めされ、電流が前記管状シャフト（１２）を介して流れることを特徴とする上記＜２６＞ないし＜２８＞のいずれか１つに記載の横方向の凹み製造装置。

＜３０＞第１電極が少なくとも１つの前記成形パンチ（４１）によって形成され、第２電極が下方支持ベアリング殻体（３３）によって形成されることを特徴とする上記＜２９＞に記載の横方向の凹み製造装置。

＜３１＞第１電極（４４）が少なくとも１つの前記成形パンチ（４１’）の一方側に軸方向に配置され、第２電極（４５）が少なくとも１つの前記成形パンチ（４１’）の他方側に軸方向に配置されることを特徴とする上記＜２９＞に記載の横方向の凹み製造装置。

＜３２＞前記電極（４４，４５）が環状電極であることを特徴とする上記＜３１＞に記載の横方向の凹み製造装置。

＜３３＞前記支持ベアリング殻体（３３，３４）の中心（４３）によって画成される、前記締め付け装置（３１）の中心線（４２）を通る長手方向断面において、前記下方支持ベアリング殻体（３３’）が前記成形パンチ（４１）に向いている外部湾曲（２８）を含んでいることを特徴とする上記＜２６＞ないし＜３２＞のいずれか１つに記載の横方向の凹み製造装置。

＜３４＞前記下方支持ベアリング殻体（３３）および上方支持ベアリング殻体（３４）が相対的に軸方向に間隔が置かれるように交互に配置されることを特徴とする上記＜２６＞ないし＜３３＞のいずれか１つに記載の横方向の凹み製造装置。

＜３５＞２つの隣接する上方支持ベアリング殻体（３４）に対して、前記下方支持ベアリング殻体（３３’）が前記締め付け装置（３１）の長手方向軸線に対して前記成形パンチ（４１）に向かって個々に移動可能であることを特徴とする上記＜３４＞に記載の横方向の凹み製造装置。

＜３６＞前記支持ベアリング殻体（３３， ３４）の中心（４３）によって画成される、前記締め付け装置（３１）の中心線（４２）が、前記成形パンチ（４１）の送り軸線とともに、平面を画成する屈曲線を形成しかつその外方湾曲が前記成形パンチに向いていることを特徴とする上記＜２６＞ないし＜３４＞のいずれか１つに記載の横方向の凹み製造装置。

本発明のカムシャフトを示し、ａ）は長手方向断面図、ｂ）は軸方向図、ｃ）は断面図である。 第１の実施の形態において締め付けられたカムシャフトを有する本発明の装置を示す図である。 第２の実施の形態において締め付けられたカムシャフトを有する本発明の装置を示し、ａ）は長手方向断面図、ｂ）は成形パンチおよび上方支持ベアリングを通る断面図である。 第３の実施の形態において締め付けられたカムシャフトを有する本発明の装置を示す図である。 さらに他の実施の形態において本発明の装置の部分を示し、ａ）は成形パンチを通る長手方向断面図、ｂ）は電極を通る断面図ｃ）は下方支持ベアリングを通る断面図、ｄ）は平面図である。 第４の実施の形態において締め付けられたカムシャフトを有する本発明の装置を示す長手方向断面図である。 第４の実施の形態において締め付けられたカムシャフトを有する本発明の装置を示す電極を通る断面図である。

符号の説明

１１ カムシャフト
１２ 管状シャフト
１３ 第１長手方向部分
１４ カム
１５ 貫通開口
１６ プラグ
１７ フランジ
１８ ノッチ
１９ スリーブ
２０ プラグ
２１ 第２長手方向部分
２２ 凹み
２３ 長手方向軸線
２４ 丸みを付けた部分
２５ 丸みを付けた部分
２６ 丸みを付けた部分
２７ 丸みを付けた部分
２８ 外部湾曲
２９ カラー
３０ カラー
３１ 装置
３２ スライド
３３ 下方支持ベアリング
３４ 上方支持ベアリング
３５ ブロック
３６ ジャーナル
３７ ブロック
３８ 締め付け手段
３９ ブロック
４０ 固定手段
４１ 成形パンチ
４２ 中心線
４３ 支持ベアリングの中心
４４ 環状電極
４５ 環状電極
４６ 電極保持装置
４７ 電極保持装置
４８ 電極保持装置
４９ 電極保持装置
５０
５１ パンチ保持装置
５２ 設定シリンダ
５３ 送りシリンダ
５４ 案内手段
５５ ベアリング
５６ ブラケット
５７ ケーブル
５８ ケーブル
５９ 変圧器
６０
６１ ジャーナル
６２ ジャーナル

Claims (3)

1. 管状シャフト（１２）と、貫通開口を各々が備える複数のカム（１４）とからなっている組立カムシャフト（１１）であって、前記カム（１４）は、前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつ互いに距離をおいて前記管状シャフト（１２）に固定されており、前記管状シャフト（１２）は、前記複数のカム（１４）の間に、内方に向かって熱間成形された横方向の凹み（２２）を含んでおり、前記管状シャフト（１２）は、前記カム（１４）の領域において、前記カム（１４）を固定するための冷間成形された周部の断面拡大部を含んでおり、前記断面拡大部は、前記カム（１４）の滑らかな筒状の貫通開口（１５）と協働し、前記管状シャフト（１２）に対して同中心的に延び、そして前記カム（１４）とともに圧力嵌めを形成している、組立カムシャフト。
2. 管状シャフト（１２）と、貫通開口を各々が備える複数のカム（１４）とからなっている組立カムシャフト（１１）であって、前記カム（１４）は、前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつ互いに距離をおいて前記管状シャフト（１２）に固定されており、前記管状シャフト（１２）は、前記複数のカム（１４）の間に、内方に向かって熱間成形された横方向の凹み（２２）を含んでおり、前記管状シャフト（１２）は、前記カム（１４）の領域において、前記カム（１４）を固定するための冷間成形された周部の断面拡大部を含んでおり、前記断面拡大部は、前記カム（１４）の滑らかな筒状の貫通開口（１５）と協働し、前記管状シャフト（１２）に対して同中心的に延び、そして前記カム（１４）とともに圧力嵌めを形成している、組立カムシャフトを製造する方法であって、前記管状シャフト（１２）を前記カム（１４）の間で局部的に加熱し、熱間成形により前記管状シャフトに横方向凹み（２２）を設ける、組立カムシャフトの製造方法。
3. 管状シャフト（１２）と、貫通開口を各々が備える複数のカム（１４）とからなっている組立カムシャフト（１１）であって、前記カム（１４）は、前記管状シャフト（１２）上で摺動されかつ互いに距離をおいて前記管状シャフト（１２）に固定されており、前記管状シャフト（１２）は、前記複数のカム（１４）の間に、内方に向かって熱間成形された横方向の凹み（２２）を含んでおり、前記管状シャフト（１２）は、前記カム（１４）の領域において、前記カム（１４）を固定するための冷間成形された周部の断面拡大部を含んでおり、前記断面拡大部は、前記カム（１４）の滑らかな筒状の貫通開口（１５）と協働し、前記管状シャフト（１２）に対して同中心的に延び、そして前記カム（１４）とともに圧力嵌めを形成している、組立カムシャフトに横方向の凹みを製造するための凹み製造装置であって、
   前記カムシャフト（１１）用の締め付け装置（３１）と、
   前記カム（１４）間で個々の長手方向部分（２１）の局部的加熱を許容する少なくとも１つの加熱装置と、
   前記カム（１４）間で熱間成形作業を実施するために加熱された管状部材に機械的力を半径方向に局部的に導くための少なくとも１つの成形パンチ（４１）と、
   を含む凹み製造装置。

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