JPH05501755A - 仕上がり寸法に仕上げた円筒部の結合 - Google Patents

仕上がり寸法に仕上げた円筒部の結合

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 仕上かり寸法に仕上げた円筒部の結合 ′本発明は請求項1の上位概念に記載の結合とその製作に関する。
その後の請求項は、例えば内燃動力機関に使用されるようなバルブ制御用のカム 軸に関する。しかし、本発明はカム軸に関するだけてなく、製造技術的上のコス トと品質の有利性が生まれる全ての場合に利用することかできる。
カム軸は種々の要求に合致する必要かある。即ち、曲げ剛性、ねじり強度、疲れ 強さかすぐれているたけてなく、特にカム輪郭の高い耐摩耗性か要求される。カ ム輪郭と直接接触する相手方の従動体はそれぞれの機関によって種々の形態を有 する。こ ゛のカムの従動体として現在カップタペット、ドラダレバー、ロソキ ンダレバーが使用され、この場合には滑り摩擦が発生し、又ローラタペットやロ ーラロッキングレバーては回転運動を生ずる。
駆動システムに生ずる大きな力は、両方の駆動部品に作用して、その駆動部品の 接触面に種々の面圧を生じ、そのためこれらの駆動部品の設計が適当てないと、 特にその表面の損傷(孔食の発生、摩耗等)の原因となる。
この高い面圧に加えて駆動部品の間に主として滑り移動か生ずるシステムでは、 カム輪郭の摩耗を防ぐため、カム輪郭の滑り面に充分の耐摩耗性を存する保護層 を追加することを考慮しなければならない。
現在使用されている鋳鉄製又はチルド鋳鉄製のカム軸は一体込める状態のカム軸 までの生産工程で、特にカムの研削、熱処理、修正なとの工程で大きな加工コス トと多くの不良品か発生するという欠点かある。もう一つの欠点はむくの軸とし て構成されたカム軸の大きな重量である。又経済的、技術的の理由で摩耗を低減 するための最新の表面被覆方法を採用することかできない。
特許の公開により、この一体構造の鋳鉄製又はチルド鋳鉄製のカム軸の代わりに 複数の部品からなる鋼製カム軸か公知である。この構造では、特に中空の軸(パ イプ)を使用して重量の軽減が達成されると言われ、又構造によっては更に生産 コストの引き下げが期待された。
公知の複数の部品からなるカム軸では、実質的には一体のカム軸の鋳物素材の代 わりに複数部品のカム軸の鋼製素材を使用するという点がその全てに共通である 。製造コストでは切削コストにある程度の節減が達成される。しかし、コストの かかる末端部、軸受部、及びカム輪郭の仕上げ加工は現状の製造技術に相当して 従来通りである。この場合にも技術的理由(部品の寸法、表面の選択的選定)か ら耐摩耗性向上のための表面被覆方法は利用できない。
これまで公知になった結合方式、即ちカムを軸にねじりやずれを起こさないよう に結合する方法の全てには、選択した結合技術を基にしては組み立てたカム軸の 目的とする幾何学的最終状態は、その後の機械加工なしでは達成てきないという 欠点がある。
公開になったDE 3738809 Atに記載の組立式カム軸では、中空軸を 内側から拡張しているので −実地で示されるように − カムに比較的副面さ れていない圧力か形成され、これか軸に接した箇所を介して伝達されてカムの表 面に作狛し、平坦でない面、例えば中央が窪んだ面を生ずる可能性かある。この 重大な欠点のために、一方では仕上がり寸法に仕上げたカムをそのまま利用する ことかできず、他方では最新の製造方法、表面被覆方法の使用を妨げている。
カムと中空軸とを組立の前に、耐摩耗層を含めて仕上かり寸法に製作することが 可能であれば、部品コストを従来の鋳物製カム軸や複数部品から成るカム軸に比 へて遥かに低減できる筈である。
結合方式としては、生成するねじりの力や軸方向の力を伝達できるように確実な 結合であるだけでなく、仕上がり寸法に仕上げた構成部品、特にカムと軸に、組 立によって機能を損なうような寸法の変化が起こらないものでなければならない 。即ちカム軸を直ちに機関に組み込めるようにするのがその目標である。
本発明の目的は、構成部品を仕上がり寸法に作ることができ、カムに対しては例 えば鋼や軽金属のような極めて種々の材料と、カム輪郭の表面の耐摩耗層として の最新の被覆方法とを使用できるような結合を可能にすることにある。更に特に カムとその駆動用従動体、例えばカップタペット或いはローラタペットに対して 最適の機能を有する設計を可能にすることにある。
この目的は請求項1に記載の特徴により始めて満足すべき方法で達成された。こ の特徴により、複数のカムを軸に問題なく組み立てることが可能となり、カムは しかし正確に並んで殆ど応力のない状態で軸に取り付けらることができ、場合に よってカムの端部に設ける適当な固定手段はカムや軸の形状、寸法に殆ど悪影響 を及ぼすことがなく、且つカム及び/又は軸に加わる望ましくない応力を避ける ことができる。
カムの中心穴の円筒部に直接接触する部分はすきまのない中間ばめを有する。こ のすきまのない中間ばめとは本発明の範囲では、特殊の対策なしにカムを軸に辛 ろうして挿入することかでき、その際カムの中心穴や軸に問題となるような損傷 を与えることがなく、挿入した後では特に固定手段を使用しなくともカムが軸に 回転やずれを生じないように固く結合することができるようなはめあいを意味す る。
この嵌合・ミラ状部の間の範囲は、すきま部として軸の表面には接触しない。こ れかあるのでカムの挿入が容易になる。
本発明の種々の形態、変形、部品の製作方法は下位請求項に記載しである。それ から生ずる利点と可能性を次に例をあげて説明するが、これはその全てを尽くす わけではない。
請求項2の構成は、カムを良く固定する可能性を示しており、カム輪郭の範囲に 望ましくない応力が掛かるのを極めて容易に防いでいる。更につば部は有利な方 法で請求項4に記載のカムの嵌入による固定を可能にし、これにより特に合理的 な組立を行うことができる。
請求項3による構成は、隆起部の間の、組立前に仕上かり寸法に仕上げられた軸 受シート面の損傷を確実に防止する。
請求項5による構成は、例えばすきまのない中間ばめによって生ずる引張応力を 特によく吸収することができる。
その際請求項7の特徴が、カムと駆動用従動体との共同作用特性を改善し、使用 寿命を延ばし、摩擦を軽減する。種々の硬化処理を実施する際には、つば部と場 合によってはカムの側面とを覆っておくのが好ましい。
本発明によれば個々のカムをそれぞれ仕上がり寸法に仕上げることができるので 、カムの半径方向の表面に滑り層又は耐摩耗層を形成するのに、最新の技術、例 えばCVD法(Carbon Vapour Depo−5ition) 、イ オン窒化法を適用することができる。
硬化層の厚さは約10μmである。方法にもよるがその際300〜550°Cの 温度になることを考慮する必要がある。
場合によっては半径方向の支持層の上に、硬質の耐摩耗層の代わりに滑り層を設 けるのが有利である。滑り層は駆動用従動体とのなじみをよくし、両方の駆動部 品の一方が早期に摩耗するのを防止する。滑り層は普通化学的湿式法で作られ、 薄膜硬化層形成法よりも費用がかからない。層の厚さは約10μmである。滑り 層としては例えばリン酸マンガン層が使用される。
更に湿式処理により二硫化モリブデン、例えばモリコートをリン酸マンガンの結 晶構造中に沈積すれば、カム駆動全体のemergency running  properties (潤滑不良時の滑り特性)が更に向上する。
請求項6により特に軽量な構成が得られる。
請求項8による実施態様は請求項4の構成の代わりに使用されるが、組み合わせ ることも考えられる。この構成は特にカムの軸方向のずれを防ぐのに有効である 。これは少量生産の場合に有利に使用される。
これに対し請求項9による実施態様は、カム体が炭素の少ない鋼(C含有量 0 .3%)で作られ、且つ大量生産を必要とする場合に有利である。その場合の溶 接は全周に亘って又はセグメントに分けて行う。溶接条件としては、局部的加熱 による材料のスパッタや残留歪みを避けるように選定する。
請求項IOの方法により、不必要な材料の消費と、比較的弾性を必要とする範囲 の不要な硬化とを防ぐことができる。
組立の際には次の点に充分注意する必要がある。即ち、カムと円筒部とを仕上が り寸法に製作し、カムには必要に応じて硬化層又は滑り層の処理を行ってから、 第1の工程としてカムをその角度位置と軸の位置に相当して次々に円筒部に挿入 する。
カムは所定の中間ばめにより円筒部に保持される。次に第2の工程として更にね じれたりずれたりしないようにカムを円筒部に固定する。カム駆動(滑り駆動又 はローラ駆動)にめられる種々の要求を満たすための、このねじり及びずれに対 する固定方法としては本発明の範囲で種々の方法が可能であるか、ここではその 内三つの方法のみを詳しく説明する。これは、カムの寸法とその固定箇所、リン グ状部品のつば部の構成、並びにリング状部品に使用する材料を考慮して選定さ れる。
固定方法の一つを実施した後で、更にカム軸の補完工程があり、ここで必要に応 じて軸端部のジャーナルに又は直接軸に端末部品を普通は圧入して取り付ける。
この端末部品も同じく組立前に仕上がり寸法に仕上げである。必要ならば更に次 の工程として検査工程を設けてもよい。カム軸の組立の全工程は組立ラインで行 われ、組立ラインを出たカム軸は、それ以上の加工なしで直ちに使用することが できる。
次に本発明を、図面に概念的に示した実施例により詳細に説明する。ここで 図1 本発明により形成したカム軸の組み立てた状態の図、図2 端末部品を圧 入した、リング状部品を取り付ける前の円筒部の図で、左側に1群の縦溝を示す 。
図3−5 異なる固定方法を示す図1の■−■線断面図、図3a−5a 図3乃 至図5のnIa−I[[a線乃至Va−Va線縦断面図 図6−9 種々の中間ばめのカム/中空の円筒部の片側軸線断面拡大図、 図10−12 本発明により実施した有利な実施態様の図、図1Oと図12は図 3aの部分拡大図、図11は図10のXI−XIJII#r面11iJ、 図11iJ工用チャックスピンドルに一組として取り付けたカムの図である。
図1、図2に示すように、カム軸として用いられる、好ましくは中空の円筒部は 、その中空の両端に圧入した端末部品1.15を有する。この円筒部には更に軸 受リング、リミットリング、又はスペーサリング2.2a、12.13が、それ ぞれの端末部品l、15又は軸3に任意のそれ自体は公知の方法で−普通は圧入 により −取り付けである。
円筒部3又は軸3には所定の間隔を置いて、軸3をリング状に囲むカム4乃至1 1と、場合によっては1個のスペーサリング13が設けである。
軸3(図2)はその長軸に沿って異なる外形の範囲を育する。
範囲39はカム軸の軸受部で、範囲40はカムを取り付ける箇所である。範囲4 0は範囲39よりも盛り上がっており、これでカムを挿入する際に例えばかじり による損傷を防止する。プランジカット心なし研削盤を用いて軸3を合理的に製 作するには、軸3の大きな寸法の所 −この場合は範囲40− に取り付ける部 品、即ち図1のシールリング2、長さを規定するリング12.13、中間リング 2aを円筒部から別にして、個々の部品として寸法通りに製作し、これを組立時 に −普通は圧入により −取り付けるようにすることが必要である。
円筒部3はプランジカット心なし研削加工により組立られる状態となり、組立後 は完成したカム軸としてそれ以上の加工は不要である。この点は特に請求項4. 8.9の実施態様にも当てはまる。但し、請求項4の場合にはプランジカット心 なし研削の前に、図2の結合を確実にする縦溝16を作っておく必要がある。こ の縦溝16は例えば回転自動フライス盤を用いてプランジカットフライス削りに より、即ちディスクフライス又は溝フライスにより切削される。本発明によれば 、縦溝16の軸方向の両端は球面の溝底22を備え、これはそれぞれのカムのつ ば部を波形に押し付けた後で軸方向の支持(制限)を確保するために必要である 。
図6−9は、カム隆起部、カム中心穴、円筒部3とその中心軸Yまでを切断した それぞれのカム4−11の縦断面図である。
線Xはカムの幅に関する対称軸である。
滑り駆動の場合にはカムに対する幾何学的要求は厳しい。例えばカム輪郭は完全 に平面で且つ軸に対して平行であり、即ち、カムと接触するタペットの底部はカ ムの全幅て線接触(波線でなく)シなければならない。選定したカム駆動の要求 に応じて、カムとその円筒部3との嵌合範囲Zの寸法とを決める必要かある。
寸法の決定にはその他に、使用材料や選定すべきつば部の結合手段も考慮を要す る。
カムの形成を図6−9に示す。カム4−11はすきまなしの中間はめで円筒部3 に取り付けられる。この図には固定手段は示していない。カム隆起部を有するリ ング状のカム本体は、その端面の両側(図6、図7)又は片側(図8)に環状の つば部19を有する。図9のカムには環状のつば部がない。カムの中心部17と つば部19とは強靭な、つば部の範囲は塑性変形し得る材料からなり、その上に 硬い支持層18と、滑り駆動では硬い耐摩耗層又は滑り層20とか設けである。
例えば、浸炭熱処理鋼とその合金、窒化鋼、焼結合金、鋳鉄などの材料か使用さ れる。それぞれの材料に適した熱処理、例えばはだ焼、浸炭窒化、高周波焼入れ 、イオン窒化なとによって、充分に硬くて厚い支持層18か形成される。耐摩耗 層20は例えば、CVD法、イオン窒化法、レーザ誘導法によるステライトコー ティングにより形成される。或いは滑り層で充分の場合には、硬質層よりもコス トの掛からないこの滑り層は純リン酸マンガン層或いはこの層にモリブデンを添 加して形成される。
本発明によれば、カム4−11i:、鋼鉄材料の代わりに軽量構造材料を使用す ることも可能である。バルブの駆動質量の減少によってカムに掛かる負荷を著し く低減し、それによって駆動部品の間の低い面圧を達成てきれば、熱処理したア ルミニウム合金材料の使用を可能にするので、この軽量材料の使用は滑り駆動の 場合に有意義であるように思われる。鋳物製カム軸の代わりに中空軸を組み合わ せることにより、組み立てたカム軸の重量を50%以上低減できる。アルミニウ ム合金ては支持層18はなくなるか、耐摩耗層を例えばCVD法により形成する 必要がある。
本発明によれば、環状のカム本体4−11の穴の構成又は形状は極めて重要であ る。カム4−11と円筒部3との間のはめあいはすきまのない中間ばめてなけれ ばならない。穴の座の範囲(嵌合部)Zから半径方向のカム輪郭までに許容でき ない偏心があってはならず、又カム輪郭面の軸方向の変形を生ずるような、即ち 平面度を損なうような応力があってはならない。これは滑り駆動の場合に特に重 要である。又軸受部39の範囲での軸のかじりを防止し、固定手段か使用でき、 組立後のカム軸の二次加工なしてカム4−11を円筒部3に確実に固定すること が必要である。
以上の要求は、図6の実施態様によって満たすことができる。
リング状のカム本体の両側の端面には突き出た環状のつば部19がある。一方で はよい支持面(ガイド)を確保するために、嵌合部Zはつば部の範囲のできるだ け外側の端部に設けである。
他方では、カムの穴と円筒部3の範囲40との外径の相違によって生ずる幾何学 的変形は、上述の構成により吸収され、食い込みは6/100mm以下となり、 従ってカム輪郭の寸法的変形は一切生じない。カム本体の中ての応力の発生を避 け、又挿入に要する力を一定の限度に抑えるために、穴にすきまを設けである、 即ち軸がカムに接触しない範[21が設けである。この図6の実施態様は特に滑 り駆動に適している。
図7乃至図9ではカムの穴の中の嵌合部Zの配置は共通である。穴の各端面にあ る嵌合部Zの外側の端はカム本体の端面と揃っている。この嵌合部Zを対称線X の方に移動すれば、穴/外径の食い込みか図6と同し場合に、接触範囲で両方の 結合部品の半径方向の応力か図6より大きくなる。これは例えば図6によるつば 部よりも厚いカムの壁厚によって生ずる。更に硬い支持層か外装として働く。こ の挿入力、半径方向の応力、及び両方の結合部品のかじりを避けるため、結合部 品の幾何学的の最大食い込み量を約25%だけ下げる必要があり、公差等級を7 から6に細かくする必要かある。この解決方法では組立後にカム輪郭に於ける寸 法的変化を考慮する必要がある。カム隆起部のない範囲では外径が所定の食い込 みの約半分だけ増加する。
例えば食い込みが4/100mmの場合カム輪郭の外径は約2/100mmだけ 増えるか、この値はこの例では許容範囲に相当する。
これは一般には許容され、その場合この直径の増加分をカムの研削の際に加工す ることかできる。この方法の問題点は、カムの外径の範囲でカム隆起部の始めま での周辺で、軸方向の平面度が得られない、即ち、対称線Xの範囲のカム線が平 坦でなく例えばその表面が凹面になることである。
この凹みを極力避けるために、対称線の付近に嵌合部Zを追加することができる 。
穴の中の軸に接触しないすきま部21はつば部の範囲並びに環状のカム輪郭部に 設けである。この構成は特にローラ駆動に適している。この場合にはカムに接す るローラが対称線Xの範囲で凸状をなすので、カム輪郭の軸方向の厳しい平面度 は必要かない。
図7による構成の利点は、半径方向に生ずる、図6の場合より大きい応力が、両 方の結合部品の間の密着を更に確実にするので、固定手段に対する要求度が少な くなる点にある。この可能性は図8の構成にも利用されている。例えば請求項4 による固定手段を確実にするためには、カムに1個の環状っは部19を設ければ 充分である。1個のつば部19だけにすれば、それだけカム1個当たりの製作コ ストが下がり、又円筒部3ではカム1個当たり1列の縦溝16があればよい。
もう一つの実施態様として図9の構成がある。リング状のカム4−11の端面に は突き出た環状のつば部】9はない。しかしカムの穴は図7、図8と同様に形成 されている。固定手段は請求項9の特徴によってのみ、例えばレーザ溶接によっ てのみ実施可能である。亀裂の入らない溶接を確実に行うには、炭素の少ない材 料、即ち炭素含有量が0.3%未満の材料(はだ焼鋼)が必要である。更に図7 て説明したような理由からこの使用はローラ駆動に限られる。特別の場合で、全 ての機能条件がみたされれば、この構成は最も経済的な方法となる。
カムの製作は公知の方法により行われる。素材の製造には、例えば熱間押出し加 工、半熱間押圧し加工、低炭素材料では冷間押出し加工、又適当な材料が利用で きれば焼結法又は焼結鍛造が用いられる。カム素材の必要な加工、特に穴とつば 部の加工は公知の自動旋盤により行われる。その際狭い中間ミスマツチ公差が得 られるようにカムをその外側の輪郭で保持するのか存利である。
支持層18を例えばはだ焼又は高周波焼入れにより形成するならば、この処理は はめあい穴を最終寸法に加工する前に実施する必要がある。
続いてカムをカム研削盤て研削する。請求項Iにより提案した結合方法により始 めて複数のカム輪郭を一部めにして研削することが可能になった。これには、複 数のカムを一様に揃えて共通の油圧式チャックスピンドル(図13)に取り付け る。更に経済性を向上するために、チャックスピンドルの交換とカムの位置決め とに必要なかなり長い非稼働時間を半減する方法があり、それにはチャックスピ ンドル28の両側でカムをチャックするように構成するのか好ましい。但し、そ の中央にサポート29が必要である。この場合のカムの研削は往復方式で行われ る。つば部19かあればこれを含めたカムの幅にもよるが、スピンドルの片側に 例えば4−8個のカムを取り付けることができ、従って8乃至16個のカムが1 回の取付けで研削される。
本発明の結合方法により可能になったこの一部めの研削は加工時間を大幅に削減 し、従って生産コストを切り下げ、特殊のカム研削盤への投資を著しく低減する ことができる。本発明によれば従来必要とした投資額の約8分のLで済ませられ る。
カム4−11を仕上がり寸法に研削したら、次に − もし必要ならば −同し 油圧式チャックスピンドル28を用いて精密仕上げを行う。引き続き、必要に応 じて硬質の耐摩耗層又は滑り層を設ける。ここでカム4−11は、第1の工程で 前述のように円筒部3の所定の位置に挿入することができる。
第2の工程としてカム4−11と円筒部3とを固定する。この固定手段としては 例えば、図3.3a;4.4a:5.5aに示した本発明の3種の方法が用いら れる。図3.3aには一つの好ましい固定手段が示してあり、その拡大図か図1 0とIIである。
カム4−11を円筒部3に対して半径方向には回転しないように又軸方向にはず れないように確実に結合するために、この図2、図3aの固定手段では、円筒部 3の外周に分布した複数のグループの樋状の溝16が設けである。溝の底(図1 0)は円弧で形成されている。円筒部の外周上に設けられた溝の数は少なくとも 3個は必要である。溝の数が偶数であれば、相対する波形付け37を1個の工具 て同時に行うことかできるので、つば部の変形の際に生ずる半径方向の力を受け 止められる。
この結合を図10,11により説明する。図10は、図6の2個のつば部と穴と を備えたカム4−11を円筒部3の所定の角度位置と長手の位置に挿入した第1 工程を示す縦断面図である(半分だけを図示)。所定の位置にもたらされたカム のつば部I9を図1O111に示すように第2の工程で溝16に形付けし、こう して半径方向にも軸方向にも動かないように結合する。
図1Oはっは部の形付けされた波形部19a、形付はダイ36、その形付は前の 位置37aと形付は後のつば部37を示す。
図11は図1Oの断面図で、ダイ36は、輪郭線41で示した工具ホールダに支 えられ、その軸方向はV字形に形成されている。その斜角の形状は溝16の溝幅 と、形付けした際に生ずるつば部19の2倍の肉厚とを考慮して決定する。
図12は大体11110に相当するが、カムが1個の環状のつば部I9と図8の 穴の構成とを育する点が異なっている。1個のつば部の付いたカムを軸方向にず れないように結合するには、つば部の長さを約50%長くし、限定する円弧(溝 の底22)の中心点がつば部の長さのほぼ中央にくるようにすることが必要であ る。これに図8の嵌合部Zとすきま部21とが加わる。
この形付け(図1O−12)は、ダイ36によりつば部19の材料をダイの下に ある円筒部3の溝16に押し込むことによって行われる。こうしてつば部の材料 が円弧の溝の底22と溝の側面に密着するまで、みぞ部は溝の中に形付けされる 。みぞ部19の変形の際に発生して円筒部3に作用する半径方向の力により、円 筒部3に残留歪みを生ずる恐れがある。これを避けるために、つば部の直下と一 部円筒部の下においた相当する形状の半割りの錘状体を置いて、生ずる力を受け 止める。
図3.3aに、カム4−11を取り付けて固定した円筒部3を示す。図6−8の つば部I9と穴部の構成にはこの結合方法が適用できる。
図4.4aのつば部19は、円筒部3に設けた孔に圧入した平行ピン42で固定 される。確実にするために2個の平行ビンを使用すべきである。
図5.5aは、溶接継手43により円筒部3に固定した、もう一つの固定手段を 示す。この方法は図6及び図9のつば部と穴の構成に適している。溶接方法とし ては、できるだけ熱の発生が少なく円筒部3に歪みを生じないような全ての溶接 方法、例えばレーザ溶接が利用される。
> 1 要約書 本発明は、その内径(44)にすきま部(21)を有する予め仕上げたカム(4 −11)を挿入した、後加工の必要のない組立式カム軸(1)に関する。それに は組立の際すきまのない中間ばめか適用される。カムの端部には、補助的固定手 段を実施するために好ましくは少なくとも1個のつば部(19)を設ける。
(図1) 国際調査報告 117、。工、1ゆ1゜ PCT/EP 91101340国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.仕上がり寸法に仕上げた1個の円筒部(3)、特に軸と、この円筒部(3) をリング状に囲む、仕上がり寸法に仕上げた少なくとも1個の部品(4−11) 、特に1個のカムとの結合に於いて、前記リング状部品(4−11)の中心穴( 44)が、軸方向に離して設けた少なくとも2個の環状部(Z)を有し、該環状 部は前記円筒部(3)との間にすきまのない中間ばめを形成し、前記中心穴(4 4)の中で又は円筒部(3)の所ですきま部(21)により相互に分離されてお り、且つ前記リング状部品(4−11)の半径方向の中心面(X)に対して対称 をなすことを特徴とする前記結合。 2.前記リング状部品(4−11)が軸方向に突き出た少なくとも1個のつば部 (19)を備え、該つば部が前記円筒部(3)への固定手段(37、42、43 )により前記リング状部品(4−11)のずれ及び回転を確実に防止し、その際 前記環状部(Z)は好ましくはつぼ部の範囲又はこれに隣接して設けてあること を特徴とする請求の範囲第1項記載の結合(図6−8)3.前記円筒部(3)が その長さの方向に軸受部(39)よりも径の大きい隆起部(40)を備え、該隆 起部に前記リング状部品(4−11)が配置してあることを特徴とする請求の範 囲第1項又は第2項記載の結合(図2)。 4.前記円筒部(3)の軸方向に溝状の窪み(16)が設けてあり、該窪みに、 少なくとも1個のつば部(19)から突き出た、好ましくは波形に形成された突 起(37)が嵌入していることを特徴とする前記請求の範囲の何れか1項記載の 結合。 5.前記リング状部品(4−11)が、強靱な、特に可塑的に変形し得る材料か らなる半径方向の中心部(17)と硬い、特に耐摩耗性の材料からなる半径方向 の外側部(18)とにより構成されていることを特徴とする前記請求の範囲の何 れか1項記載の結合。 6.前記半径方向の中心部(17)が、好ましくは耐摩耗層(20)−例えばC VD層−を有する熱処理したアルミニウム合金からなることを特徴とする請求の 範囲第5項記載の結合。 7.前記半径方向の外側部(18)が、前記半径方向の中心部(17)の上に浸 炭窒化、はだ焼、高周波焼入れ、イオン窒化又はガス窒化により形成した支持層 を有し、場合によっては前記半径方向の外側部(18)に耐摩耗層(20)(例 えばCVD層又はステライトコーティング)を形成し、或いは好ましくは滑り層 、特に銅の層又は−特に硫化モリブデンを含む−リン酸マンガンの層が設けてあ ることを特徴とする請求の範囲第5項記載の結合。 8.前記つば部(19)を貫通する少なくとも1個の結合ピン(42)がしまり ぼめで前記円筒部(3)に設けた窪み(16)に嵌入していることを特徴とする 請求の範囲第2項乃至第7項の何れか1項記載の結合。 9.前記リング状部品(4−11)、特にそのつば部(19)が、せいぜい僅か の応力しか形成しない溶接方法、特にレーザ溶接により前記円筒部(3)に固定 してあることを特徴とする前記請求の範囲の何れか1項記載の結合。 10.前記半径方向の中心部(17)の上に硬い、特に耐摩耗性の層又は被覆を 形成して、請求の範囲7の半径方向の外側部を製作する方法に於いて、前記中心 穴(44)とつぼ部(19)と場合によっては前記リング状部品(4−11)の 側面とをこの製造工程の間覆っておくことを特徴とする前記方法。 11.前記リング状部品(4−11)、特に1個のカムの中心穴(44)の中間 ミスマッチ公差を少なくする方法に於いて、複数のリング状部品(4−11)を 正しく揃えて1個の油圧式チャックスピンドル(28)に取付け、次に同時に研 削加工、場合によっては更に精密仕上げにより加工することを特徴とする前記方 法(図13)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003531329A (ja) * 2000-04-14 2003-10-21 メルツ,カール カムシャフト,その製造方法及びその製造装置
WO2006077914A1 (ja) * 2005-01-20 2006-07-27 Otics Corporation 回転組立体
CN101813137A (zh) * 2009-02-20 2010-08-25 住友重机械工业株式会社 动力传递装置及动力传递装置的中空轴的制造方法

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5428894A (en) * 1992-07-13 1995-07-04 The Torrington Company Method of making a camshaft
US5280675A (en) * 1992-07-13 1994-01-25 The Torrington Company Camshaft and method of making a camshaft
GB9221817D0 (en) * 1992-10-16 1992-12-02 Automotive Products Plc A differential mechanism
JPH07102914A (ja) * 1993-03-03 1995-04-18 Peter Amborn 相互に位置決めされる軸要素を備えたカム軸構体およびその製造方法
NO931836D0 (no) * 1993-05-19 1993-05-19 Harald Kolvereid Anordning for festing av kulelager, rullelager, tannhjul,remskiver o.l. til akslinger
JPH1053470A (ja) * 1996-08-05 1998-02-24 Ngk Insulators Ltd セラミックス接合体およびその製造方法
DE19645112A1 (de) * 1996-11-01 1998-05-14 Roland Klaar Gebaute Nockenwelle
US6182361B1 (en) * 1999-05-20 2001-02-06 The Torrington Company Method for assembling a camshaft
DE19938791B4 (de) * 1999-08-16 2004-07-29 Erich Neumayer Gmbh & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer gebauten Welle und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
SE515468C2 (sv) * 1999-12-23 2001-08-13 Volvo Lastvagnar Ab Kugghjul avsett att med presspassning förbindas till en axel och en axel uppbärande ett presspassat kugghjul
CH704438B1 (de) * 2000-06-23 2012-08-15 Karl Merz Verfahren zur Herstellung einer Nocke für eine Nockenwelle.
CH694812A5 (de) * 2000-08-18 2005-07-29 Karl Merz Nockenwellenanordnung mit zwei gegeneinander verstellbaren Nockenwellen
DE10101539C2 (de) * 2001-01-15 2003-01-23 Neumayer Erich Gmbh Co Kg Verfahren zur Herstellung einer gebauten Welle
AT5144U1 (de) * 2001-03-07 2002-03-25 Steyr Powertrain Ag & Co Kg Welle mit mittels schweissung mit ihr verbundenem teil
GB2375583B (en) * 2001-05-15 2004-09-01 Mechadyne Internat Plc Variable camshaft assembly
EP1395386B1 (de) * 2001-06-13 2011-02-09 Karl Merz Schweisstechnisch gebaute nockenwelle, verfahren zu ihrer herstellung sowie dazu benötigte nocken
US6935292B2 (en) * 2001-11-27 2005-08-30 Thyssenkrupp Presta Ag Camshaft with curvature
JP4075478B2 (ja) * 2002-06-13 2008-04-16 日産自動車株式会社 エンジン用組立式カムシャフトおよびその製造方法
EP1387102A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-04 Robert Bürgler Aufpressbare Nabe und Nockenwelle
DE102004025553B4 (de) * 2004-05-25 2006-04-20 Daimlerchrysler Ag Nockenwelle und ein Verfahren zu deren Herstellung
DE102004039302A1 (de) 2004-08-13 2006-02-23 Mahle Ventiltrieb Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle
BRPI0614377A2 (pt) * 2005-08-05 2011-03-22 Neumayer Tekfor Holding Gmbh eixo, como eixo de cames, especialmente para automóveis
DE102006013813B4 (de) * 2006-03-23 2011-05-12 Mahle International Gmbh Nockenwelle von insbesondere Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren
DE102006044735A1 (de) * 2006-09-20 2008-04-30 Muhr Und Bender Kg Gebaute Nockenwelle mit unter die aufgeschobenen Bauteile reichenden Eindellungen
DE102009014895B4 (de) 2009-03-25 2012-05-24 Audi Ag Welle-Nabe-Verbindung
FR2947879B1 (fr) * 2009-07-08 2011-07-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Came et arbre a cames
DE102009035120A1 (de) * 2009-07-29 2011-02-03 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Nockenwelle
DE102010048225B4 (de) * 2010-10-12 2021-03-18 Neumayer Tekfor Engineering Gmbh Fertigung einer Funktionswelle
DE102011050930A1 (de) * 2011-06-08 2012-12-13 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Nockenwelle und Verfahren zur Herstellung der Nockenwelle
DE102013214680A1 (de) * 2013-07-26 2015-01-29 Mahle International Gmbh Wälzgelagerte Welle
EP2913549B1 (fr) * 2014-02-07 2017-04-12 NTN-SNR Roulements Assemblage d'un roulement sur un arbre creux et procédé de fabrication d'un arbre équipé d'un roulement et d'un organe de machine
DE102014011067A1 (de) 2014-07-23 2016-01-28 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Verfahren zum Zusammenbau einer Nockenwelle
DE102016206640A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Thyssenkrupp Ag Trägerrohr einer Nockenwelle mit variierender Wandstärke
DE102016109444A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Thyssenkrupp Ag System aus einer Nockenwelle und einer Nockenwellenhülse

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US683656A (en) * 1901-02-25 1901-10-01 Edward H Moyle Device for securing cams or like hubs upon their shafts.
GB137317A (en) * 1918-11-25 1920-05-06 Roger Savon Improved process and connection for assembling metal tubes
US1329479A (en) * 1919-03-24 1920-02-03 Savon Roger Joint for metal tubes
US1949678A (en) * 1931-09-15 1934-03-06 Gen Electric Elastic fluid turbine
US1983867A (en) * 1931-11-23 1934-12-11 Philip M Miller Vehicle wheel
GB859327A (en) * 1957-12-12 1961-01-18 Maybach Motorenbau Gmbh Improvements in and relating to shafts
US3603624A (en) * 1969-07-09 1971-09-07 Cincinnati Milling Machine Co Antibacklash coupling
CA927120A (en) * 1970-10-07 1973-05-29 Canadian General Electric Company Limited Means for attaching a hub to a shaft
DE2914095A1 (de) * 1979-04-07 1980-10-16 Daimler Benz Ag Verfahren zur herstellung von nockenwellen
DE3128522A1 (de) * 1981-07-18 1983-02-03 Motoren-Werke Mannheim AG vorm. Benz Abt. stationärer Motorenbau, 6800 Mannheim Steuerwelle fuer verbrennungsmotor
US4523872A (en) * 1981-08-12 1985-06-18 Grumman Aerospace Corporation Torsion resistant grooved joint
JPS5837902U (ja) * 1981-09-04 1983-03-11 日本ピストンリング株式会社 カムシヤフト
US4513488A (en) * 1982-02-08 1985-04-30 Grumman Aerospace Corporation Method of fabricating a torque joint
DE3247636A1 (de) * 1982-12-23 1984-06-28 Mahle Gmbh Nockenwelle und verfahren zu ihrer herstellung
FR2541720B1 (fr) * 1983-02-24 1987-05-22 Citroen Sa Arbre a cames frittees collees
US4631973A (en) * 1983-03-09 1986-12-30 Dana Corporation Axial retention of gear on shaft
JPS6073168A (ja) * 1983-09-28 1985-04-25 Nippon Piston Ring Co Ltd カムシヤフトの製造方法
JPS613901U (ja) * 1984-06-13 1986-01-11 トヨタ自動車株式会社 タ−ボチヤ−ジヤのタ−ビンホイ−ル構造
DE3426201A1 (de) * 1984-07-17 1986-01-23 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Verfahren zum aufbringen von schutzschichten
DE8426999U1 (de) * 1984-09-13 1984-12-06 J. Wizemann Gmbh U. Co, 7000 Stuttgart Nockenwelle
DE3438080A1 (de) * 1984-10-17 1986-04-17 INTERATOM GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Verfahren zum befestigen von antriebselementen auf einer welle mittels axial in diese einschneidender keile, sowie diese selbst
JPS6227380A (ja) * 1985-07-26 1987-02-05 いすゞ自動車株式会社 セラミツクス構造体の軸部と金属構造体のボス部との接合方法
DE3536296C1 (de) * 1985-10-11 1987-03-26 Supervis Ets Nockenwelle
US4681642A (en) * 1985-11-20 1987-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cast iron making by cerium addition
DE3711489A1 (de) * 1986-04-17 1987-10-22 Volkswagen Ag Befestigungsanordnung
GB2198377A (en) * 1986-12-05 1988-06-15 Spicer Hardy Ltd Shaft connection for torque transmission
JPS63169351A (ja) * 1986-12-29 1988-07-13 Kubota Ltd Al合金セラミツクス複合カムシヤフト
US4767233A (en) * 1987-03-20 1988-08-30 Dresser Industries, Inc. Impeller mounting apparatus
US4809562A (en) * 1987-09-30 1989-03-07 The Torrington Company Camshaft manufacture
DE3738809A1 (de) * 1987-11-15 1989-05-24 Emitec Emissionstechnologie Nocken mit haertbarer laufbahn
JPH01190907A (ja) * 1988-01-25 1989-08-01 Nissan Motor Co Ltd 再溶融チルカムシャフト
CH676625A5 (ja) * 1988-08-08 1991-02-15 Sulzer Ag

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003531329A (ja) * 2000-04-14 2003-10-21 メルツ,カール カムシャフト,その製造方法及びその製造装置
JP4686099B2 (ja) * 2000-04-14 2011-05-18 メルツ,カール カムシャフト及びその製造方法
WO2006077914A1 (ja) * 2005-01-20 2006-07-27 Otics Corporation 回転組立体
CN101813137A (zh) * 2009-02-20 2010-08-25 住友重机械工业株式会社 动力传递装置及动力传递装置的中空轴的制造方法
JP2010190412A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 動力伝達装置及び動力伝達装置の中空軸の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5299881A (en) 1994-04-05
WO1992002739A1 (de) 1992-02-20
EP0494285A1 (de) 1992-07-15
EP0494285B1 (de) 1994-10-26
DE59103360D1 (de) 1994-12-01

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