JPH08277704A - 制御軸およびその製作方法 - Google Patents

制御軸およびその製作方法

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JPH08277704A
JPH08277704A JP8059452A JP5945296A JPH08277704A JP H08277704 A JPH08277704 A JP H08277704A JP 8059452 A JP8059452 A JP 8059452A JP 5945296 A JP5945296 A JP 5945296A JP H08277704 A JPH08277704 A JP H08277704A
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JP
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control element
control
shaft
basic
burr
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Alfred Beier
アルフレート・バイヤー
Dietrich Distler
ディートリッヒ・ディストラー
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Original Assignee
Volkswagen AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基本軸上で制御要素を相対回転不能に固定す
ると共に、軸方向両方向において固定することである。 【解決手段】 基本軸１に嵌め込まれる制御要素２を軸
方向で保持するために、この制御要素２は材料を押しの
けてまくれ１５を形成しながら、基本軸１よりも少しだ
け大径Ｄの範囲３に嵌め込まれ、続いてパンチ工具１７
によって材料を押しのけながら他のまくれ１６を範囲３
に形成する。従って、特に多数の扁平材料層４によって
形成された制御要素２は、基本軸１の軸方向両方向Ｒ，
Ｌでこの基本軸に形状補完的に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基本軸と、それに
嵌め込まれ基本軸に固定連結された少なくとも１個の制
御要素とを備え、この制御要素が基本軸を収容するため
の凹部を備えている制御軸と、この制御軸の製作方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第３７１７１９０
号明細書によって、内燃機関の弁を制御するためのカム
軸が知られている。このカム軸は円筒形の基本軸と、そ
れに嵌め込まれ基本軸に固定連結されたカムとして形成
された制御要素とからなっている。その際、カムは焼結
部品として一体に形成され、半径方向の突起を有する、
基本軸用の凹部を備えている。この基本軸の、少しだけ
大きな直径を有する一部範囲はローリング加工されてい
る。基本軸の大きな直径の範囲にカムを嵌め込む際に、
凹部の半径方向の突起はローリング加工された範囲に沿
って溝を切削加工する。溝から押しのけられた材料は勿
論除去される。この場合、カムと基本軸が相対回転しな
いように連結される。
【０００３】上記の文献により、上記のカム軸の製作方
法が知られている。この方法の場合、第１の範囲に第１
のカムを嵌め込んだ後で、直径の大きな次の範囲の取付
けが行われ、続いて他のカムの嵌め込みが行われる。ド
イツ連邦共和国特許出願公開第４４２３１０７号明細書
により、多数の偏平材料層によって、カム、特に内燃機
関の吸排気弁の制御のためのカムを製作することが知ら
れている。そのために、例えば冷間圧延された鋼板か
ら、相当する数の材料層が押し抜きされ、続いて積層板
にまとめられる。押し抜き時に、基本軸を収容するため
の凹部と、この凹部に対して軸線平行で小さな寸法の開
口がそれぞれ一つずつ形成される。続いて、カムのこの
開口に、つばを備えたピンが差し込まれる。このピンの
長さはカムの幅よりも長い。続いて、ピンの突出端部
に、ワッシャがカムに接触するまで嵌め込まれ、そして
カムと反対側でピンに溶接される。このピンとワッシャ
の配置構造は、積層板の分解を防止するがしかしなが
ら、隣接する偏平材料層がピンの長手中心軸線の回りに
相対的に摺動することを防止することができない。これ
は凹部内の対向する個所に設置された２つの溝に沿って
別々にレーザ溶接することによって達成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、制御要素が、基本軸上での相対回転不能な固定に
加えて、軸方向両方向でも基本軸に固定されるように、
冒頭に述べた種類の制御軸を改良することである。更
に、制御要素の製作を含めてできるだけ効率的にかつ低
コストで制御軸を製作できる、制御軸の製作方法を提供
すべきである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
る制御軸の場合には、制御要素が、材料の押しのけによ
って基本軸上で盛り上がったまくれにより、制御軸の両
方向で軸方向に形状補完的に固定されて配置されている
ことによって解決される。本発明による方法は、基本軸
上に大きな直径を有する第１の範囲を形成し、第１の範
囲の軸方向の長さが制御要素よりも長く、材料を押しの
けながらこの第１の範囲上に第１の制御要素を嵌め込
み、材料の押しのけによって、範囲に残る、制御要素を
軸方向で保持するまくれが盛り上がり、範囲よりも少し
だけ小さな直径の開口を備えたパンチ工具が、少なくと
も部分的に材料を押しのけて他のまくれを形成するよう
範囲に嵌め込まれ、この嵌込みが、両まくれの間で制御
要素を軸方向に締め付け固定するまで行われることを特
徴とする。本発明の有利な実施形は従属請求項に記載し
てある。
【０００６】軸方向両方向で保持することは、材料押し
のけによって基本軸に盛り上がったまくれによって驚く
ほど簡単に行われる。このまくれの間で制御要素が軸方
向に保持される。このまくれは例えばかしめによって基
本軸から盛り上げることができる。軸方向の一方の方向
において保持するまくれは、制御要素を直径の大きな基
本軸範囲に嵌め込むことによってきわめて有利にかつ簡
単に形成することができる。制御カムの他方の側のこの
範囲には、軸方向の他の方向において保持する、別個に
製作された他のまくれが配置されている。
【０００７】一方のまくれの盛り上げは特に、制御要素
が基本軸を収容するその凹部に尖った縁部を備えている
ときに良好に行われる。これは焼結された一体の制御要
素によって良好に行われるが、製作にコストがかかる。
従って、本発明の有利な実施形では、制御要素が軸方向
に並べて配置された多数の偏平材料層によって形成され
る。この層は薄い鋼板を押し抜きすることによって作る
ことができる。それによって、材料押しのけのために充
分に尖った開口の縁が形成される。個々の層を確実に相
互保持し、溶接を不要にするために、制御要素は、基本
軸に対して軸線平行に離して、クランプ要素用の収容部
を備え、このクランプ要素は制御要素全体を貫通し、個
々の偏平材料層を軸方向に圧縮している。
【０００８】拡大した範囲に制御要素を嵌め込むことに
よって盛り上がったまくれは、制御要素の円形の凹部に
よってビード状に周方向に延びるよう形成可能である。
しかしながら、凹部が半方向内側へ向いた突起を備え、
拡大した範囲に嵌め込む際にこの突起がこの範囲に溝を
切削加工し、その際溝の数に対応するまくれが形成され
る。
【０００９】材料の押しのけによって同様に、他のまく
れが盛り上げられる。この場合、基本軸上に充分な遊び
をもって嵌め込まれたパンチ工具がまくれを形成する例
えば円形の開口を備え、材料を押しのけながら拡大した
範囲に押しつけられる。本発明による制御軸は、本発明
による方法によってきわめて有利に製作可能である。こ
の方法の場合には、基本軸上に大きな直径を有する第１
の範囲を形成し、この範囲の軸方向の長さが続いて嵌め
込まれる第１の制御要素よりも長く、この第１の制御要
素は材料を押しのけながら軸方向保持のための一方のま
くれを盛り上げ形成する。続いて、パンチ工具を嵌め込
むことによって、他のまくれが盛り上げ形成される。こ
の場合、制御要素は両まくれによって軸方向で挟持され
る。まくれを形成するパンチ工具の開口は基本軸の対応
する範囲よりも少しだけ小さな直径を有する。
【００１０】前記の方法は、制御要素が同一の多数の偏
平材料層によって形成され、この偏平材料層が基本軸を
収容する凹部を形成しながら押し抜きされることによっ
て、低コストでかつ有利に実施可能である。この凹部と
軸線が平行で離れている開口が各々の材料層に形成され
る。続いて、個々の偏平材料層は同じ位置で自動的にま
とめられて積層板を形成する。この場合、個々の開口に
よって、貫通する凹部が形成される。端側にストッパー
を備えた、リベット継手として形成されたクランプ要素
のピンがこの凹部に挿入される。このピンの軸方向の長
さは凹部よりも長い。続いて、ピンをすえ込みすること
により、他のストッパーを形成しながら、積層板が永久
的に圧縮保持される。この他のストッパーは他の方法
で、例えばリングの押しつけによって形成可能である。
【００１１】これにより、クランプ要素の長手中心軸線
回りの個々の層の相対的な回転が防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は次に説明する実施の形態
に制限されない。制御軸は例えば内燃機関の吸排気弁の
制御のためのカム軸を形成可能である。この場合、制御
要素はカムとして形成されている。類似の形成では、こ
のような制御軸は燃料噴射ポンプの駆動に役立つ。更
に、制御要素は例えば偏心体として形成可能である。こ
の場合、本発明による制御軸は多数のいろいろな機械に
適用可能である。
【００１３】次に、図に基づいて本発明の実施の形態を
説明する。実施の形態は、カム軸として形成された内燃
機関用制御軸、すなわちコントロール軸に基づいて示し
てあるので、カムとして形成された制御要素が吸排気弁
を周期的に操作する働きをする。制御軸は基本軸１を備
えている。この基本軸上には制御要素２が嵌め込まれて
いる。基本軸１は例えばローレット加工部として形成さ
れた範囲３を有する。この範囲の直径Ｄは基本軸１の直
径ｄよりも少しだけ大きく、軸方向の長さは制御要素２
の幅よりも大きい。
【００１４】制御要素２はドイツ連邦共和国特許出願公
開第４４２３１０７号明細書によって知られているよう
に、多数の偏平材料層４からなるいわゆる積層板カムと
して形成されている。各々の制御要素２の層４の数は図
１または３に示した数よりもはるかに多い。図には良好
に示すために比較的に少数の層が示してある。個々の層
４は鋼板を押し抜きして作られている。この場合、半径
方向内側へ向いた突起６を備えた凹部５と、軸線に平行
でかつ軸線に対して間隔をおいて設けられた開口７が形
成される。同一の層４を押し抜きした後、例えば６０枚
の層４が同じ位置で自動的にまとめられて積層板を形成
する。それによって、個々の開口７によって貫通する凹
部８が形成される。続いて、ストッパー９を備えた、ク
ランプ要素１０の一部を形成するリベット１２のピン１
１が凹部８に差し込まれる。このリベットの軸方向の長
さは制御要素２の幅よりも長い。続いて、ピン１１を軸
方向にすえこみ加工することによって他のストッパー１
３が形成される。この場合、リベットにとって普通の方
法で、ストッパー９と１３の間にある積層板が軸方向に
圧縮される。
【００１５】第１の範囲３を基本軸１に形成した後で、
続いて、第２の制御要素２をこの範囲３に嵌め込む。対
向する突起６の間隔が範囲３の直径Ｄよりも小さいの
で、嵌め込む際に、材料を押しのけることによって範囲
３に溝が形成される。この材料は嵌め込みの際に制御要
素２の端面１４の前へ押され、嵌め込みの後で盛り上が
ったまくれ１５として範囲３に残る。これにより、制御
要素２は制御軸の一方向Ｒにおいて軸方向に固定され
る。
【００１６】まくれ１５が形成された後で、制御軸の他
の方向Ｌにおける軸方向の保持を行う他のまくれ１６
が、パンチ工具１７によって、範囲３から材料を押しの
けながら形成される。パンチ工具１７は基本軸１を遊び
をもって取り囲む中央の穴１８を有する。穴は制御要素
２寄りの端面側で段状に拡がり、開口１９を形成してい
る。この開口の直径Ｍは範囲３の直径Ｄよりも少しだけ
小さい。
【００１７】開口１９と穴１８の間の段部２０は、パン
チ工具１７のストッパーを形成する。このストッパーは
図１にのみ示す他のまくれ１６の形成を終了させる。続
いて、パンチ工具１７は引っ込められ、そして先ず最初
に同じ方法で範囲３が基本軸１上に形成され、続いて他
の制御要素２が嵌め込まれる。方法を短縮および簡単に
するために、各々の制御要素２はパンチ工具１７によっ
て範囲に嵌め込まれる。そのために、制御要素２はスペ
ーサ２１によってパンチ工具１７に保持されている。ス
ペーサの幅ｂは少なくとも、開口１９によって盛り上げ
られる他のまくれ１６の幅よりも大きい。パンチ工具１
７と一体に形成可能なスペーサ２１は、まくれの形成を
可能するために、範囲３から半径方向に間隔ｃだけ離れ
ている。
【００１８】前記の制御軸は機械によってきわめて効率
的に製作可能である。個々の偏平材料層は薄壁の鋼板か
ら高い寸法精度で押し抜き可能であり、しかも正確な組
立を妨害するまくれが押し抜き縁に形成されないように
押し抜き可能である。続いて積層板にまとめられる材料
層の軸方向の圧縮保持は、クランプ要素として作用する
市販の簡単なリベットによって行うことができる。まく
れ１５を形成しながら制御要素２を嵌め込むことは、パ
ンチ工具１７によって可能である。このパンチ工具は同
じ工程で他のまくれ１６を形成する。従って、制御要素
２は両方向Ｌ，Ｒにおいて軸方向に形状補完的に固定さ
れる。一方、制御要素２と基本軸との相対回転不能な連
結は、突起６によって形成されたスプラインによって保
証される。
【００１９】基本軸は必ずしも中実に形成する必要はな
く、かつカム軸を直接形成する必要はない。基本軸１は
例えば中空円筒のスリーブとして形成可能であり、この
スリーブ上に２個の制御要素２が設けられる。その際、
この構造ユニットは続いてカム軸に嵌め込まれ、例えば
このカム軸と構造ユニットの相対回転を可能にする。こ
の場合、スリーブの両制御要素は必ずしも同じ位相位置
を有する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御要素を備えた制御軸の一部を示す概略側面
図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿っ断面図である。
【図３】制御軸を製作するための方法の段階を示す、図
１と同様な概略側面図である。
【符号の説明】
１ 基本軸 ２ 制御要素 ３ 範囲 ４ 偏平材料層 ５ 凹部 ７ 開口 ８ 凹部 ９ ストッパー １０ クランプ要素 １１ ピン １３ ストッパー １５，１６ まくれ １７ パンチ工具 １９ 開口 ２１ スペーサ Ｄ 直径 Ｒ，Ｌ 方向

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基本軸（１）と、それに嵌め込まれ基本
    軸（１）に固定連結された少なくとも１個の制御要素
    （２）とを備え、この制御要素が基本軸（１）を収容す
    るための凹部（５）を備えている、制御軸において、 制御要素（２）が、材料の押しのけによって基本軸
    （１）上で盛り上がったまくれ（１５，１６）により、
    制御軸の両方向（Ｒ，Ｌ）で軸方向に形状補完的に固定
    されて配置されていることを特徴とする制御軸。
  2. 【請求項２】 基本軸（１）が制御要素（２）に沿って
    直径（Ｄ）を拡大した範囲を備え、制御要素（２）を嵌
    め込むことによって盛り上がったまくれ（１５）と、別
    個に形成された他のまくれ（１６）が前記範囲に設けら
    れていることを特徴とする請求項１記載の制御軸。
  3. 【請求項３】 制御要素（２）が軸方向に並べて配置さ
    れた多数の偏平材料層（４）によって形成され、偏平材
    料層（４）を軸方向に圧縮するクランプ要素（１０）
    が、基本軸（１）と軸線平行にかつ基本軸から離れて偏
    平材料層を貫通していることを特徴とする請求項２記載
    の制御軸。
  4. 【請求項４】 制御要素（２）の凹部（５）がその外周
    に、まくれ（１５）を形成する半径方向の突起（６）を
    備えていることを特徴とする請求項３記載の制御軸。
  5. 【請求項５】 他のまくれ（１６）が範囲（３）上に部
    分的に嵌め込まれるパンチ工具（１７）によって形成さ
    れ、まくれを形成するこのパンチ工具の開口（１９）が
    円形に形成されていることを特徴とする請求項４記載の
    制御軸。
  6. 【請求項６】 基本軸（１）とそれに嵌め込まれる制御
    要素（２）とを備えた制御軸を製作するための方法であ
    って、 ａ）基本軸（１）上に大きな直径（Ｄ）を有する第１の
    範囲（３）を形成し、 ｂ）材料を押しのけながらこの第１の範囲（３）上に第
    １の制御要素（２）を嵌め込む方法において、 ａ）第１の範囲（３）の軸方向の長さが制御要素（２）
    よりも長く、 ｂ）材料の押しのけによって、範囲（３）に残る、制御
    要素（２）を軸方向で保持するまくれ（１５）が盛り上
    がり、 ｃ）範囲（３）よりも少しだけ小さな直径（Ｍ）の開口
    （１９）を備えたパンチ工具（１７）が、少なくとも部
    分的に材料を押しのけて他のまくれ（１６）を形成する
    よう範囲（３）に嵌め込まれ、この嵌込みが、両まくれ
    （１５，１６）の間で制御要素（２）を軸方向に締め付
    け固定するまで行われることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 制御要素（２）が次の段階で製作され
    る、すなわち同一の多数の偏平材料層（４）を押し抜い
    て、基本軸（１）を収容する凹部（５）と、それと軸線
    が平行で離れている開口（７）を各々の材料層（４）に
    形成し、 この偏平材料層（４）を同じ位置に自動的にまとめて積
    層板を形成し、 端側にストッパー（９）を備えたピン（１１）を、開口
    （７）によって形成された凹部（８）に挿入し、この場
    合ピン（１１）の軸方向の長さがこの凹部（８）よりも
    長く、 偏平材料層（４）を圧縮しながら、凹部（８）から突出
    するピン（１１）の部分によって他のストッパー（１
    ３）を形成することを特徴とする請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 制御要素（２）がパンチ工具（１７）に
    よって範囲（３）に嵌め込まれ、制御要素（２）がスペ
    ーサ（２１）によって、少なくとも他のまくれ（１６）
    の幅（ｂ）だけパンチ工具（１７）から離してパンチ工
    具に保持されていることを特徴とする請求項７記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 スペーサ（２１）がパンチ工具（１７）
    と一体に形成されていることを特徴とする請求項８記載
    の方法。
JP8059452A 1995-03-17 1996-03-15 制御軸およびその製作方法 Withdrawn JPH08277704A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19509652 1995-03-17
DE19509652:5 1995-03-17

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