本發明涉及一種用于生產用于對內燃機的氣門進行控制的備好待用的凸輪軸的方法，所述凸輪軸具有承載軸和多個凸輪元件，在所述承載軸上設置有端部部件，端部部件例如為驅動輪、相位調整器、或相位調整器的一部分，所述多個凸輪元件以位置固定的方式被附接至所述承載軸。

背景技術：

用于生產備好待用的凸輪軸的方法例如在WO 2012/031770A1是已知的，其中，為了將多個凸輪元件接合至承載軸，要執行對承載軸的冷卻和對凸輪元件的加熱，從而能夠推動承載軸通過凸輪軸的孔。承載軸隨后要被再次加熱，并且凸輪元件被再次冷卻。結果，凸輪元件借助干涉配合被緊固在承載軸上，這種干涉配合是由于形狀熱變化而產生的。然而，加熱以及隨后的冷卻是不利的，其在工裝方面需要高支出，并且尤其在例如在用于布置在內燃機的氣缸蓋上的凸輪軸模塊中提供連續的未敞開(nicht offenbare)的支承通道——承載軸必須被推動通過該支承通道——的情況下實施上述加熱以及隨后的冷卻。通常，為了將多個凸輪元件對準在承載軸上需要另外的加工步驟，這種另外的加工步驟也必須被避免。

DE 3717190A1提出了用于將凸輪元件安裝在形成于承載軸的外表面上的制備好的凸輪座上的方法的基本原理。該凸輪座形成若干部段，這些部段相比于承載軸的未形成凸輪座的部段具有增大的直徑。在此，其提出了凸輪元件借助在套筒連接(Nabenverbindung)中發生的塑性變形被推動至凸輪座上。在這種情況下凸輪座是通過滾光工藝或滾壓工藝來生產的，并且可以例如形成環形的通道結構。用于形成凸輪座的加寬區域要使用芯軸工具生產，由此僅能實現較低的精度。為了生產備好待用的凸輪軸，由燒結材料制成的凸輪元件隨后必須實施方式如通過磨削工藝和/或拋光工藝進行精加工。

通常，凸輪軸包括端部部件、例如為用于牽引機構的驅動輪，也就是說，該牽引機構例如像鏈輪、帶輪、或用于帶輪的連接凸緣。該端部部件可以被緊固至承載軸并且可以例如形成相位調整器或者至少相位調整器的一部分。這樣的端部部件必須與準確地對準，并且通常的情況是在不同的卡緊安裝中需要多個切削加工步驟來提供端部部件和承載軸，從而尤其能避免相對于彼此的位置誤差和同心度誤差。

技術實現要素：

本發明的目的是改進用于生產備好待用的凸輪軸的方法，該方法不包括熱接合步驟，并且試圖能夠通過最少的步驟容易地設置備好待用的凸輪軸。

所述目的是通過按照權利要求1的前序部分結合該權利要求的特征部分生產備好待用的凸輪軸的方法來實現的。本發明的有利的改進在從屬權利要求中進行說明。

為了實現該目的，根據本發明的方法至少包括以下步驟：

a)提供承載軸和端部部件，

b)將所述端部部件接合至所述承載軸，

c)磨削至少所述承載軸以形成多個凸輪座，從而達到備好待用的狀態，

d)在第一凸輪座上引入表面輪廓，

e)提供具有備好待用特性的凸輪元件，

f)將所述凸輪元件坐置在設有所述表面輪廓的所述凸輪座上，并且

g)以與所需要的凸輪元件的數量相對應的次數重復步驟d)至f)。

通過使用根據本發明的方法，能夠以簡單的方式生產備好待用的凸輪軸，該方法不涉及熱接合方法。特別地，能夠通過已經被實施了精加工的多個凸輪元件。通過磨削至少承載軸，并磨削端部部件，從而達到備好待用的狀態，能夠實現以下優點，例如，承載軸上的支承點也通過磨削加工被預先加工，使得通過步驟d)至f)生產的具有相應數量的凸輪元件的凸輪軸不必被提供任何另外的加工。在最后的凸輪元件已被安裝至最后的凸輪座之后，凸輪軸能夠被設置成備好待用的，例如用于安裝至汽缸蓋或者被安裝至罩模塊。沒有提到間隔元件、軸承環等的裝配，上述元件能夠通過步驟d)至步驟f)連同凸輪元件一起被設置。

特別地，步驟c)適合用于端部部件的加工、尤其端部部件的磨削加工，以達到備好待用的狀態。由于端部部件在被磨削以達到備好待用狀態之前被接合至承載軸的事實，能夠例如在一個磨削設備中通過一次卡緊安裝使承載軸和端部部件在被組裝的狀態下通過磨削加工過程實施精加工以達到備好待用的狀態。

承載軸的磨削可包括對多個凸輪座的加工和對形成在承載軸上的支承點的精加工，這些支承點是在凸輪座之間或者鄰近于凸輪座形成的。特別地，對承載軸、尤其對端部部件進行磨削以達到備好待用的狀態是在磨削設備上實施的，隨后，可以將由磨削的承載軸和端部部件組成的組件轉移至凸輪坐置設備，并且可以借助凸輪坐置設備來實施至少表面輪廓的引入和對凸輪元件的坐置。表面輪廓的形成可以例如通過滾光工具(Rollierwerkzeug)實施。由于凸輪座已經通過磨削加工工藝制備好的事實，能夠通過對表面輪廓的相應準確的加工，對凸輪元件的坐置能夠以相應的準確度實施，從而不必實施額外的精加工，例如最終磨光和/或拋光步驟。通過利用滾光工具對凸輪座進行磨削加工并且有針對性地形成表面輪廓，從而能夠提供已經被實施了精加工的凸輪元件。

為了通過凸輪坐置設備引入表面輪廓并且坐置凸輪元件，可以將端部部件夾緊在凸輪坐置設備中，并且還可以在與端部部件相反的一側借助尾座夾緊承載軸。

為了設置凸輪元件并且將凸輪元件坐置在設有表面輪廓的凸輪座上，將凸輪元件引導通過尾座并且因此容易地將凸輪元件擰到承載軸上，使得在所有凸輪元件的接合過程中尾座保持被布置在承載軸上。通過這種方式，極大簡化了將凸輪元件坐置在凸輪座上的過程。為此，尾座可以具有比凸輪元件中的孔的直徑小的直徑。

由于在每次凸輪元件的坐置過程之前凸輪座已經實施了表面加工的事實，能夠實現以下優點：凸輪元件能夠在不受力、并且尤其在不接觸的情況下被引導通過在前的凸輪座。在這種情況下，表面輪廓的引入是在第一凸輪座處實施的，該第一凸輪座例如在承載軸上朝向端部部件。凸輪元件可以經由承載軸的安裝有尾座的自由端被擰到承載軸上，而不必推動凸輪元件通過未經表面加工的凸輪座。僅在將凸輪元件安裝至相關的凸輪座之前，滾光工具作用于凸輪座并且形成表面輪廓，使得凸輪元件能夠以固位的方式被安裝至——尤其被壓至——具有表面輪廓的凸輪座上。

根據本發明的方法的特定優點在于以下事實，即，為了提供具有備好待用特性的凸輪元件，在將凸輪元件坐置在承載軸上之前，可以先將凸輪元件磨削至其最終尺寸和/或實施表面加工，并且凸輪元件尤其可以包括與隨后在承載軸上的取向相對應的旋轉取向(rotatorische Ausrichtung)。僅在很少的情況下，如果經滾光得到的直徑的重復精確度不能達到要求，那么使用機電軸或標定工具才可能是必要的。然而根據本發明的方法，基本上能夠實現在安裝凸輪元件之后，凸輪軸具備滿足使用要求的精確度。特別地，如果不使用會導致變形或表面變化的熱接合方法，則可以提供已經實施了精加工并且可能被施加涂層的部件。與凸輪元件類似，可以對要被施加至承載軸的另外元件、比如軸承環實施表面精加工和/或施加涂層。

通過使用相對較新的技術，能夠將充分磨削的凸輪元件安裝至承載軸，并且通過該方式，能夠在組裝工藝之前實施所有的與凸輪元件相關的工藝步驟。在這個背景下，在將凸輪元件壓至承載軸之前，凸輪元件可以不僅被磨削，而且例如可以被施加涂層。在實施該方法的情況下，多個凸輪元件在作為組裝體(Paket)彼此相鄰定位的情況下例如被磨削，并且如果需要則例如通過涂層工藝進行精加工。隨后能夠使凸輪元件作為組裝體被施加涂層，也就是說在已經例如被擰至芯軸或者某些其他承載元件從而定位成彼此相鄰的情況下被施加涂層，因此僅滾道被施加涂層，而側表面未施加涂層。在施加涂層之后，可以直接提供凸輪元件以便被安裝至具有表面輪廓的凸輪座。

涂層可以例如包括DLC涂層，其也被稱為“類金剛石碳涂層”。

例如，在對凸輪座進行磨削以達到備好待用狀態的過程中，可以設置一體地形成在所述凸輪座上的插入斜面，由此使得凸輪元件被更容易地推動通過不具有表面輪廓的凸輪座。

附圖說明

下文將基于附圖結合對在本發明的示例性實施方式的上下文中的優選方法的說明更加詳細地討論對本發明進行改進的其他措施。在附圖中：

圖1示出了例如可以根據方法步驟a)提供的具有非磨削表面的承載軸，

圖2示出了例如在方法步驟b)中說明的具有非磨削表面并且具有布置在承載軸的端部側上的端部部件的承載軸的視圖，

圖3示出了在承載軸已被磨削以達到備好待用狀態由此凸輪座已經形成在承載軸上的狀態下由承載軸和端部部件組成的組件，

圖4示出了承載軸與端部部件的組件，其中，通過未詳細示出的方式，端部部件被夾緊在凸輪坐置設備中，并且其中，承載管在與端部部件相反的一側被尾座保持，并且

圖5示出了帶有端部部件的承載軸，并且凸輪元件已經被安裝至承載軸上，其中，在凸輪座上引入表面輪廓，為此示例性地示出了滾光工具。

具體實施方式

圖1示例性地示出了具有非磨削表面18的承載軸10，其中承載軸10為中空軸的形式并且包括沿中心軸線17延伸的空腔19。由此承載軸10形成關于中心軸線17旋轉對稱地延伸的重量最小化的管，并且承載軸10可以例如由材料棒切割成一定的長度。

圖2示出了由承載軸10和端部部件11構成的組件，并且端部部件11可以例如是驅動輪、相位調整器或者相位調整器的一部分，并且在本發明的上下文中，端部部件11是備好待用的凸輪軸的一部分。為了緊固端部部件11，端部部件11包括突出部20，突出部20例如可以插入承載軸10的空腔19中，其中，端部部件11還可以通過一些其他方式、例如通過粘著接合工藝或者通過連接元件被緊固至承載軸10。在此，承載軸10包括非磨削表面18，其中端部部件11還可以包括非磨削的、尤其未經處理的表面。例如，端部部件11可以以簡單的方式接合至承載軸10，而不考慮位置和尺寸公差，這是因為如下文所述的，承載軸10和端部部件11在組裝狀態下的磨削加工是在共同的卡緊安裝中執行的。

圖3示出了由處于磨削狀態下的承載軸10和端部部件11組成的組件。由于磨削加工，使得支撐軸10和端部部件11處于備好待用的狀態，在承載軸10的外側上示出了一系列凸輪座13。通過示例，還示出了兩個支承點15，并且支承點15具有比凸輪座13的直徑小的直徑。以未詳細示出的方式，還可以對端部部件11實施切削加工，并且端部部件11例如形成驅動輪、傳感器盤、相位調整器的一部分等。

在對根據圖3的承載軸10和端部部件11組成的組件的改進方案中，圖4示出了位于凸輪坐置設備(Nockensetzanlage)上的處于卡緊安裝狀態的組件，其中通過未詳細示出的方式，端部部件11可以被夾緊，并且在與端部部件11相反的一側，承載軸10被保持在尾座16上。尾座16例如在端部側被插入空腔19中。在這種卡緊安裝的狀態下，由承載軸10和端部部件11組成的組件能夠被設定為繞中心軸線17轉動。

最后，圖5示出了由承載軸10和端部部件11組成的組件，并且第一凸輪座13已經通過示例性地示出的滾光工具21加工并且被裝配有凸輪元件12，其中，鄰近于端部部件11的位于左手側的凸輪座13包括表面輪廓14。滾光工具21例如示出為具有溝槽結構，通過在承載軸10被設定為繞中心軸線17轉動的同時將例如以雙重(zweifacher)布置的方式示出的滾光工具21壓在凸輪座13上，溝槽結構被再現(abgebildet)在凸輪座13上。滾光工具21通過示例的方式被示出在已經具有表面輪廓14的第二凸輪座13上。

凸輪元件12被示出為已被安裝在第一凸輪座13上，并且另外的凸輪元件12通過示例的方式被示出在尾座16之上并且被布置在該位置。當已經通過滾光工具21在下一個凸輪座13上形成表面輪廓14時，能夠將另一凸輪元件12安裝到相應的凸輪座13上。

在此，凸輪元件12可以已經實施了精加工，例如已經被施加涂層，從而達到備好待用的狀態。

用于生產備好待用的凸輪軸1的方法能夠以圖1至圖5的順序基于示出的示例性實施方式描述如下。

在方法步驟a)中，提供了如圖1示出的承載軸10，并且在另一方法步驟b)中，如圖2所示，可以將端部部件11接合至承載軸10。

在方法步驟c)中，可以執行至少對承載軸10進行磨削，由此達到備好待用的狀態，從而形成如圖3所示的凸輪座13。在此，在為達到備好待用狀態而進行磨削的過程中，不僅承載軸11、而且端部部件11可被實施磨削加工。在此，為達到備好待用狀態進行的磨削還包括形成支承點15以達到備好待用的狀態。

在圖4中，將由承載軸10和端部部件11組成的組件從磨削設備(圖3)轉移至凸輪坐置設備(圖4和圖5)。在此，圖4示出了尾座16，尾座16作為凸輪坐置設備的一部分被用于卡緊安裝，并且以未詳細示出的方式，端部部件11能夠被夾緊，從而實現對由承載軸10和端部部件11組成的組件的限定的卡緊安裝。

在另外的方法步驟d)、e)、f)、和g)中，如圖5所示，能夠首先通過滾光工具21執行表面輪廓14的引入，其中該表面輪廓14被施加至通過磨削加工工藝制備好的凸輪座13。隨后，提供具有備好待用特性的凸輪元件12，如在尾座16的區域所示出的，并且能夠沿著箭頭方向將凸輪元件12引導通過承載軸10，并且根據方法步驟f)，可以執行將凸輪元件12坐置在設有表面輪廓14的凸輪座13上。

根據方法步驟g)，可以重復步驟d)至步驟f)，直到已經在承載軸10上安裝了相應數量的凸輪元件12，并且例如，在所示出的實施方式中由于設有四個凸輪座13，因此可以總共執行四次這種安裝。

本發明的實施方式不限于已經在上文列出的優選的示例性實施方式。反而，可以設想甚至在根本不同的實施方式中使用本解決方案。由權利要求、說明書或附圖得出的所有的特征和/或優點——包括構造單元、空間布置，其自身或其不同的組合對于本發明是不可或缺的。

附圖標記列表

1 凸輪軸

10 承載軸

11 端部部件

12 凸輪元件

13 凸輪座

14 表面輪廓

15 支承點

16 尾座

17 中心軸線

18 非磨削表面

19 空腔

20 突出部

21 滾光工具