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用于磨削加工 凸轮轴的接收组件和用于磨削加工 凸轮轴的方法

阅读：1028发布：2020-07-07

专利汇可以提供用于磨削加工凸轮轴的接收组件和用于磨削加工凸轮轴的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及用于接收凸轮轴(10)的接收组件(1)，用于磨削所述凸轮轴 (10)的方法，和凸轮轴(10)，其中所述凸轮轴(10)包括具有功能元件(12)的轴本体(11)，所述轴本体沿着旋转轴线(13)延伸，并且其中齿轮 (14)安装在所述轴本体(11)上，其中设置接收本体(15)，通过所述接收本体(15)可以至少部分地接收所述凸轮轴(10)从而进行磨削。根据本发明，所述齿轮(14)具有接收装置(16)，所述接收本体(15)可以与所述接收装置(16)抵靠设置并且由于所述接收装置(16)使得所述凸轮轴(10)能够被所述接收本体(15)接收。，下面是用于磨削加工凸轮轴的接收组件和用于磨削加工凸轮轴的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于接收凸轮轴(10)的接收组件(1)，其中所述凸轮轴(10)包括具有功能元件(12)的轴本体(11)，所述轴本体沿着旋转轴线(13)延伸，并且其中齿轮(14)安装在所述轴本体(11)上，其中设置接收本体(15)，通过所述接收本体(15)可以至少部分地接收所述凸轮轴(10)用于进行磨削加工过程的目的，
其特征在于，所述齿轮(14)具有接收装置(16)，所述接收本体(15)可以接合至所述接收装置(16)并且所述凸轮轴(10)能够通过所述接收装置(16)被所述接收本体(15)接收。
2.根据权利要求1所述的接收组件(1)，其特征在于，所述接收装置(16)由具有圆锥形凹部的轴环(17)形成，其中所述轴环(17)在所述齿轮(14)上在轮毂侧整体形成并且同中心地围绕所述旋转轴线(13)。
3.根据权利要求2所述的接收组件(1)，其特征在于，所述接收本体(15)具有接收构造(18)，所述接收构造(18)具有相对于所述轴环(17)的圆锥形凹部的互补形式并且所述接收构造(18)可以接合至所述轴环(17)的圆锥形凹部。
4.根据权利要求1至3任一项所述的接收组件(1)，其特征在于，所述轴本体(11)就其在所述旋转轴线(13)的方向上的纵向程度，沿轴向突出超过所述齿轮(14)在所述轴本体(11)上的位置，使得所述齿轮(14)接收在所述轴本体(11)上从而与所述轴本体的轴向端部相隔。
5.根据前述权利要求任一项所述的接收组件(1)，其特征在于，所述接收本体(15)至少部分地具有腔体(19)，所述腔体(19)在端部侧打开并且所述腔体(19)中可以接收所述轴本体(11)的轴端部(25)。
6.根据前述权利要求任一项所述的接收组件(1)，其特征在于，至少一个功能元件(12)为轴承元件(20)的形式。
7.根据前述权利要求任一项所述的接收组件(1)，其特征在于，所述凸轮轴(10)为组装的凸轮轴(10)的形式，其中所述轴本体(11)、所述齿轮(14)以及优选地还有所述功能元件(12)以独立部件的形式形成并且结合至所述轴本体(11)。
8.在用于接收凸轮轴(10)的接收组件(1)中磨削加工凸轮轴(10)的方法，其中所述凸轮轴(10)包括具有功能元件(12)的轴本体(11)，所述轴本体沿着旋转轴线(13)延伸，并且其中齿轮(14)安装在所述轴本体(11)上，其中所述方法包括至少如下步骤：
–设置接收本体(15)用于至少部分地接收所述凸轮轴(10)，
–设置齿轮(14)，所述齿轮(14)具有接收装置(16)，
–通过将所述接收本体(15)接合至所述接收装置(16)从而接收所述凸轮轴(10)，和–磨削至少一个功能元件(12)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述齿轮(14)设置有齿(21)，其中所述接收装置(16)和所述齿(21)具有共同的几何加工中心，和/或所述齿轮(14)随后被挤压或冷缩配合至所述轴本体(11)。
10.一种凸轮轴(10)，所述凸轮轴(10)具有包括多个功能元件(12)的轴本体(11)，其中所述轴本体(11)沿着旋转轴线(13)延伸，并且其中齿轮(14)安装在所述轴本体(11)上，其特征在于，所述齿轮(14)具有接收装置(16)，所述接收本体(15)可以接合至所述接收装置(16)并且所述凸轮轴(10)能够通过所述接收装置(16)被所述接收本体(15)接收，从而提供用于磨削加工至少一个功能元件(12)的接收组件(1)。
11.根据权利要求10所述的凸轮轴(10)，其特征在于，所述接收装置(16)由具有圆锥形凹部的轴环(17)形成，其中所述轴环(17)在所述齿轮(14)上在轮毂侧整体形成并且同中心地围绕所述旋转轴线(13)。
12.根据权利要求10或11所述的凸轮轴(10)，其特征在于，所述轴本体(11)就其在所述旋转轴线(13)的方向上的纵向程度，沿轴向突出超过所述齿轮(14)在所述轴本体(11)上的位置，使得所述齿轮(14)接收在所述轴本体(11)上从而与所述轴本体的轴向轴端部(25)相隔。
13.根据权利要求10至12任一项所述的凸轮轴(10)，其特征在于，所述凸轮轴(10)为组装的凸轮轴(10)的形式，其中所述轴本体(11)、所述齿轮(14)以及优选还有所述功能元件(12)以独立部件的形式形成并且结合在一起。

说明书全文

用于磨削加工 凸轮轴的接收组件和用于磨削加工 凸轮轴的

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于接收凸轮轴的接收装置，其中所述凸轮轴包括具有功能元件的轴本体，所述轴本体沿着旋转轴线延伸，并且其中齿轮安装在所述轴本体上，其中设置接收本体，通过所述接收本体可以至少部分地接收所述凸轮轴用于进行磨削加工过程的目的。本发明还涉及通过所述类型的接收组件磨削加工凸轮轴的方法，本发明还涉及可以接收在根据本发明的接收组件中的凸轮轴。

背景技术

[0002] DE 10 2005 034 777B3介绍了可以接收在接收组件中的凸轮轴，使得凸轮轴可以在接收组件中经受磨削加工过程。在此提出轴本体，所述轴本体上安装凸轮轴的功能元件和齿轮，并且指出可以在一个磨削加工过程中制备功能元件，特别是干涉配合的轴承座。然而缺点是齿轮在轴本体上的冷缩配合造成齿轮的齿相对于经加工的干涉配合的轴承座的位置误差。在凸轮轴的单个卡紧机构中，只能在干涉配合轴承座和功能元件(例如凸轮元件)之间实现互相精确的磨削加工。然而，由于齿轮的齿的制备在将齿轮冷缩配合至轴本体之前进行，不可能遵守窄的位置公差和轴本体上的齿轮的齿和挤压轴承座和其它功能元件之间的真实旋转精度。这通常造成凸轮轴的齿轮相对短的使用寿命，或者通常是不可能将齿轮简单地挤压至轴本体来制备凸轮轴的，因为挤压造成齿轮的齿和通过磨削加工过程制备的功能元件(例如轴承元件和凸轮元件)之间过大的位置偏差。

发明内容

[0003] 本发明的目的是改进接收组件从而克服上述缺点。特别地，接收组件应当具有简单设计并且允许安装在轴本体上的齿轮和功能元件之间高水平的位置精度。此外，旨在提供在所述类型的接收组件中磨削加工凸轮轴的方法，所述方法造成齿轮的齿相对于功能元件的精确的位置公差。因此，本发明的目的还有提供凸轮轴，所述凸轮轴可以接收在所述类型的接收组件中并且通过所述类型的方法进行加工。

[0004] 从根据权利要求1的前序部分的接收组件出发，从根据权利要求8的已知特征的方法出发，并且从根据权利要求10的前序部分的凸轮轴出发，通过各个特征实现所述目的。各个从属权利要求中显示了本发明的有利的细化形式。

[0005] 本发明包括的技术教导在于，所述齿轮具有接收装置，接收本体可以接合在所述接收装置上并且由于所述接收装置使得所述凸轮轴能够被所述接收本体接收。

[0006] 通过根据本发明的用于接收凸轮轴的接收组件，能够进行凸轮轴的磨削加工，造成齿轮的齿和功能元件之间的最小同心度误差和位置公差。齿轮上的接收装置可以形成几何磨削中心，所述几何磨削中心可以在齿轮制备过程中已经充当用于制备齿的磨削中心，或者所述几何磨削中心在齿的制备过程中特别在一个加工卡紧机构中至少共同地制备。在以烧结构件的形式制备齿轮的变体形式中，接收装置可以以相同方式充当参考几何形状，所述参考几何形状相对于齿同样具有相应高的精度并且在烧结过程中形成，相对于接收装置的几何形状具有窄的公差。

[0007] 在此，齿轮可以额外地或替代性地实现其它功能或进一步功能，并且可以例如充当传感轮或者为链轮或皮带轮的形式。在本发明的上下文中，齿轮无需以一体形式形成，并且接收装置还可以例如在与齿轮挤压在一起的套管上形成。

[0008] 如果凸轮轴至少部分地被齿轮上的接收装置接收，并且如果通过磨削加工所述接收器中的至少一个功能元件，则用于制备齿的磨削中心和用于磨削加工功能元件的磨削中心一致，造成齿轮的齿相对于功能元件的最小同心度误差。

[0009] 接收装置可以通过具有圆锥形凹部形状形式的轴环形成，其中轴环在齿轮上在轮毂侧处整体形成并且同中心地围绕旋转轴线。在此，接收本体可以具有接收构造，所述接收构造具有相对于轴环的圆锥形凹部的互补形式并且所述接收构造可以接合至轴环的圆锥形凹部，并且所述接收构造因此形成包围面接触。在此，接收本体可以围绕接收装置或者插入到接收装置中，这两种可能性均造成凸轮轴至少部分地被接收本体接收的预期结果。接收装置或接收本体还有可能具有包围边缘(例如斜面)，所述包围边缘紧靠内部或外部的圆锥形轮廓并且因此形成线接触。

[0010] 凸轮轴仅被部分接收的事实起因于如下事实：在凸轮轴的磨削加工过程中，凸轮轴必须基本上被至少两个定心尖端接收，从而可以围绕其旋转轴线旋转，这与车削机器的卡盘和顶尖座套筒的原理相似。在此，接收本体代替一个定心尖端，并且凸轮轴通过接收本体接收在齿轮的接收装置上，其中可以在凸轮轴的另一端设置另一个接收器。在此，圆锥形凹部首先有可能在轴环的内部形成，或者圆锥形凹部可以在轴环的外部形成。接收本体可以具有相应的互补形式，并且接收本体可以包括内部圆锥或外部圆锥。在此，接收装置的替代性实施方案还基本上为内部圆柱形表面或外部圆柱形表面的形式，并且接收本体包括互补形式的外部圆柱形表面或内部圆柱形表面，其中接收配合必须具有相应的窄公差。以相同的方式，凹部也可以通过球形轮廓形成。

[0011] 在一个细化实施方案中，轴本体就其在旋转轴线方向上的纵向程度来说，可以沿轴向突出超过齿轮在所述轴本体上的位置，使得齿轮接收在轴本体上从而与所述轴本体的轴向端部相隔。因此，接收本体可以至少部分地具有腔体，所述腔体在端部侧打开并且所述腔体中可以接收轴本体的端部。特别地，在突出的轴端部的情况下，目前凸轮轴只有可能通过用于磨削加工过程的定心尖端而被轴本体接收。然而这造成齿轮的齿的在轴本体上的同心度误差，因为齿轮与轴本体的连接通常为干涉配合的形式，这造成增加的位置公差。然而，由于具有腔体的接收本体的特殊设计，尽管轴端部突出，仍然实现了凸轮轴被齿轮上的接收装置接收，使得即使在凸轮轴具有突出轴端部的情况下仍然可以实施根据本发明的接收组件。

[0012] 还有利的是，凸轮轴有可能为组装凸轮轴的形式，其中轴本体、齿轮以及优选地还有功能元件以独立部件的形式形成并且结合至轴本体。然而替代性地，凸轮轴也有可能以整块凸轮轴的形式制备，齿轮追加地安装在整块凸轮轴上，并且有可能通过根据本发明的接收组件以相同的方式进行凸轮轴的功能元件(所述功能元件以一体形式形成并且在材料上与轴本体成整体)的磨削加工过程。

[0013] 本发明还涉及在用于接收凸轮轴的接收组件中磨削加工凸轮轴的方法，其中凸轮轴包括具有功能元件的轴本体，所述轴本体沿着旋转轴线延伸，并且其中齿轮安装在轴本体上。在此，所述方法包括至少如下步骤：设置接收本体用于至少部分地接收凸轮轴，设置齿轮，所述齿轮具有接收装置，通过将接收本体接合至接收装置从而接收凸轮轴，和磨削至少一个功能元件。在该情况下，可以特别借助以定心作用插入接收装置的接收本体实现接收本体在接收装置上的接合。

[0014] 齿轮可以设置有齿，其中接收装置和齿具有共同的几何加工中心，并且其中齿轮随后仅被挤压或冷缩配合至轴本体。

[0015] 本发明还涉及凸轮轴，所述凸轮轴具有包括多个功能元件的轴本体，其中轴本体沿着旋转轴线延伸，并且其中齿轮安装在轴本体上，并且齿轮具有接收装置，接收本体可以接合至所述接收装置并且由于所述接收装置使得凸轮轴能够被接收本体接收，从而提供用于磨削加工至少一个功能元件的接收组件。在此，可以特别借助插入接收装置或围绕接收装置接合的接收本体实现接收本体在接收装置上的接合。

[0016] 接收装置可以有利地通过具有圆锥形凹部形状形式的轴环形成，其中轴环在齿轮上在轮毂侧整体形成并且同中心地围绕旋转轴线。替代性地，轴环可以形成圆锥形构造，并且接收本体可以具有相应互补形式的圆锥形凹部，使得替代性地，接收本体可以围绕轴环的圆锥形构造接合，同样的情况是凸轮轴可以被接收至齿轮的齿的磨削中心。

[0017] 根据凸轮轴的另一个有利的实施方案，轴本体就其在旋转轴线的方向上的纵向程度而言，可以沿轴向突出超过齿轮在轴本体上的位置，使得齿轮接收在轴本体上从而与所述轴本体的轴向轴端部相隔。凸轮轴可以为组装凸轮轴的形式，其中轴本体、齿轮以及优选还有功能元件以独立部件的形式形成并且结合在一起。附图说明

[0018] 下文基于附图连同本发明的优选示例性实施方案的描述更详细地呈现改进本发明的其它措施，在附图中：

[0019] 图1以显示了用于接收凸轮轴的接收组件的示例性实施方案的横截面图，和[0020] 图2显示了齿轮的立体图，所述齿轮具有齿和轴道从而接收在凸轮轴的轴本体上。

具体实施方式

[0021] 图1显示了接收组件1的示例性实施方案，所述接收组件1具有凸轮轴10的示例性实施方案，并且可以通过图中显示的接收组件1的示例性实施方案进行根据本发明的用于磨削加工凸轮轴10的方法。

[0022] 凸轮轴10仅部分显示，并且包括空心轴形式的轴本体11，举例而言，两个功能元件12设置在轴本体11上。第一功能元件12形成轴承元件20用于将凸轮轴10安装在内燃机的汽缸盖中，另一个功能元件12例如为凸轮元件24的形式。轴承元件20例如显示为单个环形元件，其被推至轴本体11，并且轴承元件20也可以通过轴本体11的一个部段形成。例如，轴本体11的该部段以及轴承元件20或凸轮元件24的外周表面可以经受磨削加工过程从而使凸轮轴10能够围绕旋转轴线旋转地安装在内燃机的汽缸盖中的相关轴瓦中。

[0023] 作为另一个元件，齿轮14安装在轴本体11上，并且齿轮14通过干涉配合23紧固至轴本体11。齿轮14可以例如用于驱动凸轮轴10或用于另一个凸轮轴的可旋转联接，并且齿轮14具有齿21，所述齿21在外周处形成齿轮14的终端。在该情况下，齿轮14具有轴本体11上的底座，所述底座在旋转轴线13的方向上与轴端部25沿轴向相隔。因此，轴端部25在旋转轴线13的方向上沿轴向突出超过齿轮14在轴本体11上的坐落位置。

[0024] 接收组件1通过用于接收凸轮轴10的接收本体15形成，并且接收本体15可以例如为磨削加工中心的组成部件，并且仅以示意方式显示。接收本体15具有接收构造18，所述接收构造18与接收装置16相互作用，使得凸轮轴10以能够围绕旋转轴线13旋转的方式至少部分地被接收本体15接收。凸轮轴10仅被部分接收的事实起因于如下事实：沿着旋转轴线13例如在相对于轴本体11的轴端部25的相反端部处(以未显示的方式)设置用于凸轮轴10的另一个接收器，并且该另一个接收器可以例如为车削中心(车削顶尖)的形式，特别是套筒的形式。

[0025] 为了使突出超过齿轮14的位置的轴端部25不妨碍凸轮轴10被接收本体15接收，接收本体15具有腔体19，所述腔体19几何设计成使得轴端部25突出进入接收本体15而特别没有物理接触。

[0026] 齿轮14上的接收装置16通过整体形成的具有圆锥形内凹部形状形式的轴环17形成，并且轴环17设置在齿轮14上的轮毂侧并且同中心地围绕旋转轴线13。在此，轴环17与齿轮14的本体以一体形式形成，其中在共同磨削过程中制备用于形成接收装置16的圆锥形凹部，同时进行齿21的切割制备。因此，轴环17中的圆锥形凹部形式的接收装置16形成齿轮14的几何磨削加工中心，使得齿21相对于接收装置16具有最小同心度误差。

[0027] 接收本体15上的接收构造18与轴环17中的圆锥形凹部互补地形成，并且具有接收构造18的外表面的圆锥特别有可能具有与齿轮14上的接收装置16中的圆锥相同的角度。通过这种方式，齿轮14(特别是齿21)可以接收在接收本体15上，仅具有最小的同心度误差。

[0028] 在所显示的接收组件1中，如果至少一个功能元件12(特别是轴承元件20)或轴本体11的外周表面经受磨削加工过程，那么就保证了在齿21和功能元件12的经受磨削加工的表面或轴本体11的外周表面之间仅出现最小的同心度误差。因此，在凸轮轴10的之后的使用过程中，齿21相对于一个功能元件12的至少一个通过切割作用加工的表面或者相对于轴本体11的外周表面具有最小容许偏差。

[0029] 图2显示了齿轮14的立体图，所述齿轮14在外周上具有齿21并且具有在轴环17内在侧向形成的接收装置16，其中轴环17与齿轮14的本体以一体形式形成并且在齿轮14的本体上成整体。齿轮14内部具有轴道22，并且举例而言，显示了凹槽表面，齿轮14可以通过所述凹槽表面挤压至轴本体11，并且凹槽表面可以例如沿着旋转轴线13或沿着齿轮14的中心轴线形成齿。

[0030] 在制备齿轮14的过程中(所述过程可以为例如切割过程，特别是磨削过程)，在共同卡紧机构中进行接收装置16的加工同时进行齿21的制备，因此接收装置16形成齿21的磨削中心，并且以接收装置16的形式形成的磨削中心充当至少一个功能元件12的磨削加工的参考磨削中心，以用于对凸轮轴10(齿轮14挤压至轴本体11)进行之后的磨削加工。如果齿轮14以烧结构件的形式制备，那么由于烧结过程，接收装置16可能相对于齿轮14的齿21已经显示出极窄的公差。

[0031] 本发明的实施方案不局限于上述优选的示例性实施方案。相反，即使在本质上不同形式的实施方案中也可以设想使用所示方案的多个变体形式。源自权利要求书、说明书或附图的包括设计细节或空间布置的所有特征和/或优点单独地或以各种组合对于本发明来说是重要的。

[0032] 附图标记列表

[0033] 1 接收组件

[0034] 10 凸轮轴

[0035] 11 轴本体

[0036] 12 功能元件

[0037] 13 旋转轴线

[0038] 14 齿轮

[0039] 15 接收本体

[0040] 16 接收装置

[0041] 17 轴环

[0042] 18 接收构造

[0043] 19 腔体

[0044] 20 轴承元件

[0045] 21 齿

[0046] 22 轴道

[0047] 23 干涉配合

[0048] 24 凸轮元件

[0049] 25 轴端部。

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