CN111479641A - 组装式凸轮轴及用于制造组装式凸轮轴的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃发动机的组装式凸轮轴(1)，其中，凸轮轴(1)包括主轴(2)和至少在一些部段中沿着主轴(2)轴向延伸的外齿部(3)，以及具有内齿部(8)的至少一个毂(10)，内齿部(8)与主轴(2)的外齿部(3)相对应，使得毂(10)以共同旋转且轴向固定的方式连接至主轴(2)，其中，外齿部(3)具有至少在一些部段中沿着主轴(2)轴向延伸的互锁子区域(5)或力锁定子区域(6)，以便至少以互锁或力锁定的方式布置毂(10)，并且其中，至少在一些部段中沿着主轴(2)轴向地延伸的至少一个对准区域(7)至少连接至互锁子区域(5)或力锁定子区域(6)以便毂(10)的角度对准。本发明还涉及一种用于制造该类型的组装式凸轮轴(1)的方法。

Description

组装式凸轮轴及用于制造组装式凸轮轴的方法

技术领域

本发明涉及组装式凸轮轴并且涉及用于制造组装式凸轮轴的方法，其中，凸轮轴形成为滑动凸轮轴并且在基轴上具有比如说例如凸轮之类的轴向固定的功能元件以及轴向可移位的凸轮。

背景技术

从DE 10 2011 103 544 A1中已知一种用于安装到内燃发动机中的组装式凸轮轴。在其中描述的凸轮轴的情况下，基轴具有外齿部，滑动凸轮单元借助于该外齿部在基轴上被轴向地导引并且以共同旋转的方式连接至基轴。紧固至外齿部的轴承环用于凸轮轴在内燃发动机中的安装和导引。特别地，轴承元件借助于干涉配合而热结合。然而，此处被认为不利的是，轴承环被以重叠的方式推动到外齿部上，并且在热结合期间，较大的温度差作用在凸轮轴或各部件上。

发明内容

因此，本发明的目的是消除就组装式凸轮轴而言、特别是就用于制造组装式凸轮轴的方法而言的上述缺点。试图提供一种用于制造凸轮轴的方法并且提供一种根据所述方法制造的凸轮轴，就该所述方法而言，没有将热引入到轴向固定或轴向非可移位的毂中。还试图提供一种用于制造凸轮轴的方法，就该方法而言，轴向非可移位的毂被在基轴的齿部上推动经过了仅很短的部段。

上述目的借助于具有独立权利要求1和3的特征的组装式凸轮轴并借助于具有根据独立权利要求9和10的特征的用于制造组装式凸轮轴的方法而实现。本发明的其他特征和细节以及构型和改进将从从属权利要求、说明书和附图中显现。在此，在每种情况下结合根据本发明的凸轮轴描述的特征和细节不言而喻地也适用于与根据本发明的制造方法相结合来描述并且结合根据本发明的制造方法描述的特征和细节不言而喻地也适用于与根据本发明的凸轮轴相结合来描述，使得总是或总是可以关于本发明的各个方面的公开内容相互进行参考。

根据本发明，用于内燃发动机的组装式凸轮轴包括具有外齿部的基轴，该外齿部至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸，并且该组装式凸轮轴包括具有内齿部的至少一个毂，该内齿部与基轴的外齿部相关联成使得毂以共同旋转且轴向非可移位的方式连接至基轴，其中，外齿部具有至少在沿着基轴的一些部分中轴向地延伸的至少一个形状配合子区域以及力配合子区域以使毂至少以形状配合或力配合的方式布置。此外，至少一个形状配合子区域或力配合子区域被至少一个对准区域邻接，所述至少一个对准区域至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸。在此，所述至少一个形状配合子区域的外齿部和力配合子区域的外齿部包括具有至少两个彼此不同的齿根圆直径的齿槽，并且，毂的内齿部带有具有至少两个彼此不同的齿顶圆直径的齿，这些齿与基轴的具有不同的齿根圆直径的齿槽相关联，其中，毂的内齿部的具有第一齿顶圆直径的齿与基轴的外齿部的具有第二齿根圆直径的齿槽的组合形成滑动配合，并且，毂的内齿部的具有第二齿顶圆直径的齿与基轴的外齿部的具有第一齿根圆直径的齿槽的组合形成滑动配合。在此，用于毂的轴向固定的毂与基轴的至少形状配合连接或力配合连接由于至少由基轴的具有第一齿根圆直径的齿槽与内齿部的具有非相关联的第二齿顶圆直径的齿组合而形成的干涉配合连接而存在。有利地，外齿部形成在基轴上并因此产生了用于将不同的毂沿着基轴轴向地导引并同时将所述毂以共同旋转的方式连接至所述基轴的能力，如例如在滑动凸轮系统的情况中。为了基轴与毂的共同旋转连接，基轴的齿部设置有用于形成形状配合连接的多个形状配合元件。有利的情况是，在对准区域中于基轴与带有内部齿的毂之间不形成形状配合，由此可以使毂相对于基轴或基轴的外齿部旋转或转动到期望的角度位置。还有利的情况是，在对准区域中没有形成力配合连接，由此可以利用很小的力并且以节省材料的方式(因为不涉及摩擦或材料磨损)调节毂的角度位置。对准区域有利地在基轴的整个圆周上延伸，但是延伸经过至少一周向区段，以便允许毂相对于外齿部或相对于基轴的期望的角度对准。对准区域例如可以凭借于外齿部被磨削或铣削而形成。还可以的是，在对准区域中于基轴上不形成外齿部。有利的是，通过毂的内齿部的具有第一齿顶圆直径的那些齿与基轴的外齿部的具有第二齿根圆直径的那些齿槽的组合以及毂的内齿部的具有第二顶圆直径的那些齿与基轴的外齿部的具有第一齿根圆直径的那些齿槽的组合，在毂的内齿部与基轴的外齿部之间形成滑动配合。以这种方式，毂可以有利地在不损坏外齿部的情况下在外齿部上移位。有利地，未损坏的外齿部可以用于其他部件的共同旋转连接或者用于在移位期间进行轴向导引的目的。有利地，内齿部的具有第二齿顶圆直径的齿和外齿部的具有第一齿根圆直径的齿槽的组合用于将毂轴向固定在基轴上，由此外齿部的侧面不会在毂被于上方推动时被损坏。除了毂的轴向固定，在此形成的干涉配合连接特别地还可以用于将所述毂固定以防旋转。这可以补充或替代与基轴的外齿部的形状配合连接。

齿槽的齿根圆或齿的齿顶圆的各自的直径相对于彼此的比率优选地如下所述地配置。齿根圆或齿顶圆的第一直径大于相应的齿根圆或齿顶圆的第二直径。凸轮轴的旋转轴线可以作为考虑的基础。可以理解地，基轴的齿顶圆直径大于该齿部的齿根圆直径。类似地，基轴齿部的两个齿根圆直径应当相对于彼此考虑。同一参考基础反过来也应用于毂的内齿部。因此明显的是，毂内齿部的齿顶圆直径小于毂内齿部的齿根圆直径。其他相关直径的对应比率对应于同一模式。

待以轴向非可移位的方式固定的毂例如可以是传感器编码器轮、用于对内燃发动机的阀进行致动的凸轮、或者用于致动燃料泵或真空泵的泵凸轮。然而，也可以设想，毂形成为组装的多凸轮系统。还有利的是，对准区域不形成用于带有内齿部的毂的形状配合子区域或力配合子区域，以使毂在该区域中不与基轴形成共同旋转连接并且可以旋转或转动到毂所需的角度位置中，以便随后由于至少形成在基轴的外齿部的具有第一齿根圆直径的齿槽与毂的内齿部的具有非相关联的第二齿顶圆直径的齿之间的干涉配合连接而在相应的角度位置中与基轴至少形成用于毂的轴向固定的形状配合连接或力配合连接。

有利地，基轴的外齿部例如可以设计为多齿轮廓、例如具有渐开线齿部的花键轮廓或带齿的毂轮廓。然而，外齿部也可以形成为可以例如以力配合和/或形状配合的形式确保毂在基轴上的共同旋转固定以便在毂与基轴之间传递扭矩的多边形轮廓或类似的非圆形形状。

在本发明的背景下，还可以设想，基轴的具有不同齿根圆直径的两个齿槽以环绕的方式按交替的顺序形成。因此有利的情况是，设置多个不同的齿根圆直径，由此使得可以实现抵抗相对较高的力的轴向紧固。因此还有利的情况是，外齿部的齿槽的不同齿根圆直径均匀分布在圆周上，从而将力均匀地引入到毂中。毂的均匀膨胀或形状改变在此是有利的。然而，如果毂承受基轴的圆周上的非均匀的扭矩或扭矩载荷引入、比如说例如在凸轮或泵凸轮的情况下出现的这种情况，则也可以设想，具有其不同的齿根圆直径的齿槽非均匀地然后例如以适于作用扭矩曲线的方式分布在圆周上。因此有利的是，可以优化毂在基轴上的轴向固定，并且基轴与毂之间的干涉配合连接可以更好地承受波动的载荷。

还要求保护一种用于内燃发动机的组装式凸轮轴的另一构型，其中，凸轮轴包括基轴和至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸的外齿部，并且凸轮轴包括具有内齿部的至少一个毂，该内齿部与基轴的外齿部相关联成使得毂以共同旋转且轴向非可移位的方式连接至基轴。外齿部具有至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸的至少一个形状配合子区域或一个力配合子区域以使毂至少以力配合的方式布置，并且其中，形状配合子区域的外齿部或力配合子区域的外齿部带有具有齿顶圆直径的齿，并且其中，形状配合子区域或力配合子区域被至少一个对准区域邻接，所述至少一个对准区域至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸并且所述至少一个对准区域用于毂的角度对准。毂的内齿部的齿槽具有至少两个不同的齿根圆直径，其中，毂的具有第一齿根圆直径的齿槽与基轴的具有所述齿顶圆直径的齿相关联并形成滑动配合，并且其中，用于毂的轴向固定的毂与基轴的至少力配合连接由于形成在基轴的具有齿顶圆直径的齿与内齿部的具有非相关联的第二齿根圆直径的齿槽之间的干涉配合连接而存在。因此，外齿部有利地带有具有仅一个齿顶圆直径的齿以及具有仅一个齿根圆直径的齿槽，并且例如可以通过轧制并且因此以直接且成本优化的方式来制造。有利地，通过这种外齿部，产生了用于将不同的毂沿着基轴轴向导引并同时将所述毂以共同旋转且轴向非可移位的方式连接至所述基轴的能力，如例如在滑动凸轮系统的情况。在如上述构型中的该改进的情况中，还有利的是，在对准区域中，在基轴的外齿部与带有内齿部的毂之间不形成共同旋转连接，由此毂可以相对于基轴或基轴的外齿部旋转或转动到期望的角度位置中。有利地，对准区域在基轴的整个圆周上延伸，但是延伸至少经过周向区段，以便允许毂相对于外齿部进行角度对准。还有利的情况是，在对准区域中没有形成力配合连接，由此可以利用很小的力并且以节省材料的方式(因为不涉及摩擦或材料磨损)调节毂的角度位置。对准区域例如可以凭借于外齿部被磨削或铣削而形成。还可以的是，在对准区域中于基轴上不形成外齿部。有利的情况是，毂的具有第一齿根圆直径的齿槽或那些齿槽与基轴的具有齿顶圆直径的齿或那些齿形成滑动配合，并且毂的具有齿顶圆直径的齿或那些齿与具有齿根圆直径的齿槽或具有该齿槽的那些齿形成滑动配合，由此，毂可以在不损坏外齿部的情况下在外齿部上移位。有利地，未损坏的外齿部可以用于其他部件的共同旋转连接或者用于在移位期间进行轴向导引的目的。有利地，内齿部的具有内齿部的非相关联的第二齿根圆直径的齿槽和外齿部的齿顶圆直径用于毂的力配合轴向固定，由此外齿部的侧面不会在毂于上方推动时被损坏。

在一个有利构型中，形状配合子区域和/或力配合子区域被对准区域分成至少两个轴向间隔开的形状配合子区域和/或力配合子区域。有利地，毂可以借助于这种区域布置或区域顺序以及齿部的相关联直径的对应组合而在不形成干涉配合连接以及不损坏齿部的情况下在外齿部的各区域上被推动。在于对准区域中对毂进行角度对准之后，仅在端部位置的邻近区域中于基轴与毂之间形成了干涉配合连接。因此，毂仅需要在外齿部的较短区域上被推动。因此，可以减小用于组装过程的力和移位行程，并可以将损坏外齿部的风险最小化。

在本发明的一个有利改进方案中，多个形状配合子区域和/或力配合子区域以及多个对准区域沿着基轴至少在轴向方向上的一些部分中以交替的方式延伸。因此，对准区域有利地更靠近于毂的端部位置，其中，在基轴与毂之间形成干涉配合的情况下，毂在齿部上的移位行程可以减小。

在本发明的另一优选构型的情况下，毂的内齿部以毂的轴向范围分成至少两个子区域。利用带有内齿部的毂的轴向范围的相应的构型或尺寸以及对准区域的轴向范围的相应的构型或尺寸，毂的齿部可以被推动到至少两个对准区域中。因此，毂的内齿部有利地分布在多个轴向间隔开的子区域上。因此，有利的是，各个对准区域可以形成为在轴向上短于用于在转动过程中接纳毂的相应内齿部的单个对准区域。以这种方式，用于将其他毂共同旋转地固定在基轴上并且用于在基轴上的轴向导引的外齿部仅需要在这些区域中被分解成较小的部分，由此增加可传递的扭矩，或者在轴与毂之间传递扭矩期间进行力分布。

在根据本发明的另一优选构型中，毂的内齿部比基轴的外齿部具有更多数目的齿。有利的是，多个齿可以接合到基轴的外齿部的一个齿槽中，并且毂可以在毂的角度对准中以更少的步骤(step)被角度对准地固定在基轴上。

在根据本发明的凸轮轴的另一种优选且有利的构型中，所述凸轮轴具有带有内齿部的第二毂，该内齿部具有齿顶圆直径和齿根圆直径，其中，该毂的内齿部与基轴的外齿部相关联并形成滑动配合。

在根据本发明的用于制造组装式凸轮轴的方法中，提供基轴，在提供基轴的情况中，将表面机械加工成使得在至少一个子区域中形成至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸的外齿部，该外齿部提供用于带有内齿部的至少一个毂的至少一个形状配合子区域或一个力配合子区域以确保与基轴的连接。此外，外齿部形成为具有带有齿槽的多个齿，并且该齿槽具有两个彼此不同的齿根圆直径。此外，在根据本发明的方法中，在基轴上形成对准区域，该对准区域轴向邻接形状配合子区域和/或力配合子区域并且不形成用于带有内齿部的毂的形状配合子区域和/或力配合子区域。此外，设置具有沿轴向方向延伸的内齿部的毂，该内齿部与基轴的外齿部相关联，并且该内齿部带有具有彼此不同的齿顶圆直径的至少两个齿，其中，具有第一齿顶圆直径的齿形成为大于具有第二齿顶圆直径的齿。在毂的安装期间，将毂以角度对准的方式穿到基轴的外齿部上，并且基轴的具有其齿槽和第二齿根圆直径的相互关联的外部齿和毂的具有第二齿顶圆直径的内部齿形成滑动配合。将毂沿着基轴的形状配合子区域轴向移位，直到毂的内齿部已经被推动到对准区域中为止。随后，将毂相对于基轴的外齿部的精确地角度对准，使得形成由外齿部的具有第一齿根圆直径的齿槽或那些齿槽和内齿部的具有第二齿顶圆直径的齿或那些齿构成的至少一个直径配对或组合，并且该至少一个直径配对或组合处于轴向对准状态。随后，将毂沿着基轴的形状配合子区域或力配合子区域轴向移位直至毂的端部位置，其中，由于存在于基轴的具有第一齿根圆直径的齿槽与毂的具有第二齿顶圆直径的齿之间的重叠(其中也可以是多个齿槽具有第一齿根圆直径和/或多个齿具有第二齿顶圆直径的情况)，因而在基轴与毂之间形成干涉配合连接，由此固定毂以防止轴向移位。由于基轴与毂之间的干涉配合连接，基轴与毂也形成了力配合子区域。力配合子区域至少覆盖毂的内齿部的参与在干涉配合连接中的轴向长度。

已经针对根据本发明的第一方面的组装式凸轮轴描述的所有优点存在于所描述的方法的情况中。

在根据本发明的用于制造组装式凸轮轴的方法的另一构型中，提供基轴，在提供基轴的情况中，将表面机械加工成使得在至少一个子区域中形成至少在轴向地沿着基轴的一些部分中延伸的外齿部，并且外齿部为带有内齿部的至少一个毂提供形状配合子区域或力配合子区域以确保将毂连接至基轴。此外，外齿部形成为具有齿顶圆直径。此外，在根据本发明的方法中，在基轴上形成对准区域，该对准区域轴向邻接形状配合子区域和/或力配合子区域并且不形成用于带其内齿部的毂的形状配合子区域。此外，设置具有沿轴向方向延伸的内齿部的毂，该内齿部与基轴的外齿部相关联并且设计成使得形成多个齿和多个齿槽，并且齿槽具有至少两个彼此不同的齿根圆直径，其中，具有第一齿根圆直径的齿槽形成为大于具有第二齿根圆直径的齿槽。在毂的安装期间，将毂以角度对准的方式穿到基轴的外齿部上，并且基轴的相互关联的外齿部和毂的内齿部在轴向方向上对准。外齿部的齿顶圆直径、特别是外齿部的具有齿顶圆直径的那些齿与毂的内齿部的第一齿根圆直径、特别是与毂的内齿部的具有第一齿根圆直径的齿槽或那些齿槽形成滑动配合。将毂沿着基轴的形状配合子区域和/或力配合子区域轴向移位，直到毂的内齿部已经被推动到对准区域中为止。随后，将毂相对于基轴的外齿部的精确地角度对准，使得外齿部的齿顶圆直径和内齿部的第二齿根圆直径的至少一个组合处于轴向对准状态。随后，将毂沿着基轴的形状配合子区域和/或力配合子区域轴向移位直至毂的端部位置，其中，由于存在于基轴的齿顶圆直径、特别是具有齿顶圆直径的至少一个齿与毂的第二齿根圆直径、特别是具有第二齿根圆直径的至少一个齿槽之间的重叠，因而在基轴与毂之间形成干涉配合连接，由此固定毂以防止轴向移位。此外，基轴的力配合区域借助于基轴与毂之间的干涉配合连接而形成。力配合子区域沿着基轴至少延伸成覆盖毂的内齿部的长度以及毂的位于基轴上的端部位置。然而，也可以设想，力配合子区域还覆盖毂的移位行程。

已经针对根据本发明的第二方面的组装式凸轮轴描述的所有优点存在于所描述的方法的情况中。

在根据本发明的方法的优选构型中，对准区域布置成使得形状配合子区域和/或力配合子区域被对准区域分成至少两个轴向间隔开的形状配合子区域和/或力配合区域。因此有利地可以缩短移位行程、即缩短毂在干涉配合的情况下被推动经过外齿部的行程。因此降低了损坏外齿部的风险。

在本发明的另一优选构型中，对准区域由外齿部中的例如通过铣削或磨削而产生的切口形成。例如有利的是，可以形成连续的外齿部，然后该连续的外齿部借助于至少一个随后引入或形成的对准区域而被中断并分成不同的形状配合子区域或力配合子区域。以这种方式，为了形成齿部可以利用轧制。此外，可以有利地移除外齿部，使得不再在基轴的整个圆周上或仅在周向区段中构成毂的内齿部的形状配合子区域和/或力配合子区域。外齿部可以被维持在其他区域中并用于毂与基轴或在基轴上的共同旋转连接或轴向导引。然而，替代地性地可以设想，外齿部借助于冷拉拔或形状拉拔等形成，其中，对准区域在这种情况下优选地在外齿部的形成期间直接形成。然而，可以通过借助于磨削或铣削进行再次加工。有利的情况是，在对准区域中于基轴与具有内齿部的毂之间不形成形状配合，由此可以将毂相对于基轴或基轴的外齿部旋转或转动到期望的角度位置中。此外有利的情况是，在对准区域中没有形成力配合连接，由此可以利用很小的力并且以节省材料的方式(无摩擦或材料磨损)调节毂的角度位置。

在根据本发明的方法的优选改进方案中，第二毂安装到凸轮轴上，其中，第二毂包括具有齿顶圆直径和齿根圆直径的内齿部，并且该内齿部与基轴的外齿部相关联并形成滑动配合。有利地，第二毂可以被轴向移位，并因此允许实现滑动凸轮系统。

附图说明

下面将基于附图对根据本发明的组装式凸轮轴的实施方式以及根据本发明的用于制造根据本发明的组装式凸轮轴的方法的实施方式进行更详细的论述。在附图中，在每种情况下以示意性和概略性图示：

图1示出了根据本发明的组装式凸轮轴的实施方式的侧视图，

图2示出了根据本发明的组装式凸轮轴的具有外齿部的基轴的构型的横截面的放大细节，

图3示出了根据本发明的组装式凸轮轴的具有内齿部的毂的构型的横截面的放大细节，

图4示出了在执行根据本发明的方法的实施方式期间的方法步骤，

图5示出了在图4中所示的组装步骤中的基轴和毂的横截面的放大细节，

图6示出了在执行根据本发明的方法的实施方式期间的另一方法步骤，

图7示出了在执行根据本发明的方法的如图4中所示的方法步骤期间的穿过根据本发明的凸轮轴的实施方式的基轴和毂的纵向截面的放大细节，

图8示出了在执行根据本发明的方法的如图6中所示的另一方法步骤期间的穿过根据本发明的凸轮轴的实施方式的基轴和毂的横截面的放大细节，

图9示出了在执行根据本发明的方法的实施方式期间的另一方法步骤，

图10示出了在执行根据本发明的方法的如图9中所示的另一方法步骤期间的穿过根据本发明的凸轮轴的实施方式的基轴和毂的横截面的放大细节，

图11示出了在执行根据本发明的方法的实施方式期间的另一方法步骤，

图12示出了在执行根据本发明的方法的如图11中所示的另一方法步骤期间的穿过根据本发明的凸轮轴的实施方式的基轴和毂的横截面的放大细节，

图13示出了根据本发明的组装式凸轮轴的另一实施方式的基轴和毂的横截面的放大细节。

在每种情况下，具有相同功能和作用的元件在图1至图13中被提供有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于内燃发动机的组装式凸轮轴1，该组装式凸轮轴根据具有滑动凸轮元件的凸轮轴的原理而构造。组装式凸轮轴1至少包括具有外齿部的基轴2和以共同旋转且非可移位的方式连接至基轴的毂10。基轴2优选地具有杆状形式并且可以形成为空心轴或实心轴。毂10例如可以是传感器轮或者诸如例如泵凸轮或用于阀致动的凸轮之类的凸轮。基轴2在一个端部处具有端部件4，用于凸轮轴1的驱动的齿轮(在此未示出)例如可以附接至该端部件4。端部件4可以与基轴2一体地形成或者可以被单独制造并随后(retroactively)被安装。还可以设想，基轴2上并未形成有端部件4，而是设置有直径增大部等。所有变型的共同之处在于，各部件可以仅从凸轮轴1的一个侧部安装。

还如图1中所图示，组装式凸轮轴1可以具有多个共同旋转且轴向非可移位的毂10。基轴2的外齿部3例如由呈渐开线齿部的形式的多齿轮廓形成。外齿部3的多齿轮廓也可以形成为多边形或类似的非圆形形状。在此必要的是，非圆形形状可以以共同旋转的方式固定毂10并将用于传动的扭矩从基轴2传递至毂10。外齿部3例如可以借助于轧制、铣削和/或拉拔工艺而形成在杆状基轴2上。外齿部3形成用于毂10的形状配合子区域5或力配合子区域6。形状配合子区域5例如用于在安装过程期间对毂10进行轴向导引。毂10借助于在下面进一步详细描述的干涉配合而以轴向非可移位的方式固定至基轴2。基轴2与毂10之间的共同旋转连接可以借助于这种干涉配合连接或借助于凸轮轴1的形状配合子区域5而实现。出于将毂10固定在基轴2上的目的的相互支承或补充也是可能的。基轴2的力配合子区域6借助于基轴2与毂10之间的干涉配合连接而形成。力配合子区域6沿着基轴2至少延伸成覆盖毂10的内齿部的长度和毂10的于基轴2上的端部位置。然而也可以设想，力配合子区域6还覆盖毂10的移位行程。因此可以设想，这两个子区域、特别是形状配合区域5和力配合子区域6在基轴2上彼此轴向间隔开地形成，使得这两个子区域至少在轴向地沿着基轴2的一些部分中延伸。有利的是，这两个子区域完全沿周向方向绕基轴2延伸。在图1中所示的构型中，外齿部3分成两个子区域，并因此分成两个形状配合子区域5或两个力配合子区域6。在这两个子区域之间以及在端部件4与这两个子区域中的一个子区域、特别是外齿部3的第二子区域之间在每种情况下形成有一个对准区域7。

如果外齿部3例如通过对杆状基轴2进行轧制而形成，则对准区域7可以通过随后对所述外齿部3进行磨削或铣削来形成。然而，外齿部3也可以仅形成在位于基轴上的在轴向长度上的一些部分中，由此对准区域7也可以是已经形成的、特别是凭借对基轴2的在经机械加工的部分之间的区域中的未被进行机械加工的表面进行机械加工而已经形成的。例如，在将杆状本体拉动或推动穿过模具的拉拔工艺期间，对准区域7的形状和子区域的形状、特别是形状配合子区域5的形状和/或力配合子区域6的形状以及外齿部3的形状可以以根据上述对准区域7、子区域和外齿部3各者在基轴2上的轴向布置的方式形成。然后，出于形成对准区域7的目的而随后对基轴2进行机械加工优选地为非必需的。

此外，组装式凸轮轴1具有另一毂20，该另一毂20能够沿着外齿部、特别是沿着所形成的子区域比如力配合子区域6和/或形状配合子区域5移位。该另一毂20如从一般现有技术中已公知的那样构成滑动凸轮元件。基轴2的外齿部3形成用于毂20的形状配合子区域5。毂20被借助于形状配合子区域5沿着基轴2轴向地导引并以共同旋转的方式连接至基轴2。

图2示出了根据本发明的组装式凸轮轴的实施方式的基轴2的横截面的放大细节。在此，外齿部3例如设计为渐开线齿部，该外齿部3的齿3.1特别地具有(单个)齿顶圆直径WDK，而所述齿部的齿槽3.2具有两个齿根圆直径、特别地为第一齿根圆直径WDF_大和第二齿根圆直径WDF_小。图2通过示例的方式示出了具有第二齿根圆直径WDF_小的齿槽3.2，该齿槽3.2如所图示的那样具有比具有第一齿根圆直径WDF_大的齿槽3.2的直径小的直径。根据该构型，各种大的和小的齿槽3.2的数目和分布可以变化。优选地，这些不同尺寸的齿槽3.2在圆周上均匀地分布成使得具有第一齿根圆直径WDF_大的齿槽3.2和具有第二齿根圆直径WDF_小的齿槽3.2交替。

图3示出了穿过根据本发明的组装式凸轮轴1的实施方式的毂10的横截面的放大细节。毂10具有沿轴向方向延伸的内齿部8。在图3中所示的实施方式中，内齿部8具有齿8.1，该齿8.1在每种情况下具有两个彼此不同的齿顶圆直径，具体地为第一齿顶圆直径NDK_大、特别地为大尺寸的齿顶圆直径NDK_大以及第二齿顶圆直径NDK_小、特别地为小尺寸的齿顶圆直径NDK_小。如图3中还示出的，第一齿顶圆直径NDK_大、特别地为具有第一齿顶圆直径NDK_大的齿8.1大于第二齿顶圆直径NDK_小、特别是大于具有第二齿顶圆直径NDK_小的齿8.1。根据该构型，分别具有不同齿顶圆直径的齿8.1的数目和分布可以变化，并且因此，具有不同尺寸的齿的形成可以变化。优选地，不同的齿或不同的齿顶圆直径可以以均匀交替的方式分布在毂10的内齿部8的圆周上。在毂10的内齿部8的齿8.1之间形成有齿槽8.2，该齿槽8.2有利地具有彼此相同的齿根圆直径NDF。

毂10的内齿部8的尺寸被选择成使得：毂10的内齿部8的具有第一齿顶圆直径NDK_大的那些齿8.1与基轴2的外齿部3的具有第二齿根圆直径WDF_小的那些齿槽3.2形成滑动配合，并且毂10的内齿部8的具有第二齿顶圆直径NDK_小的那些齿8.1与基轴2的外齿部3的具有第一齿根圆直径WDF_大的那些齿槽3.2形成滑动配合。毂10的内齿部8的具有第一齿顶圆直径NDK_大的那些齿8.1和基轴2的外齿部3的具有第一齿根圆直径WDF_大的那些齿槽3.2的组合导致重叠，并因此在基轴2与毂10之间形成干涉配合连接。

图4、图6和图9示出了根据本发明的方法在根据本发明的凸轮轴1的制造期间的不同阶段。图4示出了带有端部件4的基轴2。外齿部3已经形成在基轴2上。外齿部3被对准区域7分成两个子区域，或者在外齿部3的两个子区域之间形成对准区域7。在毂10的安装过程期间，将待以轴向非可移位的方式布置在基轴2上的毂10沿穿入方向A(threadingdirection)推动至外齿部3的第一子区域，并因此推动到基轴2的第一形状配合子区域5上。为了使毂10能够被推上去，毂10必须相对于基轴2角度对准。为此，毂10相对于基轴2的外齿部3对准成使得：毂10的内齿部8的具有第二齿顶圆直径NDK_小的那些齿8.1(参照图3)与基轴2的外齿部3的具有第二齿根圆直径WDF_小的那些齿槽3.2(参照图2)对准并形成相关联的直径配对，并且毂10的内齿部8的具有第一齿顶圆直径NDK_大的那些齿8.1(参照图3)与基轴2的外径3的具有第一齿根圆直径WDF_大的那些齿槽3.2(参照图2)对准并形成相关联的直径配对。借助于基轴2与毂10之间的相对运动，将毂10穿入到基轴2上，其中，基轴10的外齿部3和毂10的内齿部8形成滑动配合。

如图4中所示，在毂10沿着第一形状配合子区域5移位期间，相关联的齿部的配对建立了滑动配合。这种情况如图5中所示。

图6示出了在根据本发明的组装式凸轮轴的实施方式的制造期间的另一方法步骤。在此，毂10已经轴向移位至使得毂10的内齿部8被接纳在对准区域7中的程度。在此，形状配合子区域5未作用在毂10上，由此在这种情况下，毂10就该毂10的角度对准而言是可以变化的。

图6所示的状态在图7中的纵向截面中图示。毂10的内齿部8布置在对准区域7中。在所示的构型中，毂10的内齿部8未在毂10的整个长度上延伸。对准区域7被定尺寸成使得对准区域7可以接纳毂10的内齿部8并且可以允许毂10的旋转。此外，在图8中可以看出，毂10的内齿部8、特别是毂10的内齿部8的齿8.1可以具有不同的齿顶圆直径。

同样，图6中所图示的状态在图8中示出、特别是在穿过在毂10于对准区域7中定位期间的基轴2和毂10的横截面中示出。毂的内齿部8的具有第一齿顶圆直径NDK_大的齿8.1和具有第二齿顶圆直径NDK_小的齿8.1未形状配合或力配合连接至基轴2。毂10可以被旋转并被角度对准。

图9图示了另一方法步骤。在毂10的角度对准和毂10与基轴2之间的齿部配对的建立使得毂10与基轴2之间的重叠被建立之后，将毂10沿着形状配合子区域5推动或推动到毂10的端部位置中，并因此在此形成力配合子区域6。从图6中的情况开始，可以将毂沿穿入方向A移位或者如借助于由虚线所图示的毂10所指示的那样与穿入方向A相反地移位。如果意图使毂10处于与图9中的左手侧位置相对应的端部位置(毂10沿穿入方向A的移位)，则也可以将毂10移位成直至与端部件4邻接的对准区域7。在该对准区域7处，然后将可以进行毂10的角度对准，并且随后将可以将毂10移位到端部位置中(特别是与穿入方向A相反地移位到端部位置中)。然而，也可以借助于毂10在两个形状配合子区域5或两个力配合子区域6之间的对准区域7中的相应的角旋转以及借助于毂10随后沿穿入方向A的移位而使所述毂移动到毂的端部位置中、特别是移动到齿部3的子区域上。

图9所示的其中毂10已经移动到端部位置中的情况还在图10中按照截面图以放大细节图示。毂10的内齿部8的具有第一齿顶圆直径NDK_大的那些齿8.1与基轴2的外齿部3的具有第一齿根圆直径WDF_大的那些齿槽3.2接合。因此在基轴2与毂10之间形成干涉配合连接，由此将毂轴向地固定。

图11示出了下述构型：在该构型中，形成有多个形状配合子区域5和/或力配合子区域6、以及在每种情况下位于形状配合子区域5与力配合子区域6之间的一个对准区域7。对准区域7和形状配合子区域5和/或力配合子区域6如沿轴向方向观察的那样沿着基轴2彼此交替。由虚线图示的毂10位于该毂10可以被角度对准的位置。该状态同样在以纵向截面示出了毂10和基轴2的放大细节的图12中示出。由此图示了内齿部8在对准区域7中的相应布置。在该改进方案中，毂10的内齿部8轴向地具体分成两个部分8.3和8.4。在原则上，也可以设想，毂10的内齿部8分成多于两个部分、特别地为三个或更多个部分。由此有利地得出，基轴2的形状配合子区域5和/或力配合子区域6被分解成轴向较短部分。由于这些形状配合子区域5具有轴向范围较小的中断部，因此这些形状配合子区域5可以更好地用于其他毂及这些毂的扭矩传递或轴向导引。

在图13中按照放大的细节以横截面图示了根据本发明的组装式凸轮轴1的另一实施方式。毂10具有带有齿槽8.2的内齿部8，齿槽8.2具有两个不同的齿根圆直径NDF_大、NDF_小，而基轴2的外齿部3带有具有(仅)一个(单个)齿顶圆直径WDK和(仅)一个(单个)齿根圆直径WDF的外齿部3。还可以看出，基轴2的外齿部3仅具有这样的数目的齿3.2：该数目使得齿3.2专门接合到一种类型的齿槽8.2中、例如在该角度对准中接合到毂10的第一齿根圆直径NDF_大中。轴2与毂10之间的干涉配合连接通过基轴2的外齿部3的具有齿顶圆直径WDK的齿3.1与毂10的内齿部8的具有第二齿根圆直径NDF_小的那些齿槽8.2而建立。如图13中所示，由基轴2的外齿部3的具有齿顶圆直径WDK的齿3.1和毂10的内齿部8的具有第一齿根圆直径NDF_大的齿槽8.2形成的齿部配对形成了滑动配合。

附图标记列表

1 凸轮轴

2 基轴

3 外齿部

3.1 外齿部的齿

3.2 外齿部的齿槽

4 端部件

5 形状配合子区域

6 力配合子区域

7 对准区域

8 毂的内齿部

8.1 内齿部的齿

8.2 内齿部的齿槽

8.3 内齿部的部分

8.4 内齿部的部分

10 第一毂

20 第二毂

A 穿入方向

WDK 基轴的齿顶圆直径

WDF 基轴的齿根圆直径

WDF_大 基轴的第一齿根圆直径

WDF_小 基轴的第二齿根圆直径

WDK_大 基轴的第一齿根圆直径

WDK_小 基轴的第二齿顶圆直径

NDK_大 (第一)毂的第一齿顶圆直径

NDK_小 (第一)毂的第二齿顶圆直径

NDK 毂的齿顶圆直径

NDF_大 (第一)毂的第一齿根圆直径

NDF_小 (第一)毂的第二齿根圆直径

NDK2 第二毂的齿顶圆直径

Claims (14)

1.一种用于内燃发动机的组装式凸轮轴(1)，其中，所述凸轮轴(1)包括基轴(2)和至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸的外齿部(3)，并且所述凸轮轴(1)包括具有内齿部(8)的至少一个毂(10)，所述内齿部(8)与所述基轴(2)的所述外齿部(3)相关联，使得所述毂(10)以共同旋转且轴向非可移位的方式连接至所述基轴(2)，其中，所述外齿部(3)具有至少在沿着所述基轴(2)的一些部分中轴向地延伸的至少一个形状配合子区域(5)或者一个力配合子区域(6)以使所述毂(10)至少以形状配合或力配合的方式布置，并且其中，至少一个形状配合子区域(5)或力配合子区域(6)被至少一个对准区域(7)邻接，所述至少一个对准区域(7)至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸，并且所述至少一个对准区域(7)用于所述毂(10)的角度对准，其中，所述至少一个形状配合子区域(5)的所述外齿部(3)或所述力配合子区域(6)的所述外齿部(3)包括形成在齿之间并且具有彼此不同的齿根圆直径(WDF_大、WDF_小)的至少两个齿槽，并且，所述毂(10)的所述内齿部(8)包括与不同的齿根圆直径(WDF_大、WDF_小)相关联并且具有彼此不同的齿顶圆直径(NDK_大、NDK_小)的至少两个齿，并且其中，所述毂(10)的具有第一齿顶圆直径(NDK_大)的齿与所述基轴(2)的具有第二齿根圆直径(WDF_小)的齿槽形成滑动配合，并且，所述毂(10)的具有第二齿顶圆直径(NDK_小)的齿与所述基轴(2)的具有第一齿根圆直径(WDF_大)的齿槽形成滑动配合，并且其中，用于所述毂(10)的轴向固定的、所述毂(10)与所述基轴(2)的形状配合连接或力配合连接由于至少形成在所述基轴的所述外齿部(3)的具有第一齿根圆直径(WDF_大)的齿槽与所述毂(10)的所述内齿部(8)的具有第二齿顶圆直径(NDK_小)的非相关联齿之间的干涉配合连接而存在。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴(1)，其特征在于，所述外齿部(3)的具有至少两个不同的齿根圆直径(WDF_大、WDF_小)的所述齿槽以环绕的方式按交替的顺序形成。

3.根据权利要求2所述的凸轮轴(1)，其特征在于，所述毂(10)的所述内齿部(8)的具有至少两个不同的齿顶圆直径(NDK_大、NDK_小)的所述齿以环绕的方式按交替的顺序形成。

4.一种用于内燃发动机的组装式凸轮轴(1)，其中，所述凸轮轴(1)包括基轴(2)和至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸的外齿部(3)，并且所述凸轮轴(1)包括具有内齿部(8)的至少一个毂(10)，所述内齿部(8)与所述基轴(2)的所述外齿部(3)相关联，使得所述毂(10)以共同旋转且轴向非可移位的方式连接至所述基轴(2)，其中，所述外齿部(3)具有至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸的至少一个形状配合子区域(5)或者力配合子区域(6)以使所述毂(10)至少以形状配合或力配合的方式布置，其中，所述至少一个形状配合子区域(5)的所述外齿部(3)或所述力配合子区域(6)的所述外齿部(3)具有齿顶圆直径(WDK)，并且其中，至少所述形状配合子区域(5)或所述力配合子区域(6)被至少一个对准区域(7)邻接，所述至少一个对准区域(7)至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸并且所述至少一个对准区域(7)用于所述毂(10)的角度对准，并且其中，所述毂(10)的所述内齿部(8)包括具有至少两个不同的齿根圆直径(NDF_大、NDF_小)的齿槽，其中，所述毂(10)的具有第一齿根圆直径NDF_大的所述齿槽与所述基轴(2)的具有所述齿顶圆直径(WDK)的所述外齿部(3)的相关联并形成滑动配合，并且其中，用于所述毂(10)的轴向固定的、所述毂(10)与所述基轴(2)的至少形状配合连接(5)或力配合连接(7)由于形成在所述基轴(2)的具有所述齿顶圆直径(WDK)的所述外齿部(3)与所述内齿部(8)的具有第二齿根圆直径(NDF_小)的非相关联齿槽之间的干涉配合连接而存在。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的凸轮轴(1)，其特征在于，所述形状配合子区域(5)和/或所述力配合子区域(6)被所述对准区域(7)分成至少两个轴向间隔开的形状配合子区域(6)和/或力配合子区域(7)。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的凸轮轴(1)，其特征在于，多个形状配合子区域(5)和/或力配合子区域(6)以及多个对准区域(7)在沿着所述基轴(2)的轴向方向上交替地延伸。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的凸轮轴(1)，其特征在于，所述毂(10)的所述内齿部(8)以所述毂(10)的轴向范围分成至少两个子区域。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的凸轮轴(1)，其特征在于，所述毂(10)的所述内齿部(8)的齿的数目大于所述基轴(2)的所述外齿部(3)的齿的数目。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的凸轮轴(1)，其特征在于，所述凸轮轴(1)包括具有内齿部(8)的第二毂(20)，所述内齿部(8)具有齿顶圆直径(NDK2)和齿根圆直径(NDF2)，并且，所述内齿部(8)与所述基轴(2)的所述外齿部(7)相关联并形成滑动配合。

10.一种用于制造根据前述权利要求1至5中的任一项所述的组装式凸轮轴(1)的方法，所述方法包括以下方法步骤：

-提供基轴(2)，

-对所述基轴(2)的位于至少一个子区域中的表面进行机械加工以便产生至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸的外齿部(3)，所述外齿部至少提供用于带有内齿部(8)的至少一个毂(10)的形状配合子区域(5)或力配合子区域(6)以确保与所述基轴(2)的连接，其中，所述外齿部(3)具有至少两个齿槽，所述至少两个齿槽具有彼此不同的齿根圆直径(DF_大、DF_小)，以及

-在所述基轴(2)上形成对准区域(7)，其中，所述对准区域(6)至少轴向邻接所述形状配合子区域或所述力配合子区域，

-为毂(10)设置至少在沿轴向方向的一些部分中延伸的内齿部(8)，所述内齿部与所述基轴(2)的所述外齿部(3)相关联并且带有具有彼此不同的齿顶圆直径(DK_大、DK_小)的至少两个齿，其中，具有第一齿顶圆直径(DK_大)的齿形成为大于具有第二齿顶圆直径(DK_小)的齿，

-安装所述毂(10)，其中，将所述毂(10)以角度对准的方式穿到所述基轴(2)的所述外齿部(3)上，使得所述基轴(2)的相互关联的所述外齿部(3)和所述毂(10)的所述内齿部(8)形成滑动配合，

-将所述毂(10)至少沿着所述基轴的所述形状配合子区域(5)或所述力配合子区域(6)轴向移位，直到所述毂(10)的所述内齿部(8)已经被推动到所述对准区域(7)中，

-将所述毂(10)相对于所述基轴(2)的所述外齿部(3)精确地角度对准，使得由所述外齿部(3)的具有第一齿根圆直径(WDF_大)的齿槽和所述内齿部(8)的具有第二齿顶圆直径(NDK_小)的齿构成的至少一个直径配对处于轴向对准状态，

-将所述毂(10)至少沿着所述基轴(2)的所述形状配合子区域(5)或所述力配合子区域(6)轴向移位直至所述毂(10)的端部位置，其中，由于存在于所述基轴(2)的所述外齿部(3)的具有第一齿根圆直径(WDF_大)的齿槽与所述毂(10)的所述内齿部(8)的具有第二齿顶圆直径(NDK_小)的齿之间的重叠，因而在所述基轴(2)与所述毂(10)之间形成干涉配合连接，由此固定所述毂(10)以防止轴向移位。

11.一种用于制造根据权利要求7所述的组装式凸轮轴(1)的方法，所述方法包括以下方法步骤：

-提供基轴(2)，

-对所述基轴(2)的位于至少一个子区域中的表面进行机械加工以便产生至少在轴向地沿着所述基轴(2)的一些部分中延伸的外齿部(3)，所述外齿部至少提供用于带有内齿部(8)的至少一个毂(10)的形状配合子区域(5)或力配合子区域(6)以确保与所述基轴(2)的连接，其中，所述外齿部(3)具有至少一个齿顶圆直径(WDK)；并且，在所述基轴(2)上形成对准区域(7)，其中，所述对准区域(7)至少轴向邻接所述形状配合子区域(5)和/或力配合子区域(6)，

-为毂(10)设置至少在沿轴向方向的一些部分中延伸的内齿部(8)，所述内齿部与所述基轴(2)的所述外齿部(3)相关联并且带有具有彼此不同的齿根圆直径(NDF_大、NDF_小)的至少两个齿槽，其中，具有第一齿根圆直径(DK_大)的齿槽形成为大于具有第二齿根圆直径(DK_小)的齿槽，

-安装所述毂(10)，其中，所述毂(10)以角度对准的方式穿到所述基轴(2)的所述外齿部(3)上，使得所述基轴(2)的相互关联的所述外齿部(3)和所述毂(10)的带有具有第一齿根圆直径(DK_大)的齿槽的所述内齿部(8)形成滑动配合，

-将所述毂(10)至少沿着所述基轴的所述形状配合子区域(5)或所述力配合子区域(6)轴向移位，直到所述毂(10)的所述内齿部(8)已经被推动到所述对准区域(7)中，

-将所述毂(10)相对于所述基轴(2)的所述外齿部(3)精确地角度对准，使得由所述基轴(2)的所述外齿部(3)的具有第一齿顶圆直径(NDK_大)的齿和所述毂(10)的所述内齿部(8)的具有第二齿根圆直径(NDF_小)的齿槽构成的至少一个直径配对处于轴向对准状态，

-将所述毂(10)至少沿着所述基轴(2)的所述形状配合子区域(5)或所述力配合子区域(6)轴向移位直至所述基轴(2)的端部位置，其中，由于存在于具有齿顶圆直径(WDK)的所述外齿部(3)与所述内齿部(8)的具有第二齿根圆直径(NDF_小)的齿槽之间的重叠，因而在所述基轴(2)与所述毂(10)之间形成干涉配合连接，由此固定所述毂(10)以防止轴向移位。

12.根据权利要求10或11所述的制造组装式凸轮轴(1)的方法，其特征在于，所述形状配合子区域(5)或所述力配合子区域(6)被所述对准区域(7)分成至少两个轴向间隔开的形状配合子区域(5)或力配合子区域(6)。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的制造组装式凸轮轴(1)的方法，其特征在于，所述对准区域(7)例如通过铣削或磨削由所述外齿部(3)中的切口形成。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的制造组装式凸轮轴(1)的方法，其特征在于，第二毂(20)安装到所述凸轮轴(1)上，其中，所述第二毂(20)包括具有齿顶圆直径(NDK2)和齿根圆直径(NDF2)的内齿部(8)，并且，所述内齿部(8)与所述基轴(2)的所述外齿部(3)相关联并形成滑动配合。

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