安裝滾動軸承的軸制造技術

本發明專利技術涉及一種安裝滾動軸承的軸(1)，包括具有外軸面的軸管(2)，并包括熱接合于所述軸管(2)上的至少一個功能性元件，所述外軸面在一些區域中形成為旋轉體延伸面(3)。本發明專利技術的要點在于所述軸管(2)形成為經焊接然后經拉伸的管，并具有質量含量>0.45％的碳。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種安裝滾動軸承的軸(1)，包括具有外軸面的軸管(2)，并包括熱接合于所述軸管(2)上的至少一個功能性元件，所述外軸面在一些區域中形成為旋轉體延伸面(3)。本專利技術的要點在于所述軸管(2)形成為經焊接然后經拉伸的管，并具有質量含量>0.45％的碳。【專利說明】安裝滾動軸承的軸
根據權利要求1的前序部分，本專利技術涉及安裝滾動軸承的軸，該安裝滾動軸承的軸包括具有外軸面的軸管，該外軸面在一些區域內形成為旋轉體延伸表面。本專利技術還涉及包括這種安裝滾動軸承的軸作為凸輪軸的內燃機。
技術介紹
迄今為止，通常將經焊接并拉伸的管用于內置凸輪軸，這些管已利用相應的滑動軸承安裝在內燃機中。迄今為止經焊接然后經拉伸的管不能用于安裝滾動軸承的內置凸輪軸，因為滾動軸承的旋轉體直接在外軸面上延伸，且迄今為止只能借由具有較高碳含量的無接縫的拉伸管來達到必需的表面硬度值。在此情況下，形成旋轉體延伸面的外軸面必須經硬化，對此絕對必要的是軸管材料的碳質量含量高于0.45%。然而，焊接具有如此高碳含量的管是不可能的。 因此，本專利技術致力于以下問題:為普通類型的安裝滾動軸承的軸提供改善的實施方式，其特別能實現軸的經濟有效，同時高質量的生產。 根據本專利技術該問題通過獨立權利要求的主題解決。有利的實施方式形成從屬權利要求的主題。
技術實現思路
本專利技術基于以下總體思想:現將經焊接然后經拉伸的軸管用于具有軸管的安裝滾動軸承的軸，該經焊接然后經拉伸的軸管也具有高于0.45%質量含量的碳。當然本專利技術還涉及軸管的材料。現今能用一種新的制造方法來生產所述具有高碳含量的經焊接并拉伸的管，并將它們例如用于凸輪軸。使用一種專門的高頻感應焊接法來使這種焊接工藝成為可能。與以前的無接縫的拉伸管相比，根據本專利技術焊接然后拉伸的管提供最經濟且成本有效的制造以及相對高的碳含量的可能性。同時，還能提高質量，因為可降低內徑和外徑處的可實現的直徑公差。這提供了例如將插銷接合至軸而不另外加工軸的內徑的可能性。同時，也能產生更好的內徑和外徑的同心性，由此必然能實現接合的插銷較少擺振，從而用于后續加工的尺寸過大更少。因此，也能使得內徑上導向必需的斜角更小。進一步特別有利的是由于室溫成型(拉伸工藝)而發生更少的邊緣脫碳作用，從而需要更少地打磨過大的外徑尺寸。由于較小的打磨公差，較小的硬度穿透深度也是必然的。經焊接的管的較低邊緣脫碳作用產生較高的表面硬度。 在根據本專利技術方案的有利發展中，軸管具有體積含量低于0.025%的磷。根據本專利技術的軸管中硫含量也被限定為體積低于0.025%。硫含量和磷含量的同時限定產生振動疲勞強度和可容忍的赫茲應力的增大。 在根據本專利技術方案的另一有利實施方式中，至少旋轉體延伸表面的區域被表面滲碳硬化，特別是感應硬化。感應硬化特別使得能將部分區域，即軸管的外軸面上的限定面積加熱至必需的硬化溫度，然后將它們淬火。此外，整個橫截面未被硬化(滲碳硬化)，因此凸輪軸的韌度得以保持。如果熱能快速流動至余下的仍然冷卻的工作件中，即流入余下的仍然冷卻的軸中，理論上淬火甚至可一起分配。借助于部分硬化，該部分硬化例如可通過激光硬化來進行，軸的高質量以及成本有效的硬度也是可能的。感應硬化的穿透深度取決于交流電壓的頻率。電壓的頻率越高，穿透深度越低，由此硬度穿透深度也越低。加熱程度可利用安培數和供電期間影響。然而，為了使循環次數保持盡可能短，并避免使工件被完全硬化，供電期間較短。 在根據本專利技術方案的有利發展中，軸管的壁厚被提供為2?4mm，特別是小于3mm。較薄的壁厚特別能實現輕質得到凸輪軸設計。 所述軸有利地形成為凸輪軸，或具有可調節內軸的凸輪軸，或平衡軸。在第一種情況下，熱接合至其上的功能性元件可例如形成為凸輪、軸承環、定位輔助裝置或齒輪，而在第二種情況下它們通常形成為平衡錘。具體地，將按照滾動軸承的軸用作凸輪軸提供能成本有效但最高質量的方式制造凸輪軸的大優點。 本專利技術的其它重要特征和優點可發現于子權利要求、附圖以及利用附圖的相關【專利附圖】【附圖說明】。 上述特征以及下文將要解釋的特征不僅能以分別列舉的組合使用，還能以其它組合使用，或單獨使用，而不背離本專利技術的范圍，這是不言自明的。 【專利附圖】【附圖說明】 本專利技術的優選示例性實施方式在附圖中示出，并在以下說明中解釋。 單個圖1示出了根據本專利技術的安裝滾動軸承的軸的截面圖，該軸形成為凸輪軸。 【具體實施方式】 根據圖1，根據本專利技術的安裝滾動軸承的軸I包括具有外軸面的軸管2，該外軸面在一些區域中形成為旋轉體延伸面3。在當前情況下，軸I形成為凸輪軸，并具有多個熱接合其上的凸輪4。當然，其它功能性元件，諸如軸承、定位輔助裝置或齒輪也可熱接合至軸管2，而不是凸輪4。例如，如果軸I形成為平衡軸，則形成為平衡錘的功能性元件布置于其上。根據本專利技術，軸管2然后形成為經焊接然后拉伸的管，并具有質量含量>0.45%的碳。由此能使軸管2在其外表面上，即旋轉體延伸面3的區域中硬化，特別是感應硬化，從而能在第一位置實現旋轉體5在軸管2的旋轉體延伸面3上的直接、無磨損旋轉。為了這種應用，質量含量>0.45%的碳是必要的，以前焊接這種管是不可能的。然而，現今能是由于新的制造方法，用于制造具有超過0.45%質量含量的碳的經焊接并拉伸的管，并將它們例如用作凸輪軸。為此，使用高頻感應焊接法。 與具有無接縫的拉伸軸管的常規軸相比，根據本專利技術的軸I提供經濟從而成本有效的制造的巨大優點。此外，更好的直徑公差可同時形成在軸管2的外徑和內徑上。由于大幅減小的制造公差，還能將插銷接合在軸管2的內徑中而無需另外的加工。此外，還可制得更好的軸管2的內徑與外徑的同心性，產生的接合插銷的擺振更少。由于減小的公差和減少的邊緣脫碳作用，還可減少用于后續加工的尺寸過大，特別是已知為打磨余量。引導必須的軸管2的內徑上的斜角也可變得更小。 通常，軸管2具有質量含量〈0.025%的磷和硫。這種低的磷含量和硫含量增強了軸管的振動疲勞強度和可容忍的赫茲應力。 如上所述，至少旋轉體延伸面3的區域被表面滲碳硬化，例如感應硬化，并具有>58HRC的表面硬度。由于旋轉體延伸面3的硬化，外軸面上的旋轉體5、滾動軸承6的直接、無磨損旋轉是可能的，由此滾動軸承6本是可保持簡單。軸管2的壁厚為2?4_。 當然，軸1，特別是如果其形成為凸輪軸，可以與平衡軸相似的方式接合在模塊中，當然還容易想到凸輪軸具有固定的凸輪4和在內側的內軸，該內軸與可旋轉地安裝在外軸上，即該情況下在軸管2上的凸輪連接。【權利要求】1.一種安裝滾動軸承的軸(I)，包括具有外軸面的軸管(2)，并包括熱接合于所述軸管(2)上的至少一個功能性元件，所述外軸面在一些區域中形成為旋轉體延伸面(3)； 其特征在于， 所述軸管(2)形成為經焊接然后經拉伸的管，并具有質量含量>0.45%的碳。2.根據權利要求1所述的軸，其特征在于，所述軸管(2)具有質量含量〈0.025%的磷。3.根據權利要求1或2所述的軸，其特征在于，所述軸管(2)具有質量含量〈0.025%的硫。4.根據權利要求1至3中任一項所述的軸，其特征在于，至少旋轉體延伸面(3)的區域被硬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種安裝滾動軸承的軸(1)，包括具有外軸面的軸管(2)，并包括熱接合于所述軸管(2)上的至少一個功能性元件，所述外軸面在一些區域中形成為旋轉體延伸面(3)；其特征在于，所述軸管(2)形成為經焊接然后經拉伸的管，并具有質量含量>0.45％的碳。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：托馬斯·弗倫德爾，米夏埃爾·克賴斯格，安東尼奧·梅農納，法爾克·施奈德，斯特凡·斯泰徹爾，
申請(專利權)人：馬勒國際有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE