在轴管中制造喷射通道的方法与流程

1.本发明涉及一种用于在轴管中制造喷射通道的方法。本发明还涉及一种具有根据这种方法制造的轴管的凸轮轴。


背景技术：

2.在空心轴，例如凸轮轴的轴管的情况下，轴管包括穿过轴管内部的特定油或冷却剂通道，例如用于润滑凸轮和/或凸轮从动件，在轴管上通常需要具有小于1.5mm的非常小的直径的通孔。更糟糕的是，通常不能与轴的轴线成直角地引入这些通孔或孔，因为它们要为轴向邻接的功能元件(例如凸轮)供应冷却剂或油。然而，不能使用传统的且节约成本的方法(例如钻孔、冲压或钻孔冲压)来制造在轴管中不与轴的轴线成直角地延伸的通孔。事实上，只能通过非常高成本或复杂的方法，例如电化学金属加工、腐蚀或激光钻孔来引入这种倾斜的通孔。


技术实现要素：

3.因此，本发明解决了以更节约成本的方式制造具有至少一个喷射通道的轴管的问题。
4.根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题解决。有利实施例是从属权利要求的主题。
5.本发明基于这样的总体思想，即不再通过非常薄地机械钻孔或复杂的方法(例如电化学金属加工、腐蚀或激光钻孔)引入直径d1小于1.5mm的用作喷射通道的通孔，而是首先将这种通孔制造得更大，并因此在制造方面更简单且更节约成本，并且随后提供附加元件，之后所述附加元件形成喷射通道的至少一部分。在根据本发明的用于制造与轴的轴线在轴管上尤其是至少部分倾斜地定向的喷射通道的方法中，其中利用完成的轴管，流体(例如冷却剂或油)能够通过喷射通道从轴管内部输出到外部，首先将直径d1≥1.5mm的至少一个通孔引入到轴管中。即使使用传统的金属钻头也可以相对容易地引入这样的通孔，从而能够在技术上容易地且节约成本地制造至少一个通孔。随后，在根据本发明的方法中，将至少一个附加元件布置在通孔中或通孔上，即，使得喷射通道至少部分地由附加元件形成。通过利用根据本发明的方法的完全不同的步骤，其中实际的喷射通道至少部分地不再在实际轴管中运行而是在附加元件中运行，能够省去目前所需要的通过在轴管中直接非常薄地钻出通孔的极其复杂的并因此也是昂贵的制造。
6.在根据本发明的方法的有利的进一步改进中，首先将与轴的轴线倾斜定向、直径d1大于1.5mm的通孔引入到(例如钻入到)轴管中。随后，将套筒压入到通孔中，套筒的内径d2＜1.5mm并形成实际的喷射通道。因此，在以这种方式制造的轴管中，套筒形成实际的喷射通道，其中套筒能够相对容易地制造并且也能够容易地根据轴管的壁直径的长度进行切割。
7.可替代地，显然也能够设想到的是，首先将与轴的轴线正交定向的通孔引入到轴
管中，通孔再次具有大于1.5mm的直径d1。随后，将圆柱形的附加元件压入到通孔中，圆柱形的附加元件包括倾斜或平行于圆柱轴线延伸、具有直径d3＜1.5mm的喷射通道。在此，通过钻孔同样能够相对容易地制造附加元件中的喷射通道。
8.在根据本发明的方法的另一有利实施例中，首先将与轴的轴线正交定向、具有直径d1≥1.5mm的至少两个通孔引入到轴管中。即使使用传统的金属钻头也能够相对容易地制造这种与轴的轴线正交定向、直径d1大于1.5mm的通孔。随后，设置设计为球环的附加元件，该附加元件具有与轴管上的通孔相对应的多个互连的球，其中，与球环轴线倾斜或正交延伸、具有直径dk＜1.5mm的喷射通道被引入或已经引入到每个球中。随后，将球环安装在轴管上，使得每个球至少部分地接合在相关联的通孔中，并且将球中相应的喷射通道与轴管中相关联的通孔流体连接。在此，球环基本上具有珍珠项链的形状，其中，各个珍珠代表相应的球。然而，与珍珠项链相比，没有带线的孔穿过各个球，所述线将各个球穿在一起，但是在根据本发明的球环中，各个球与布置在其间的环段连接，环段中的每个终止于球表面。这种球环具有至少两个球，其中，当在轴管上引入四个或更多通孔时，显然球环上也能够提供四个或更多个球。在此，球环安装在轴管的外径之上，其中，各个球的外径大于相应的通孔的直径d1，并因此各个球被保持在通孔中。一些球能够包括与球环轴线倾斜定向的喷射通道和与球环轴线正交定向的一些球喷射通道，其中，还能够设想到的是，喷射通道与球环轴线倾斜或正交定向。
9.在根据本发明的方法的另一优选实施例中，实际上将与轴的轴线正交定向、具有直径d1≥1.5mm的至少两个通孔引入到轴管中。设置设计为外环的附加元件，所述外环具有优选地与轴管上的通孔相对应的与外环轴线倾斜或正交延伸的多个喷射通道，每个喷射通道的直径d
ar
＜1.5mm。随后，设置设计为外环的附加元件，所述外环具有与轴管上的通孔相对应的与外环轴线倾斜或正交延伸的多个喷射通道，每个喷射通道的直径d
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＜1.5mm。现在将外环安装或滑动到轴管上，使得至少一个喷射通道位于相关联的通孔上和/或与相关联的通孔流体连接。优选地，外环中的喷射通道的数量与轴管中的通孔的数量相对应，同时使通孔的布置与外环中的喷射通道的布置相互匹配成使得它们能够彼此一致地布置。为了能够实现简化的组装并同时实现灵活的供油，能够提出：在轴管的外侧表面上布置向外开口的环形槽和/或在外环的内侧表面上布置向内开口的环形槽，其中，在轴管外侧表面中的环形槽连接各个通孔，同时在外环内侧表面中的环形槽将各个喷射通道相互连接。通过这种方式，可以经由通孔将外环布置在几乎任何转动角度的位置中，并仍能将通孔与喷射通道流体地联接。
10.在根据本发明的方法的另一有利实施例中，最初将与轴的轴线正交布置的至少两个通孔引入到轴管中，每个通孔的直径d1≥1.5mm。随后，设置设计为内环的附加元件，所述内环具有与轴管上的通孔相对应的与外环轴线倾斜或正交延伸的多个喷射通道，每个喷射通道的直径d
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＜1.5mm。现在内环滑入轴管中，使得至少一个喷射通道与至少一个通孔流通地连接。为了能够同样实现设计为内环的附加元件的独立于角度的组装，能够在喷射通道的区域中或通孔的区域中的在内环的外侧表面上和/或在轴管的内侧表面上设置周向环形槽，使得油或冷却剂能够从喷射通道直接经由相关联的通孔或间接地经由环形槽输送到邻接的通孔。
11.在根据本发明的方法的另一特别有利实施例中，将与轴的轴线正交定向的至少一
个通孔再次引入到轴管中。优选地，将与轴的轴线正交定向的至少两个通孔引入到轴管中，从而能够避免轴管的不平衡。随后设置设计为环的附加元件，所述环具有与环轴线倾斜延伸的正面，其中，在安装状态下的正面形成喷射通道的一部分。现在将环安装在轴管上，使得倾斜的正面位于至少一个通孔之上，使得喷射通道的由正面形成的部分与相关联的通孔流体地连接，并且使液体(例如冷却液或油)能够与轴管的轴的轴线倾斜地喷出。通过这种方式可以特别节约成本地制造具有与轴的轴线倾斜延伸的喷射通道的轴管。
12.此外，本发明基于形成具有轴管的凸轮轴的总体构思，其中根据上述段落之一的方法制造轴管，并且其中凸轮被同时布置在轴管上，所述凸轮相对于至少一个喷射通道被布置成或者被定向成使得在操作期间经由喷射通道向该凸轮供油。通过这种方式，例如能够在技术上简单地且节约成本地制造具有与轴的轴线倾斜定向的喷射通道的凸轮轴。
13.本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得。
14.应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上文提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅能够以所述的相应组合使用，还能够以其他组合或单独使用。
15.在附图中示出了本发明的优选的示例性实施例，并且在下面的说明中对其进行了详细说明，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。
附图说明
16.分别示意性地示出：
17.图1示出了根据现有技术的具有喷射通道的轴管；
18.图2示出了根据本发明的具有布置在通孔中的套筒的轴管；
19.图3示出了如图2的示图，但是带有球环；
20.图4示出了如图3的示图，但是带有外环；
21.图5示出了如图4的示图，但是带有内环；
22.图6示出了如图4的示图，但是带有具有倾斜正面的环。
具体实施方式
23.根据图2至图6，根据本发明的例如用于凸轮轴2的轴管1包括多个喷射通道4，所述多个喷射通道与相应轴的轴线3至少部分地倾斜定向，当安装轴管1时，例如当在内燃机中安装凸轮轴2时，经由喷射通道流体5(例如油或冷却剂)能够从轴管1内部输出到外部。通过相应喷射通道4的倾斜布置，能够向轴向邻接的凸轮6供应例如流体，所述凸轮因此能够被润滑或冷却。通过流体射流5也能够冷却或润滑凸轮6与未示出的凸轮从动件的连接。显然，这些喷射通道4能够与轴的轴线3正交定向。
24.在图1中示出了从现有技术中已知的轴管1'，在这种情况下，将直径d1小于1.5mm的相应喷射通道4'作为通孔7'引入到轴管1'的套管中。引入这种较小的通孔7'只能够通过极其复杂的方法(例如电化学金属加工、腐蚀或激光钻孔)实现，该通孔还尤其是倾斜地延伸(即与轴的轴线3'成小于90
°
的角度α)，因此，通孔7'的制造和由此也是喷射通道4'的制造以及轴管1'或凸轮轴2'整体的制造是相对复杂的且因此昂贵的。即使将与轴的轴线3'成直角地引入直径d1小于1.5mm的通孔7'也是困难的。
25.为此，开发了根据本发明的用于在轴管1上制造喷射通道4的方法，与之前的制造方法相比，所述方法是简单且节约成本的设计。在根据本发明的方法中，首先将直径d1≥1.5mm的至少一个通孔7引入到轴管1中。通过相对大的直径d1，传统的金属钻头也能够毫无问题地使用，因此相应通孔7的制造节约成本且技术简单。四个通孔7中的每个都引入在根据图2至图6所示的轴管1中。随后，将至少一个附加元件8布置在通孔7中或通孔7上，使得喷射通道4至少部分地由附加元件8形成。
26.附加元件8也能够在通孔7中或该通孔上布置成使得喷射通道4与轴的轴线3至少部分地倾斜或正交定向，并因此从喷射通道4射出的流体射流5与轴的轴线3的夹角α＜90
°
。
27.喷射通道4能够部分地布置在通道7中或在其中延伸，或者能够布置在附加元件8中或该附加元件上或在其中延伸。
28.在此，将更详细地描述图2至图6的各个可能的实施例。
29.观察图2能够看出，在详细示图b中，将与轴的轴线3倾斜定向的通孔7引入到(例如钻入到)轴管1中。随后，将套筒9引入到直径d1≥1.5mm的相应通孔7中，其中，套筒9的内径d2小于1.5mm，例如小于1.0mm并形成实际的喷射通道4。可替代地，如图2的详细示图a中所示，也能够设想的是，将与轴的轴线3正交定向的通孔7引入到轴管1中。现在将圆柱形的附加元件8压入到相应通孔7中，圆柱形的附加元件具有尤其是倾斜或平行于圆柱轴线10延伸的喷射通道4，所述喷射通道的直径d3小于1.5mm，例如小于1.0mm。圆柱轴线10与轴的轴线3正交延伸，而喷射通道4与轴的轴线3的夹角α＜90
°
。
30.观察根据图3的实施例能够看出，首先将与轴的轴线3正交定向的、具有直径d1≥1.5mm的至少两个、优选为四个通孔7引入到轴管1中，其中，随后设置形成为具有多个球13的球环11的附加元件8，所述多个球经由与在轴管1上的通孔7相对应的环段部分12彼此连接，其中，与球环轴线4倾斜或正交延伸、具有直径dk＜1.5mm的喷射通道4将被引入或已经被引入每个球13中。通过这种方式，也可以倾斜地或正交地喷射流体射流5或流体5以及因此冷却或润滑与通孔7轴向邻接布置的凸轮6。将球环11安装在轴管1上，使得每个球13接合在或位于相关联的通孔7上，并且将相应的喷射通道与相关联的通孔7流体连接。在那里，一些喷射通道4能够与球环轴线14倾斜定向并且一些喷射通道能够与球环轴线14正交定向，或者所有的喷射通道4能够与球环轴线14倾斜或正交定向。
31.观察图4能够看到轴管1，其具有与轴的轴线3正交定向的至少两个、优选为四个通孔7，其中通孔7例如通过钻孔引入到轴管1中，并且所述通孔的直径d1≥1.5mm。除此之外，设置形成为根据图4的外环15的附加元件8，其具有与外环轴线16倾斜延伸的喷射通道4，所述喷射通道中的每个的直径d
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＜1.5mm，例如小于1.0mm。可替换地，也能够设置形成为外环15的附加元件8，其具有与外环轴线16正交延伸的喷射通道4，每个喷射通道的直径d
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＜1.5mm，例如小于1.0mm。同样能够设想到的是，也设置了形成为外环15的附加元件8，所述外环具有与外环轴线16既倾斜又正交延伸的喷射通道4，喷射通道中的每个的直径d
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＜1.5mm，例如小于1.0mm。这意味着一些喷射通道4相对于外环轴线16倾斜设计，而所述一些喷射通道相对于所述外环轴线正交设计。
32.现在将外环15安装在轴管1上，使得至少一个、优选为每个喷射通道4位于相关联的通孔7上或与其流体连接。在此，布置在外环15中的喷射通道4的数量能够与引入到轴管1中的通孔7的数量和定向相对应。
33.为了使外环15可以与转动角度无关地安装在轴管1上，也能够设想到的是，环形槽17布置在轴管1的外侧表面上。与此类似，相对应的环形槽也能够设置在外环15的内侧表面上，通过所述环形槽，流体5(例如冷却剂或油)从通孔7经由环形槽17供应给相应喷射通道4。
34.与图4类似，根据图5形成轴管1，其中，在此附加元件8不是形成为外环15，而是形成为内环18。在此同样地，首先将与轴的轴线3正交定向的至少两个、优选为四个或更多个通孔7引入(例如钻入)到轴管1中。在此，通孔7中的每个的直径d1≥1.5mm。随后设置形成为内环18的附加元件8，其具有优选地与轴管1上的倾斜延伸的或与内环轴线19倾斜的通孔7相对应的多个喷射通道4，所述多个喷射通道中的每个的直径d
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＜1.5mm。在此，一些喷射通道4能够与内环轴线19倾斜定向，而所述一些喷射通道能够与所述内环轴线正交定向，或者是所有的喷射通道4能够与内环轴线19倾斜或正交定向。现在将内环18滑入到轴管1中，使得至少一个、优选每个喷射通道4从内部抵靠在相关联的通孔7上和/或将相应的喷射通道4与相关联的通孔7流体连接，使得流体射流5或流体5能够经由喷射通道4和通孔7离开轴管1。
35.最后观察图6的实施例，能够看到轴管1，在这种情况下，首先将与轴的轴线3正交定向的至少一个通孔7引入到(例如钻入到)轴管1中。这些至少一个、优选为四个的通孔7的直径d1≥1.5mm，因此即使通过传统的金属钻头也能够相对容易地制造所述通孔。根据本发明，现在通过本方法设置或创造被设计为环20的附加元件8，所述环具有与环轴线21倾斜延伸的正面22，其中，在安装状态下的正面22形成喷射通道的一部分。现在将环20安装或滑动到轴管1上使得倾斜的正面22位于至少一个相关联的通孔7之上，使得由正面22形成的喷射通道4的一部分与相关联的通孔7流体连接。由于倾斜的正面22在各处都相同地形成，根据本发明的环20可以独立于转动角度安装在轴管1上。制造这样的环20可以相对容易地节约成本，将其安装在轴管1上也是一样。
36.使用设计为环20的附加元件8，同样可以喷射流体5，储存在轴管1中的流体在压力作用下经由相应通孔7和与轴的轴线3成α＜90
°
的角度的倾斜的正面22输出到外部，并因此润滑或冷却例如轴向邻接的凸轮6。
37.总之，使用根据本发明的方法能够制造用于凸轮轴2的轴管1，与传统的轴管1在通孔7和喷射通道4方面相比，不仅更节约成本，而且也能够在技术上明显地更容易制造。