JPH01197022A - 結合方法およびこの方法に適した構成要素 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明框、とくに構成されたカム軸、クランク軸または
５更動軸の製造のためた、中空軸の油圧作動の膨張によ
って、押し開かれる構成要素の貫通開口の周縁１−の可
塑的変形および永続的な弾性応力下で、中空軸の外径に
対応する貫通開口を有する構成要素と中空＠を結合する
結合方法、ならびにこの方法に適した構成要素に関する
ものである。

中空軸と構成要素とを結合する種類の方法はとくにカム
軸の利用分野において認められている。

いわゆる収縮結合に対してこれは、獲得し得る応力が継
ぎ目結合の製造に際して越えられる必要がない材ｉの温
度限界値によって制限されないので伝達し得る回転モー
メントに関連して利点を有する。半田結合に対して実質
的な利点は簡単で、基本的に加熱しないで実施しかつそ
のためにコストの安い継ぎ目結合に存する。１１Ｉ成さ
れ友部材はこのさいまた僅かな許容値で製造されること
ができる。

本発明の課題は、冒頭に述べた種類の方法′ｆ：４成要
素と中空軸との間に伝達可能な回転モーメントに関して
さらに改善しかつそれにエリ結合の製造に際してその方
法を代表する基本的な利点を放棄することなく、例えば
構成されたクランク−のごとき最大に応力が加えられる
構成部材に関して利用範囲全拡大することに存する。

この課題の解決は、本発明ｒｃよれば、中空軸の油圧作
動膨張によって構成要素の貫通開口の醐縁層の材料と可
塑的に変形され文中空軸との間に材料で決まる結合が作
り出されることにエリ際立つ方法に存する。

本発明による方法によれば、材料閉鎖全形成する粘着作
用が現われる直接受軸する表面部が実質上拡大される。

それにより表面嵌合および摩擦係数の積に依存する伝達
可能な回転モーメントは実買上高められる（Ｍｔ、＝μ
、ｘＦｒ　）。抑圧配置における純粋な力係止結合に際
して差込み摩擦係数μ２がα１からＣＬ６５の範囲で経
験的に確められるのに対して、本発明による方法に１っ
て製造された結合において差込み摩擦係数μ２に１以上
にありかつこれの何倍かに達することができる値に上昇
する。さらに抑圧配置において利用される工うに表面の
不均一性間の機械的な噛み合せの部分に、また対向面の
精留な加工に際して理論的な表面の僅かな部分のみ直接
接触するので、比較的重要でないものとして考慮される
ことができる。可塑性の変形にまでの結合面での圧力の
上昇にエリこの方法に際して廣触する表面部分が最適に
なる。

この方法において永続的な摩擦係数に関して重大な圧ｍ
は圧力作用の間中膨張過程の終了後永続的な圧縮より大
きい。原則としてこのようＶｃ製造された圧縮結合にお
いて獲得し得るモーメントは最大圧縮が同時に最大圧縮
である収縮結合におけるエリ大きい。

本発明による方法によれば、圧力上昇により中空軸の全
体の可塑性変形に加えて少なくとも構成要素の貫通開口
の周縁層に同様に可成性の変形をより高い油圧圧力の適
用１’（エリ生じ、これは言及され友結果をもたらす。

望ましい結果μ両表面の金Ｆ４部分が直接接触すること
に依存する。

結合の最適な設計は構成要素の高伸張性の材料によって
促進され、そのさい材料の厚さおよび降伏点はｏＴ塑的
に変形される貫通孔層の範囲を決定する。これにエリ膨
張に際して調整される表面圧縮は実質上例えば管の管厚
または弾性限界によって制限されるかも知れない永続的
な圧縮エリ大きい。それに伴なってまた、大きな直径で
しかも僅かな厚さのかつし友がって外部圧力負荷に対し
て制限された剛性を有する十分にねじり、に強い管・全
利用することができる。そこで薄い壁厚の管により最適
重量のカム軸お工びクランク軸が装造される。かくして
また、さらに安価なＥ−モジュールを有するアルミ管ま
たはチタン管全挿入することもできる。

本発明ＶｃＬる方法の第１の好適な実施例によれば、対
応する圧力作用によって結合？抑制する酸化物層が膨張
に際して破壊されるような大きさにおいて可塑性の種類
の変形がもたらされる。このさい当然ながら前提条件と
するのは、湿気または酸性の影響のごとき特別な望１し
くない条件なしに通常の大気において生じることができ
るように結合すべき表面上に僅かな厚さの酸化物層のみ
が存するということである。

本発明Ｉ／ｃよる方法の第２の根本的な実施例によれば
、結合すべき部分において結合の製造の直前に、例えば
機械的加工によってまたは還元雰囲気中で曽檎の汚れの
ない表面が製造され、そのきい望ましい方法で結合の製
造まで還元雰囲気ま友は不活性雰囲気が保持される。こ
れに関連して説明される方法の利点は、溶性された結合
層内に酸化物内層ま几はコーティング内１−が残されな
いということに存する。その剛性が前記に対してかなり
改善される対応するエリ高い価値の結合が成果である。

本発明による方法の第３の基本的な実施例によれば構成
要素の貫通開口内にお工び／または中空軸の表面におい
て上述の結合の種類にとくに適した周縁層が塗布され、
そのきいそれは主として金属の純粋な表面の発生のため
の前処理にエリ生ずることができるが、揚台に工つては
、ま友この工うな前処理についての放棄が可能である。

塗布された強属）Ｉｌ＃は粘着作用の改善のために一致
した「Ａ」だけ厚い。粘Ｎ作用は材料の選択によって十
分に影響されることができる。それは両対向面が原子結
合４１！Ｆ性に関連して同じである場合であり材料は高
い表面エネルギまたは境界面エネルギを育しかつとくに
立方晶糸面中心金属からなる。金属は高溶融でかつでき
るだけ重く化学的な周囲の影響によって変化し得る。こ
のような材料は、例えば銅、°銀、純鉄、オーステナイ
ト鋼、スズ、ニッケルである。

このような周縁層のｍ）ｆ５は機械的な方法で、例えば
いわゆるブラッシングによって行なわれることができ、
そのきい例えは回転ブラシが貫通開口を通って案内され
、その材料はこの方法の進行の間中除去されかつ表口上
に残される。有利な方法においてはそのさいまた偶発的
に丁でに存在する酸化物層が被覆すべき表面において除
去されるかまたは部分的に破壊されることができる。ブ
ラシ体はまた酸化物層の駆動金改害するために、非常に
硬い線の部分を備えることができる。また、僅かな強さ
のこのような表面の発生のためはガルバニツク技術また
はプラズマｆｔ、線による塗布が可能である。

塗布された周縁層のためのこのような材料のさらに他の
実質的な観点は構成要素の基礎材料に比して高いＯＴ塑
性の変形性である。本発明の対象は構成要素の構造にも
及び、該構成要素は本発明によれば数オングストローム
のみの淳さのコーティングを貫通開口内に上述した性質
の１またはそれ以上とともに有し、詳しく言うと基本材
料に関連する剛性特性と同様に腐食および結合特性に関
して有する。

本発明による方法の第４の基本的な実施例によれば吸着
における粘着の部分に並んでま比摩擦、すなわち吸着の
安全のために適した分割作用が利用される。継ぎ目にお
ける圧縮力によ０有効な接触面が増大されるとき、粘Ｎ
作用の増大に加えてま窺摩擦作用が吸着の保護のために
使用される。

そのさい「微小くず」を生ずるために、摩擦作動部分、
例えば鉱物質の、短力為い部分が細力為い分散において
結合面に塗布される。摩擦作動部分は粘着作用の改善の
九めにすでに設けられている金属または化学的コーティ
ングとともに共通に塗布される。これらの部分はそのさ
い粘着が低下させられないように設けられかつ塗布され
る。摩擦部分として細粒状のダイヤモンドまたはコラン
ダム粉末または同様に硬い鉱物粒子が利用される。前記
部分から酸化作用が出ないことが重要である。拘束作用
に、粒子が押しつぶされる表面コーチイブが大きな剛性
または硬さを有するとき増強される。

摩ｌｌＩ作用層が非常に薄いとき、粒子はこの層を通っ
て結合面の堅固な基盤内に押しつぶされる。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）とくに構成されたカム軸、クランク軸または駆動
   軸の製造のために、中空軸の油圧作動の膨脹によつて、
   押し開かれる構成要素の貫通開口の周縁層の可塑的変形
   および永続的な弾性応力下で、前記中空軸の外径に対応
   する前記貫通開口を有する前記構成要素と前記中空軸を
   結合する結合方法において、 前記中空軸の前記油圧作動膨脹によつて前記構成要素の
   前記貫通開口の前記周縁層の材料と前記可塑的に変形さ
   れた中空軸との間に材料で決まる結合が作り出されるこ
   とを特徴とする結合方法。
2. （２）前記油圧作動膨張の間中の中空軸と貫通開口との
   間の結合位置における圧縮力は膨脹の終了後の永続的な
   圧縮力より実質上高いことを特徴とする請求項１に記載
   の結合方法。
3. （３）前記中空軸の全体の可塑的変形に加えて油圧圧力
   作用に際して前記貫通開口の周縁層が場合によつては変
   形され、そのさい中空軸および貫通開口の直接接触する
   平面部の部分が上面の不均一性による破壊によつて実質
   上拡大されることを特徴とする請求項１または２に記載
   の結合方法。
4. （４）前記構造要素の貫通開口のおよび／または中空軸
   上の材料で決まる結合を抑制する酸化物層はとくにまた
   油圧圧力作用に際しての前記貫通開口の周縁層内の可塑
   性変形によつて破壊されることを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか１項に記載の結合方法。
5. （５）材料で決まる結合を抑制する酸化物層が前記構成
   要素の前記貫通開口内のおよび／または中空軸上の材料
   で決まる結合を抑制する酸化物層は、該中空軸の油圧圧
   力作用の前に還元雰囲気下でまたは還元浴内で除去され
   ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に
   記載の結合方法。
6. （６）前記構成要素の貫通開口内のおよび／または前記
   中空軸上の材料で決まる結合を抑制する酸化物層は前記
   中空軸の油圧圧力作用の前の機械的処理によつて除去さ
   れることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項
   に記載の結合方法。
7. （７）結合すべき部分は酸化物層の除去のための表面処
   理後還元または不活性雰囲気下で中空軸の油圧圧力作用
   まで保持されることを特徴とする請求項１ないし６のい
   ずれか１項に記載の結合方法。
8. （８）前記構成要素の貫通開口内のまたは前記中空軸上
   の材料で決まる結合を促進する周縁層は、場合によつて
   は、前記中空軸の油圧圧力作用の前に表面の適切な処理
   によつて付与されることを特徴とする請求項１ないし７
   のいずれか１項に記載の結合方法。
9. （９）前記周縁層の材料の付与は機械的な方法で、とく
   にブラッシングによつて、すなわち回転するブラシの磨
   損毛による除去によつて生じることを特徴とする請求項
   １ないし８のいずれか１項に記載の結合方法。
10. （１０）前記周縁層の材料のブラッシングと同時に現存
    する酸化層が、とくに回転するブラシの、例えばばね鋼
    からなる、長くかつ硬い毛によつて機械的に仕上げられ
    るかまたは除去されることを特徴とする請求項９に記載
    の結合方法。
11. （１１）前記周縁層の材料の塗布はガルバニツク技術に
    よつて行なわれることを特徴とする請求項１ないし８の
    いずれか１項に記載の結合方法。
12. （１２）通常の大気中で腐食しない材料が塗布されるこ
    とを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記
    載の結合方法。
13. （１３）同種の原子結合特性を有する材料が前記中空軸
    および／または構成要素の材料として塗布されることを
    特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の
    結合方法。
14. （１４）高い表面エネルギを有する材料が塗布されるこ
    とを特徴とする請求項８ないし１５のいずれか１項に記
    載の結合方法。
15. （１５）立方晶系の面中心金属からなる材料が塗布され
    ることを特徴とする請求項８ないし１４のいずれか１項
    に記載の結合方法。
16. （１６）請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方
    法により中空軸と結合する貫通開口を有する構成要素で
    あつて、 前記貫通開口が前記中空軸の材料との材料で決められた
    結合の傾向のある数オングストロームの厚さの周縁層を
    有することを特徴とする構成要素。
17. （１７）基礎材料が前記周縁層の材料に比して高い剛性
    を有することを特徴とする請求項１ないし１６項のいず
    れか１項に記載の構成要素。
18. （１８）前記周縁層の材料か貴金属または準貴金属であ
    ることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項
    に記載の構成要素。
19. （１９）摩擦作用粒子が前記周縁層の材料とともに塗布
    されることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか
    １項に記載の構成要素。
20. （２０）鉱物性の純粋な、非酸化作用の、ダイヤモンド
    粉末またはコランダムのごとき粒子が前記周縁層の材料
    とともに塗布されることを特徴とする請求項１９に記載
    の構成要素。