(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側管を提供するステップと、
内方へ向かって隆起している領域と円形領域とを有した円周を備えた内側管を形成するステップであって、該内方へ向かって隆起している領域は丸みを帯びて段部無しに円形領域に移行するように構成されている、ステップと、
前記内側管を前記外側管内へと摺動させるステップと、
前記外側管を前記内側管の上に冷間引き抜き加工を行うステップと、
還元雰囲気の中で前記内側管と前記外側管を熱間処理するステップと、
はんだ剤を添加するステップと、
２つの液体案内チャンバを形成するために前記はんだ剤を溶融し、前記内側管を前記外側管内に固定すべく前記管を仕上げ焼きなましするステップと、を含むことを特徴とする中空軸の製造方法。
【請求項２】
前記形成するステップは、前記内側管を冷間引き抜き加工によって成形するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記形成するステップは、前記内側管を冷間圧延によって成形するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記摺動させるステップの前に、前記内側管の外面を銅、銀、金の群からの１つの元素又はそれから成る合金により被覆するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記冷間引き抜き加工を行うステップは、前記内側管の形状を内部工具により支持するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記はんだ剤を添加するステップは、仕上げ焼きなましするステップの前に、前記内側管により形成された小さいチャンバの中にはんだワイヤを挿入するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記はんだ剤を添加するステップの後に、少なくとも前記中空軸の断面を焼きならし・焼きなましするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記焼きならし・焼きなましするステップは、前記中空軸全体を焼きならし・焼きなましするステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は請求項１の前段に記載の例えば内燃機関のガス交番切換え弁を制御するバルブリフタを旋回可能に支承するための中空軸の製造方法に関する。
中空軸、とりわけ前述のロッカすなわちバルブリフタはドイツ特許出願公開第ＤＥ４２２１７０８Ａ１号広報から公知である。この場合、バルブリフタは外側管から成り、外側管の内室の中には形材から成る管体が固定されて配置されている。長手ウェブを有するこの管体により少なくとも２つ、有利には３つの液体案内チャンバが形成される。１つの特別の実施の形態（図２）では、チャンバを形成するために、管体はほぼＶ形に形成され長手方向に延在する凹部を備えている。挿入され又は圧入された管体を固定することは、管体の外筒をカム状に隆起させたり又は形材とすることにより行われる。この場合の欠点は、位置固定の維持及びチャンバの密閉が作動条件の下では保証されず、製造可能な長さが制限され、従って製造コストが対応して高いことにある。
米国特許第ＵＳ３８６３３２８号明細書及び米国特許第ＵＳ４１２５９２４号明細書から、２つの管を互いに差込むことは、ある程度の直径遊びで内側に互いに差込まれた管の一端にまず初めに引抜き点が形成され、次いで両方の管が重ねられて冷間引き抜き加工されることが公知である。
英国特許出願第ＧＢ−Ａ−２１１７２８１号明細書に熱交換器管の製造方法が開示されている。コストのかかる方法で、周縁に分散配置されている短い長さの複数の細長孔を設ける代りに、厚肉の内側管に溝が設けられる。このように事前加工された内側管は第１の管（外側管）の中に差込まれ、冷間引抜き加工を介して双方の管が密に重畳されて引抜き加工される。有利には冷間引抜き加工の際に内部工具が内側管の中に配置される。２つの隣接する溝の間の密封を保証するために、内側管の外面にペースト、粉末及び薄膜の形のはんだが付着され、はんだは、仕上げの焼きなまし処理で溶融される。
本発明の課題は、チャンバの位置固定及び密封が作動条件の下でも維持され、長い長さのものを小さいコストで製造することを可能にする、例えばバルブリフタを旋回可能に支承するための、中空軸の製造方法を提供することにある。
上記課題は本発明により請求項１の特徴部分に記載の特徴により解決される。有利な実施の形態は従属項に記載されている。
製造された中空軸の特徴は、２つのチャンバを形成するために、１つの差込み横断面輪郭ではなく外側管に結合される形材から成る内側管が使用されることにある。形材から成る内側管は、横断面で見て内方へ向かって隆起している領域を有し、この領域は丸みを帯びて段部無しに円形領域に移行する。これら両方のチャンバの密封は、外側管の内面と内側管の外面との当接することになる周縁領域全体にはんだ層が設けられることにより行われる。この明細書において「はんだ」とは「ろう付け」の意味をも含むものである。外側管も内側管も有利には鋼から成る。しかしその他の材料、例えばＣｕ，Ａｌ及び鋼との組合せ等も可能である。ロッカすなわちバルブリフタとしての用途の場合、多くの場合、中空軸を部分的に高周波焼入れする必要がある。このような場合、外側管として有利には焼戻し鋼の管が使用される。
本発明の利点は、形材から成る内側管を小さいコストで引抜き加工又は圧延することができることにある。従来の技術で使用される差込み形材は、大きいコストの連続圧接加工法を介してしか製造可能でない。当接する周縁全体にわたり被着されたはんだ層により、チャンバの要求される密封性が保証される。前もって互いに差込まれた管の冷間引抜き加工により、これらの管は重ねられて引抜き加工される。この場合、両方の圧接された面はできるだけ金属的にきれいであり、障害となる異物粒子が間に存在しないように注意しなければならない。これは、差込みの前に外側管も内側管も還元雰囲気の中で焼きなましされてきれいにされることにより達成される。クラッキングの原因となる残留潤滑剤がもはや表面に存在しないことを保証するために、付加的にこの熱処理に油脂除去処理を前置することができる。内側管が隆起領域以外の周縁全体にわたり当接するように、隆起領域は過剰に鋭角に形成してはならない。６０°の頂角及び２．５ｍｍの隆起の曲率半径が好適であることが分かった。このようにしない場合、隆起領域のばね作用が、内部工具が支持するにもかかわらず過剰に大きく、従って移行部の中のある部分領域が当接しなくなる。
前述のように、チャンバの密封性を維持するために、外側管の内面と内側管の外面とに、間に位置するはんだ層を設けることが提案される。これを実現するために例えば内側管の外面が差込みの前にガルバニックに銅めっきされる。代替的に、はんだペーストを塗布するか又は内側管をはんだシートで巻くか又はきれいな表面にはんだ粉末を散布することも可能である。このはんだ粉末の散布は、静電荷電により支援できる。実際のはんだ付けは、冷間引抜き加工の後の焼きなましにより行われる。この焼きなましは、冷間引抜き加工の後に必要であることもある熱処理でもよく、高周波焼入れの際の焼きなましでもよい。付加的又は代替的に、内側管の隆起領域と外側管の潤滑剤塗布領域との間の移行部の中の間隙をはんだにより充填することも可能である。これを実現するために、内側管により形成されている小さいチャンバの中に例えば銅等のはんだワイヤが挿入され、次いで管が焼きなましされる。Ｃｕから成る硬質はんだを使用する場合、焼きなましに必要な１１００℃の領域内の高温は、鋼品質によっては粗粒を形成させることがある。これを大幅に除去するために、はんだ付けの後に焼きならし(Normali sierungsgluehung)を行うことが更に提案される。代替的に、低い融点を有する銀ろうを使用することも可能である。はんだ付けのための焼きなましは約９５０°の通常の仕上げ熱処理に相当し、その際に粗粒形成の危険が無い。銀ろうのための大きいコストは、１つの更なる熱処理の廃止により補償される。注意する点は、銀ろうをする場合に多くの場合にはフラックスが必要であり、これは中空軸の用途によってはしばしば望ましくない、何故ならば残留フラックスにより望ましくない化学反応が発生することがあるからである。
次に１つの例に基づいて本発明の中空軸の製造を詳細に説明する。この実施の形態では中空軸は２４ｍｍの外径と５．０ｍｍの壁厚を有する。
例えばＣｋ４５の焼戻し鋼から成る２６．１ｍｍの外径（Ｄａ  Ａ）と３．８ｍｍの壁厚とを有する冷間製造された外側管から出発して、この外側管は還元雰囲気の中で焼きならしにかけられる。これに平行して例えば構造用鋼Ｓｔ．３５から冷間引抜き加工により１７．５ｍｍの外径（Ｄａ  ｌ）と１．７ｍｍの壁厚の形材として内側管が製造される。この内側管も還元雰囲気の中で熱処理にかけられる。互いに差込む前に内側管の外側はガルバニックに銅めっきされる。次いで内側管が外側管の中に差込まれ、引抜き点が鍛造される。内側管の前もって形成された隆起は、移行部から開始してできるだけ中断無しに外側管に当接するように、支持のために、冷間引抜き加工の際には対応して形成されている内部工具が使用される。内部潤滑剤塗布のためにある特定の潤滑剤量が貯蔵物として内側管の中に入れられ、これに対して外側潤滑剤塗布のためには循環潤滑剤供給方式が使用される。冷間引抜き加工の後、このようにして形成された中空軸は２４ｍｍの外径と５ｍｍの壁厚とを有する。重ねられて引抜き加工されたこれら２つの管が材料結合によっても接合されるように、中空軸ははんだ付けのために１１００℃で焼きなましにかけられる。これに付加的に、隆起と円形内側管との間の移行部の中の角領域もはんだにより充填できるように、隆起により形成されているチャンバの中にはんだワイヤが挿入される。必要な場合、粗粒が形成された場合には粗粒を除去するために、仕上げ焼きならしが行われる。
図面には１つの実施の形態の横断面図が示されている。
図１は、前述の製造例に関連して、例えば焼戻し鋼ＣＫ４５等から成る外側管１と、例えばＳｔ３５等から成る形材製内側管２とから成る中空軸の仕上り状態での横断面を示す。双方の管状体は前述のように重ねられて冷間引抜き加工される。形材内側管２は外側管１と共働して２つのチャンバ３，４を形成し、小さいチャンバ４の横断面は外側管の内側周縁領域と、内側管２の内方へ向かって突出している隆起５の外側周縁領域とにより画定されている。隆起領域５は丸みを帯びて、内側管３の円形領域６に移行する。理想的な場合、この円形領域６は外側管１の内面に完全に当接している。当接の度合いは隆起５の形状により強く影響される。隆起５はあまりにも鋭角的であってはならず、余りにも僅かしか丸みを帯びていないこともあってはならない。最適値として少なくとも６０°の頂角と、少なくとも２．５ｍｍの隆起の曲率半径Ｒ1とが得られた。隆起移行部の丸み半径Ｒ2は０．５ｍｍより小さくてはならない。さもないと、隆起領域５のばね作用により移行領域８が当接しない危険がある。ガス交番切換え弁を制御するバルブリフタとしての用途の場合、チャンバ３，４は異なる個所に孔が形成される。これは、チャンバ３と４との間の密閉ができるだけ隙間が無いことを必要とする。
内側管２と外側管１との間の提案された結合は、中空軸の負荷能力を計算する際に、全壁すなわち外側管１の壁プラス内側管２の壁を考慮できる利点を有する。これにより外側管１の壁厚を低減でき、ひいいては重量を対応して低減できる。これにより、このようにしない従来技術では設けられている剛性を高めるウェブは不要となる。
【図１】
0003694026.tif 000002
【図２】
0003694026.tif 000003