(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち抜きまたは精密切断され、重ねられた複数の偏平材料層（３）からなる、往復ピストン式内燃機関のガス交換弁タイミング装置のための外周カムにおいて、偏平材料層（３）が材料層平面の方向に延びる分割線（５）によって複数の部分に分割形成され、少なくとも隣接するこれら偏平材料層（３）のこれら分割線（５）が互いにずれるように配置されていることを特徴とする外周カム。
【請求項２】
分割線（５）が直線状に延びていることを特徴とする請求項１記載の外周カム。
【請求項３】
偏平材料層（３）が組み合わせた状態で中央の穴（６）を備え、分割線（５）がこの穴のエッジ（７）から偏平材料層（３）の外周線（８）まで半径方向に延びていることを特徴とする請求項１または２記載の外周カム。
【請求項４】
偏平材料層（３）の分割線（５）が、両周方向で隣接する偏平材料層（３）の分割線（５）に対してほぼ同じ間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の外周カム。
【請求項５】
偏平材料層（３）が組み合わせ状態で中央の穴（６）を有し、２個以上の分割線（５）がこの穴（６）から半径方向外側に延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の外周カム。
【請求項６】
分割線（５）が個々の偏平材料層（３）内において等間隔をおいて配置され、分割線（５）の間にある、個々の偏平材料層（３）を形成するセグメント（９．１，９．２，９．３，９．４）が同一に形成されていることを特徴とする請求項５記載の外周カム。
【請求項７】
複数の部材からなる偏平材料層（３）の各々のセグメント（９．１・・・）が、隣接する偏平材料（３）のセグメント（９．１・・・）に別々に連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の外周カム。
【請求項８】
各々のセグメント（９．１・・・）が、連結要素（１１）を収容するための、打ち抜きまたは精密切断によって生じる少なくとも１つの穴（１０）を有することを特徴とする請求項７記載の外周カム。
【請求項９】
複数の偏平材料層（３）からなる、往復ピストン式内燃機関のガス交換弁タイミング装置のための外周カムを製作するための方法において、次のステップ、すなわち、
ａ）材料帯状体（４）から多数のセグメント（９．１・・・）を打ち抜きまたは精密切断し、
ｂ）所定の数のセグメント（９．１・・・）をひとまとめにし、その際、
ｂ１）複数のセグメント（９．１・・・）から１個の偏平材料層（３）が形成され、この偏平材料層がセグメント（９．１・・・）の間で延びる分割線（５）を有し、
ｂ２）複数の偏平層（３）を重ねて外周カムが形成され、その際、少なくとも隣接するこれら偏平材料層（３）のこれら分割線（５）が互いにずれるように、個々の偏平材料層（３）が相対的に位置決めされる
ように所定の数のセグメントをひとまとめにすることを特徴とする方法。
【請求項１０】
ステップｂ）において、先ず最初にｂ１）が実施され、その後にｂ２）が実施されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ステップｂ）において、隣接する偏平材料層（３）が連結要素（１１）によって少なくとも一時的に互いに連結されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
ステップａ）において連結要素（１１）のための少なくとも１個の収容部が個々のセグメント（９．１・・・）に形成され、ステップｂ）においてセグメント（９．１・・・）の収容部を棒状の連結要素（１１）に通すことによってひとまとめにすることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
連結要素（１１）が外周カム内に永久的にとどまることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
打ち抜きまたは精密切断され、重ねられた複数の偏平材料層（３）からなる歯車において、偏平材料層（３）が材料層平面の方向に延びる分割線（５）によって複数の部分に分割形成され、隣接する偏平材料層（３）のこの分割線（５）の少なくとも互いにずらして配置されていることを特徴とする歯車。
【請求項１５】
分割線（５）が直線状に延びていることを特徴とする請求項１４記載の歯車。
【請求項１６】
偏平材料層（３）が組み合わせた状態で中央の穴（６）を備え、分割線（５）がこの穴のエッジ（７）から偏平材料層（３）の外周線（８）まで半径方向に延びていることを特徴とする請求項１４または１５記載の歯車。
【請求項１７】
偏平材料層（３）の分割線（５）が、両周方向で隣接する偏平材料層（３）の分割線（５）に対してほぼ同じ間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の歯車。
【請求項１８】
偏平材料層（３）が組み合わせ状態で中央の穴（６）を有し、２個以上の分割線（５）がこの穴（６）から半径方向外側に延びていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の歯車。
【請求項１９】
分割線（５）が個々の偏平材料層（３）内において等間隔をおいて配置され、分割線（５）の間にある、個々の偏平材料層（３）を形成するセグメント（９．１，９．２，９．３，９．４）が同一に形成されていることを特徴とする請求項１８記載の歯車。
【請求項２０】
複数の部材からなる偏平材料層（３）の各々のセグメント（９．１・・・）が、隣接する偏平材料（３）のセグメント（９．１・・・）に別々に連結されていることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか一つに記載の歯車。
【請求項２１】
各々のセグメント（９．１・・・）が、連結要素（１１）を収容するための、打ち抜きまたは精密切断によって生じる少なくとも１つの穴（１０）を有することを特徴とする請求項２０記載の歯車。
【請求項２２】
セグメント（９．１・・・）が円環部分（１２）を形成し、このセグメント（９．１・・・）を画成するこの分割線（５）の間に歯（１５）を有することを特徴とする請求項２０記載の歯車。
【請求項２３】
歯（１５）が内側に向けて配置され、外側に向いた円弧部分（１４）が滑らかに形成されていることを特徴とする請求項２２記載の歯車。
【請求項２４】
複数の偏平材料層（３）からなる、往復ピストン式内燃機関のガス交換弁タイミング装置のための歯車を製作するための方法において、次のステップ、すなわち、
ａ）材料帯状体（４）から多数のセグメント（９．１・・・）を打ち抜きまたは精密切断し、
ｂ）所定の数のセグメント（９．１・・・）をひとまとめに、その際、
ｂ１）複数のセグメント（９．１・・・）から１個の偏平材料層（３）が形成され、この偏平材料層がセグメント（９．１・・・）の間で延びる分割線（５）を有し、
ｂ２）複数の偏平層（３）を重ねて歯車が形成され、その際、少なくとも隣接するこれら偏平材料層（３）のこれら分割線（５）が互いにずれるように、個々の偏平材料層（３）が相対的に位置決めされる
ように所定の数のセグメントをひとまとめにすることを特徴とする方法。
【請求項２５】
ステップｂ）において、先ず最初にｂ１）が実施され、その後にｂ２）が実施されることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
ステップｂ）において、隣接する偏平材料層（３）が連結要素（１１）によって少なくとも一時的に互いに連結されることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
ステップａ）において連結要素（１１）のための少なくとも１個の収容部が個々のセグメント（９．１・・・）に形成され、ステップｂ）においてセグメント（９．１・・・）の収容部を棒状の連結要素（１１）に通すことによってひとまとめにされることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
連結要素（１１）が歯車内に永久的にとどまることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、打ち抜きまたは精密切断（feingeschnittenen）され、サンドイッチ状に重ねられた複数の偏平材料層からなる、請求項１または１４の上位概念に記載した外周カムまたは歯車に関する。本発明は更に、請求項９または２４に記載した、外周カムまたは歯車の製作方法に関する。
【０００２】
打ち抜きまたは精密切断され、サンドイッチ状に重ねられた複数の偏平材料層からなる、往復ピストン機械のための連接棒が例えばドイツ連邦共和国特許第３８４１２０５号公報に開示されている。
【０００３】
平らに重ねられた層状の複数の偏平材料層からなる外歯歯車は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０２６６８５号公報に開示されている。この場合、個々の偏平材料層はすべて複数の穴を有する。個々の層をばらばらにならないようにするために、この穴の内のいくつかにリベットが収容されている。
【０００４】
互いに連結された複数の偏平材料層からなる外周カムが例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４４２３１０７号公報によって知られている。
【０００５】
上記の公知の歯車または外周カムは、個々の偏平材料層が打ち抜きまたは精密切断（Feinschneiden）によって準備される点が共通している。この場合、切り屑の量が比較的に多いという欠点がある。この欠点は、使用される偏平材料層の材料が厚ければ厚いほど、あるいは材料品質が良ければ良いほど、重要となる。
【０００６】
本発明の根底をなす課題は、従来の外周カムまたは歯車と比べて材料の使用量を少なくすることができる、冒頭に述べた種類の外周カムまたは冒頭に述べた種類の歯車を提供することである。更に、このような外周カムまたは歯車を製作するための方法を提供すべきである。
【０００７】
この課題は、外周カムについては請求項１記載の特徴によって解決され、歯車については請求項１４記載の特徴によって解決され、それぞれの方法については請求項９または２４記載の特徴によって解決される。本発明の有利な実施の形態は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明では、全体で外周カムまたは歯車を形成する個々の偏平材料は材料層平面の方向に延びる分割線によって複数の部分に分割形成され、少なくとも隣接するこれら偏平材料層のこれら分割線が互いにずらして配置されている。それによって、個々の偏平材料層がすべて少なくとも２つのセグメントに分割され、個々のセグメントを、打ち抜きに供給される１枚の材料帯状体上に、材料を節約するように配置することができるので有利である。更に、個々の偏平材料層をセグメント化することによって多数の個々の部材に分割された外周カムまたは歯車の強度を保証するために、最後に、個々のセグメントは偏平材料層にまとめられる。この場合、個々のセグメントの間を延びる偏平材料層の分割線は、他の偏平材料層、特に隣接する偏平材料層の分割線に対してずらして配置されている。
【０００９】
歯車が円形または円環状に形成され、中央に穴を備えていると有利である。この場合、分割線は好ましくは半径方向内側から外側に延びている。
【００１０】
更に、個々のセグメントが円環部分であり、その際外側およびまたは内側に歯を有し、それによってまとめて重ねた状態で歯車が形成されると有利である。この歯車は外歯歯車でも内歯歯車でもよいし、更に外歯と内歯を有する歯付きリングでもよい。
【００１１】
このような本発明による構造は例えば、内歯歯車ポンプを形成する場合に非常に有利である。今までは内歯を有する外側リングがその都度の負荷に適合して、高価値の金属材料からブローチ削りによって作られ、多くの材料損失を伴っていたが、この歯車は、複数のセグメントからなる複数の偏平材料層によって形成されている。このセグメントは互いに密に入り組んだ状態で打ち抜きされ、続いて組み立てられる。同じことが外歯を備えた内側ホイールについても当てはまる。
【００１２】
各々の偏平材料層が２つ以上、特に３個または４個のセグメントからなっていると特に有利である。この場合、隣接する偏平材料層の分割線が互いにほぼ同じ間隔をおいて設けられている。
【００１３】
所定の用途にとって、個々の偏平材料層が重ねられた状態で互いに固定連結されていると有利である。それによって、例えば外歯歯車のために必要な強度が提供される。他の用途、例えば潤滑油を搬送するポンプにとっては、隣接する偏平材料層の連結は不要である。なぜなら、個々のセグメントが組み込み状態で偏平材料層内でそれ自体で安定するからである。この場合、偏平材料層の個々のセグメントを、組み立てのために先ず最初にピンを介して互いに連結すると有利である。このピンは続いて再び取り外される。
【００１４】
他の有利な用途では、個々の偏平材料層が組み立て状態でカム状に形成可能である。この場合、偏平材料層全体が重ねた状態で往復ピストン式内燃機関のガス交換弁制御装置（吸排気弁タイミング装置）の本発明による外周カム（タイミングカム、制御カム）を形成している。この場合、偏平材料層の個々のセグメントは、前述の歯車の場合のように同一には形成されていない。
【００１５】
このような歯車または外周カムのための本発明の製作方法では、先ず最初に、多数のセグメントが打ち抜きまたは精密切断され、続いて所定の数のセグメントを組み合わせて偏平材料層を形成し、このような複数の偏平材料層を上下に配置することによって歯車または外周カムが形成される。この場合、各々の偏平材料層内においてセグメントの間に設けられた分割線は上下において一致させないで配置され、隣接する偏平材料層の間で互いにずらして設けられている。
【００１６】
この方法の場合、偏平材料層あたりのセグメントの数に応じておよび歯車または外周カムの使用目的に応じて、先ず最初に各々の偏平材料層は、セグメントを適当にまとめることによって形成可能である。それに続いてこのような複数の偏平材料層を重ねることによって、歯車または外周カムが完成する。しかし、これと異なり、先ず最初に隣接する材料層の複数のセグメントを積層し、続いて他のセグメントを当てがうことによって個々の偏平材料層を完成させることもできる。
【００１７】
更に、製造技術的な理由から、打ち抜きまたは精密切断中に、連結手段のための少なくとも１つの収容部を各々のセグメントに形成すると有利である。それによって、ひとまとめにするときに、個々のセグメントを、例えば位置決めピンまたは位置決め芯棒として形成された棒状の連結手段に嵌めることができる。この棒状の連結手段は更に、リベットを有していてもよい。このリベットは続いて、偏平材料をばらばらにならないように保持するかまたはそれ自体がリベットとして形成可能であるので、連結手段は先ず最初にひとまとめにするために使用され、続いて歯車または外周カムをばらばらにならないように保持するために歯車または外周カム内に永久的にとどまる。
【００１８】
本発明の他の効果および特徴は従属請求項と図に基づいて次に詳しく説明する実施の形態から明らかになる。
【００１９】
図１に示した実施の形態の場合には、歯車が外歯１を有する歯車２として形成されている。この歯車２は全体が多数の偏平材料層３によって形成されている。この偏平材料層は材料帯状体４を打ち抜いて形成されている。
【００２０】
個々の偏平材料層３は更に、複数の部材によって形成されている。この場合、分割線５は偏平材料層３を実質的に収容する材料平面の方向に延びている。
【００２１】
個々の偏平材料層３は組み合わせた状態で中央の穴６を備えている。分割線５はこの穴のエッジ７からほぼ半径方向外側へ各々の偏平材料層３の外周線８まで延びている。
【００２２】
図１の歯車２は各々の偏平材料層３が全部で４個のセグメント９．１，９．２，９．３，９．４を備えている。このセグメントは組み合わせた状態で分割線５のところで接している。更に、例えば最も上側の偏平材料層３の分割線目５は例えば隣接する偏平材料層３の分割線５に対してずらして配置されている。
【００２３】
個々のセグメント９．１・・・の打ち抜き中に同時に、穴１０として形成された収容部をこのセグメントに形成することができる。この収容部はこの個々のセグメント９．１・・・の組み合わせ状態でおよび個々の偏平材料層３を重ねた状態で、例えばリベットの形をした連結要素１１を収容するために貫通穴を形成する。
【００２４】
図２の実施の形態は内歯歯車として形成された歯車の組み立て状態を示している。各々の偏平材料層３は、１２０°の角度範囲にわたって延びるセグメント９．１，９．２，９．３によって形成されている。中央の穴６は例えば、図１の外歯歯車２を収容するために使用可能である。図１，２のセグメント９．１・・・はそれぞれ、円弧部分１３または１４に歯１５を有する円環部分１２である。外歯を有する図１の歯車２の場合、内側の円弧部分１３は、例えば駆動軸を収容するために滑らかに形成されている。図２の歯車が例えばオイルを搬送するための内歯歯車ポンプの一部であると、個々のセグメント９．１はこの円弧部分１４に、この弧の形と異なる突出部１６またはそれに対応して形成された図示していない、位置固定のための窪みを備えている。
【００２５】
勿論、図１の歯車２は相対回転しないように連結するために、円形と異なる穴６を有していてもよい。
【００２６】
個々の偏平材料層の相互連結は、考えられるすべての方法で行うことができる。この場合、連結要素１１による方法は既に説明した。同様に、用途に応じて、接着、レーザー溶接または爪引掛け連結が考えられる。
【００２７】
図１，２の実施の形態の場合、セグメント９．１・・・は好ましくは同一の部品によって形成されているが、図３の外周カムのセグメント９．１，９．２は同一に形成されていない。図３は本発明によるカム２０の平面図である。このカムは打ち抜かれた（プレス加工された）多数の偏平材料層３によって形成されている。図面の平面内にある最も上側の偏平材料層３は、カムプロファイルに関して斜めに延びる分割線５を有する。この分割線においてセグメント９．１，９．２が接している。打ち抜きした後、個々の層を重ねる前に、１つおきの偏平材料層３を裏返しにすることにより、図面の平面の下方に位置する第１の偏平材料層の分割線５は破線で示す位置に位置する。
【００２８】
図４は、例えば調質鋼Ｃｋ３７からなる材料帯状体４を概略的に示している。この材料帯状体上には、打ち抜きすべきセグメント９．１・・・の位置が示してある。図から判るように、切り屑を少なくして材料帯状体４の材料を節約するために、個々のセグメント９．１・・・は密接しかつ要求に応じて入り組んだ配置となっている。例えば図１，２の歯車が一体の偏平材料層３から打ち抜かれると、材料帯状体４の幅は少なくとも歯車の外径と同じになるであろう。
【００２９】
図５は基板２５を備えた、ひとまとめにするための装置を示している。この基板に設けられた凹部２６には、ピン２７として形成された棒状の連結要素１１が挿入されている。穴６に係合する位置決め芯棒２８が中央に設けられている。歯１，１５に係合する配向要素２９が右側に配置されている。
【００３０】
ピン２７は図５の左側に示すように、リベット３０を収容可能である。このリベットは個々のセグメント９．１・・・の穴を貫通する。その代わりに、ピン２７自体が連結要素１１としての働きをしてもよい。
【００３１】
個々のセグメント９．１・・・を打ち抜くときに、好ましくは、複数の穴１０が次のように打ち抜かれる。すなわち、隣接する偏平材料層３の間で分割線５が横方向にずれているにもかかわらず、それぞれ一列の穴１０が相補歯車または外周カム内で垂直方向に重なるように（図１参照）、打ち抜かれる。位置決め芯棒２８の上方には、プレスプランジャー（ハンマー）３１が設けられている。このプレスプランジャーの個々のヘッド３２はピン２７またはリベット３０に付設されている。
【００３２】
本発明は更に、歯車または外周カムの変更を比較的に簡単に行うことができる。歯またはカム輪郭の変更は、打ち抜き工具の交換によって行うことができる。更に、材料帯状体４のための素材を適切に選択し、精密に打ち抜き、それに続いてひとまとめにすることによって、歯車または外周カムが完成し、それ以上の後加工は不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  外歯歯車として形成された、複数の偏平材料層からなる歯車の、重ねる前の状態を示す斜視図である。
【図２】  内歯歯車として形成された歯車の組み立て状態を示す斜視図である。
【図３】  本発明による外周カムを示す図である。
【図４】  材料帯状体上における複数のセグメントの配置を示す図である。
【図５】  偏平材料帯状体をひとまとめにするための装置の概略的な側面図である。
【図６】  図５の平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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