專利名稱：開關(guān)軸以及用于制造開關(guān)軸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)軸(Schaltwelle)，尤其是進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的開關(guān)軸，所述開關(guān)軸具有設(shè)計(jì)用于操縱所述開關(guān)軸的操作元件。此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造開關(guān)軸的方法。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知了前述類型的開關(guān)軸。該開關(guān)軸尤其設(shè)計(jì)用于進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)，其中借助于至少一個設(shè)置在開關(guān)軸上或者可由開關(guān)軸控制的覆蓋元件可以關(guān)閉或開放至少一個進(jìn)氣管開口。在此開關(guān)軸通常圍繞轉(zhuǎn)動軸線可轉(zhuǎn)動地布置。為此，可以為該開關(guān)軸配置至少一個支承部位。同時，開關(guān)軸可在一定的角度范圍內(nèi)被帶到任意的轉(zhuǎn)動角位置。為此設(shè)置了用于操縱開關(guān)軸的操作元件。通常驅(qū)動裝置和操作元件共同起作用，以操縱開關(guān)軸并進(jìn)而把其帶入期望的轉(zhuǎn)動角位置中。因此，操作元件設(shè)計(jì)為把驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)矩傳遞至開關(guān)軸上。例如，操作元件可以通過連接桿與驅(qū)動裝置作用相連。在此，操作元件用作攜同動作元件。由DE 10240316A1已知了一種活門元件/板閥元件(Klappenelement)和活門結(jié)構(gòu)(Klappenanordrumg)。該活門元件設(shè)計(jì)用于發(fā)動機(jī)，且具有至少一個布置在一軸上的活門，其中所述軸具有至少一個軸支承位置。該活門元件具有設(shè)計(jì)為球頭的操作元件。球頭應(yīng)該用于容納一可通過驅(qū)動裝置移動的連接桿。球頭與活門元件的軸的端部部段一件式形成。然而由此導(dǎo)致相對較高的制造費(fèi)用，因?yàn)槔缭谥圃於瞬坎慷螘r球頭已經(jīng)和該端部部段一起形成。即球頭和軸被一起制造。此外，必須在活門元件的軸上形成渦流閥 (Drallklappe)。因此，在制造活門元件時要進(jìn)行多個制造步驟。

發(fā)明內(nèi)容
與此相對，具有本發(fā)明特征的開關(guān)軸的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以經(jīng)濟(jì)地制造，其中尤其在制造開關(guān)軸的同時形成開關(guān)軸的覆蓋元件并把操作元件固定在開關(guān)軸上。根據(jù)本發(fā)明如此實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，即開關(guān)軸包括由第一材料組成的基體和至少部分地施加在基體上且由第二材料組成的開關(guān)軸體。此外，操作元件應(yīng)至少部分地被開關(guān)軸體包圍。因此，開關(guān)軸基本上包括基體、開關(guān)軸體和操作元件，其中當(dāng)然也可以存在多個基體、開關(guān)軸體和操作元件?；w由第一材料，例如金屬，尤其是鋼組成?；w原則上可以具有任意適宜的形式，例如可作為基本上直的桿或設(shè)計(jì)為曲軸形，其中在后一種情況下基體的至少一部分位于開關(guān)軸的轉(zhuǎn)動軸線之外或沿徑向與轉(zhuǎn)動軸線間隔開。開關(guān)軸體施加/涂覆在基體上。該開關(guān)軸體由優(yōu)選與第一材料不同的第二材料組成。第二材料例如是合成材料。開關(guān)軸體如此施加在基體上，即使得操作元件至少部分地存在于開關(guān)軸體中，從而由開關(guān)軸體保持該操作元件，且相對于基體尤其抗扭地固定該操作元件。為了實(shí)現(xiàn)操作元件和基體之間尤其抗扭的連接，操作元件可以在被開關(guān)軸體包圍的區(qū)域中具有基本上沿軸向延伸的溝紋。開關(guān)軸體不必覆蓋整個基體，而是可以僅局部地
3位于基體上。當(dāng)然可以在基體和/或開關(guān)軸體上涂覆例如由彈性體組成的另外的層，在此該層可以用作密封層，從而保證通過開關(guān)軸的覆蓋元件可靠地覆蓋至少一個進(jìn)氣管開口。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，操作元件的至少一部分至少在局部周向地包圍接合開關(guān)軸的基體，為此操作元件具有用于至少部分地容納基體的凹部。為了確保操作元件穩(wěn)定地固定在開關(guān)軸上，操作元件設(shè)計(jì)為至少在局部接合在基體周圍，而操作元件本身被開關(guān)軸體包圍。通過使操作元件圍繞基體接合使操作元件至少在徑向上相對于基體固定。通過開關(guān)軸體的包圍使得特別是可以在軸向?qū)崿F(xiàn)操作元件相對于基體的固定。在此由于開關(guān)軸體的包圍阻止了操作元件從基體滑下。優(yōu)選操作元件沿周向完全在基體的周圍接合。在此，尤其優(yōu)選在操作元件和開關(guān)軸的基體之間存在夾緊連接，因此操作元件和開關(guān)軸的基體之間的連接尤其可靠。借助于其實(shí)現(xiàn)操作元件與基體的至少局部周向的包圍接合的凹部例如形成在操作元件的中間位置。在此，凹部可以為盲孔型，即在軸向上未完全穿通操作元件。另外，凹部也可以設(shè)計(jì)為穿通開口，其中所述凹部沿軸向完全穿通操作元件。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，操作元件具有一球頭，其中凹部至少部分地穿通球頭。在此，球頭設(shè)置在操作元件的與基體背離的一側(cè)上。該球頭尤其用于建立與驅(qū)動裝置的作用相連。同時，球頭例如至少部分地被與驅(qū)動裝置作用相連的連接桿周向接合。有利地，凹部如此設(shè)置在操作元件上，即使得凹部穿通球頭的至少一部分。尤其優(yōu)選的是，凹部完全穿通球頭。通過這種方式例如設(shè)計(jì)用于對中的接合開口可以存在于球頭的與基體背離的一側(cè)上。在安裝開關(guān)軸并尤其借助于連接桿連接驅(qū)動裝置后，還可以關(guān)閉凹部或接合開口。為此例如可以使用塞子，其夾緊地接合在接合開口中。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，第一材料是金屬，尤其是鋼，和/或第二材料是合成材料，尤其是聚合物。通過這種方式可以特別簡單地制造開關(guān)軸并實(shí)現(xiàn)操作元件相對于基體的可靠的固定。第一材料優(yōu)選是抗彎且抗扭的。第二材料優(yōu)選為可鑄/注材料，此外該第二材料粘附在第一材料上。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，在球頭中設(shè)有一尤其由凹部形成的盲孔，其中盲孔的底部尤其由基體限定。在此盲孔理解為未完全穿通球頭或操作元件且具有底部的凹部。 盲孔例如用于對中。有利地，盲孔由凹部形成。在此，盲孔的底部可以由基體限定。這意味著，凹部首先沿軸向完全穿通球頭或操作元件。接著如此布置操作元件，即操作元件至少在局部周向包圍接合基體。因此，基體至少部分地位于操作元件的凹部中。在此，基體形成盲孔的底部。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，操作元件具有至少一個接合在開關(guān)軸體中、尤其為徑向凸緣形式的后接合元件(Hintergriffselement)。為了實(shí)現(xiàn)操作元件相對于開關(guān)軸的基體沿軸向的尤其可靠的固定，設(shè)有所述至少一個后接合元件。該后接合元件如此突出進(jìn)入開關(guān)軸體中，即在操作元件和開關(guān)軸體之間存在形鎖合的連接。在此，后接合元件例如可以為沿徑向向外延伸的徑向凸緣的形式。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，操作元件具有至少一個尤其設(shè)計(jì)為徑向突出部和/ 或沿徑向與開關(guān)軸體對準(zhǔn)的密封元件。該密封元件設(shè)計(jì)用于在制造開關(guān)軸時沿至少一個方向限定開關(guān)軸體。尤其當(dāng)在壓鑄/注塑工藝中制造組成開關(guān)軸體的第二材料時，操作元件的這種設(shè)計(jì)是合理的，因?yàn)樵谶@種情況下，在操作元件的區(qū)域內(nèi)不必設(shè)計(jì)額外的密封措施。該密封元件例如作為徑向突出部存在。尤其優(yōu)選的是，密封元件設(shè)計(jì)為沿徑向與開關(guān)軸體對準(zhǔn)。這意味著，操作元件的密封元件從基體開始或從基體的中點(diǎn)開始沿徑向延伸得與開關(guān)軸體大致同樣遠(yuǎn)。在此，密封元件的表面至少在開關(guān)軸體碰上密封元件的區(qū)域中與開關(guān)軸體的表面對齊。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，由基體和/或開關(guān)軸體形成至少一個覆蓋元件。如上面已經(jīng)說明的那樣，該覆蓋元件用于覆蓋或開放進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣管開口。該覆蓋元件可以以活門/板閥的形式存在。該覆蓋元件可以或者由基體、開關(guān)軸體形成，或者由兩者共同形成。然而，尤其優(yōu)選覆蓋元件由開關(guān)軸體形成，其中優(yōu)選如此選擇第二材料，即保證覆蓋元件的良好的密封效果。然而，為了達(dá)到良好的密封效果，也可以至少部分地在基體和/ 或開關(guān)軸體上或者在覆蓋元件上施加第三材料。在此，該第三材料有利地為彈性體或聚合物。本發(fā)明還涉及一種用于制造尤其根據(jù)上述實(shí)施方案的開關(guān)軸的方法，該開關(guān)軸具有用于操縱開關(guān)軸的操作元件。在此，開關(guān)軸設(shè)計(jì)為包括由第一材料組成的基體和至少部分地施加在基體上且由第二材料組成的開關(guān)軸體；以及操作元件設(shè)計(jì)為應(yīng)至少部分地被開關(guān)軸體包圍。因此，在制造開關(guān)軸時執(zhí)行如下步驟準(zhǔn)備基體以及操作元件，相對于基體布置操作元件，接著在基體和操作元件上施加第二材料以形成開關(guān)軸體。優(yōu)選借助于壓鑄工藝進(jìn)行第二材料的施加。在制造開關(guān)軸時，操作元件應(yīng)至少部分地被包圍，因此利用第二材料壓力注塑包封該操作元件。根據(jù)本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，開關(guān)軸體在基體上的施加以及操作元件的包圍基本上同時進(jìn)行，尤其在壓鑄過程期間進(jìn)行。因此，不設(shè)計(jì)連續(xù)的工作步驟以形成開關(guān)軸體及固定操作元件。相反，這應(yīng)該在唯一的工作步驟中完成，該工作步驟優(yōu)選借助于壓鑄工藝進(jìn)行。因此，開關(guān)軸體如此噴涂在基體上，即使得操作元件相對于基體被固定。


下面借助于附圖同時以不限制本發(fā)明的方式進(jìn)一步解釋本發(fā)明。附圖示出圖1示出開關(guān)軸的基體，圖2示出基體、操作元件和至少部分地施加在基體和操作元件上的開關(guān)軸體，以及圖3示出開關(guān)軸在操作元件區(qū)域內(nèi)的細(xì)節(jié)剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出開關(guān)軸1，其中僅示出開關(guān)軸1的基體2和支承套3?；w2例如由金屬， 尤其是鋼組成。在圖1示出的實(shí)施方式中，基體2具有曲軸形的走向，因此基體2具有至少一個一在示出的實(shí)施例中為多個一區(qū)域4，該區(qū)域4沿徑向與轉(zhuǎn)動軸線5間隔開。在用于制造開關(guān)軸1的制造方法中，第一工作步驟描述了示出的基體2的制備以及至少一個支承套3在該基體2上的安裝。圖2示出根據(jù)制造方法另外的步驟的開關(guān)軸1。目前明確看出，至少局部地在基體2上施加/涂覆了開關(guān)軸體6。在此，通常不設(shè)計(jì)使開關(guān)軸體6完全包住基體2。相反， 設(shè)計(jì)為尤其在轉(zhuǎn)動軸線5的范圍內(nèi)基體2的區(qū)域保持不被覆蓋。在基體2的與轉(zhuǎn)動軸線5間隔開的區(qū)域4中，開關(guān)軸體6形成覆蓋元件7。該覆蓋元件7例如與開關(guān)軸1配屬的進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣管開口共同作用。在此，覆蓋元件7用于分別或者開放或者覆蓋或關(guān)閉進(jìn)氣管開口。為此，在一定的角位置范圍內(nèi)，開關(guān)軸1可以被帶到至少兩個轉(zhuǎn)動角位置中，其中進(jìn)氣管開口在第一轉(zhuǎn)動角位置中被覆蓋元件7關(guān)閉，且在第二轉(zhuǎn)動角位置中被開放。然而， 合理地設(shè)計(jì)為，在該角度范圍內(nèi)開關(guān)軸1可被帶到每一任意轉(zhuǎn)動角位置中，從而能夠尤其控制地和/或調(diào)節(jié)地設(shè)定覆蓋元件7對進(jìn)氣管開口的覆蓋。開關(guān)軸體6被如此施加在基體2上，使得存在與基體2的不可相對轉(zhuǎn)動的連接。在此，開關(guān)軸體6也可用于把支承套3固定在基體2上，其中開關(guān)軸體6至少局部地，尤其在支承套3的兩側(cè)上包圍支承套3。設(shè)有一操作元件8用于操縱開關(guān)軸1，在該實(shí)施例中操作元件8設(shè)置在基體2的端部上且在區(qū)域4之一中，即沿徑向與轉(zhuǎn)動軸線5間隔開。操作元件8具有球頭9，例如球頭 9制造為可通過一連接桿與開關(guān)軸1的驅(qū)動裝置作用相連。因此，通過操作元件8借助于驅(qū)動裝置可以把轉(zhuǎn)矩傳遞至開關(guān)軸1上，該轉(zhuǎn)矩引起開關(guān)軸1向期望的轉(zhuǎn)動角位置中的轉(zhuǎn)動。在此，開關(guān)軸1圍繞其轉(zhuǎn)動軸線5轉(zhuǎn)動。開關(guān)軸1支承在支承套3的區(qū)域中，支承套3 例如由合成材料制成。支承套3裝入在此未示出的支承容納部中以用于支承，因此為開關(guān)軸1設(shè)計(jì)了徑向軸承。圖3示出開關(guān)軸1在操作元件8區(qū)域內(nèi)的細(xì)節(jié)剖視圖。在此刻清晰地看出，基體2 的一部分突入操作元件8的凹部10中。因此操作元件8至少在局部地周向地包圍基體2。 在此凹部10設(shè)計(jì)為其沿軸向完全穿通整個操作元件8并進(jìn)而也完全穿通球頭9。然而，基體2并沒有完全穿過操作元件8或凹部10，因此在球頭9中存在由凹部10形成的盲孔11。 在此，盲孔11的底部12由開關(guān)軸1的基體2限定。盲孔11尤其設(shè)計(jì)用于對中。也可以設(shè)計(jì)為，在安裝開關(guān)軸1之后，例如借助于塞子封閉盲孔11。有利地如此設(shè)定凹部10的尺寸， 即基體2夾緊地保持在凹部10中。這意味著，凹部10的內(nèi)部尺寸至少略微小于基體2的外部尺寸。此外，圖3示出操作元件8至少部分地被開關(guān)軸體6包圍。例如，開關(guān)軸體6噴注在基體2上。在此，基體2由第一材料組成，該第一材料例如可以是金屬，且開關(guān)軸體6由第二材料組成，該第二材料尤其為合成材料。第二材料通常與第一材料不同。為了實(shí)現(xiàn)操作元件8可靠地安放于開關(guān)軸1上，操作元件8具有接合在開關(guān)軸體中的后接合元件13，該后接合元件13可以為徑向凸緣的形式。通過這種方式借助開關(guān)軸體 6阻止了操作元件8從基體2離開。為此，后接合元件13形成與開關(guān)軸體6的后接合連接 /勾接。在此，后接合元件13用于相對于基體2沿軸向固定操作元件8。此外，操作元件8可以在其被開關(guān)軸體6包圍的區(qū)域內(nèi)具有溝紋/槽紋，該溝紋基本上沿轉(zhuǎn)動軸線5的方向延伸或至少與周向成角度地存在。因此，操作元件8沿周向也相對于基體2可靠地固定。此外，沿徑向的固定通過基體2接合入操作元件8的凹部10中實(shí)現(xiàn)。因此，操作元件8被可靠地保持為沿任何空間方向都不會相對于基體2移動。為了簡化開關(guān)軸1的制造，操作元件8具有至少一個密封元件14。密封元件14限制了開關(guān)軸體6沿軸向沿球頭9方向的延伸。在此，密封元件14設(shè)計(jì)為徑向突出部。密封元件14或密封元件14的外周緣15優(yōu)選與開關(guān)軸體6的表面16對準(zhǔn)。另外，當(dāng)然也可以
6設(shè)計(jì)為，密封元件14的外周緣15被開關(guān)軸體6包圍。在開關(guān)軸1的制造中，開關(guān)軸體6向基體2上的施加和操作元件8相對于基體2 的固定基本上同時進(jìn)行，亦即在唯一的工作步驟中進(jìn)行。為此，使開關(guān)軸體6借助于一壓鑄工藝施加在基體2上，其中此前操作元件8已經(jīng)被推至基體2上。通過這種方式可以免去額外的、在其它情況下對于把操作元件8固定在基體2上或開關(guān)軸體6上來說可能是必要的工作步驟。這樣能夠極其經(jīng)濟(jì)地制造開關(guān)軸1。附圖標(biāo)記列表1開關(guān)軸2 基體3支承套4 區(qū)域5轉(zhuǎn)動軸線6開關(guān)軸體7覆蓋元件8操作元件9 球頭10 凹部11 盲孔12 底部13后接合元件14密封元件15外周緣16 表面
權(quán)利要求
1.開關(guān)軸(1)，尤其是進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的開關(guān)軸，所述開關(guān)軸具有用于操縱所述開關(guān)軸(1) 的操作元件(8)，其特征在于，所述開關(guān)軸(1)包括由第一材料組成的基體(2)和至少部分地施加在所述基體( 上且由第二材料組成的開關(guān)軸體(6)；所述操作元件(8)至少部分地被所述開關(guān)軸體包圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)軸，其特征在于，所述操作元件(8)的至少一部分至少在局部周向包圍接合所述開關(guān)軸(1)的所述基體O)，為此所述操作元件(8)具有用于至少局部地容納所述基體O)的凹部(10)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)軸，其特征在于，所述操作元件(8)具有一球頭(9)，其中所述凹部(10)至少部分地穿通所述球頭(9)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)軸，其特征在于，所述第一材料是金屬，尤其是鋼，和/或所述第二材料是合成材料，尤其是聚合物。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)軸，其特征在于，在所述球頭(9)中設(shè)有尤其由所述凹部(10)形成的盲孔(11)，其中所述盲孔(11)的底部(12)尤其由所述基體(2) 限定。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)軸，其特征在于，所述操作元件(8)具有至少一個接合入所述開關(guān)軸體(6)中且尤其為徑向凸緣形式的后接合元件(13)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)軸，其特征在于，所述操作元件(8)具有至少一個密封元件(14)，所述密封元件(14)尤其設(shè)計(jì)為徑向突出部和/或在徑向與所述開關(guān)軸體(6)對齊。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)軸，其特征在于，由所述基體( 和/或所述開關(guān)軸體(6)形成至少一個覆蓋元件(7)。
9.用于制造尤其根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的開關(guān)軸(1)的方法，所述開關(guān)軸(1)具有用于操縱所述開關(guān)軸(1)的操作元件(8)，其特征在于，所述開關(guān)軸(1)包括由第一材料組成的基體( 和至少部分地施加在所述基體( 上且由第二材料組成的開關(guān)軸體(6)；以及所述操作元件(8)至少部分地被所述開關(guān)軸體(6)包圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述開關(guān)軸體(6)向所述基體(2)上的施加以及所述操作元件(8)的所述包圍基本上同時進(jìn)行，尤其在壓鑄過程期間進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)軸(1)，尤其是進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的開關(guān)軸，所述開關(guān)軸具有用于操縱所述開關(guān)軸(1)的操作元件(8)。在此，開關(guān)軸(1)設(shè)計(jì)為包括由第一材料組成的基體(2)和至少部分地安置在基體(2)上且由第二材料組成的開關(guān)軸體(6)；以及所述操作元件(8)至少部分地被開關(guān)軸體(6)包圍。此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造開關(guān)軸(1)的方法。
文檔編號F02B27/02GK102400792SQ20111027009
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者R·達(dá)施納 申請人:奧迪股份公司