用于定位多个功能元件的装置制造方法
用于定位多个功能元件的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于定位多个功能元件（4）的装置（1），所述多个功能元件（4）在轴（3）上的预定角度位置处包括：用于所述轴（3）、特别是凸轮（4a）的凹部（2），平衡质块，齿轮和/或轴承；其中，所述装置（1）包括各自用于功能元件（3）的多个基座（5），每个所述基座（5）装配有模槽（6），所述模槽（6）确立相应的功能元件（4）与所述轴（3）上的角度位置相对应的角度位置；其中，所述基座（5）能以所述功能元件（4）的凹部（2）位于公共的直线（7）上的方式定位。在此，对本发明必需的是：所述基座（5）垂直布置在彼此的顶部上，使得所述公共的直线（7）以垂直方向走向；提供有用于所述轴（3）的能垂直移动的导车（8），使得将所述轴（3）与所述功能元件（4）接合在垂直方向上进行。由此，能省略当前所需的接合期间的轴（3）的复杂引导。
【专利说明】用于定位多个功能元件的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于定位多个功能元件的装置，所述多个功能元件包括用于轴，特别是凸轮的凹部；平衡质块；齿轮和/或轴承。本发明另外涉及一种使轴和多个功能元件热接合的方法。
【背景技术】
[0002]DElO 2008 064 194A1公开了一种用于定位多个功能元件的通用装置，包括用于轴，特别是凸轮的凹部，该凹部位于轴上的预定角度位置，其中，该装置包括各自用于功能元件的多个基座，在每种情况下该多个基座装配有使相应的功能元件对应于轴上的角度位置的角度位置固定的模槽。在此情况下的各个基座能以使功能元件的凹部位于公共直线上的方式定位。至少在此情况下的单个模槽包括可调节的角度位置，因此可简化功能元件的正确定位。
[0003]DElO 2007 056 638A1公开了另一种组装复合结构的装置，该装置由至少一个承载不可拆分的轴承的轴构成，其中外罩具有定位装置，该定位装置在接合之前使功能元件以如下方式在外罩中保持预定相位:使至少一个轴能通过外罩的轴承和功能元件中的开口推入。此情况下的定位装置提供有用于功能元件的具有挡块的凹部，该挡块与轴的接合方向相反支撑功能元件，其中该定位装置的凹部具有为负外形的功能元件的轮廓的部分轮廓，使得这些功能元件能根据它们随后的接合位置保持在相位。在此情况下凹部的部分轮廓至少在它们的部分外轮廓上围绕功能元件啮合。借此将实现特别相精确的定位。然而，采用根据本发明的装置的缺点为热接合工艺过程中轴的引导相对复杂。
[0004]DElO 2009 060 350A1公开了一种组装承载有功能元件的轴的装置，其中该装置包括机械平台，在该平台上以轴能被推入的方式布置有用于功能元件整齐正确的定位的多个定位盘。这些定位盘可翻转地固定在框架上，而该框架可翻转地固定在机械平台上。这是试图通过具有多个可用框架来实现制造工艺的快速转变。
【发明内容】
[0005]本发明解决了为普通类型的装置提供改善的实施方式的问题，该改善的实施方式尤其显著简化了热接合工艺。
[0006]根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式为从属权利要求的主题。
[0007]本发明基于以如下方式改变用于定位多个功能元件(包括用于轴的凹部)的装置的总体理念:使各个功能元件以垂直布置附着在装置中，使得能在垂直方向进行轴与功能元件的热接合。通过垂直接合，例如将经冷却的轴从顶部推入至垂直布置在彼此顶部上的功能元件中，由于轴的引导已主要由重力驱使，因此尤其能省略当前所需的轴的复杂引导。在现有技术已知的装置的情况下，轴与功能元件的接合通常在水平方向上进行，这在接合工艺过程中要求轴的频繁且复杂的支撑。根据本发明的装置特别适于接合位于轴上预定角度位置的凸轮、平衡质块、齿轮和/或轴承，其中该装置包括分别用于功能元件的多个基座，在各种情况下的上述多个基座装配有定位圈方式的模槽，该模槽确立相应的功能元件与轴上的角度位置相对应的角度位置。此时，根据本发明的用于各个功能元件的基座不仅以功能元件的凹部位于公共的直线上的方式定位，而且该公共的直线另外基本以垂直方向走向。因此，各个基座以台的方式布置在彼此的顶部上，其中对应的台中的基座以定位圈的方式形成。此外，根据本发明的装置具有用于轴的可垂直移动的导车，借助于该导车轴与功能元件的接合可在垂直方向上进行，从而不需要当前所需的主要引导工作。根据本发明的装置与当前已知的在水平方向运行的装置相比另外还具有主要优势，所述装置具有显著更小的待机面积，使得在同样的面积上可布置更多的装置。
[0008]在另一实施方式中，所述基座可提供有至少三个销元件，布置这些销元件，使得功能元件被角度精确地容纳。同样容易想到使上述基座提供有围绕功能元件的轮廓，在至少三个位置处形成所述轮廓，使得形成与功能元件的接触点，并角度精确地容纳功能元件。这具有如下优点:在至少三个位置处，只能以高精度定位至少三个销，或者产生只能以高精度完成的轮廓。这在基座的制造中带来实质性优点，并显著降低了成本。
[0009]实际上，提供加热制造，利用该加热装置，能在基座中加热，特别是感应加热至少两个功能元件。此时，上述加热装置具有感应线圈，根据本发明另一有利实施方式的感应线圈分别能额外启动。利用所述加热装置，能实现功能元件的独立加热，使得例如具有各自的加热需要的不同功能元件能在一个装置和同一装置中接合。
[0010]实际上，所述基座至少部分地由不能感应加热的材料，例如陶瓷形成，使得在基座中加热功能元件不伴有加热，从而同时不伴有基座的膨胀。从而这能提供如下主要优点，功能元件在室温下能例如以小的空隙插入在基座的相关模槽中，并由于它们的热膨胀而只在加热期间使它们自身在模槽中得到支撑。如果基座以及由此还有模槽相似地由能感应加热的材料形成，这些同样将在加热功能元件期间膨胀，由此在某些条件下，将丧失功能元件的准确对齐，这尤其在凸轮轴上的凸轮的情况下具有决定性的重要性。
[0011]在此情况下基座的模槽具有功能元件的至少部分负轮廓，使得功能元件能角度精确地容纳于基座的模槽中。此外，以所述功能元件至少在室温下以小的空隙容纳于其中的方式使该负轮廓能与待容纳的功能元件的外轮廓匹配。由此，特别使上述装置装配有待被接合的功能元件特别容易实现。为了确保在基座的模槽中准确固定各个功能元件，能额外提供负轮廓在被加热的功能元件中小了利用加热装置加热的功能元件的热膨胀的至少10%。由此，工艺可靠地确保了上述功能元件能被可靠地固定在模槽中以及准确的位置中。
[0012]即使基座至少部分地由不能感应加热的材料制成，在基座被加热的一定运行时间之后，这在制造工艺中会发生。由此，在某些条件下不再能确保功能元件从基座工艺可靠的插入、夹持和移除。
[0013]实际上，由此提供基座的冷却，这使得能在运行期间使其自身显现的预定温度下使基座至少保持在负轮廓或基座的区域内。
[0014]本发明的其它重要特征和优点来自于子权利要求、附图，以及借助于附图的相关【专利附图】
【附图说明】。
[0015]应理解的是上文所述的以及下文将要解释的特征不仅能以所述的相应组合使用，也可以其它组合或独自使用，而不背离本发明的范围。【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0017]在此，在每种情况下示意性示出了:
[0018]图1a?e:用于热接合根据本发明的装置中的轴的不同方法步骤a)至e )，该装置用于定位多个功能元件，并包括用于轴的凹部；
[0019]图2:根据本发明的用于固定功能元件的基座的俯视图；
[0020]图3:根据本发明的装置的侧视图；
[0021]图4:用于固定功能元件的具有三个销的基座；
[0022]图5:如图4中所示出，但在基座的模槽中具有三个用于固定功能元件的接触点；
[0023]图6:布置在平台上的两个基座；
[0024]图7:上述装置的另一实施方式。
【具体实施方式】
[0025]根据图1a?e、图3和图7，根据本发明的用于定位多个功能元件4的装置I包括拟用于每个功能元件4的多个基座5，该装置I包括位于轴3上的预定角度位置处的用于轴3的凹部2。在形成为台状的各个基座5中，分别提供有模槽6，经由该模槽6能以与轴3上的相应功能元件4、4a的角度位置相对应的角度位置固定相应的所接纳的功能元件4,例如凸轮4a。利用模槽6，从而发生功能元件4和凸轮4a相对于轴3的角度精确对齐，这在凸轮轴的情况下对于控制内燃机的阀门具有决定性的重要性。基座5以及由此还有模槽6垂直布置在彼此的顶部上，其中在容纳于相应的模槽中的功能元件4的情况下，它们的凹部2位于共同的垂直直线7上。
[0026]除此之外，根据本发明的装置I包括用于轴3的可垂直移动的导车8，由此可在垂直方向上进行轴3与功能元件4、4a的接合。这提供了如下特定优点，因为作用在轴3上的重力，待接合的轴3易于自己对齐，使得能优选完全省略当前在水平接合过程中所需的复杂对齐过程。
[0027]模槽6具有功能元件4、4a的至少部分负轮廓，使得这些能角度精确地，特别是以精确配合的方式定位于其中获容纳于其中。在此情况下的负轮廓至少在功能元件4的部分外轮廓上围绕功能元件4啮合。此时,该负轮廓以如下方式与待容纳的功能元件4,例如凸轮4a的外轮廓匹配:使得功能元件4在室温下以很小的空隙容纳于其中，由此能特别简单地插入模槽并从模槽移除。
[0028]为了使轴3与功能元件4热接合，提供加热装置9，利用该加热装置9，可在相应的基座5和模槽6中加热，特别是感应加热至少两个功能元件4。为了感应加热功能元件4，例如凸轮4a，该加热装置9包括至少两个感应线圈10，这些线圈10尤其可彼此独立地启动。通过单个感应线圈10的各自启动的可能性，能分别以不同的加热要求使用一个且同一个装置I接合宽范围的功能元件4，例如凸轮4a，和齿轮以及轴承。取决于单个功能元件4的厚度，这些明显需要不同的加热输出或加热时段以达到接合温度。另外地或可替代地，显然还可冷却轴3。[0029]负模以如下方式有利地形成所需尺寸:在加热负模，即模槽6中的功能元件4时，被加热的凸轮4a或被加热的功能元件4被可靠地精确地固定在模槽6中。
[0030]为了实现使被加热的功能元件4稳固于基座5的模槽6中，基座5可由不能感应加热的材料，例如陶瓷形成。
[0031]优选提供的是，上述负轮廓比被加热的功能元件4小通过加热装置9加热的功能元件4的热膨胀的至少10%，使得该被加热的功能元件4被稳固和固定于负轮廓中。不考虑所有这些，即使这种由不能感应加热的材料形成的基座5借助于来自被加热的功能元件4的热传输以延长的制造期限被加热，使得其被实际提供用于设计至少一个基座5为可冷却的，由此使功能元件4的工艺可靠的插入、夹持和移除成为可能。
[0032]在当前的内燃机中，两个为圆筒的直立功能元件4，特别是凸轮4a中间的距离在制造商之间通常是相同。出于此原因，在装置I的特别有利的另一开发中，将多个基座5，特别是两个基座5安装在公共的平台17上。由于距离通常相同，特别的优点源自于此，因为能采用相同的部件，这能大幅降低成本。上述至少两个平台17 (参见图7)以对齐的方式安装在装置I上。以固定的方式或能翻转地布置在装置I上的能被附着的定位装置，例如配合的销14’或对齐元件适用于此。装置I的进一步有利的又一开发中的至少两个平台17能被可行地首先组装在框架21上，然后该框架21可作为完整的单元组装在装置I上。能备存多个框架21，并可在制造工艺中完成向另一凸轮轴类型的快速转变。另一方面，这使得能实现制造环境的相同部分以及更快更灵活的转变。
[0033]此外，装置I可包括用于轴3的轴承框架12的夹持装置11，其中经由至少两个定位元件13，特别是配合的销14以如下方式进行轴承框架12相对于装置I的定位，轴承框架12的轴承槽15与各个功能元件4的凹部2对齐，使得轴3能被简单地推过围绕与这些对齐的轴承框架12的轴承槽15的功能元件14的凹部2。
[0034]根据图1a至le，示出了利用根据本发明的装置I用于将轴3与多个功能元件4热接合的各个方法步骤a)至e)，该多个功能元件4包括用于轴3，特别是凸轮4a的凹部，平衡质块，齿轮和/或轴承。
[0035]根据图1a中示出的第一方法步骤a)，功能元件4或凸轮4a分别以各个功能元件
4、4a的凹部2位于公共的基本垂直的直线7上的方式初始角度精确地插入至装置I的基座5的模槽6中。
[0036]接着，冷却轴3，和/或例如利用前述加热装置9加热功能元件4，即凸轮4a。这发生在方法步骤b)中。
[0037]在方法步骤c)中，现经由定位元件13，即经由配合的销14，以轴承框架12的轴承槽15与各个功能元件4的凹部2对齐的方式将轴承框架12紧固至装置I。
[0038]如根据图1d和方法步骤d)所示，一旦这已进行，轴3利用能垂直移动的导车8穿过功能元件的凹部2，并穿过轴承框架12的轴承槽15从上方推动。接着，等待将功能元件4固定在轴3上的温度平衡，在此期间冷却功能元件4和/或加热轴3，使得这两个组件之间的热接合配合能得以建立。在方法步骤e)中，包括固定在其上的功能元件4和另外具有轴承框架12的轴3随后能从装置I移除。此时，显然的是在没有轴承框架12的情况下，也能纯理论地进行轴3与各个功能元件4的热接合。
[0039]考虑到图4中的基座5，基座5具有三个销元件18，布置该三个销元件18，使得功能元件4、4a被角度精确地容纳。替代这种方式，如图5所示，至少一个模槽6可提供由围绕功能元件4、4a的轮廓,至少在三个位置19处形成该轮廓,使得获得与功能元件4、4a的接触点20，并角度精确地固定功能元件4、4a。通过点19，由此执行功能元件4、4a在基座5中的明确定位。显然，模槽6还可具有功能元件4、4a的至少部分负轮廓，使得这些功能元件4、4a角度精确地容纳于其中。此时，以功能元件在室温下以小的空隙容纳于其中的方式使该负轮廓能与待容纳的功能元件4的外轮廓匹配。考虑图1、3和7，更明显的是至少四个基座5垂直布置在彼此的顶部上，使得公共的直线7以垂直方向走向。
[0040]借助于根据本发明的装置I和根据本发明的方法，能明显简化将功能元件4热接合在轴3上，因为通过该垂直接合，当前所需的轴3的复杂对齐目前主要由重力驱动，因此不需要人力费劲地实施。显然，在接合工艺过程中，装置I还可包括用于引导轴3的单独的引导元件16，例如为引导销。
【权利要求】
1.一种用于定位多个功能元件(4)的装置(1)，所述多个功能元件(4)在轴(3)上的预定角度位置处包括:用于所述轴(3)、特别是凸轮(4a)的凹部(2)，平衡质块，齿轮和/或轴承； 其中，所述装置(1)包括各自用于功能元件(4 )的多个基座(5 )，每个所述基座(5 )装配有模槽(6)，所述模槽(6)确立相应的功能元件(4)与所述轴(3)上的角度位置相对应的角度位置； 其中，所述基座(5)能以所述功能元件(4)的凹部(2)位于公共的直线(7)上的方式定位； 所述装置的特征在于， 所述基座(5)垂直布置在彼此的顶部上，使得所述公共的直线(7)以垂直方向走向； 提供有用于所述轴(3)的能垂直移动的导车(8)，使得将所述轴(3)与所述功能元件(4)接合在垂直方向上进行。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述基座(5)至少部分地由不能感应加热的材料形成，特别至少部分地由陶瓷形成。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于， 所述轴(3)通过热接合配合与所述功能元件(4，4a)连接，为了建立该连接，冷却所述轴(3)和/或加热所述功能元件(4，4a)。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于， 至少一个基座(5)提供有至少三个销元件(18)，布置所述至少三个销元件(18)使得功能元件(4，4a)角度精确地容纳于其中；或者 至少一个模槽(6)提供有围绕所述功能元件(4，4a)的轮廓，所述轮廓形成于至少三个位置(19)处，使得能获得与所述功能元件(4，4a)的接触点(20)，并角度精确地容纳所述功能元件(4，4a)。
5.根据权利要求1、2或3中任意一项所述的装置，其特征在于， 所述模槽(6)具有所述功能元件(4，4a)的至少部分负轮廓，使得这些功能元件(4，4a)角度精确地容纳于其中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于， 所述负轮廓与待容纳的所述功能元件(4)的外轮廓以此方式匹配，使得所述功能元件(4 )在室温下以小的空隙容纳于其中。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于， 提供加热装置(9 )，通过所述加热装置(9 )能在所述基座(5 )中加热至少两个功能元件(4)，特别是感应加热至少两个功能元件(4)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述加热装置(9 )包括能彼此独立控制的至少两个感应线圈(10 )。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的装置，其特征在于， 为了即使在被加热的功能元件(4)定位于基座(5)中时，也能至少在所述模槽(6)的区域内调节一定的温度，至少一个基座(5)是可冷却的。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的装置，其特征在于， 所述负轮廓比被加热的功能元件(4)小通过所述加热装置(9)加热的所述功能元件(4)的热膨胀的至少10%，使得所述被加热的功能元件(4)在所述负轮廓中得到支撑和固定。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的装置，其特征在于，至少四个基座(5)被垂直布置于彼此的顶部上，使得所述公共的直线(7)以垂直方向走向。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于， 至少两个基座(5)布置在平台(17)上； 至少两个所述平台(17)穿过定位元件被布置在所述装置(I)上； 所述公共的直线(7 )垂直走向。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的装置，其特征在于， 所述装置(1)包括用于轴(3)的轴承框架(12)的夹持装置(11)，其中所述轴承框架(12)相对于所述装置(1)的定位通过至少两个定位元件(13)，特别是通过配合的销(14)以使所述轴承框架(12)的轴承槽(15)与各个功能元件(4)的凹部(2)对齐的方式进行。
14.一种用于通过根据前述权利要求中任意一项所述的装置(I)使轴(3)与多个功能元件(4)热接合的方法，所述多个功能元件(4)包括:用于所述轴(3)、特别是凸轮(4a)的凹部(2)，平衡质块，齿轮和/或轴承；其中， 所述装功能元件(4)以所述功能元件(4)的凹部(2)位于公共的基本垂直的直线(7)上的方式角度精确地位于所述装置(I)基座(5)的相应的模槽(6)中； 冷却所述轴(3)和/或加热所述功能元件(4)； 所述轴(3)从上方穿过所述功能元件(4)的凹部(2)利用能垂直移动的导车(8)推动； 等待将所述功能元件(4)固定在所述轴(3)上的温度平衡； 从所述装置(4)移除包括固定在上面的功能元件(4)的轴(3)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于， 在所述基座(5)中加热或外部加热所述功能元件(4)。
【文档编号】B23P19/04GK103934667SQ201410018346
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】克里斯托弗·贝伦斯, 安东尼奥·梅农纳, 洛塔尔·普菲策恩迈尔, 罗兰·沙赫雷尔 申请人:马勒国际有限公司
【专利摘要】本发明涉及一种用于定位多个功能元件（4）的装置（1），所述多个功能元件（4）在轴（3）上的预定角度位置处包括：用于所述轴（3）、特别是凸轮（4a）的凹部（2），平衡质块，齿轮和/或轴承；其中，所述装置（1）包括各自用于功能元件（3）的多个基座（5），每个所述基座（5）装配有模槽（6），所述模槽（6）确立相应的功能元件（4）与所述轴（3）上的角度位置相对应的角度位置；其中，所述基座（5）能以所述功能元件（4）的凹部（2）位于公共的直线（7）上的方式定位。在此，对本发明必需的是：所述基座（5）垂直布置在彼此的顶部上，使得所述公共的直线（7）以垂直方向走向；提供有用于所述轴（3）的能垂直移动的导车（8），使得将所述轴（3）与所述功能元件（4）接合在垂直方向上进行。由此，能省略当前所需的接合期间的轴（3）的复杂引导。
【专利说明】用于定位多个功能元件的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于定位多个功能元件的装置，所述多个功能元件包括用于轴，特别是凸轮的凹部；平衡质块；齿轮和/或轴承。本发明另外涉及一种使轴和多个功能元件热接合的方法。
【背景技术】
[0002]DElO 2008 064 194A1公开了一种用于定位多个功能元件的通用装置，包括用于轴，特别是凸轮的凹部，该凹部位于轴上的预定角度位置，其中，该装置包括各自用于功能元件的多个基座，在每种情况下该多个基座装配有使相应的功能元件对应于轴上的角度位置的角度位置固定的模槽。在此情况下的各个基座能以使功能元件的凹部位于公共直线上的方式定位。至少在此情况下的单个模槽包括可调节的角度位置，因此可简化功能元件的正确定位。
[0003]DElO 2007 056 638A1公开了另一种组装复合结构的装置，该装置由至少一个承载不可拆分的轴承的轴构成，其中外罩具有定位装置，该定位装置在接合之前使功能元件以如下方式在外罩中保持预定相位:使至少一个轴能通过外罩的轴承和功能元件中的开口推入。此情况下的定位装置提供有用于功能元件的具有挡块的凹部，该挡块与轴的接合方向相反支撑功能元件，其中该定位装置的凹部具有为负外形的功能元件的轮廓的部分轮廓，使得这些功能元件能根据它们随后的接合位置保持在相位。在此情况下凹部的部分轮廓至少在它们的部分外轮廓上围绕功能元件啮合。借此将实现特别相精确的定位。然而，采用根据本发明的装置的缺点为热接合工艺过程中轴的引导相对复杂。
[0004]DElO 2009 060 350A1公开了一种组装承载有功能元件的轴的装置，其中该装置包括机械平台，在该平台上以轴能被推入的方式布置有用于功能元件整齐正确的定位的多个定位盘。这些定位盘可翻转地固定在框架上，而该框架可翻转地固定在机械平台上。这是试图通过具有多个可用框架来实现制造工艺的快速转变。
【发明内容】
[0005]本发明解决了为普通类型的装置提供改善的实施方式的问题，该改善的实施方式尤其显著简化了热接合工艺。
[0006]根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式为从属权利要求的主题。
[0007]本发明基于以如下方式改变用于定位多个功能元件(包括用于轴的凹部)的装置的总体理念:使各个功能元件以垂直布置附着在装置中，使得能在垂直方向进行轴与功能元件的热接合。通过垂直接合，例如将经冷却的轴从顶部推入至垂直布置在彼此顶部上的功能元件中，由于轴的引导已主要由重力驱使，因此尤其能省略当前所需的轴的复杂引导。在现有技术已知的装置的情况下，轴与功能元件的接合通常在水平方向上进行，这在接合工艺过程中要求轴的频繁且复杂的支撑。根据本发明的装置特别适于接合位于轴上预定角度位置的凸轮、平衡质块、齿轮和/或轴承，其中该装置包括分别用于功能元件的多个基座，在各种情况下的上述多个基座装配有定位圈方式的模槽，该模槽确立相应的功能元件与轴上的角度位置相对应的角度位置。此时，根据本发明的用于各个功能元件的基座不仅以功能元件的凹部位于公共的直线上的方式定位，而且该公共的直线另外基本以垂直方向走向。因此，各个基座以台的方式布置在彼此的顶部上，其中对应的台中的基座以定位圈的方式形成。此外，根据本发明的装置具有用于轴的可垂直移动的导车，借助于该导车轴与功能元件的接合可在垂直方向上进行，从而不需要当前所需的主要引导工作。根据本发明的装置与当前已知的在水平方向运行的装置相比另外还具有主要优势，所述装置具有显著更小的待机面积，使得在同样的面积上可布置更多的装置。
[0008]在另一实施方式中，所述基座可提供有至少三个销元件，布置这些销元件，使得功能元件被角度精确地容纳。同样容易想到使上述基座提供有围绕功能元件的轮廓，在至少三个位置处形成所述轮廓，使得形成与功能元件的接触点，并角度精确地容纳功能元件。这具有如下优点:在至少三个位置处，只能以高精度定位至少三个销，或者产生只能以高精度完成的轮廓。这在基座的制造中带来实质性优点，并显著降低了成本。
[0009]实际上，提供加热制造，利用该加热装置，能在基座中加热，特别是感应加热至少两个功能元件。此时，上述加热装置具有感应线圈，根据本发明另一有利实施方式的感应线圈分别能额外启动。利用所述加热装置，能实现功能元件的独立加热，使得例如具有各自的加热需要的不同功能元件能在一个装置和同一装置中接合。
[0010]实际上，所述基座至少部分地由不能感应加热的材料，例如陶瓷形成，使得在基座中加热功能元件不伴有加热，从而同时不伴有基座的膨胀。从而这能提供如下主要优点，功能元件在室温下能例如以小的空隙插入在基座的相关模槽中，并由于它们的热膨胀而只在加热期间使它们自身在模槽中得到支撑。如果基座以及由此还有模槽相似地由能感应加热的材料形成，这些同样将在加热功能元件期间膨胀，由此在某些条件下，将丧失功能元件的准确对齐，这尤其在凸轮轴上的凸轮的情况下具有决定性的重要性。
[0011]在此情况下基座的模槽具有功能元件的至少部分负轮廓，使得功能元件能角度精确地容纳于基座的模槽中。此外，以所述功能元件至少在室温下以小的空隙容纳于其中的方式使该负轮廓能与待容纳的功能元件的外轮廓匹配。由此，特别使上述装置装配有待被接合的功能元件特别容易实现。为了确保在基座的模槽中准确固定各个功能元件，能额外提供负轮廓在被加热的功能元件中小了利用加热装置加热的功能元件的热膨胀的至少10%。由此，工艺可靠地确保了上述功能元件能被可靠地固定在模槽中以及准确的位置中。
[0012]即使基座至少部分地由不能感应加热的材料制成，在基座被加热的一定运行时间之后，这在制造工艺中会发生。由此，在某些条件下不再能确保功能元件从基座工艺可靠的插入、夹持和移除。
[0013]实际上，由此提供基座的冷却，这使得能在运行期间使其自身显现的预定温度下使基座至少保持在负轮廓或基座的区域内。
[0014]本发明的其它重要特征和优点来自于子权利要求、附图，以及借助于附图的相关【专利附图】
【附图说明】。
[0015]应理解的是上文所述的以及下文将要解释的特征不仅能以所述的相应组合使用，也可以其它组合或独自使用，而不背离本发明的范围。【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0017]在此，在每种情况下示意性示出了:
[0018]图1a?e:用于热接合根据本发明的装置中的轴的不同方法步骤a)至e )，该装置用于定位多个功能元件，并包括用于轴的凹部；
[0019]图2:根据本发明的用于固定功能元件的基座的俯视图；
[0020]图3:根据本发明的装置的侧视图；
[0021]图4:用于固定功能元件的具有三个销的基座；
[0022]图5:如图4中所示出，但在基座的模槽中具有三个用于固定功能元件的接触点；
[0023]图6:布置在平台上的两个基座；
[0024]图7:上述装置的另一实施方式。
【具体实施方式】
[0025]根据图1a?e、图3和图7，根据本发明的用于定位多个功能元件4的装置I包括拟用于每个功能元件4的多个基座5，该装置I包括位于轴3上的预定角度位置处的用于轴3的凹部2。在形成为台状的各个基座5中，分别提供有模槽6，经由该模槽6能以与轴3上的相应功能元件4、4a的角度位置相对应的角度位置固定相应的所接纳的功能元件4,例如凸轮4a。利用模槽6，从而发生功能元件4和凸轮4a相对于轴3的角度精确对齐，这在凸轮轴的情况下对于控制内燃机的阀门具有决定性的重要性。基座5以及由此还有模槽6垂直布置在彼此的顶部上，其中在容纳于相应的模槽中的功能元件4的情况下，它们的凹部2位于共同的垂直直线7上。
[0026]除此之外，根据本发明的装置I包括用于轴3的可垂直移动的导车8，由此可在垂直方向上进行轴3与功能元件4、4a的接合。这提供了如下特定优点，因为作用在轴3上的重力，待接合的轴3易于自己对齐，使得能优选完全省略当前在水平接合过程中所需的复杂对齐过程。
[0027]模槽6具有功能元件4、4a的至少部分负轮廓，使得这些能角度精确地，特别是以精确配合的方式定位于其中获容纳于其中。在此情况下的负轮廓至少在功能元件4的部分外轮廓上围绕功能元件4啮合。此时,该负轮廓以如下方式与待容纳的功能元件4,例如凸轮4a的外轮廓匹配:使得功能元件4在室温下以很小的空隙容纳于其中，由此能特别简单地插入模槽并从模槽移除。
[0028]为了使轴3与功能元件4热接合，提供加热装置9，利用该加热装置9，可在相应的基座5和模槽6中加热，特别是感应加热至少两个功能元件4。为了感应加热功能元件4，例如凸轮4a，该加热装置9包括至少两个感应线圈10，这些线圈10尤其可彼此独立地启动。通过单个感应线圈10的各自启动的可能性，能分别以不同的加热要求使用一个且同一个装置I接合宽范围的功能元件4，例如凸轮4a，和齿轮以及轴承。取决于单个功能元件4的厚度，这些明显需要不同的加热输出或加热时段以达到接合温度。另外地或可替代地，显然还可冷却轴3。[0029]负模以如下方式有利地形成所需尺寸:在加热负模，即模槽6中的功能元件4时，被加热的凸轮4a或被加热的功能元件4被可靠地精确地固定在模槽6中。
[0030]为了实现使被加热的功能元件4稳固于基座5的模槽6中，基座5可由不能感应加热的材料，例如陶瓷形成。
[0031]优选提供的是，上述负轮廓比被加热的功能元件4小通过加热装置9加热的功能元件4的热膨胀的至少10%，使得该被加热的功能元件4被稳固和固定于负轮廓中。不考虑所有这些，即使这种由不能感应加热的材料形成的基座5借助于来自被加热的功能元件4的热传输以延长的制造期限被加热，使得其被实际提供用于设计至少一个基座5为可冷却的，由此使功能元件4的工艺可靠的插入、夹持和移除成为可能。
[0032]在当前的内燃机中，两个为圆筒的直立功能元件4，特别是凸轮4a中间的距离在制造商之间通常是相同。出于此原因，在装置I的特别有利的另一开发中，将多个基座5，特别是两个基座5安装在公共的平台17上。由于距离通常相同，特别的优点源自于此，因为能采用相同的部件，这能大幅降低成本。上述至少两个平台17 (参见图7)以对齐的方式安装在装置I上。以固定的方式或能翻转地布置在装置I上的能被附着的定位装置，例如配合的销14’或对齐元件适用于此。装置I的进一步有利的又一开发中的至少两个平台17能被可行地首先组装在框架21上，然后该框架21可作为完整的单元组装在装置I上。能备存多个框架21，并可在制造工艺中完成向另一凸轮轴类型的快速转变。另一方面，这使得能实现制造环境的相同部分以及更快更灵活的转变。
[0033]此外，装置I可包括用于轴3的轴承框架12的夹持装置11，其中经由至少两个定位元件13，特别是配合的销14以如下方式进行轴承框架12相对于装置I的定位，轴承框架12的轴承槽15与各个功能元件4的凹部2对齐，使得轴3能被简单地推过围绕与这些对齐的轴承框架12的轴承槽15的功能元件14的凹部2。
[0034]根据图1a至le，示出了利用根据本发明的装置I用于将轴3与多个功能元件4热接合的各个方法步骤a)至e)，该多个功能元件4包括用于轴3，特别是凸轮4a的凹部，平衡质块，齿轮和/或轴承。
[0035]根据图1a中示出的第一方法步骤a)，功能元件4或凸轮4a分别以各个功能元件
4、4a的凹部2位于公共的基本垂直的直线7上的方式初始角度精确地插入至装置I的基座5的模槽6中。
[0036]接着，冷却轴3，和/或例如利用前述加热装置9加热功能元件4，即凸轮4a。这发生在方法步骤b)中。
[0037]在方法步骤c)中，现经由定位元件13，即经由配合的销14，以轴承框架12的轴承槽15与各个功能元件4的凹部2对齐的方式将轴承框架12紧固至装置I。
[0038]如根据图1d和方法步骤d)所示，一旦这已进行，轴3利用能垂直移动的导车8穿过功能元件的凹部2，并穿过轴承框架12的轴承槽15从上方推动。接着，等待将功能元件4固定在轴3上的温度平衡，在此期间冷却功能元件4和/或加热轴3，使得这两个组件之间的热接合配合能得以建立。在方法步骤e)中，包括固定在其上的功能元件4和另外具有轴承框架12的轴3随后能从装置I移除。此时，显然的是在没有轴承框架12的情况下，也能纯理论地进行轴3与各个功能元件4的热接合。
[0039]考虑到图4中的基座5，基座5具有三个销元件18，布置该三个销元件18，使得功能元件4、4a被角度精确地容纳。替代这种方式，如图5所示，至少一个模槽6可提供由围绕功能元件4、4a的轮廓,至少在三个位置19处形成该轮廓,使得获得与功能元件4、4a的接触点20，并角度精确地固定功能元件4、4a。通过点19，由此执行功能元件4、4a在基座5中的明确定位。显然，模槽6还可具有功能元件4、4a的至少部分负轮廓，使得这些功能元件4、4a角度精确地容纳于其中。此时，以功能元件在室温下以小的空隙容纳于其中的方式使该负轮廓能与待容纳的功能元件4的外轮廓匹配。考虑图1、3和7，更明显的是至少四个基座5垂直布置在彼此的顶部上，使得公共的直线7以垂直方向走向。
[0040]借助于根据本发明的装置I和根据本发明的方法，能明显简化将功能元件4热接合在轴3上，因为通过该垂直接合，当前所需的轴3的复杂对齐目前主要由重力驱动，因此不需要人力费劲地实施。显然，在接合工艺过程中，装置I还可包括用于引导轴3的单独的引导元件16，例如为引导销。
【权利要求】
1.一种用于定位多个功能元件(4)的装置(1)，所述多个功能元件(4)在轴(3)上的预定角度位置处包括:用于所述轴(3)、特别是凸轮(4a)的凹部(2)，平衡质块，齿轮和/或轴承； 其中，所述装置(1)包括各自用于功能元件(4 )的多个基座(5 )，每个所述基座(5 )装配有模槽(6)，所述模槽(6)确立相应的功能元件(4)与所述轴(3)上的角度位置相对应的角度位置； 其中，所述基座(5)能以所述功能元件(4)的凹部(2)位于公共的直线(7)上的方式定位； 所述装置的特征在于， 所述基座(5)垂直布置在彼此的顶部上，使得所述公共的直线(7)以垂直方向走向； 提供有用于所述轴(3)的能垂直移动的导车(8)，使得将所述轴(3)与所述功能元件(4)接合在垂直方向上进行。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述基座(5)至少部分地由不能感应加热的材料形成，特别至少部分地由陶瓷形成。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于， 所述轴(3)通过热接合配合与所述功能元件(4，4a)连接，为了建立该连接，冷却所述轴(3)和/或加热所述功能元件(4，4a)。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于， 至少一个基座(5)提供有至少三个销元件(18)，布置所述至少三个销元件(18)使得功能元件(4，4a)角度精确地容纳于其中；或者 至少一个模槽(6)提供有围绕所述功能元件(4，4a)的轮廓，所述轮廓形成于至少三个位置(19)处，使得能获得与所述功能元件(4，4a)的接触点(20)，并角度精确地容纳所述功能元件(4，4a)。
5.根据权利要求1、2或3中任意一项所述的装置，其特征在于， 所述模槽(6)具有所述功能元件(4，4a)的至少部分负轮廓，使得这些功能元件(4，4a)角度精确地容纳于其中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于， 所述负轮廓与待容纳的所述功能元件(4)的外轮廓以此方式匹配，使得所述功能元件(4 )在室温下以小的空隙容纳于其中。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于， 提供加热装置(9 )，通过所述加热装置(9 )能在所述基座(5 )中加热至少两个功能元件(4)，特别是感应加热至少两个功能元件(4)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述加热装置(9 )包括能彼此独立控制的至少两个感应线圈(10 )。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的装置，其特征在于， 为了即使在被加热的功能元件(4)定位于基座(5)中时，也能至少在所述模槽(6)的区域内调节一定的温度，至少一个基座(5)是可冷却的。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的装置，其特征在于， 所述负轮廓比被加热的功能元件(4)小通过所述加热装置(9)加热的所述功能元件(4)的热膨胀的至少10%，使得所述被加热的功能元件(4)在所述负轮廓中得到支撑和固定。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的装置，其特征在于，至少四个基座(5)被垂直布置于彼此的顶部上，使得所述公共的直线(7)以垂直方向走向。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于， 至少两个基座(5)布置在平台(17)上； 至少两个所述平台(17)穿过定位元件被布置在所述装置(I)上； 所述公共的直线(7 )垂直走向。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的装置，其特征在于， 所述装置(1)包括用于轴(3)的轴承框架(12)的夹持装置(11)，其中所述轴承框架(12)相对于所述装置(1)的定位通过至少两个定位元件(13)，特别是通过配合的销(14)以使所述轴承框架(12)的轴承槽(15)与各个功能元件(4)的凹部(2)对齐的方式进行。
14.一种用于通过根据前述权利要求中任意一项所述的装置(I)使轴(3)与多个功能元件(4)热接合的方法，所述多个功能元件(4)包括:用于所述轴(3)、特别是凸轮(4a)的凹部(2)，平衡质块，齿轮和/或轴承；其中， 所述装功能元件(4)以所述功能元件(4)的凹部(2)位于公共的基本垂直的直线(7)上的方式角度精确地位于所述装置(I)基座(5)的相应的模槽(6)中； 冷却所述轴(3)和/或加热所述功能元件(4)； 所述轴(3)从上方穿过所述功能元件(4)的凹部(2)利用能垂直移动的导车(8)推动； 等待将所述功能元件(4)固定在所述轴(3)上的温度平衡； 从所述装置(4)移除包括固定在上面的功能元件(4)的轴(3)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于， 在所述基座(5)中加热或外部加热所述功能元件(4)。
【文档编号】B23P19/04GK103934667SQ201410018346
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】克里斯托弗·贝伦斯, 安东尼奥·梅农纳, 洛塔尔·普菲策恩迈尔, 罗兰·沙赫雷尔 申请人:马勒国际有限公司
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