用于定位多个功能元件的设备的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于定位多个功能元件在轴上的设备，每个功能元件具有用于轴的凹槽。本发明还涉及一种用于在使用这种设备的这种轴上热接合这种功能元件的方法。

背景技术：

为了接合功能元件(尤其凸轮)在轴上，尤其在凸轮轴管上，各个功能元件的毂或者凹槽必须对准轴的轴线。如果要接合的多个功能元件同时依次插入轴，那么所有功能元件必须相应地对准。

de102008064194a1已经公开了一种适合于定位多个功能元件(尤其凸轮)在轴上的预定角度位置的设备，功能元件具有用于轴的凹槽，其中，设备包括多个保持件，每个保持件指定用于一个功能元件。保持件能够以这种方式定位，使得功能元件的凹槽基本沿着共同直线延伸。

jp200061749a已经公开了用于定位多个具有用于轴的凹槽的功能元件(尤其凸轮)在轴上的另一设备。

技术实现要素：

本发明关注的问题是提议一种用于定位多个具有用于轴的凹槽的功能元件在轴上的设备，该设备尤其能够在热接合期间实现更精确的组装功能元件。

根据本发明该问题通过独立权利要求1的主题解决。有利实施例是独立权利要求的主题。

本发明基于的总体构思是在这样公知的设备方面，提供该设备用于将多个功能元件(诸如凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承)定位在轴上的预定角度位置，其中，每个功能元件包括用于轴的凹槽，多个支撑台布置成一个在另一个上方，每个支撑台具有用于固定功能元件的抓取器件，其中，这些抓取器件每个均布置于关联的抓取滑架上并且沿x方向和y方向(即在优选水平平面)拥有自由度，从而使得其更易于在轴上接合它们，这是因为各个功能元件能够至少轻微偏转，尤其关于任何可能的位置不准确。而且，根据本发明，至少一个抓取滑架安装在支撑台上，以便能够绕z轴线(即绕垂直轴线)旋转。这使得能够将固定在相应关联的抓取器件中的功能元件固定在几乎任何随机旋转角度位置。为此，圆段状引导轮廓可以例如设置在关联的支撑台上，其中，引导轮廓的圆心位于要接合的功能元件的凹槽的轴线中，使得在引导轮廓中移位抓取滑架引起绕其轴线扭功能元件。因而扭转抓取滑架不导致相应的功能元件偏离其稍后旋转轴线/接合轴线。而且，设备包括用于轴的可移动引导滑架，使得轴能够尤其从上方被插入，通过功能元件的凹槽，其中，由于沿x方向和y方向抓取器件因而功能元件的现有自由度，插入操作能够明确简化。根据本发明，每个支撑台包括一个抓取器件，用于分别固定一个功能元件，其中，该抓取器件布置于关联的抓取滑架上并且沿x方向和y方向相对于关联的抓取滑架可调节安装，因而相对于关联的支撑台可调节安装。该类型的设备提供的特殊优势是，各个功能元件能够初始安置在关联的支撑台上并且被抓取器件固定。在该阶段，关于功能元件的各个凹槽的共轴性，初步对准已经实现。然后各个功能元件被加热或者已经被加热，其中，额外地或者可替换地，轴能够被冷却。随后，定心杆从下方被推动而通过各个功能元件的凹槽，直到例如依靠定心末端其接触轴，因而对准用于接合操作的轴。然后依靠可移动引导滑架轴能够从上方被推动而通过功能元件的凹槽。使用根据本发明的设备，多个功能元件(诸如凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承)均包括用于轴的凹槽，因而例如依靠热接合能够固定在轴上的预定角度位置。

本发明的有利的进一步发展是，推动器件设置在至少一个支撑台上，尤其设置在所有支撑台上，其中，至少一个推动器件构造为使得其能够调节抓取器件，以及此外，还能够至少沿x方向相对于抓取滑架调节功能元件。以该方式，随着功能元件穿线至轴，能够依靠相应的推动器件至少沿x方向靠着轴按压它们中的每个，从而实现均匀的冷却在热接合期间先前被加热的功能元件。借助于推动器件，抓取器件能够至少沿x方向相对于抓取滑架被调节。轴能够依靠可移动引导滑架从上方被推动而通过功能元件的凹槽，其中，随着推动，各个推动器件相对于关联的抓取滑架至少沿x方向移位相应的抓取器件，并且将它们固定在那里，直到已经实现固定引导元件在轴上的温度补偿。由于至少沿x方向后续移位各个功能元件，能够实现特别均匀的冷却在轴上先前被加热的功能元件。

根据本发明的方案的有利的进一步发展，抓取器件绕y轴线(即绕水平轴线)可倾斜的安装在抓取滑架上。以该方式，创建用于倾斜抓取器件的可能性，这尤其，使得其更易于从根据本发明的设备移除剖光的控制轴。

方便地，至少一个抓取滑架可旋转地绕z轴线(即绕垂直轴线)安装在支撑台上。这使得能够将固定在分别关联的抓取器件中的功能元件固定在几乎任何随机旋转角度位置。圆段状引导轮廓可以设置在，例如，关联的支撑台中，其中，引导轮廓的圆心位于要接合的功能元件的凹槽的轴线中，使得移动引导轮廓中的引导滑架引起绕其轴线扭转功能元件。因此扭转抓取滑架不导致反射功能元件从其稍后旋转轴线/结合轴线偏转。

根据本发明方案的进一步有利实施例的推动器件构造为使得其沿x方向专门移位抓取器件。当然，其还能够推动器件以沿y方向或者斜向方向移位抓取器件额外地，其中，为了简化构造，移位能力可以专门限制至x方向。液压缸或者气压缸或者偏心元件可以设置为推动器件，由于旋转移动其引起移位抓取器件。

根据本发明方案的进一步有利实施例的抓取滑架相对于支撑台沿z方向固定。额外地或者可替换地，抓取器件还可以相对于抓取滑架沿z方向固定。这可以是这样的器件，其确保每个要接合在轴上的功能元件能够接合在轴上正确预限定的轴向位置，该位置由各个支撑台的相应的轴向位置或者高度位置限定。因此，如果支撑台已经精确地设定为关于它们的高度，那么能够确定轴上功能元件的轴向正确位置，在这种范围内，还能够精确地控制移动轴的引导滑架的其垂直推动移动。

根据本发明方案的进一步有利实施例的抓取器件包括两个抓取钳夹，这允许保持要固定的功能元件在单个或者随机旋转角度位置。如果功能元件被保持在单个旋转角度位置，可以向抓取器件提供两个抓取钳夹，其包括互补于要固定的功能元件的外轮廓的内轮廓。如果具有不同旋转角度位置的各个功能元件要固定在相应的轴上，那么各个抓取钳夹可以相应地构造。

本发明进一步基于这样的总体构思：提议一种用于依靠先前命名的用于制造控制轴的设备热接合功能元件至轴的方法，功能元件诸如凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承，每个均包括凹槽，见其中，最初，各个功能元件放置入支撑台，布置成一个在另一个上方以及相对于它们的旋转角度位置对准以及固定。但是，在该阶段，各个功能元件仍拥有关于x方向以及关于y方向的两个自由度，即在水平平面内，使得它们能够至少在边缘移位在水平平面内。当将插入轴时，这允许对应偏转，其中，能够避免像现有技术公知的先前设备中所公知的极准确对准结合关联的迫切构造要求。随后，定心杆从下方被推动而通过各个功能元件的凹槽，直到其接触轴。依靠定心杆对准轴可以发生，例如，经由布置在定心杆上的定心末端，该末端接合在轴中。功能元件先前被加热或者现在在支撑台中被加热，其中，额外地或者可替换地，轴能够被冷却。在该阶段，然后轴能够依靠可移动引导滑架从上方被插入而通过功能元件的凹槽，其中，随着插入相应的推动器件，相对于分别关联的抓取滑架至少沿x方向移位分别关联抓的握器件，并且在该位置中温度补偿被期待，温度补偿固定引导元件在轴上。由于抓取器件通过分别关联的推动器件移位，能够实现改进的冷却处理/热接合处理，这是因为移位操作能够用作一种器件，用于迫使特别均匀的冷却处理/特别均匀的温度补偿处理。随着固定引导元件在轴上的温度补偿，完成的控制轴以该方式能够从设备被撤回。

使用根据本发明的设备，能够改善温度补偿处理和热接合处理，其结果是，以该方式能够明确改善制造的控制轴的质量。此外，特殊优势在于，当轴被推动而通过它们的凹槽时，各个功能元件包括沿x方向和y方向的自由度，这允许无需或避免对准处理，而到目前为止是需要对准处理特别精确的以防止拉紧轴。

参考附图，本发明的另一重要特征及优势显示在从属权利要求、附图和附图说明中。

应理解的是，上述提到的以及下文仍将更详细解释的特征不仅能够使用在分别引证的组合中，而且能够使用在其他组合中或者单独使用，这不脱离本发明的范围。

本发明的优选示范实施例图示于附图并且现在将更详细地解释，其中，相同参考标记指代相同或者类似或者功能相同的部件。

附图说明

在示意地绘制的附图中，

图1示出了图3图示的本发明的设备在支撑台附近的细节，

图2示出了根据本发明的设备，其具有用于不同生产站的的旋转台，

图3示出了通过根据本发明的设备的截面图。

具体实施方式

根据图3，根据本发明用于将多个功能元件4(诸如凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承)定位在轴3的预定角度位置的设备1，每个功能元件4均包括凹槽2，设备1包括多个支撑台5，每个支撑台5指定用于一个功能元件4(还见图1)，支撑台5布置成一个在另一个上方，尤其垂直地一个在另一个上方。此外，可移动引导滑架6设置成用于轴3，使得轴3能够尤其从上方被插入而通过各个功能元件4的凹槽2。从上方插入轴3的非常有利之处在于，由于重力对准轴3自动发生。

支撑台5中的一个被放大示出在图1中，支撑台5是具有创造性设备1的本发明的重要特征，并且现在将讨论此：

至少一个支撑台5、优选所有支撑台5每个均包括抓取器件7，分别用于固定功能元件4，诸如凸轮。抓取器件7布置在关联的抓取滑架8上并且相对于关联的抓取滑架8沿x方向以及沿y方向(在图中像平面在图1)可调节地安装，即安装在水平平面上。经由该安装，因而能够允许抓取器件7因而还允许功能元件4被它们抓取，具有两个自由度，即沿x方向以及沿y方向，这意味着将功能元件4接合在轴3上，即将轴3推动通过功能元件4的凹槽2，这要求各个功能元件4明显较少的初步对准，因为由于自由度使得这些能够补偿可能有的较小位置偏差。此外，图1示出了设置在支撑台5上的推动器件9，其构造为使得其能够移位抓取器件7，以及经由抓取器件7还能够至少沿x方向相对于抓取滑架8移位功能元件4。换句话说，推动器件9布置在抓取滑架8上并且致动抓取器件7。该推动器件9使得能够移位各个功能元件4，随着它们至少沿x方向穿线入轴3，从而实现更均匀的冷却操作。

关于图1，能够进一步认识到，抓取器件7倾斜地绕y轴线安装在抓取滑架8上，这尤其使得更易于从设备1移除完成的控制轴10诸如凸轮轴。控制轴10由轴3和热接合在其上的功能元件4组成。

至少一个抓取滑架8、优选所有抓取滑架8可旋转地绕z轴线安装在关联的支撑台5上，其中，z轴线代表垂直轴线，并且在图1中垂直地延伸至图像平面。x轴线和y轴线描述了图像平面。至少一个抓取滑架8的z轴线对准平行于可移动引导滑架6的轴线。

圆段状引导轮廓11设置在支撑台5中，其中，引导轮廓11的圆心12位于功能元件4的凹槽2的轴线13中，使得移动引导轮廓11中的抓取滑架8引起扭转功能元件4，而功能元件4的凹槽2的轴线13不从结合轴线13(见图3)中被撤回。因而扭转功能元件4发展在结合轴线13中。

推动器件9构造为使得抓取器件7专门沿x方向移位，从而迫使功能元件4抵靠轴3的预限定的按压位置，这能够实现尤其均匀的冷却功能元件4，因而改善了热接合座椅。

抓取滑架8相对于支撑台5沿z方向，即在垂直方向上固定，其中，额外地，抓取器件7还相对于抓取滑架8沿z方向固定。

通过更靠近地检查抓取器件7，能够认识到，其包括两个抓取钳夹14、15，这允许保持要固定的功能元件4单个或者可替换地处于随机旋转角度位置。根据第一可替换，两个抓取钳夹14、15可以包括内轮廓，其互补于要固定的功能元件的外轮廓，从而允许保持在预限定的旋转角度位置。

通常，热接合功能元件4，具有凹槽2，诸如凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承，在轴3上依靠图3示出的设备1用于执行生产控制轴10如下：

最初，将各个功能元件4放置入支撑台5，支撑台5布置成垂直地一个在另一个上方，并且同时它们相对于它们的旋转角度位置对准以及固定。但是，在该阶段，它们仍具有沿x方向以及沿y方向的自由度，即它们可移动地保持在水平平面上，这是因为抓取器件7可移动地安装在抓取滑架8上。随后，从下方推动定心杆20通过功能元件4的各个凹槽2，直到其接触轴3。在该处理期间，尤其定心杆20的定心末端21可以至少局部推动其本身至管形轴3。加热功能元件4以用于热接合，其中，额外地或者可替换地，能够冷却轴3。然后依靠可移动的抓取滑架6将轴3垂直地从上方插入通过功能元件4的凹槽2，直到已经达到端部位置。一旦达到该端部位置，其还限定轴3上各个功能元件4的稍后轴向位置，固定功能元件4在轴3上的温度平衡被等待，并且控制轴10被移除。

根据本发明的方法的有利的进一步发展，推动器件9移位相应的抓取器件7，因而还相对于关联抓取滑架8沿x方向移位相应的功能元件4。以该方式，迫使功能元件4的预限定的按压位置抵靠轴3，这使得能够实现特别均匀的温度平衡，因而改善了热接合座椅。正如能够尤其在图3中看到的，在相同作业步骤期间，即直接在插入轴3，之前，轴承框架16或者具有对应通口18的气缸罩17当然能够被额外地推过功能元件4，使得通口18的轴线19对准功能元件4的凹槽2的轴线13。

尽管被推动而通过定心杆21能够沿它们的x方向和y方向移位功能元件4，使得功能元件4的凹槽2的轴线13对准轴3的轴线。但是可替换地，定心杆21，在轴3插入功能元件4的凹槽2之前不久，能够沿它们的x方向和y方向移位这些功能元件4，使得功能元件4的凹槽2的轴线13对准轴3的轴线。

随着轴3的插入以及在温度补偿之前，推动器件9可以相对于分别关联的抓取滑架8至少沿x方向移位相应的抓取器件7。

图3示出的设备1可以当然是具有旋转台22(见图2)的一组设备的一部分，其中，使用机器人23，各个功能元件4从仓库24精选并且放置入关联的支撑台。这能够通过不同的机器人23完成，其中，这种机器人23当然能够依次精选多个或者甚至所有功能元件4。随后，旋转台22被旋转，功能元件4在另一站被加热，例如依靠感应线圈25。在最后一站(此处在9.00点钟)轴3然后被接合，随着温度补偿，完成的控制轴10从设备1被移除。

使用根据本发明的设备1以及根据本发明的方法能够消除极其昂贵以及到目前为止必须的对准以及调节操作，这是由于设备1中的各个功能元件4至少仍然包括水平平面的自由度，由此能够相对易于补偿至少特定制造容差。由于设置根据本发明的推动器件9，能够在冷却期间或者温度补偿期间实现相应的功能元件4和关联轴3之间的明确位置，结果是，能够实现质量明确改进的热接合座。