引擎模块组装方法
【专利说明】引擎模块组装方法
[0001]本发明涉及一种用于组装机动车辆引擎模块的方法，所述模块包括带有支承座的至少一个支持结构以及可旋转地安装在支承座中的至少一个凸轮轴，凸轮轴在模块的组装期间由支撑轴和将连接到支撑轴的组件构成，并且组件具有用于接收支撑轴的通孔，包括下述方法步骤:提供带有支承座的支持结构，以下述方式按预定序列定位将要固定在支撑轴上的组件，即通过组件的通孔相对于支持结构的支承座对齐来布置组件，以及推动支撑轴穿过支持结构的支承座和组件的通孔。
[0002]为了降低组装机动车辆引擎期间的安装复杂度以及减少引擎组装期间的物流和仓储成本，已经最终组装的模块被供应商提供给车辆制造商的组装线。此类模块例如包括汽缸前盖和安装在其中的凸轮轴。在引擎组装期间，该模块要比个体组成部件操作起来更简单，并且可以被安装在引擎的汽缸盖上。
[0003]EP1155770B1公开了一种包括汽缸前盖和安装于其中的凸轮轴的模块的组装方法。在所描述的组装方法中，汽缸前盖设有被轴和后续的凸轮轴穿透的引入区。将被固定到轴上的组件如凸轮必须以这样的方式被布置在具体座上，即根据它们在最终构成的凸轮轴上的排列，它们以所需的角取向和所需的轴向位置被精确落位。在组件和汽缸前盖相对于彼此定向之后，支撑轴被推动穿过引入区。凸轮通过压合接合被固定到轴上。为了形成该压合接合，EP1155770B1公开了多种可能做法。根据这些可能做法之一，压合接合是通过在施加力的条件下将轴压到凸轮上而形成的。
[0004]该方法的不利之处在于，凸轮在整个轴上被推动，并且在该过程中会在轴表面形成划痕或标记。此类破损当发生在支承点时是非常不利的。
[0005]EP1155770B1公开的另一种形成压合接合的可能做法包括，轴在组件的区域处通过内高压整形工艺被加宽，并且组件在该工艺中通过冷缩配合被固定。该固定工艺的一个不利之处在于，无法获得关于所形成的压合配合的任何信息，进而无法获得关于将凸轮固定在轴上的任何信息，而借助该信息才能评估凸轮和轴之间的连接质量。因此可靠的连续生产存在现实问题。进而不充分的压合配合或受损的凸轮未能被初始察觉。
[0006]此外，EP1155770B1中已知的方法很复杂且涉及高成本，因为将要固定到轴上的组件在被推到轴上之前，必须以与他们被布置在后续凸轮轴上相同精确的方式被定位和定向。为了实现此点，需要具体的保持元件，组件可以插入保持元件并且以角度和位置正确的方式被保持在其中。这些保持元件的生产复杂且昂贵。此外，对于不同凸轮轴需要不同的保持元件，因为凸轮的角取向例如取决于引擎(例如，2汽缸或4汽缸)，结果该方法有欠灵活。
[0007]本发明基于设计一种用于组装包括支持结构和凸轮轴的模块的方法的目的，在该方法中，不需要专门设计的装置来以分别正确的角位置保持和布置将要固定在支撑轴上组件，并且该方法可以灵活用于不同引擎的不同凸轮轴。
[0008]该目的是通过具有如权利要求1所述特征的方法来实现的。根据本发明的方法的优选改进在从属权利要求中列明。
[0009]根据本发明的方法的一个优点在于，将要固定在支撑轴上的组件例如凸轮或传感器轮等仅仅在支撑轴被推入前进行预定位。也就是说，它们被布置在的支撑轴的那些轴向位置，并未对应于这些组件在最终构成的凸轮轴上所处的轴向位置。因此组件不需要就它们的角位置相对于支撑轴进行精确取向。因此在根据本发明的方法中，可以完全省去在支撑轴被推入之前组件的精确取向，为此对组件的保持装置的需求被显著降低。
[0010]在根据本发明的方法中，在支撑轴被推入到支持结构的支承座和组件的通孔之后，支撑轴的直径通过加宽而扩大。通过加宽获得的支撑轴直径以及组件通孔的直径定义了支撑轴和组件之间的重叠部分，并且因此确定了在它们已被推到相应接合位置后组件可以传递的力矩。在支撑轴直径加宽的时候，组件仍旧被预定位，并且未在它们提供的接合位置处。
[0011]对于直径加宽的配置，被至少部分配置为中控轴的支撑轴经受内部压力整形，支撑轴在接合位置处至少部分发生弹性及塑性形变，从而产生直径加宽。内部压力整形例如借助引入到支撑轴空腔且被加压的流体来进行。然而，直径的增加还可以借助压力元件(例如心轴等)在支撑轴中张开来实现。心轴的张开可以机械方式或液压方式进行。支撑轴的直径加宽操作可以依次配置或者同时配置。现有技术已经描述了用于内部压力整形的多种装置和方法(例如DE10134840A1和DE19821807C2)，进而这里省略了对可能装置和方法的进一步说明。
[0012]借助内部压力整形使直径增加的优点在于，绕支撑轴的径向空间需求很小。仅仅需要对支撑轴中相应空腔的访问。通常，空腔朝向凸轮轴的端侧开口，并且流体和压力介质因此可以被简单引入空腔。在使用可张开心轴等进行内部压力整形的情形中，可以进一步省略防止流体流出的密封措施，这进一步降低了成本。有利的是，在内部压力整形期间至少在直径增加的区域内径向支持或引导支撑轴。直径增加的配置因此可以改进的方式进行控制，并且可以确保相对于支撑轴和支承座的增加直径的同心度。
[0013]在根据本发明的方法中，组件可以沿着支撑轴在轴向上移位，并且可以被压到支撑轴增加的直径上，该增加的直径在每处被分配给组件。然而，还可以在轴向上移位支撑轴，并且将被分配给相应组件的增加直径部分压到组件的通孔中。
[0014]由于支撑轴相对于相应组件被旋转定义的角度，因此每个个体组件相对于支撑轴的相应角位置可以简单的方式设定，从而获得组件相对于支撑轴的所需相对角位置。因此可以通过根据本发明的方法构造用于不同引擎具有十分不同凸轮轴的不同模块，而无需在每种情形中为每种不同凸轮轴需要具体的保持装置，以便确保凸轮在支撑轴上的定位和定向。因而通过根据本发明的方法以及利用一个和相同的组装装置，可以便宜且简单的方式生产具有不同凸轮轴的模块用于不同的引擎或引擎变体，在该模块中将要固定在凸轮轴上的组件以相对于支撑轴的不同角位置进行布置。
[0015]支持结构例如是带有用于一个或多个凸轮轴的支承座的汽缸前盖、支承块或支承架。支承块彼此的连接可是非主动、主动锁定和/或一体接合的方式。取决于汽缸盖和/或布置在汽缸盖中的组件，支承座彼此连接在一起的位置通常是固定的。支持结构的支承座和支撑轴的直径的尺寸可以是这样的，即在模块的最终组装状态下，支持结构的支承座与凸轮轴一起形成了滑动轴承。为此，支撑轴可以下述方式配置，即在材料去除机加工(例如研磨或车削)之前或仅仅之后即具有配置滑动轴承所需的尺寸。特别地，研磨和/或车削工艺是有利的，以便增加被用于滑动轴承的支撑轴区域的表面质量或降低该区域的粗糙度。
[0016]在根据本发明的一个优选方法中，在支撑轴被推动穿过支持结构的支承座和组件的通孔之前，至少部分布置在组件接合位置处的至少一个结构被配置在支撑轴的圆周面上。根据本发明的该方法变体的一个优点是，该结构至少部分位于直径加宽的区域，并且该结构可以用于配置支撑轴和组件的引入开口之间的重叠部分。从而可以简单且分别影响并适应组件的固定。进而例如组件和支撑轴之间的重叠部分可以被个体适应于组件，并且在固定到支撑轴上期间，不允许的组件伸长以及进而的损坏可以被避免。
[0017]在根据本发明的方法的另一优选实施例中，通过支撑轴的壳的塑性整形来形成结构。塑性整形工艺例如是材料替代工艺，例如滚轧成形、