用于组装凸轮轴的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于组装凸轮轴和用于机动车辆引擎的引擎模块的方法，该引擎包括气缸盖罩和被可转动地安装在所述气缸盖罩的凸轮轴。本发明同样地涉及专门由这些方法形成的凸轮轴。
【背景技术】
[0002]为了减少在装配机动车辆引擎中所涉及的装配工作并且降低引擎组件所致的仓库保管和后勤成本，已装配好的引擎模块直接由供应商提供给汽车制造商的装配线。这种引擎模块例如由气缸盖罩和被安装在其中的凸轮轴组成。在组装引擎的过程中，随后这些对于固定该模块到引擎的气缸盖罩都是必要的。
[0003]用于由气缸盖罩和被安装在其中的凸轮轴组成的引擎模块的组装方法在W02012/031770 Al中进行描述。在这种已知的组装方法的情况下，具有引线穿通(lead-through)的气缸盖罩被设置，在后的凸轮轴的圆柱形支撑轴被插入通过该气缸盖罩。此前，待固定的组件例如凸轮、传感器的方向盘等被定位在轴向位置上，该些轴向位置与假设在完工的凸轮轴上的这些组件的轴向位置并不一致。在接下来的步骤中，支撑轴被推着通过在气缸盖罩里的引线穿通并且通过组件里的通孔(through-opening)。在该支撑轴被推压通过之前，待固定到支撑轴上的组件首先被加热并且该支撑轴被冷却下来，以保证支撑轴的推入不费力。在支撑轴推入后，该些组件首先被可释放地固定在各自被分配的直径扩大部上。在后面的步骤中，该些组件从所分配的直径扩大部上被释放并且在其角位置上被设置。在此之后，它们通过按压(pressing on)或者挤压(pressing in)被固定在同一被分配的直径扩大部上。
[0004]这种方法的缺点是直径扩大部通过可释放的固定而发生变形。该第一变形减小了组件支撑轴之间的连接的强度，该强度是通过挤压或者按压在最后的变形中获得的。在组件具有在通孔里的锯齿的情况下，存在的另一个缺点是该锯齿在可释放地固定期间在直径扩大部里留下空隙。这些空隙降低角位置后续设置的准确性。已经令人惊奇地发现在按压或挤压该些组件的过程中，锯齿趋于返回到原始的间隙。因此该间隙导致了额外的力矩，其在挤压或按压期间改变该些组件的角位置并且由此造成与所需角位置的偏差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服这些缺点，即该些组件被固定在其上的直径扩大部不首先变形。
[0006]这个目的是通过用于组装来自支撑轴的凸轮轴和待连接到该支撑轴的组件的方法来实现的。在这种情况下，该些组件具有用于接收所述支撑轴的通孔。所述方法还特别包括以下步骤:
[0007]支撑轴被提供，其具有在第一区域里的第一直径扩大部，其中，所述组件被固定，并且具有在第二区域里的第二直径扩大部，其中，所述组件被预先定位，在第二区域里的直径比在第一区域里的直径小；
[0008]支撑轴被冷却和/或该些组件被加热，使得具有第一和第二直径扩大部的支撑轴可以被压着通过该些组件的通孔；
[0009]支撑轴被推动穿过通孔，使得每个组件被分配到第二区域；
[0010]支撑轴被加热和/或该些组件被冷却下来，使得该些组件的通孔的直径小于所分配的第二直径扩大部的直径；
[0011]与分配给该些组件的第二区域中的组件的预定的重叠被建立，使得该些组件以可释放的方式被保持在所分配的第二区域里；
[0012]该些组件被按压到分配给它们的第一直径扩大部上或者第一直径扩大部被挤压到该些组件的所分配的通孔内，在按压或挤压之前、期间或者之后，各个组件相对于支撑轴所要求的角位置被分别设置。
[0013]根据本发明的目的还通过一种组装用于机动车引擎的方法来实现，该机动车辆引擎包括具有轴承容纳部和被安装在该轴承容纳部里的凸轮轴的至少一个汽缸盖罩。在这种情况下，该凸轮轴在由支撑轴和待连接到该支撑轴的组件的模块组装过程中被构造。在此，该些组件具有用于接收所述支撑轴的通孔。该方法还特别包括以下方法步骤:
[0014]支撑轴被提供，其具有在第一区域里的第一直径扩大部，其中所述组件被固定，并且具有在第二区域里的第二直径扩大部，其中所述组件被预先定位，在第二区域里的直径比在第一区域里的直径小，并且其具有在区域里的轴承部，在所述区域完工的凸轮轴将被安装在轴承容纳部里；
[0015]待固定到支撑轴上的组件以预定的顺序被定位使得他们的通孔与气缸盖罩的轴承容纳部相一致；
[0016]支撑轴被冷却和/或该些组件被加热，使得具有第一和第二直径扩大部以及轴承部的支撑轴可以被压着通过该些组件的通孔；
[0017]支撑轴被推着穿过轴承容纳部和通孔，使得支撑轴的轴承部被设置在每个轴承容纳部里并且每个组件被分配到第二区域；
[0018]支撑轴被加热和/或该些组件被冷却下来，使得该些组件的通孔的直径小于所分配的第二直径扩大部的直径；
[0019]与分配给该些组件的第二区域中的组件的预定的重叠被建立，使得该些组件以可释放的方式被保持在所分配的第二区域里；
[0020]该些组件被按压到分配给它们的第一直径扩大部上或者第一直径扩大部被挤压到该些组件的所分配的通孔内，在按压或挤压之前、期间或者之后，各个组件相对于支撑轴所要求的角位置被分别设置。
[0021]在支撑轴被推着穿过通孔时，如果额外的步骤被采用以保持支撑轴和该些组件之间的温度差，这可以是有利的。例如这可以采用组件的绝缘形式以使它们不降温太快，或者采用支撑轴的相应绝缘。可替代的，该些组件也可以被引入到加热装置内，其在组装方法过程中再加热该些组件或使他们处于预定的温度下。
[0022]在本发明的特殊开发的情况下，在所描述的温度均衡之前，所述支撑轴在其间被加热和/或所述组件被冷却下来，该些组件以该种方式被定位使得在第二区域中的可释放固定与温度均衡同时发生。这些组件因此被收缩配合到所述第二区域上。这具有的优点是附加的方法步骤可以被保存并且所述方法特别有效地被执行。
[0023]在该方法的一个实施例的情况下，在按压或挤压之前，每个组件相对于支撑轴的分别所需的角位置的设定通过所述支撑轴简单地转动一定角度被实施。以这种方式，该方法可以特别好地实现自动化。
[0024]在该些组件相对于支撑轴的角位置的设定之前，所述组件可以或者首先从所分配的第二区域被释放，或者当该些组件被可释放地固定在所分配的第二区域时设置该角位置。在这两种情况下，该组件随后通过按压或挤压被固定。第一种情况具有的优点是对于该组件与支撑轴间的相对转动，无需花费那么大的力；因为该组件在该方法步骤期间是可自由转动的。对于第二种情况，另一方面，一个附加的方法步骤被省略，在该方法步骤中，组件与轴线相对于彼此必须在轴向方向上须被移动。这降低了自动化的要求。
[0025]在第三替代方式的情况下，当该些组件在所述第一区域里被固定时，该组件相对于支撑轴的角位置被设置。这再次允许方法步骤被省略。特别是，已经发现了在所要求的角位置的区域中的旋转运动可以增加连接的强度。事实就是这样，特别是无论所提供的支撑轴具有在第一个区域的涂层和/或所述组件具有在通孔内的涂层。该转动引起进入到组件和靠近表面的支撑轴的这些区域内的涂层扩散，这进一步增加了该连接的强度。以这种方式，所生产的凸轮轴可以传输在支撑轴和组件之间的更大的扭矩。用于支撑轴和钢组件的可能的涂层含有例如锌、磷酸盐或铜。
[0026]该扩散可以被进一步加强，如果在最后的步骤中，该些组件在其停留在所要求的角位置之前围绕所要求的角位置被高频率地转动。当然该额外的转动也可以在所要求的角位置已经通过第一或第二替代方式设定之后再进行。该高频率地转动具有能量被引入到涂层中的效果，使得被加强的扩散发生。已经发现所要求的旋转的幅度(即转动被执行的角度)会随着频率的增加而降低。转动的幅度可以高达360°。具有30°至60°范围内的振幅的良好结果已经被证实。典型的频率位于10赫兹至30赫兹之间的范围内。高达100赫兹的频率优选尚达150赫兹或更尚的同样是可能的。
[0027]在某些情况下，这些组件在其通孔里可以具有锯齿。由此，可以被传输的扭矩同样被增加。
[0028]在该方法的完善实施例的情况下，支撑轴被形成为空心轴，内轴相对于所述空心轴被同心地布置在其内部。在这种情况下，内轴可以相对于空心轴进行转动。在温度均衡后并未被连接到支撑轴而是被连接到内轴的用于旋转的至少一个组件被额外地设置。尤其是，该组件通过销连接件被连接到所述内轴。为了这个目的，开口被设置在被形成作为空心轴的支撑轴里。此外，该内轴具有第一孔并且该组件具有第二孔。为了固定，所述开口、第一孔和第二孔彼此一致地被定位并且该连接销被按压穿过所述开口进入到所述第一孔以及进入第二孔内。
[0029]根据本发明的目的通过被特别地形成用于实施所描述的方法的凸轮轴同样得以实现。这种凸轮轴包括支撑轴和具有用于接收所述支撑轴的通孔的一些组件。在此，该支撑轴具有第一区域，所述组件被固定在其中。在这些第一区域中，存在第一直径扩大部。此夕卜，该支撑轴具有设置有旋转对称的第二直径扩大部的第二区域。在这种情况下，在第二区域里的直径比在第一区域里的直径小。由于在第二区域里的直径比在第一区域里的直径小，组件首先可以被可释放地固定在第二区域里并且随后无需施加大的力就从第二区域中被释放。此外，该组件的小的变形仅仅发生在通孔内，并且也仅发生在与第二区域起初重叠的区域里。该组件的形状仅受到相应轻微地影响。在随后的固定区域里的支撑轴和组件的任何变形应该在先前的方法步骤中被避免，因为这对于组件与支撑轴之间的连接的强度具有不利的影响。分离成组件被最终固定其