用于组装机动车辆模块的方法
【专利摘要】本发明涉及用于组装机动车辆模块的方法，所述模块具有设置有至少一个功能元件的轴(1)和壳体部件(2)。轴(1)可旋转地设置在壳体部件(2)的轴承接收部分(4)中，其中至少一个功能元件紧固至轴(1)的加厚部分处的轮毂孔(9)。作为所述方法的一部分，首先将功能元件插入壳体部件(2)，其中可以通过温差插入轴(1)。在插入轴(1)的过程中，功能元件优选尚未处于它们的最终轴向位置且通常在旋转角方面也尚未具有它们的最终定向。随后仅通过压紧进行功能元件的位置正确的定位。根据本发明，在将轴(1)插入壳体部件(2)之前，形成至少一个轴承接收部分(4)使得滚动轴承(5)插入特别是挤入壳体部件(2)的接收孔(6)。
【专利说明】
用于组装机动车辆模块的方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于组装机动车辆模块的方法，所述模块具有设置有至少一个功能元件的轴以及壳体部件，其中轴可旋转地设置在壳体部件的轴承接收部分中，并且其中至少一个功能元件通过轮毂孔紧固至轴的加厚部分。所述方法在此包括如下步骤:
[0002]将至少一个功能元件设置在壳体部件内使得轮毂孔与轴承接收部分对准；
[0003]在壳体部件与轴之间产生温差，在所述温差下将轴插入壳体并且通过加厚部分引导其穿过至少一个轴承接收部分；
[0004]使轴与壳体部件之间的温度均衡；
[0005]相对于轴以位置正确的方式设置至少一个功能元件;并且在轮毂孔与相关联的加厚部分之间产生过盈配合。
【背景技术】
[0006]特别地，机动车辆模块可以为凸轮轴布置，其中凸轮轴直接安装在汽缸盖上或汽缸盖罩中。
[0007]通过DE 10 2010 045 047 Al已知所讨论类型的方法，其中在将至少一个功能元件设置在壳体部件内、产生温差并且插入轴之后，首先使轴与壳体部件之间的温度均衡然后相对于轴以位置正确的方式设置至少一个功能元件，然后通过轮毂孔与相关联的加厚部分压紧从而相对于轴以位置正确的方式设置至少一个功能元件。
[0008]为了减少机动车辆发动机的组装过程中的安装费用并且降低发动机安装的储存成本和物流成本，可以向汽车制造商供应已经预先制造的模块。所述机动车辆发动机模块可以例如由至少一个凸轮轴和汽缸盖或汽缸盖罩形式的壳体组成，其中凸轮轴已经可旋转地安装在相应的壳体部件中。
[0009]DE 10 2010 045 047 Al描述了一种方法，其中凸轮形式的功能元件结合至汽缸盖罩内的轴，因此轴承接收部分可以整体形成。因此形成这样的单元:凸轮轴与凸轮不再能够与汽缸盖罩分离或可选择地与汽缸盖分离而不会被破坏。
[0010]凸轮设置有轮毂孔，所述轮毂孔与汽缸盖罩的轴承接收部分对准，其中仅考虑构件相对于彼此和相对于轴承接收部分的顺序，并且其中构件尚未被保持在它们的最终角位置下。然后产生温差，所述温差使得轴能够被推入通道孔并且进入轴承接收部分，然后在每种情况下将凸轮形式的功能元件设置成邻近轴的扩径部分形式的加厚部分。
[0011]替代性地，可以设置功能元件与加厚部分的边缘的略微重叠从而首先将功能元件预先固定至无序角布置或功能上尚不满意的角布置。
[0012]温度均衡之后，轮毂孔不再配合扩径部分(所述扩径部分例如通过滚柱打磨部分形成)，因此然后将所述功能元件挤压至相关联的扩径部分上，其中首先使构件相对于彼此以预定角位置对准并且沿轴向设置于它们在轴上的最终位置。如果如上所述预先固定功能元件，所述功能元件预先与扩径部分分开然后才能进行定向和挤压。
[0013]所讨论类型的已知方法的特点在于，单独的凸轮或功能元件在轴的推入过程中尚不能精确定位。因此没必要将具有较大费用的部件固定在保持框架等中。相反，单独的功能元件可以接连挤压至轴上，其中轴只有从挤压操作至挤压操作才能以合适的方式旋转从而实现所有功能元件的位置正确的角定向。
[0014]通过EPI 155 770 BI已知一种方法，其中待安装的功能元件必须保持在框架中。
【发明内容】
[0015]—开始描述的方法被证实能够成功制备凸轮轴模块。然而，需要提高机动车辆模块的承载能力和耐磨损性。
[0016]通过权利要求1中要求保护的方法实现所述目的，并且本发明涉及权利要求1中要求保护的方法。从具有一开始描述的特征的方法出发，根据本发明提出的是，在将轴插入壳体部件之前，形成至少一个轴承接收部分使得滚动轴承插入特别是挤入壳体部件的接收孔。
[0017]根据本发明，因此提供在安装轴之前的额外方法步骤，其中将滚动轴承插入至少一个轴承接收部分。因此，通过滚动轴承的内径(即通常通过滚动轴承的内环)形成相应轴承接收部分的引导通孔。
[0018]这带来相对于已知方法的多个优点。首先，可以永久地实现壳体部件与可旋转地安装在壳体部件上的轴之间的少量摩擦。
[0019]此外，由于至少设置有滚动轴承的轴承接收部分不需要轴的任何复杂的表面加工来允许精确的滑动安装，因此也实现了简化。
[0020]此外，在用于产生限定的轴承间隙用于滑动安装的已知方法中，轴承接收部分与相应相关联的轴的外径精确协调。相反如果使用滚动轴承，根据本发明的优选实施方案，可以在滚动轴承的内环与轴的相关联的侧表面之间产生挤压配合使得轴在该处因此具有相比于内环更大的尺寸。如果不需要吸收轴承处的轴向力，挤压配合的力也可以改变至一定程度，因此总而言之不需要对精确性提出严格要求。
[0021]另一个优点是如下事实:即使相对大的倾斜力矩也可以被滚动轴承吸收。所述倾斜力矩特别可能在轴的驱动器的区域中出现。例如，凸轮轴通常由齿形带或齿轮驱动，为了所述目的将相应的驱动齿轮设置在凸轮轴的一端处。通过张紧齿形带或控制链，在凸轮轴上施加张力，所述张力必须与倾斜力矩一样被轴承接收部分吸收。
[0022]与该【背景技术】相反，可以提出的是轴通过滚动轴承可旋转地设置在一个轴承接收部分上并且通过滑动安装可旋转地设置在另一个轴承接收部分上，其中具有滚动轴承的轴承点在轴的设置有轴驱动器的侧部上形成。
[0023]如果预期轴的一端具有高负载的时候所述实施方案是特别适合的，但是滑动安装也是足够的。
[0024]根据本发明的替代性优选实施方案，壳体部件的所有轴承接收部分各自设置有滚动轴承，因此永久地实现特别地平稳运转和可靠的安装。
[0025]原则上，不同类型的滚动轴承是合适的。特别优选使用具有紧凑构造的滚针轴承，滚针轴承的特点是关于径向方向的负载的高支撑力。
[0026]根据本发明的方法通常适合于组装机动车辆模块，特别是机动车辆发动机模块，所述模块包括具有功能元件的轴，所述功能元件设置在壳体部件中。所述模块优选是凸轮轴模块，但是使用根据本发明的方法也能够安装偏心轴模块。
[0027]根据本发明的优选实施方案提出的是，从通过DE 10 2010 045 047A1已知的方法出发，在用于组装机动车辆模块的方法中，以所述顺序进行下文描述的步骤:
[0028]将至少一个功能元件设置在壳体部件内使得轮毂孔与轴承接收部分对准；
[0029]在壳体部件与轴之间产生温差，在所述温差下将轴插入壳体并且通过加厚部分引导其穿过至少一个轴承接收部分；
[0030]使轴与壳体部件之间的温度均衡，然后相对于轴以位置正确的方式设置至少一个功能元件；
[0031]通过轮毂孔与相关联的加厚部分的压紧从而相对于轴以位置正确的方式设置至少一个功能元件。
[0032]然而，在本发明的范围内，不同的方法过程也是可能的。例如，基本上还可以在使轴与壳体部件之间的温度均衡之前进行至少一个功能元件的位置正确的设置，然后仅通过温度均衡产生轮毂孔与相关联的轴的加厚部分的之间的过盈配合。
[0033]根据本发明，存在至少一个功能元件，但是通常多个功能元件安装在轴上，如前文所述。在凸轮轴模块的情况下，作为功能元件的所有凸轮相应地首先以所述方式螺纹连接至轴，然后通过压紧以位置正确的方式设置。在凸轮轴模块的情况下，作为功能元件的多个凸轮因此连接至轴各自的加厚部分，其中为了将轴插入壳体部件，同样在轴与至少一些凸轮(通常所有凸轮)之间产生温差，并且通过轴的加厚部分引导轴穿过所述功能元件的相关联的轮毂孔。
[0034]温差可以以不同方式产生。优选提出的是冷却轴和/或加热壳体部件和功能元件。考虑到金属膨胀系数，轴通过冷却而收缩，而壳体部件和功能元件在加热的过程中膨胀。膨胀在此造成轮毂孔的直径扩大。
[0035]在产生温差与使温度均衡之间，优选以位置正确的方式将轴设置在壳体部件中使得轴承接收部分与轴的轴承部分重叠。在此特别可以提出的是，当使温度均衡的时候，在至少一个轴承接收部分上，轴承部分以挤压配合的方式连接至滚动轴承的内环，即横向挤压配合。然后轴已经以轴向固定的方式容纳和保持在壳体部件中，其中单独的功能元件然后优选压紧并且产生纵向挤压配合。
[0036]通过在第一步骤中将轴紧固至滚动轴承然后将功能元件紧固至轴，可以实现特别简单的方法过程，其中可以以特别有利的方式组合不同类型的干扰配合，即一方面是轴与滚动轴承的环之间的横向挤压配合，另一方面是轴与功能元件之间的纵向挤压配合。在第一方法步骤中在内环与轴之间在轴承接收部分上产生的横向挤压配合足以沿轴向将轴固定至一定程度并且应付在轴承接收部分处出现的负载。通过纵向挤压配合，特别是连同轮毂孔和/或加厚部分的轮廓，可以确保即使在升高转矩下仍然可旋转地固定的特别可靠的连接。
[0037]在所述方法的范围内，为了加快温度均衡，轴和壳体部件可以暴露于流体(例如压缩空气)或液体(例如水)从而加热较冷部件或者冷却较热部件。
[0038]可以通过轴的简单变形过程(例如产生滚柱打磨部分)从而形成加厚部分。
[0039]根据本发明，在插入轴之前将滚动轴承设置在相关联的接收孔中。然而，由此出发，在单独方法步骤的精确顺序方面仍然存在各种可能性。因此可以在整体预先进行的第一方法步骤中将滚动轴承插入相关联的接收孔。
[0040]此外，当功能元件与壳体部件内的轮毂孔对准设置的时候，也可以将滚动轴承插入接收孔。然而，不同于功能元件，滚动轴承在轴向方向上相对于壳体部件已经设置在其最终位置。
[0041]最后，基本上还有可能紧接着在引入轴之前将滚动轴承插入相关联的接收孔。如果例如壳体部件具有高温、轴具有低温并且滚动轴承具有中等温度并且尺寸以合适的方式彼此协调，那么滚动轴承的外周可以插入相关联的接收孔并且具有游隙，其中可以同时引导轴通过滚动轴承的内环并且具有游隙。仅当部件的温度均衡的时候才实现一方面外环与接收孔之间的过盈配合以及另一方面内环与轴之间的过盈配合。
【附图说明】
[0042]下文参考附图解释本发明，附图仅阐明示例性实施方案。在附图中:
[0043]图1显示了用于组装机动车辆模块的第一方法步骤，其中为了形成轴承接收部分，将滚动轴承插入接收孔，
[0044]图2显示了将轴插入图1中所示的壳体部件，
[0045]图3显示了将功能元件定位在轴上的方法步骤，
[0046]图4显示了机动车辆模块的纵截面，
[0047]图5显示了根据图4的机动车辆模块的仰视图。
【具体实施方式】
[0048]本发明涉及用于组装机动车辆模块(特别是机动车辆发动机模块)的方法，所述模块具有设置有至少一个功能元件的轴I以及壳体部件2。特别地，模块为凸轮轴布置，其中具有凸轮3形式的功能元件的轴I插入壳体部件2。壳体部件2为其中安装有凸轮轴的汽缸盖或汽缸盖罩。
[0049]就此而言，图1显示了在壳体部件2上形成轴承接收部分4的第一方法步骤，每个所述轴承接收部分4具有滚动轴承5。滚动轴承5(在示例性实施方案中显示为滚针轴承)插入壳体部件2的相关联的接收孔6。特别地，滚动轴承5可以挤入接收孔6。通过滚动轴承5的外环7在轴向方向上进行挤入，所述滚动轴承5具有相比于接收孔6略微更大的尺寸。替代性地，也可以通过至少在接收孔6的区域中加热且由此膨胀的壳体部件2和/或通过冷却且由此收缩的滚动轴承5进行收缩挤压。
[0050]如果滚动轴承5插入接收孔6，那么内环8形成轴承接收部分4中的净孔。
[0051]然后以本身已知的方式将凸轮3设置在壳体部件2上使得凸轮3的轮毂孔9与轴承接收部分4的作为引导通孔的内环8对准，然后将轴推入(图2)。
[0052]在待设置凸轮3的轴向位置处，轴I具有各自的滚柱打磨部分10。由于一方面在轴I另一方面在壳体部件2与凸轮3之间产生温差，因此可以推动轴I穿过轴承接收部分4和轮毂孔9。特别地，轴I可以通过冷却而收缩，其中额外地或替代性地，轴承接收部分4和凸轮3通过加热而膨胀且由此轮毂孔9也通过加热而膨胀。
[0053]根据图2，单独的凸轮3在它们的轴向定向及它们的角定向方面尚未处于它们的最终位置。凸轮3被设置成紧靠滚柱打磨部分10。替代性地，可以提出的是凸轮3被设置在滚柱打磨部分10的边缘处并且首先必须再次分开。
[0054]为了使凸轮3到达它们的最终位置，所述凸轮挤压至滚柱打磨部分10上。同时，凸轮3还相对于彼此以正确的角关系设置。根据图3，由于凸轮3单独地挤压至各自的滚柱打磨部分1上的事实，因此能够以特别简单的方式实现上述目的，其中轴I在单独的凸轮3的连续挤压操作之间旋转至合适程度。
[0055]根据图3的示例性实施方案，滚动轴承5设置在所示的两个轴承接收部分4上。以相应的方式，沿着整个轴I可以存在多个轴承接收部分4，每个所述轴承接收部分4具有滚动轴承5。
[0056]由此出发，图4显示了替代性实施方案，其中仅在一个轴承接收部分4上存在滚动轴承5’，而在剩下的轴承接收部分4’上进行滑动安装。设置滚动轴承5’(在所示示例性实施方案中为滚珠轴承)从而能够吸收轴I的相应端部处的增加的力，所述力由安装在轴I上的驱动齿轮11施加。根据图4，其上设置凸轮3的轴I设置在汽缸盖罩形式的壳体部件2中。
[0057]图5显示了汽缸盖罩的仰视图，其中在该处设置两个具有凸轮3的轴I用于控制内燃机发动机的入口阀和出口阀。从第一轴承接收部分4中的各自的驱动齿轮11开始，由滚动轴承5’为两个轴I提供支撑。
【主权项】
1.用于组装机动车辆模块的方法，所述模块具有轴(I)以及壳体部件(2)，所述轴(I)设置有至少一个功能元件，其中所述轴(I)能够旋转地设置在所述壳体部件(2)的轴承接收部分(4)中，并且其中所述至少一个功能元件通过轮毂孔(9)紧固至所述轴(I)的加厚部分，所述方法包括如下方法步骤: a)将所述至少一个功能元件设置在所述壳体部件(2)内使得所述轮毂孔(9)与所述轴承接收部分(4)对准； b)在所述壳体部件(2)与所述轴(I)之间产生温差，在所述温差下将所述轴(I)插入所述壳体部件(2)并且通过所述加厚部分引导轴(I)穿过至少一个轴承接收部分(4); c)使轴(I)与壳体部件(2)之间的温度均衡； d)相对于所述轴(I)以位置正确的方式设置至少一个功能元件； e)在轮毂孔(9)与相关联的加厚部分之间产生过盈配合； 其特征在于，在将所述轴(I)插入所述壳体部件(2)之前，形成至少一个轴承接收部分(4)使得滚动轴承(5)插入特别是挤入所述壳体部件(2)的接收孔(6)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤a)和b)之后，首先使轴(I)与壳体部件(2)之间的温度均衡然后相对于所述轴以位置正确的方式设置至少一个功能元件，其中通过所述轮毂孔(9)与相关联的加厚部分压紧从而相对于所述轴(I)以位置正确地方式随后设置所述至少一个功能元件。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，滚动轴承(5)以滚针轴承的形式压入。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述壳体部件(2)的所有轴承接收部分(4)设置有滚动轴承(5)。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述轴(I)通过所述滚动轴承(5)能够旋转地设置在一个轴承接收部分(4)上并且通过滑动安装能够旋转地设置在另一个轴承接收部分(4)上，其中具有所述滚动轴承(5)的轴承接收部分(4)在所述轴(I)的设置有轴驱动器的侧部上形成。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，作为功能元件的多个凸轮(3)连接至所述轴(I)各自的加厚部分，其中为了将所述轴(I)插入所述壳体部件(2)，同样在所述轴(I)与至少一些凸轮(3)之间产生温差，并且通过所述轴(I)的加厚部分引导所述轴(I)穿过所述功能元件的相关联的轮毂孔(9)。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，在产生温差与使温度均衡之间，以位置正确的方式将所述轴(I)设置在所述壳体部件(2)中使得所述轴承接收部分(4)与所述轴(I)的轴承部分重叠。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当使温度均衡的时候，在至少一个轴承接收部分(4)上，所述轴承部分以挤压配合的方式连接至所述滚动轴承(5)的内环(8)。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于，为了产生温差，冷却所述轴(I)和/或加热所述壳体部件(2)和所述至少一个功能元件。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其特征在于，所述轴(I)的至少一个加厚部分通过滚柱打磨形成。
【文档编号】B23P11/02GK105916629SQ201580005123
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月23日
【发明人】H·施密德
【申请人】蒂森克虏伯普利斯坦技术中心股份公司