用于对至少一个功能元件进行定位的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对具有用于轴（3）的轮毂（2）的至少一个功能元件（4）进行定位的装置（1）。对本发明重要的是，提供用于相对于所述至少一个功能元件（4）的轮毂（2）轴向对准所述轴（3）的尾架（6），所述尾架（6）具有定中心锥（7）和用于对所述功能元件（4）进行定中心的可延伸定中心元件（8），该定中心锥（7）能够相对于所述尾架（6）轴向移位，其中所述定中心锥（7）被联接到所述定中心元件（8），使得当所述定中心锥（7）轴向移位时，所述定中心元件（8）沿径向方向移动，所述定中心元件（8）当处于延伸位置时抵靠所述功能元件（4）中的轮毂（2）采取规定位置，提供用于所述轴（3）的可动导向块（9）。因而，能够在结合期间省去先前必不可少的轴（3）的复杂导向。
【专利说明】用于对至少一个功能元件进行定位的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1前言的用于对具有用于轴的轮毂、特别是凸轮的至少一个功能元件进行定位的装置。
【背景技术】
[0002]DE 10 2008 064 194A1公开了一种用于对具有用于轴的底切部(cut-out)的至少一个功能元件定位在轴上的预定角位置的通用装置，该装置具有供功能元件使用的保持器。
[0003]DE 10 2007 056 638 Al公开了用于安装组件的另一装置，包括至少一个轴承功能元件和将轴承功能元件支撑在连续轴承中的外壳，所述外壳具有定位机构，该定位机构在结合之前将功能元件保持在外壳中的预定相位位置，从而使得至少一个轴能够推动穿过外壳的轴承和功能元件中的开口。定位机构在此情况下被提供有用于功能元件的底切部，该底切具有止动部，该止动部沿轴的结合方向相反地支撑功能元件，定位机构的底切部使功能元件的轮廓的局部轮廓为负性轮廓，从而功能元件能够根据其后续的结合位置被保持在相位位置。底切部的局部轮廓环绕功能元件，至少在其一些外轮廓上环绕功能元件。这用于实现极为相位精确的定位。
[0004]DE 10 2009 060 350 Al公开了一种用于安装轴承功能元件的装置，该装置包括机械平台，该机械平台上布置有用于功能元件的对准、位置上的准确定位的多个定位盘，从而能够插入轴。定位盘可回动地固定到框架，该框架其一部分可回动地固定到机械平台。这用于通过使若干框架可用而有可能快速改变生产过程。
[0005]DE 10 2006 036 140 Al公开了一种用于对工件进行定中心的装置，其具有定中心销，该定中心销被插入到机床的心轴中。定中心销或其定中心元件通过利用在任何情况下存在于心轴中的移位机构而致动，从而在机床上不再需要额外的定中心单元。
[0006]DE 10 2011 106 981 Al公开了一种用于将具有孔的至少一个结合部件结合到轴的装置，该装置具有结合机构，该结合机构具有用于夹持轴的第一夹持器和用于以位置上定向的方式夹持结合部件的第二夹持器。轴在中心上一端被夹紧在被安装为能够以旋转方式进行驱动的夹紧机构中，另一端利用定中心端进行定中心，结合部件被加热到所需温度，孔相对于轴径过渡加宽。这特别用于形成能够使结合过程最优的装置。
[0007]EP I 392 469 BI公开了一种用于将具有孔的驱动部件旋转固定地紧固到轴的方法，该轴伸出穿过驱动部件的孔。通过皱缩实现该结合。
[0008]然而，根据本发明的各种装置的缺点是在热结合期间轴的相对复杂的导向。
【发明内容】
[0009]本发明涉及详细说明用于通用类型的装置的改进或至少可替代的实施例这一问题，其特别允许优化的结合过程。
[0010]该问题根据本发明通过独立各权利要求的主题得以解决。各有利实施例形成各从属权利要求的主题。
[0011]本发明基于一般概念对通用装置配备用于将轴相对于至少一个功能元件的轮毂轴向对准的尾架，该尾架被形成为使其能够将轴和功能元件相对于轴对准。该装置因而被形成用于对至少一个功能元件，例如凸轮轴上的凸轮，定位在预定角位置，其具有用于轴的轮毂，提供至少一个保持器，功能元件能够被放置在保持器中。根据本发明所提供的尾架具有定中心锥，其能够相对于用于轴的所述尾架轴向移位，尾架另外还具有用于对功能元件进行定中心的可扩展的定中心元件，定中心锥被联接到定中心元件，从而使得当定中心锥轴向移位时，定中心元件沿径向方向移动。定中心锥布置在尾架前端，如果尾架由此撞靠轴的端面，定中心锥被部分推动到轴中，由此将其定中心，同时发生定中心锥的轴向移位和定中心元件的径向延伸。在延伸位置，定中心元件在规定位置，由此产生距轮毂的规定间隙，或者定中心元件堵塞抵靠功能元件中的轮毂，并由此固定功能元件。根据本发明的装置另外具有用于轴的可动导向块，用于结合的轴通过导向块能够与尾架同时移位，特别是推动穿过至少一个功能元件的轮毂。利用根据本发明的装置，现在可以提供尾架端实现轮毂的精确对准，因而实现功能元件，例如凸轮的精确对准。尾架端的定中心元件被形成为使得当它们处于延伸状态时距轮毂呈现非常小的间隙，或者堵塞抵靠功能元件的轮毂，而当处于缩回状态时，能够容易地穿过凸轮或者功能元件的轮毂。通过移动轴端抵靠尾架端，即通过使轴的端面撞靠定中心锥，使定中心元件延伸。对轴进行定中心的定中心锥由此沿轴向方向略微移动，这例如通过相应的移位机械机构或者液压或气压调节机构反过来实现定中心元件的径向延伸。利用根据本发明的尾架，功能极大地简化了功能元件相对于轴的定中心过程，因而总体上优化了结合过程。
[0012]在尾架端上有利地提供至少三个定中心元件。为了能够将相应功能元件的轮毂相对于轴最佳对准，三个定中心元件至少是必不可少的。当然，定中心元件或者使其致动的移位机械机构被形成为使得当定中心元件轴向移位时，发生定中心元件的一致的径向移位。当然，也能够提供四个或更多的定中心元件。
[0013]在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，提供弹簧机构，该弹簧机构将至少一个定中心元件，优选所有的定中心元件预挤压在其延伸位置。由此能够实现定中心元件的规定接触力因而实现用于功能元件的规定固定力。至少一个弹簧机构能够被集成在尾架端中。
[0014]通常，功能元件能够被形成为配重、齿轮或者轴承，或者为凸轮，该列举并非是详尽无疑的，对于另外的功能元件，特别是在凸轮轴领域，例如传感器轮，还可以利用根据本发明的装置进行结合。
[0015]本发明还基于一般概念详细说明一种利用上述装置用于将轴热结合到具有用于该轴的轮毂的至少一个功能元件的新颖方法。在根据本发明的方法，首先，轴被冷却和/或功能元件被加热，功能元件然后被放置到装置的相关保持器中。该保持器例如可以具有功能元件的负性轮廓，从而它们能够以角度精确的方式被容纳于其中。同样可以想到的是保持器具有止动部，该止动部允许相应的功能元件仅可能旋转到精确预定的角位置。在另一方法步骤中，尾架然后移动到轮毂中，直到定中心元件位于轮毂中。轴然后通过导向块朝向尾架的定中心锥移动，从而定中心锥至少部分地突出到轴中，同时轴向移位，由此使定中心元件堵塞抵靠功能元件的轮毂。尾架与功能元件然后一起移动到正确的角位置，轴然后可以推动穿过功能元件。为了固定热结合，等待将功能元件固定到轴上的温度均衡，从而在最后方法步骤中，轴与固定于其上的功能元件一起可从装置移除。第一方法步骤，即轴的冷却和/或至少一个功能元件的加热，当然不必开始实施，还可能在实际结合到轴之前不久发生。
[0016]如果利用上述装置将多个这种功能元件结合到轴，则下述可替代方法是合适的，其中，再次，首先轴被冷却和/或功能元件被加热。功能元件然后利用对准的轮毂放置到装置的保持器中，保持器竖向地一个布置在另一个之上，尾架然后从下方移动穿过功能元件的所有轮毂。轴然后通过导向块朝向尾架的定中心锥移动，从而定中心锥轴向移位，并且定中心元件被延伸。在同一方法步骤中，也发生轴的定中心，该轴或许略微偏心地布置。在后续的方法步骤中，尾架与轴一起向下移动，尾架同时旋转。然而，轴并不旋转。当到达轮毂时，定中心元件于是在轮毂中堵塞，从而当尾架旋转时，目前相关的功能元件也在其保持器中旋转，直到功能元件以角度精确的方式撞靠预定的止动部。轴于是推动穿过所有的功能元件，当到达相应的下一功能元件时，通过旋转尾架，功能元件在其角度位置方面同时对准，同时定中心元件堵塞在轮毂中。为了能够完成热结合，然后等待温度均衡，直到轴与固定于其上的功能元件一起从装置移除。由此同样实现极为精确且同时省时的最佳过程结口 ο
[0017]本发明的进一步的重要特征和优点能够在各从属权利要求、附图以及利用附图的相关图示描述而获得。
[0018]不言而喻，在不背离本发明的范围的情况下，上述特征以及仍待在下文中进一步解释的特征在所有情况下不仅能够以各自所列出的组合进行使用，而且还能够以其他组合或者单独使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本发明的各优选示例性实施例被显示在附图中，并在以下描述中更详细地进行说明，其中相同的附图标记指代相同或类似或功能相同的部件。
[0020]在附图中:
[0021]图1示意性地显示根据本发明的装置的示意图，
[0022]图2a_d示意性地显示利用根据本发明的装置在结合多个凸轮期间的各个方法步骤，
[0023]图2e示意性地显示具有局部延伸的定中心元件的尾架的俯视图，
[0024]图3a_e示意性地显示根据本发明的利用根据本发明的装置用于结合各个凸轮的方法，
[0025]图4和5示意性地显示具有定中心锥和定中心元件的尾架端的不同实施例。
【具体实施方式】
[0026]根据图1，根据本发明的用于对具有用于轴3的轮毂2的至少一个功能元件4，例如凸轮4a进行定位的装置1，具有供功能元件4使用的至少一个保持器5。根据本发明的装置I也具有尾架6，用于相对于至少一个功能元件4的轮毂2对轴3进行轴向对准。尾架6在其面对轴3的端部(point)上具有定中心锥7，该定中心锥7对于轴3能相对于尾架6轴向移位，尾架6还具有用于对功能元件4，例如凸轮4a进行定中心的可延伸的定中心元件8，定中心锥7被联接到定中心元件8，从而使得，当定中心锥7轴向移位时，定中心元件8沿径向方向移动。这种联接例如在图4和图5中示出。在延伸位置，定中心元件8挤靠功能元件4中的轮毂2，并由此将轮毂2固定。而且，根据本发明的装置I具有用于轴3的可动导向块9,轴3通过可动导向块9从上方推动穿过轮毂2和保持器5,功能元件4、4a由此能够结合到轴3。在根据图1所示的装置I中，总共提供两个保持器5，各自具有止动部10，该止动部10允许容纳在保持器5中的功能元件4在任何情况下尽可能远地旋转到预定角位置。可替代地，保持器5当然还可以具有功能元件4、4a的至少一部分负性轮廓，从而能够以精确装配、角度精确的方式容纳于其中。功能元件4例如可以被形成为配重、齿轮、传感轮或者凸轮4a。
[0027]如果观看图2e，能够看到至少提供三个定中心元件8，这三个定中心元件8被延伸优选一致地缩回，由此允许轮毂2以及功能元件4通过轮毂2相对于轴线11的精确定中心，轴线11为尾架6、轴3和轮毂2的轴线。
[0028]为了使定中心元件8移位，可以提供移位机械装置12，例如图4和图5中所示，液压或气压调节机构(未示出)当然也是能想到的。移位机械装置12例如可以包括扩展锥13，其布置在定中心锥7上并在定中心7向下推动时使定中心元件8沿径向方向向外移位，即正交于轴线11移位。由于定中心元件8的拱形外点，当定中心锥7消除负载并且当尾架6与此同时例如通过撞靠轮毂2时，定中心元件8自动径向向内后移。也可以提供弹簧机构14，其通过预定接触力挤压至少一个定中心元件8，优选挤压所有定中心元件8抵靠功能元件4的轮毂2。
[0029]根据图2a至2d，现在描述通过图1所示的装置I用于将轴3热结合到多个功能元件4，例如凸轮4a的各个方法步骤，每个功能元件4具有用于轴3的轮毂2。在根据本发明的方法中，首先，轴3和/或功能元件4被加热，以便首先使热结合过程成为可能。然而，功能元件4利用彼此对准的轮毂2被放置到装置I的竖向地一个布置在另一之上的保持器5中。根据图2a，尾架6然后从下移动穿过功能元件4的所有轮毂2，在图2a至2d中仅显示一个功能元件4。缩回的定中心元件8的外径dl小于轮毂2的内径d2，因而尾架6与其定中心端部可以不接触地移动穿过轮毂2。轴3然后利用导向块9放置在定中心锥7上，结果定中心兀件8径向向外移动。与此同时，轴3与尾架6 —起向下移动,直到定中心兀件8伸展到功能元件4的轮毂2中，根据图2b和2c同时发生尾架6的旋转，结果，通过定中心元件8被堵塞的功能元件4在保持器5中旋转，直到撞靠止动部10并由此获得其角度精确的对准。轴3和尾架6然后进一步向下移动，结果，轴3推动穿过功能元件4的轮毂2。根据图2b至2d的过程然后被重复，直到轴3推动穿过所有的功能元件4，尾架6连续旋转，以便能够使每一个最新接纳的功能元件4在实际结合到轴3之前旋转到其精确的角位置。上述情况一直保持，等待固定结合的温度均衡，然后以便能够从装置I移除轴3以及固定于其上的功能元件4。
[0030]如果观看图2a和2b中的直径dl和d2，可以清楚地看出，直径dl小于直径d3。d3表示加热后的功能元件4的轮毂直径。d4为装配在轴3上的接头的直径。通常，d2>d3，d3必须小于d4。延伸后的定中心元件8与轮毂2之间的间隙小于加热后的功能元件4与轴3之间的结合间隙。
[0031]相反，如果观察图3a至3e，在此显示通过根据图1所示的装置用于将轴3热结合至IJ具有用于轴3的轮毂2的功能元件4，例如凸轮4a的可替代方法。在该方法中，同样，首先，轴3被冷却和/或功能元件4被加热，功能元件4然后被放置到装置I的相关保持器5中。尾架6然后从下方移动到轮毂2中，直到定中心元件8位于轮毂2中。轴3然后从上方通过导向块9放置到定中心锥7上，结果，定中心元件8延伸，同时在轮毂2中被堵塞。这显示在图3c中。在根据图3d的方法步骤中，轴2然后被推动穿过功能元件4的轮毂2，于是，在根据图3e的方法步骤中的相应温度均衡过程之后，轴与固定于其上的功能元件4可向上推动离开保持器5。在此情况下，保持器5例如至少具有功能元件4的部分负性轮廓，从而可以角度精确的方式容纳在保持器5中。
[0032]在上述两种方法中，轴3的冷却和/或功能元件4的加热当然不必在开始时发生，而是也可能在一中间方法步骤或者例如通过可加热的保持器5而发生。
[0033]利用根据本发明的装置1，特别是利用根据本发明的方法，将功能元件4，例如凸轮4a结合到相关轴3，例如凸轮轴的过程可以更为可靠。
【权利要求】
1.一种用于将具有用于轴(3)的轮毂(2)的至少一个功能元件(4)，特别是凸轮(4a)定位在所述轴(3)上的预定角位置的装置(1)，其中该装置(I)具有供功能元件(4)使用的至少一个保持器(5)， 其特征在于， 提供用于相对于所述至少一个功能元件(4)的轮毂(2)轴向对准所述轴(3)的尾架(6), 所述尾架(6)具有定中心锥(7)和用于对所述功能元件(4)进行定中心的可延伸定中心元件(8)，该定中心锥(7)能够相对于用于所述轴(3)的所述尾架(6)轴向移位，其中所述定中心锥(7)被联接到所述定中心元件(8)，使得当所述定中心锥(7)轴向移位时，所述定中心元件(8)沿径向方向移动， 所述定中心元件(8)当处于延伸位置时抵靠所述功能元件(4)中的轮毂(2)采取规定位置， 提供用于所述轴(3)的可动导向块(9)。
2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 延伸后的定中心元件(8)的规定位置允许距所述功能元件(4)中的轮毂(2)—间隙，该间隙小于所述功能元件(4 )中的轮毂(2 )与所述轴(3 )之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述定中心元件(8)在处于延伸位置时堵塞抵靠所述功能元件(4)中的轮毂(2)并固定所述轮毂(2)。
4.根据前述任一权利要求所述的装置， 其特征在于， 提供至少三个定中心元件(8 )。
5.根据前述任一权利要求所述的装置， 其特征在于， 提供用于使所述定中心元件(8)移位的移位机械机构(12)或液压或气压调节机构。
6.根据前述任一权利要求所述的装置， 其特征在于， 提供弹簧机构(14)，该弹簧机构(14)利用预定力使所述至少一个定中心元件(8)预挤压抵靠所述轮毂(2)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置， 其特征在于， 所述保持器(5)具有所述功能元件(4)的至少局部负性轮廓，从而所述保持器以角度精确的方式被容纳于其中，或者 所述保持器(5)具有止动部(10)并且所述尾架(6)是能旋转的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置， 其特征在于， 所述功能元件(4)被形成为配重、齿轮或者轴承。
9.一种通过根据前述任一项权利要求所述的装置(I)用于将轴(3 )热结合到具有用于所述轴(3)的轮毂(2)的至少一个功能元件(4)，特别是凸轮(4a)的方法，其中 所述轴(3)被冷却和/或所述功能元件(4)被加热， 所述功能元件(4)被放置在所述装置(I)的相关保持器(5)中， 所述尾架(6)被移动到所述轮毂(2)中，直到所述定中心元件(8)位于所述轮毂(2)中，所述轴(3)通过所述导向块(9)朝向所述尾架(6)的定中心锥(7)移动，从而所述定中心锥(7)轴向移位，并且所述定中心元件(8)堵塞抵靠所述功能元件(4)的轮毂(2)， 所述尾架(6)与所述功能元件(4) 一起旋转到正确的角位置， 所述轴(3 )推动穿过所述功能元件(4 ), 等待将所述功能元件(4)固定到所述轴(3)上的温度均衡， 所述轴(3 )与固定于其上的所述功能元件(4 ) 一起从所述装置(I)移除。
10.通过根据权利要求1至6任一项所述的装置(I)用于将轴(3)热结合到各自具有用于所述轴(3)的轮毂(2)的多个功能元件(4)，特别是凸轮(4a)的所述方法，其中 所述轴(3)被冷却和/或所述功能元件(4)被加热， 所述功能元件(4)利用彼此对准的轮毂(2)被放置在所述装置(I)的竖向地一个布置在另一之上的保持器(5) 中， 所述尾架(6)从下方移动穿过所述功能元件(4)的所有轮毂(2)， 所述轴(3)通过所述导向块(9)朝向所述尾架(6)的定中心锥(7)移动，从而所述定中心锥(7)轴向移位并且所述定中心元件(8)被延伸， 包括所述轴(3)的所述尾架(6)向下移动，所述尾架(6)同时被旋转，其中所述定中心元件(8)在达到轮毂(2)时被堵塞在所述轮毂(2)中，并且以角度精确的方式使其保持器(5)中的相关功能元件(4)旋转抵靠止动部(10), 所述轴(3)被推到穿过所有功能元件(4)， 等待将所述功能元件(4)固定到所述轴(3)上的温度均衡， 所述轴(3)与固定于其上的所述功能元件(4) 一起从所述装置(I)移除。
11.根据权利要求9或10所述的方法， 其特征在于， 所述功能元件(4)在所述保持器(5)中或者在外部被加热。
【文档编号】B23P11/02GK104043965SQ201410065207
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2013年3月11日
【发明者】安东尼奥·梅农纳 申请人:马勒国际有限公司