用于組裝凸輪軸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于組裝凸輪軸和用于機動車輛引擎的引擎模塊的方法，該引擎包括氣缸蓋罩和被可轉(zhuǎn)動地安裝在所述氣缸蓋罩的凸輪軸。本發(fā)明同樣地涉及專門由這些方法形成的凸輪軸。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減少在裝配機動車輛引擎中所涉及的裝配工作并且降低引擎組件所致的倉庫保管和后勤成本，已裝配好的引擎模塊直接由供應商提供給汽車制造商的裝配線。這種引擎模塊例如由氣缸蓋罩和被安裝在其中的凸輪軸組成。在組裝引擎的過程中，隨后這些對于固定該模塊到引擎的氣缸蓋罩都是必要的。
[0003]用于由氣缸蓋罩和被安裝在其中的凸輪軸組成的引擎模塊的組裝方法在W02012/031770 Al中進行描述。在這種已知的組裝方法的情況下，具有引線穿通(lead-through)的氣缸蓋罩被設(shè)置，在后的凸輪軸的圓柱形支撐軸被插入通過該氣缸蓋罩。此前，待固定的組件例如凸輪、傳感器的方向盤等被定位在軸向位置上，該些軸向位置與假設(shè)在完工的凸輪軸上的這些組件的軸向位置并不一致。在接下來的步驟中，支撐軸被推著通過在氣缸蓋罩里的引線穿通并且通過組件里的通孔(through-opening)。在該支撐軸被推壓通過之前，待固定到支撐軸上的組件首先被加熱并且該支撐軸被冷卻下來，以保證支撐軸的推入不費力。在支撐軸推入后，該些組件首先被可釋放地固定在各自被分配的直徑擴大部上。在后面的步驟中，該些組件從所分配的直徑擴大部上被釋放并且在其角位置上被設(shè)置。在此之后，它們通過按壓(pressing on)或者擠壓(pressing in)被固定在同一被分配的直徑擴大部上。
[0004]這種方法的缺點是直徑擴大部通過可釋放的固定而發(fā)生變形。該第一變形減小了組件支撐軸之間的連接的強度，該強度是通過擠壓或者按壓在最后的變形中獲得的。在組件具有在通孔里的鋸齒的情況下，存在的另一個缺點是該鋸齒在可釋放地固定期間在直徑擴大部里留下空隙。這些空隙降低角位置后續(xù)設(shè)置的準確性。已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)在按壓或擠壓該些組件的過程中，鋸齒趨于返回到原始的間隙。因此該間隙導致了額外的力矩，其在擠壓或按壓期間改變該些組件的角位置并且由此造成與所需角位置的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服這些缺點，即該些組件被固定在其上的直徑擴大部不首先變形。
[0006]這個目的是通過用于組裝來自支撐軸的凸輪軸和待連接到該支撐軸的組件的方法來實現(xiàn)的。在這種情況下，該些組件具有用于接收所述支撐軸的通孔。所述方法還特別包括以下步驟:
[0007]支撐軸被提供，其具有在第一區(qū)域里的第一直徑擴大部，其中，所述組件被固定，并且具有在第二區(qū)域里的第二直徑擴大部，其中，所述組件被預先定位，在第二區(qū)域里的直徑比在第一區(qū)域里的直徑小；
[0008]支撐軸被冷卻和/或該些組件被加熱，使得具有第一和第二直徑擴大部的支撐軸可以被壓著通過該些組件的通孔；
[0009]支撐軸被推動穿過通孔，使得每個組件被分配到第二區(qū)域；
[0010]支撐軸被加熱和/或該些組件被冷卻下來，使得該些組件的通孔的直徑小于所分配的第二直徑擴大部的直徑；
[0011]與分配給該些組件的第二區(qū)域中的組件的預定的重疊被建立，使得該些組件以可釋放的方式被保持在所分配的第二區(qū)域里；
[0012]該些組件被按壓到分配給它們的第一直徑擴大部上或者第一直徑擴大部被擠壓到該些組件的所分配的通孔內(nèi)，在按壓或擠壓之前、期間或者之后，各個組件相對于支撐軸所要求的角位置被分別設(shè)置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的目的還通過一種組裝用于機動車引擎的方法來實現(xiàn)，該機動車輛引擎包括具有軸承容納部和被安裝在該軸承容納部里的凸輪軸的至少一個汽缸蓋罩。在這種情況下，該凸輪軸在由支撐軸和待連接到該支撐軸的組件的模塊組裝過程中被構(gòu)造。在此，該些組件具有用于接收所述支撐軸的通孔。該方法還特別包括以下方法步驟:
[0014]支撐軸被提供，其具有在第一區(qū)域里的第一直徑擴大部，其中所述組件被固定，并且具有在第二區(qū)域里的第二直徑擴大部，其中所述組件被預先定位，在第二區(qū)域里的直徑比在第一區(qū)域里的直徑小，并且其具有在區(qū)域里的軸承部，在所述區(qū)域完工的凸輪軸將被安裝在軸承容納部里；
[0015]待固定到支撐軸上的組件以預定的順序被定位使得他們的通孔與氣缸蓋罩的軸承容納部相一致；
[0016]支撐軸被冷卻和/或該些組件被加熱，使得具有第一和第二直徑擴大部以及軸承部的支撐軸可以被壓著通過該些組件的通孔；
[0017]支撐軸被推著穿過軸承容納部和通孔，使得支撐軸的軸承部被設(shè)置在每個軸承容納部里并且每個組件被分配到第二區(qū)域；
[0018]支撐軸被加熱和/或該些組件被冷卻下來，使得該些組件的通孔的直徑小于所分配的第二直徑擴大部的直徑；
[0019]與分配給該些組件的第二區(qū)域中的組件的預定的重疊被建立，使得該些組件以可釋放的方式被保持在所分配的第二區(qū)域里；
[0020]該些組件被按壓到分配給它們的第一直徑擴大部上或者第一直徑擴大部被擠壓到該些組件的所分配的通孔內(nèi)，在按壓或擠壓之前、期間或者之后，各個組件相對于支撐軸所要求的角位置被分別設(shè)置。
[0021]在支撐軸被推著穿過通孔時，如果額外的步驟被采用以保持支撐軸和該些組件之間的溫度差，這可以是有利的。例如這可以采用組件的絕緣形式以使它們不降溫太快，或者采用支撐軸的相應絕緣。可替代的，該些組件也可以被引入到加熱裝置內(nèi)，其在組裝方法過程中再加熱該些組件或使他們處于預定的溫度下。
[0022]在本發(fā)明的特殊開發(fā)的情況下，在所描述的溫度均衡之前，所述支撐軸在其間被加熱和/或所述組件被冷卻下來，該些組件以該種方式被定位使得在第二區(qū)域中的可釋放固定與溫度均衡同時發(fā)生。這些組件因此被收縮配合到所述第二區(qū)域上。這具有的優(yōu)點是附加的方法步驟可以被保存并且所述方法特別有效地被執(zhí)行。
[0023]在該方法的一個實施例的情況下，在按壓或擠壓之前，每個組件相對于支撐軸的分別所需的角位置的設(shè)定通過所述支撐軸簡單地轉(zhuǎn)動一定角度被實施。以這種方式，該方法可以特別好地實現(xiàn)自動化。
[0024]在該些組件相對于支撐軸的角位置的設(shè)定之前，所述組件可以或者首先從所分配的第二區(qū)域被釋放，或者當該些組件被可釋放地固定在所分配的第二區(qū)域時設(shè)置該角位置。在這兩種情況下，該組件隨后通過按壓或擠壓被固定。第一種情況具有的優(yōu)點是對于該組件與支撐軸間的相對轉(zhuǎn)動，無需花費那么大的力；因為該組件在該方法步驟期間是可自由轉(zhuǎn)動的。對于第二種情況，另一方面，一個附加的方法步驟被省略，在該方法步驟中，組件與軸線相對于彼此必須在軸向方向上須被移動。這降低了自動化的要求。
[0025]在第三替代方式的情況下，當該些組件在所述第一區(qū)域里被固定時，該組件相對于支撐軸的角位置被設(shè)置。這再次允許方法步驟被省略。特別是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在所要求的角位置的區(qū)域中的旋轉(zhuǎn)運動可以增加連接的強度。事實就是這樣，特別是無論所提供的支撐軸具有在第一個區(qū)域的涂層和/或所述組件具有在通孔內(nèi)的涂層。該轉(zhuǎn)動引起進入到組件和靠近表面的支撐軸的這些區(qū)域內(nèi)的涂層擴散，這進一步增加了該連接的強度。以這種方式，所生產(chǎn)的凸輪軸可以傳輸在支撐軸和組件之間的更大的扭矩。用于支撐軸和鋼組件的可能的涂層含有例如鋅、磷酸鹽或銅。
[0026]該擴散可以被進一步加強，如果在最后的步驟中，該些組件在其停留在所要求的角位置之前圍繞所要求的角位置被高頻率地轉(zhuǎn)動。當然該額外的轉(zhuǎn)動也可以在所要求的角位置已經(jīng)通過第一或第二替代方式設(shè)定之后再進行。該高頻率地轉(zhuǎn)動具有能量被引入到涂層中的效果，使得被加強的擴散發(fā)生。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所要求的旋轉(zhuǎn)的幅度(即轉(zhuǎn)動被執(zhí)行的角度)會隨著頻率的增加而降低。轉(zhuǎn)動的幅度可以高達360°。具有30°至60°范圍內(nèi)的振幅的良好結(jié)果已經(jīng)被證實。典型的頻率位于10赫茲至30赫茲之間的范圍內(nèi)。高達100赫茲的頻率優(yōu)選尚達150赫茲或更尚的同樣是可能的。
[0027]在某些情況下，這些組件在其通孔里可以具有鋸齒。由此，可以被傳輸?shù)呐ぞ赝瑯颖辉黾印?br>[0028]在該方法的完善實施例的情況下，支撐軸被形成為空心軸，內(nèi)軸相對于所述空心軸被同心地布置在其內(nèi)部。在這種情況下，內(nèi)軸可以相對于空心軸進行轉(zhuǎn)動。在溫度均衡后并未被連接到支撐軸而是被連接到內(nèi)軸的用于旋轉(zhuǎn)的至少一個組件被額外地設(shè)置。尤其是，該組件通過銷連接件被連接到所述內(nèi)軸。為了這個目的，開口被設(shè)置在被形成作為空心軸的支撐軸里。此外，該內(nèi)軸具有第一孔并且該組件具有第二孔。為了固定，所述開口、第一孔和第二孔彼此一致地被定位并且該連接銷被按壓穿過所述開口進入到所述第一孔以及進入第二孔內(nèi)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的目的通過被特別地形成用于實施所描述的方法的凸輪軸同樣得以實現(xiàn)。這種凸輪軸包括支撐軸和具有用于接收所述支撐軸的通孔的一些組件。在此，該支撐軸具有第一區(qū)域，所述組件被固定在其中。在這些第一區(qū)域中，存在第一直徑擴大部。此夕卜，該支撐軸具有設(shè)置有旋轉(zhuǎn)對稱的第二直徑擴大部的第二區(qū)域。在這種情況下，在第二區(qū)域里的直徑比在第一區(qū)域里的直徑小。由于在第二區(qū)域里的直徑比在第一區(qū)域里的直徑小，組件首先可以被可釋放地固定在第二區(qū)域里并且隨后無需施加大的力就從第二區(qū)域中被釋放。此外，該組件的小的變形僅僅發(fā)生在通孔內(nèi)，并且也僅發(fā)生在與第二區(qū)域起初重疊的區(qū)域里。該組件的形狀僅受到相應輕微地影響。在隨后的固定區(qū)域里的支撐軸和組件的任何變形應該在先前的方法步驟中被避免，因為這對于組件與支撐軸之間的連接的強度具有不利的影響。分離成組件被最終固定其