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1、(10)申请公布号 CN 103128487 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103128487 A *CN103128487A* (21)申请号 201210487835.5 (22)申请日 2012.11.26 102011087049.0 2011.11.24 DE B23P 11/02(2006.01) F16H 53/00(2006.01) F16H 55/00(2006.01) (71)申请人 马勒国际有限公司 地址 徳国斯图加特 (72)发明人 卢茨格伦瓦尔德 (74)专利代理机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 11335 代理人 翟国明 (54) 发明名。
2、称 用于将结构元件接合到轴上的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于将结构元件 （1） 接合到 轴 （2） 上的方法， 其中在实际接合之前， 在所述轴 （2） 上的相应接合位置 （5） 处产生类型为材料堆 积部的至少一个突起 （6） ， 并且其中随后， 将所述 结构元件 （1） 滑动到所述至少一个突起 （6） 上并 且由所述突起保持直到接合过程完成。 由此， 能够 显著地减少停留时间， 并且该接合方法能够明显 地被流水线化。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页。
3、 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103128487 A CN 103128487 A *CN103128487A* 1/1 页 2 1. 一种用于将结构元件 （1） 接合到轴 （2） 上的方法， 其中在实际接合之前， 在所述轴 （2） 上的相应接合位置 （5） 处产生类型为材料堆积部的至少一个突起 （6） ， 并且其中随后， 将所述结构元件 （1） 滑动到所述至少一个突起 （6） 上并且由所述突起保持直到接合过程完 成。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 凸轮轴 （4） 用作为所述轴 （2） ， 凸轮 （3） 和 / 或链轮 / 皮带轮 / 控制元件用作为所。
4、述结构元件 （1） 。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 通过加热所述结构元件和/或冷却所 述轴 （2） 而将所述结构元件 （1） 与所述轴 （2） 热接合。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于， 将所述结构元件 （1） 粘合至所述轴 （2） 。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个突起 （6） 通过 中心冲头 （7） 或通过激光器或焊接电极产生。 6. 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个突起 （6） 在接 合所述结构元件 （1） 之前立即产生。 7.根据权利要求1至6中的。
5、任一项所述的方法， 其特征在于， 对于每个待被接合的结构 单元 （1） 来说， 在所有情况下在所述轴 （2） 的所述接合位置 （5） 处产生彼此偏移 120的三 个突起 （6） 。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法， 其特征在于， 气动或电动地产生所述至少 一个突起 （6） 。 9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法， 其特征在于， 使用尖端直径大约为0.5毫 米的中心冲头 （7） 。 10. 具有至少一个凸轮 （3） 和 / 或一个链轮 / 皮带轮 / 控制元件的凸轮轴 （4） ， 其中所 述至少一个凸轮 （3） 和 / 或所述至少一个链轮 / 皮带轮 / 控制单元已经根据权利要求。
6、 1 至 9 所述的方法被接合到所述凸轮轴 （4） 上。 权 利 要 求 书 CN 103128487 A 2 1/3 页 3 用于将结构元件接合到轴上的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于将结构元件接合到轴上的方法。 本发明进一步涉及一种凸轮 轴， 在该凸轮轴上根据该方法接合有至少一个凸轮和 / 或链轮 / 皮带轮 / 控制元件。 背景技术 0002 在现代的凸轮轴制造中， 凸轮通常是热接合到相关联的凸轮轴上， 因此它们首先 被加热并且随后冷缩配合 （shrink-fit） 在下置式凸轮轴 （ground camshaft） 上。这也适 用于接合传感器轮， 链轮等。为了能够将例如凸轮。
7、轴的组件可靠接合到相关联的轴上而不 损坏所述轴， 这组件必须被加热到这样的程度 ： 使得它的孔大于轴。热接合的缺点是收缩 所述组件所需要的停留时间， 在该停留时间期间组件和轴都不能移动。为了使停留时间和 周期时间尽可能短， 因此扩大、 即加热相应的组件的宽度仅够使得组件能够可靠地接合。 然 而， 由于在系列生产中在某些情况下期望有非常不同的组件的尺寸和非常不同的公差， 因 此减少停留时间因存在组件公差而受自然限制。 在试验条件下， 停留时间可设定为接近零 ； 然而， 由于公差的存在， 这样将无法在生产条件下保持稳定的过程， 并因此是不可能的。由 于依据组件， 组件公差只能减少到有限的程度， 例。
8、如在硬化凸轮的情况下， 甚至可以得到更 紧凑、 显著地减少的停留时间， 从而缩短周期时间目前是不可能或不可能没有问题。 由于停 留时间在接合期间约占 30% 的过程时间， 显著地减少停留时间将会造成在生产相当大的优 势。 发明内容 0003 因此， 本发明涉及的问题是， 提供一种用于将结构元件接合到轴上的改进的方法， 该方法特别的特点是显著降低周期时间。 0004 根据本发明通过独立权利要求的主题可解决这个问题。 有利的实施例是从属权利 要求的主题。 0005 为了将结构元件接合到轴上， 例如， 为了将凸轮接合到凸轮轴上， 本发明基于如下 基本思想， 在实际接合过程之前， 最初在所述轴上的相应。
9、接合位置处产生类型为材料堆积 部或冲压相关材料堆积部的至少一个突起， 并且随后， 将所述结构元件滑动到所述至少一 个突起或者材料堆积部上， 其中所述结构元件由所述突起、 即由所述材料堆积部保持和固 定直到接合过程、 例如冷却结构元件的过程完成。 利用根据本发明的方法， 在理论上可以实 现零停留时间， 因为在接合过程中， 利用了例如冲压工具在轴上的相应的压配合区域中 （即 在相应的接合位置的区域中） 产生最小的材料堆积部。持续进行材料堆积部或突起的制备， 而不影响在工艺流程中用于相应的下一个待被接合的结构元件的周期时间。 由于其尺寸较 小， 突起、 即材料堆积部没有直接影响实际压配合， 这是因为。
10、在对坐置在所述突起上的结构 元件 （例如对坐置在所述突起上的经加热的凸轮） 进行冷缩配合的期间， 所述突起由于表面 压力而再次被抚平。在这里该方法的主要优点是， 待被接合的结构元件在定位在轴上之后 已经被立即固定， 并因此， 能够消除以前的过程相关的停留时间。 然而， 在这里， 应该考虑在 说 明 书 CN 103128487 A 3 2/3 页 4 工艺流程中， 总是仅仅为相应的下一个待被接合的结构元件产生突起或材料堆积部， 因为 否则， 结构元件将使所有上游的材料堆积部在接合期间变平。这个问题是解决如下 ： 用于 第一压配合的突起 （即在第一接合位置的突起） 不是在接合机器中制造， 而是在。
11、上游站中制 造， 其使得第一结构元件可以被接合而不会延迟。 当接合机器接合第一结构元件时， 同时利 用偏移设置的冲压工具产生用于下一个结构元件的突起或材料堆积部。 产生突起或材料堆 积部最好借助于气动或电动冲击锤， 但也可以借助于激光器。 此外， 最后提到的方法可以在 之后特别用于增加接合连接的传输扭矩。机械的冲压工具由多晶钻石 （PCD） 或立方氮化硼 （CBN） （都是超硬切割材料） 并且具有限定的半径， 例如 0.5 毫米， 以确保良好的可重现性和 长期稳定性的冲压工艺。可通过例如触觉或光学测量方法， 定期检查所产生的突起或所产 生的材料堆积部的高度。 一般来说， 产生的材料堆积部可以通。
12、过设置冲压工具的控制压力， 负载或弹簧预紧力来控制。 0006 在根据本发明的方法的一个有利的改进方案中， 结构元件粘合于所述轴。根据本 发明的方法包括突起或材料堆积的生成不仅可以用于热接合结构元件与轴， 而且可以用于 将结构元件粘合于轴。 当将结构元件粘合于轴， 在这里， 突起或材料堆积部也实现安全的固 定直到粘合剂固化， 并且放置在所述突起上的结构元件牢牢地固定在轴上。因此利用根据 本发明的方法能够实现显著地减少的停留时间， 不仅用于当将结构元件、 例如凸轮纯热接 合在凸轮轴凸轮上， 而且理论上也用于当将结构元件粘合到轴上， 使周期时间缩短， 生产过 程整体上能够以更高效的方式实施。 00。
13、07 在根据发明的方法一个有利的改进方案中， 对于每个待被接合的结构元件， 总是 在轴的最后的接合位置处产生三个突起或材料堆积部， 其中所述材料堆积部设置为相对彼 此偏移分别 120。三个这样的突起或材料堆积部确保固定于其上的结构元件一致和确定 静态的固定， 其中理论上当然只是一个突起也是足够的。在热接合时， 如果轴已经被冷却， 当结构元件收缩或者轴扩张时， 突起被抚平， 并因此不会对轴的性能产生影响。 0008 本发明的其他重要特征和优点可从从属权利要求中， 从附图中和借助于附图的相 关的附图描述中获得。 0009 应该理解的是， 在不脱离本发明范围的情况下， 上面提到的特征以及仍然要在下 。
14、面说明的特征不仅可以用于相应组合中， 而且可以用在其他的组合中或单独使用。 0010 本发明优选的实施例在附图中示出， 并且在下面的描述中更详细地说明。 附图说明 0011 在附图中， 示意性地示出 ： 0012 图 1a 示出凸轮轴， 根据本发明的方法在该凸轮轴上产生突起， 0013 图 1b 示出凸轮轴， 将凸轮根据本发明的方法接合到该凸轮轴上， 0014 图 2 示出轴 / 凸轮轴的可能实施例的剖视图， 0015 图 3 示出一突起的详细视图。 具体实施方式 0016 根据图 1a 至 1b， 示出根据本发明的用于将结构元件 1 接合到轴 2 上的方法， 例如 用于将凸轮 3 接合到凸轮。
15、轴 4 上的方法， 其中在实际接合之前， 借助于例如中心冲头 7 或激 说 明 书 CN 103128487 A 4 3/3 页 5 光器 （参见图 1a 和图 3） 在相应的接合位置 5 处制备至少一个类型为材料堆积部的突起， 随 后将结构元件 1/ 凸轮 3 滑动到所述至少一个材料堆积部或所述至少一个突起 6 上， 并由后 者保持直到接合过程完成 （参见图1b） 。 当然， 所述结构元件1也能够设计为链轮/皮带轮、 齿轮、 泵凸轮、 车轮传感器、 转子或其它待被接合到相关联的轴2上的控制元件。 结构元件1 与轴 2 的接合通常为热接合， 其中， 所述结构元件 1 被加热和 / 或相关联的轴。
16、 2 被冷却。可 选地， 也可以想到将结构元件 1 胶粘合至轴 2。通过在实际接合之前制备突起 6， 能够将例 如用于冷却结构元件 1 或凸轮 3 以便建立压配合所需的停留时间减少到几乎为零， 从而能 够减少周期时间， 并且如此能够使生产流水线化。 0017 例如， 可以气动或电动地操作中心冲头 7， 其中， 当然也可以用激光器或焊接电极 来创建突起 6。根据图 3， 示出中心冲头 7， 其刚刚在轴 2 的外侧创建了突起 6。突起 6 的高 度 H 仅为几 m 并且取决于待接合的相应配合件的公差和所选定的接合间隙。不断地对所 产生的突起 6 的这个高度 H 进行检查， 例如利用光学测量装置 （。
17、未示出） ， 使得能够实现可重 现的接合。可选地或者附加地， 可以借助于对结构噪声的测量 （未示出） 来监控冲压过程。 测量在中心冲头 7 撞击轴 2 时所产生的结构噪声， 并且使得能够得到关于正确产生突起 6 的结论。当然， 能够以相同的方式检查突起 6 自身的产生， 例如， 通过监测固定有中心冲头 7 的冲压锤的控制压力或弹簧预紧力的方式。 0018 所描述的发明的优点在于， 待被接合的结构元件 1 在定位在轴 2 上之后已立即被 固定， 并且消除了以前相关工序的用于冷却的停留时间， 从而显著地增加接合工序的效率。 根据本发明可实现预期的效果， 因为在将结构元件 1 接合到轴 2 上之前，。
18、 在相应的压配合 5 的区域产生有一个或多个材料堆积部 （突起 6） 。由于这些突起 6 尺寸较小， 这些突起 6 并 没有直接影响实际的压配合， 因为在对坐置于所述突起上的结构元件 1 进行冷缩配合的期 间， 所述突起由于表面压力而被再次抚平。 0019 如果在同一轴 2 上连续地接合多个结构元件 1， 应该考虑在工艺流程中， 总是仅仅 为相应的下一个结构元件 1 产生这种突起 6， 因为否则， 结构元件 1 将使所有上游突起 6 在 接合期间变平。 0020 仔细参看图 1， 仅仅在实际接合之前制备突起 6， 其中接合工具通常包括多个中心 冲头 7 或合适的冲压工具或激光器。在根据图 1 。
19、所示的方法的情况下， 轴 2 从右向左滑动 并且相应的突起 6 仅仅在与结构元件 1 或凸轮 3 的接合之前被制备。中心冲头 7 例如有约 0.5 毫米的尖端直径。 0021 所述突起 6（材料堆积部） 借助于合适的方法产生， 例如， 气动或电动地操作的冲 击锤， 划线工具， 激光器， 焊接电极等。合适的方法的特点是能够产生期望的突起 6， 以便在 形状位置和高度方面可以产生影响， 并以长期稳定和可重现的方式。 0022 当参考图 2， 很明显， 在轴 2 上， 特别是， 在凸轮轴 4 上设有总共三个突起 6， 所述突 起设置在轴2/凸轮轴4的外侧上并且分别相对彼此偏移120圆周角。 根据本发明的方法 的主要优点是， 待被接合的结构元件 1， 即特别是待被接合的凸轮 3， 在将其滑动到连接位 置 5 上之后已经立即被突起 6 固定， 并且由此， 能够消除先前相关工序的停留时间， 例如用 于冷却结构元件的 1 或凸轮 3 的工序。 0023 利用根据本发明的方法， 停留时间可以大大减少， 优选接近于零， 从而可以从现在 开始显著地缩短接合过程， 停留时间占过程时间的 30%。 说 明 书 CN 103128487 A 5 1/1 页 6 图 1a 图 1b 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103128487 A 6 。