[发明专利]用于将结构元件接合到轴上的方法

说明书

技术领域

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

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

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。

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。

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过设置冲压工具的控制压力，负载或弹簧预紧力来控制。

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。