CN106964942B - 用于加热多个功能元件的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加热多个功能元件(4)的设备(1)，每个功能元件(4)均包括用于轴(3)的切口(2)，尤其是凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承，其中，设备(1)包括多个保持台(5)，它们布置成一个在另一个上方并且每个旨在用于一个功能元件(4)；‑设备(1)包括多个工作站(A、B、C、D)，即至少一个加载站(A、B)、至少一个加热站(C)以及至少一个卸载站(D)；保持台(5)沿z方向相对于彼此是各自可调节的；保持台(5)在至少一个加载站(A，B)和至少一个卸载站(D)比在至少一个加热站(C)沿z方向相对于彼此具有更大间隔；提供了感应加热设备(7)，其包括用于要加热的每个功能元件(4)的各个收容元件(8)并且具有对应于保持台(5)的数量的多个收容元件(8)，所述收容元件沿z方向是共同能够调节的。

Description

用于加热多个功能元件的设备
技术领域
本发明涉及一种用于加热多个功能元件的设备，多个功能元件每个均包括用于轴的切口，尤其是凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承。本发明还涉及一种用于加热这种功能元件的方法。
背景技术
为了将功能元件(尤其凸轮)接合在轴(尤其凸轮轴管)上，功能元件通常必须被加热，各个功能元件的毂或者切口必须对准轴的轴线。如果将多个功能元件同时一起通过引入轴而被接合，那么所有功能元件必须相应地对准。
适合于该目的的用于定位多个功能元件的设备在轴上预定角度位置包括用于轴的切口，尤其是凸轮，公知于DE102008064194A1，其中，该设备包括多个收容元件，每个收容元件旨在用于功能元件。收容元件能够定位成使得功能元件的切口基本位于共同直线上。
凸轮轴通常还依靠上述设备生产，其中，凸轮或者大致功能元件依靠热接合被固定在轴管上。但是，这种热接合处理要求加热要接合的功能元件和/或冷却轴管。尤其，通常采用的加热功能元件要求大量热能，其结果是，这种产品的生产处理变得越来越昂贵。
发明内容
本发明处理的问题是提供用于加热轴上的多个功能元件的设备，该设备尤其能够节约能量并且改善了操作序列。
根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题解决。有利实施例是从属权利要求的主题。
本发明是基于这样的总体构思：依靠热接合处理构成感应加热，用于加热要接合在轴上的功能元件，以这种方式使得所述感应加热优选仅加热要加热的功能元件而不加热其他部件，诸如不加热功能元件所在的保持台。作为集中的局部加热仅功能元件的结果，能够实现巨大能量节约，这是因为先前不必要地加热该设备的其他部件(例如保持台)所需的热能现在不再出现。根据本发明的用于加热多个功能元件的设备均包括用于轴的切口，例如是凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承，包括先前提到的保持台，每个旨在用于功能元件，布置成沿垂向一个在另一个上方，并且要接合的功能元件放置在其上用于加热。而且，根据本发明的设备包括多个工作站，即至少一个加载站、至少一个加热站和至少一个卸载站。而且，保持台相对于彼此沿z方向是各自可调节的，其中，在加载站中的保持台和在卸载站中的保持台比在至少一个加热站中彼此具有更大间隔，因而在加载站和卸载站抓取能够更易于发生。感应加热设备设置成用于加热功能元件，该设备包括用于要加热的每个功能元件的单个收容元件，并且包括对应于保持台数量的多个收容元件，所述收容元件能够沿z方向共同被调节。抓取设备当然能够布置在保持台上，固定功能元件的所述抓取设备在加热期间要加热。极好的定向加热要加热的功能元件是可行的，这是源自于感应加热设备专门设计成具有各自分派至每个单个功能元件的收容元件，同时还无需加热保持台，要加热的功能部件位于保持台上。根据本发明的感应加热设备具有其收容元件，因而能够精确地仅加热功能元件，而不像先前一样还要加热该设备的额外部件，加热额外部件对于实际后续接合处理来说是不重要的，但是会增加能量要求。因而，利用根据本发明的设备，通过在加载站和卸载站分别移动各个保持台，能够以直接方式抓取功能元件，因而能够改善操作序列，并且能够通过局部加热功能元件而节约能量。
感应加热设备的收容元件能够构造成，使得位于其中的功能元件在每个情况下能够优选以精确匹配的方式或者以仅具有小量游隙的方收纳在这种收容元件中，其中，相应的收容元件还构造成使得其以均匀方式加热要加热的功能元件，使得例如更大感应电流被传送通过具有更大材料厚度的区域，使得经加热的功能元件在冷却处理期间尽可能均匀地在轴上收缩。收容元件当然还能够收容要加热的功能元件而无需精确的匹配，尤其当它们构成为一个圈感应器时，这提供的巨大优势为，尺寸不同的功能元件能够被一个相同收容元件所加热，其结果是，关于要加热的功能元件的灵活性增加。而且，利用根据本发明的感应加热设备，还利用根据本发明的设备，因而能够在热接合控制轴(例如凸轮轴)中实现标注的能量节约，其结果是，用于这种控制轴的生产成本能够显著降低，此外能够节约资源。
在根据本发明的方案的有利发展中，至少一个感应线圈(例如圈感应器)布置在每个收容元件中。这使得能够各自控制收容元件，尤其能够打开以及关闭它们，并且能够各自调整加热功率。通过提供多个感应线圈，在加热收容元件期间创建不同的温度区域是可行的。
设备方便地构造为旋转式传递系统，包括具有四个工作站的旋转台。第一和第二工作站能够构造为加载站，而第三工作站代表加热站，第四工作站构造为卸载站。第一和第二工作站当然还能够被结合，使得在该情况下构造为旋转式传递系统的设备将仅包括三个站。首先从仓依靠合适的机器人将要加热的功能元件移出至加载站，并且放置在设备相应的保持台上。在每个情况下保持台被加载，从而被移开，因而能够简化放置功能元件。一旦功能元件已经按期望的数量放置在相应的保持台上，保持台再次一起沿z方向移动并且旋转台被旋转，使得功能元件现在从加载站切换至加热站，在加热站，具有前述段落中描述的收容元件的感应加热设备处于等待位置。在加热站中一起移动保持台具有的重大优势为，后者能够以更紧凑以及因此更节能的方式构造。当旋转式传递系统已经将功能元件(凸轮)转动至加热站时，感应线圈被移动成更靠近凸轮，或者在实施例中作为圈感应器，圆形线圈越过凸轮达到凸轮高度的中点。在加热之后，线圈(感应加热设备)再次沿z方向向上移回，在这之后，凸轮移动至正确的z位置，然后传递至卸载站。它们在那里依靠设备一起被移除并且传递至接头设备。单独接合设备中的后续热接合显而易见地仅发生在如果检测到的温度值不低于或者高于预定的限值时，即位于预定温度范围内时。
因而本发明还基于这样的总体构思：提供用于加热功能元件的能量节约处理，其中，使用先前描述的设备，该设备能够极其定向的加热功能元件，而不同时不必要地加热其他部件。
借助于附图，本发明的另一重要特征及优势见于从属权利要求、附图以及附图说明。
应理解的是，以上提到的以及以下仍将描述的这些特征不仅能够在每个情况下使用在组合状态中，而且能够使用在其他组合中或者单独使用，这并不超出本发明的范围。
本发明的实施例的优选例子示出于附图并且将在以下说明书中更详细地解释，其中，相同附图标记涉及相同或者类似或者功能相同的部件。
附图说明
在图中，在每个情况下示意地，
图1示出了根据本发明的设备的平面图，
图2a-图2c示出了生产控制轴中的各种处理步骤。
具体实施方式
根据图1和图2a-图2c，根据本发明的用于加热多个功能元件4的设备1，每个功能元件4均包括用于轴的切口2，例如是凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承，该设备1包括多个保持台5，每个保持台5旨在用于功能元件4并且布置成沿垂直方向一个在另一个上方，正如能够在图2a-图2c清楚地看到的。根据本发明，设备1包括多个工作站A、B、C、D(见图1)，即至少一个加载站A、B，至少一个加热站C以及卸载站D。当然还能够提供仅三个或多于四个工作站。保持台5沿z方向(即垂直方向)是各自可调节的，其中，保持台5在加载站A、B以及卸载站D比在至少一个加热站C具有更大间隔。此外，提供了感应加热设备7，其包括用于每个要加热的功能元件4的各自收容元件8，所述收容元件沿z方向共同能够调节。收容元件8的内轮廓能够与要加热的相应功能元件4的外轮廓基本互补地构造，使得每个功能元件4能够收纳在关联的用于感应加热的收容元件8中，尤其具有精确的匹配以及具有较小游隙。在实施例的简单的情形中，收容元件8当然还能够构造为感应圈，其能够放置在要加热的功能元件4之上，但是无需与后者的外轮廓具有准确的精确匹配。这提供的重大优势是，利用这种收容元件能够加热不同的功能元件。
感应加热设备7包括对应于保持台5的数量的多个收容元件8，所述收容元件优选是共同能够调节的，即同时。至少一个感应线圈布置在每个这些收容元件8中，所述感应线圈能够感应加热收纳在其中的功能元件4。多个感应线圈当然还能够布置在每个收容元件8中，其结果是，将能够分区地不同的加热功能元件4。
如果考虑图1和图2a-图2c，可见的是，设备1构造为旋转式传递系统10，包括具有四个工作站A、B、C和D的旋转台11。在当前情形中，第一和第二工作站A、B构造为加载站，使得相应的保持台能够被依靠合适加载设备12(例如机器人3)从仓13移出的功能元件4占据。两个加载站A、B当然还能够结合为一个单个站，使得在该情况下旋转台11将仅包括三个工作站。功能元件4在至少一个卸载站D沿z方向并且在对应于后续接头位置的角度方位对准保持台5。
纯理论上来讲，设备1还能够构造为旋转式传递系统10，能够包括五个工作站，其中至少两个工作站构造为加载站(A、B)或者构造为加热站(C)。同样地在旋转式传递系统具有四个工作站(A、B、C、D)的情形下，能够提供两个加热站(C)，即初步加热站和主要加热站。
而且，根据本发明的设备1包括测量设备6(见图1)，尤其红外测量设备，依靠其能够确定功能元件4的温度。然后是否执行后续热接合处理取决于测量设备6探知的温度值，使得能够防止由于偏离温度而导致的缺乏质量的接合处理。
通常，功能元件4均包括切口2，例如是凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承，加热功能元件4依靠如下设备1发生：
对应于图2a，首先在工作站A和B依靠合适的加载设备12(例如机器人3)加载根据本发明的设备1，其中，要加热的功能元件4被后者从仓13移出并且放置在设备1的对应保持台5上，即在当前情形中放置在旋转台11上。它们当然依靠固定设备(未示出)(例如抓取设备)适当地固定在那里，尤其相对于它们的旋转角度位置。正如能够从图2a清楚地看到的，由相应功能元件4加载的保持台5比起剩余保持台5相对于相邻保持台5具有较大垂直间隔，即沿z方向的间隔，以利于插入功能元件4。
根据图2b，利于要加热的功能元件4加载保持台5还依靠加载设备12发生，其中，感应加热设备7的收容元件8同时在工作站C向下移动，其结果是，放置在保持台5上的功能元件4进入感应加热设备7的收容元件8。在该阶段发生功能元件4的加热，根据本发明，还以不期望的方式单独加热功能元件4以及不具有保持台5。在功能元件4旋转至加热站C之前，保持台5沿z方向一起移动，其结果是，能够创建极其紧凑的构造以及节能的加热站C。
一旦达到预定的加热时间或者要引入的预定加热功率，根据图2c再次同时向上移动收容元件8，其结果是，功能元件4离开收容元件8。然后通过旋转台11的旋转将加热的功能元件4转动至工作站D并且从那里移出而供给至另一接合设备9。当旋转台11旋转至卸载站D时，保持台5再次沿z方向(即垂直方向)移开，其结果是，机器人3能够更易于移除加热的功能元件4。所有保持台5能够同时移开，或者仅是要移除的功能元件4位于其上的保持台5能够同时移开。

Claims (11)

1.一种用于加热多个功能元件(4)的设备(1)，每个所述功能元件(4)均包括用于轴的切口(2)，其中，
-所述设备(1)包括多个保持台(5)，它们布置成一个在另一个上方并且每个旨在用于一个所述功能元件(4)，
-所述设备(1)包括多个工作站(A、B、C、D)，即至少一个加载站(A、B)、至少一个加热站(C)以及至少一个卸载站(D)，
-所述保持台(5)沿z方向相对于彼此是各自可调节的，
-所述保持台(5)在至少一个所述加载站(A，B)和至少一个所述卸载站(D)比在至少一个所述加热站(C)沿z方向相对于彼此具有更大间隔，
-提供了感应加热设备(7)，其包括用于要加热的每个所述功能元件(4)的各个收容元件(8)并且具有对应于保持台(5)的数量的多个收容元件(8)，所述收容元件沿z方向是共同能够调节的。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述功能元件(4)是凸轮、平衡质量体、齿轮和/或轴承。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
至少一个感应线圈布置在每个所述收容元件(8)中。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述设备(1)构造为旋转式传递系统(10)，并且包括具有四个工作站(A、B、C、D)的旋转台(11)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，
所述设备(1)构造为旋转式传递系统(10)，并且包括四个工作站(A、B、C、D)，其中至少两个工作站构造为加载站(A、B)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，
相应的所述收容元件(8)的内轮廓与要加热的相应的所述功能元件(4)的外轮廓基本互补地构造，使得每个所述功能元件(4)能够布置在关联的所述收容元件(8)中用于感应加热。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，
至少一个加载设备(12)设置成将功能元件(4)加载到所述保持台(5)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，
所述加载设备(12)是机器人(3)。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，
测量设备(6)设置成用于确定接合之前的所述功能元件(4)的温度。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，
所述测量设备(6)是红外测量设备。
11.一种依靠根据权利要求1至10中任一项所述的设备(1)用于加热多个功能元件(4)的方法，准备用于后续热接合处理，所述多个功能元件(4)中的每个均包括切口(2)，其中，
-将至少一个加载站(A、B)中的所述功能元件(4)放置入保持台(5)，所述保持台(5)布置成沿垂直方向一个在另一个上方并且沿z方向隔开，
-所述功能元件(4)一起沿所述z方向移动，移位至至少一个加热站(C)并且在收容元件(8)中被感应加热，其中，将所述感应加热设备(7)关联的收容元件(8)放置在每个功能元件(4)之上以用于加热，
-测量所述功能元件(4)的温度，
-将所述收容元件(8)从关联的所述功能元件(4)抬起，
-转动所述功能元件(4)至至少一个卸载站(D)，在所述卸载站(D)中移开以及移除所述保持台(5)。
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