CN204262692U - 用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，在预制凸轮轴中，传感器部件通过压配合耦接到凸轮轴，因为在耦接之后不执行单独的机械加工，所以该设备能改进传感器部件的形状自由度，该设备能通过将传感器部件压配合到凸轮轴的接合部来简化制造过程从而提供可加工性和生产率，并且该设备能通过将缺陷的产生减到最少而稳定产品质量。

Description

用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于将传感器部件组装到凸轮轴的设备，更特别地，涉及一种用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其能改善传感器部件的形状自由度，因为加工过的凸轮轴(凸轮凸起部和端部部件组装到其上)和传感器部件被顺序地供给以用不同于烧结扩散接合的压配合方法进行组装，并且能提供可加工性和生产率，将劣品的产生减到最少，并能通过将传感器部件压配合到传感器部件和凸轮轴的接合部来简化制造过程从而稳定产品质量。

背景技术

通常，凸轮轴包括具有不同相位的多个凸轮凸起部和传感器部件，其以预定间隔形成在具有预定长度和厚度的轴的外周上，并且发动机根据凸轮轴的旋转被驱动。

凸轮轴包括布置在轴上的凸轮。当轴旋转时，进气/排气阀顺序地打开和关闭。在相关技术的制造方法中，凸轮轴被分类为整体型和预制空心型，在整体型中，轴和凸轮通过铸造合金铸铁而整体地形成，在预制空心型中，凸轮(凸轮凸起部)耦接到由拉拔出的钢管形成的空心轴上。

在相关技术中披露了制造凸轮轴的各种方法。例如，有一种凸轮轴具有轴和凸轮，轴和凸轮通过铸造，即通过将熔化的金属浇注到模具中，而整体地形成轴和凸轮的方法来整体地形成。然而，由于降低生产率的工作过程的特性，通过传统铸造进行的制造方法不能容易地自动化。另外，热处理过程应该被执行以改进其表面，从而使得工作过程很麻烦。此外，材料的用量由于后处理而增加，引起材料的过度浪费。

另外，铸造材料很重，使得其难以应对发动机零件的轻量化趋势，并且降低了内燃机的燃料效率。

为了解决由传统铸造材料形成的凸轮轴的问题，已经研制出了一种制造预制空心凸轮轴的方法，其中由拉拔出的管形成的空心轴和凸轮被单独组装。

由于预制空心凸轮轴与整体凸轮轴相比可以显著降低重量，并且各种组装部件如凸轮、轴颈、传感器、传动齿轮等等可以根据其功能和需求由不同的材料形成，所以预制空心凸轮轴被广泛用于小型和轻型车辆中。

另外，由于凸轮插入轴中以通过热处理紧密地连接轴和凸轮凸起部，从而提供各种优点，如重量轻、性能高、效率高、工艺改善等等，所以正在用预制凸轮轴替代通过铸造方法制造的凸轮轴，铸造方法是传统的制造方法。

另外，配置成驱动凸轮轴的齿轮和链轮或配置成通过凸轮轴的旋转确定进入发动机气缸的精确燃料喷射时间的传感器部件耦接到凸轮轴的端部。

在此，通过成形合金粉末而形成凸轮和传感器部件，凸轮和传感器部件经由烧结过程通过烧结扩散接合而组装到轴上，然后耦接到轴上。凸轮的轮廓是根据发动机特性加工的，传感器部件经精确地制造以具有感测突起和取决于其的角的在周面上的感测凹槽。

按照凸轮轴的曲轴的转速的1/2，传感器部件根据曲轴的旋转检测第一和第四气缸的压缩冲程的上止点，将检测到的点转换成脉冲信号，并将脉冲信号发送给ECU。

同时，ECU基于信号确定每个气缸的燃料喷射顺序。

尽管传统的传感器部件具有一个桥(齿)形状以检测第一气缸的压缩上止点，但近来，出于改善起动响应的目的，具有三个桥或四个桥的多边形传感器部件被广泛用于检测每个气缸的上止点。

传感器部件通过烧结扩散接合而耦接到轴，然后根据安装在凸轮轴上的凸轮和基准孔之间的角度而形成感测突起和感测凹槽以确定尺寸。

在烧结扩散接合中，插入空心轴中的传感器部件被置于烧结炉中以在1100度或更高的高温下进行烧结，并且导致液相烧结向轴扩散，以组装到轴。

即，通过成形、组装并固定到轴、然后通过烧结扩散接合而耦接到轴，传感器部件由金属粉末而制造。

然而，如上所述，传感器部件和轴通过烧结扩散接合而耦接，并且在精确地机械加工凸轮轴的基准孔和凸轮的轮廓和相位角之后，传感器部件的感测突起和感测凹槽被精确地加工以关于基准角精确对准感测角。由于精确的机械加工，生产率显著下降。特别地，在传感器部件具有三桥或四桥类型的情况下，机械加工和尺寸的管理困难，并且由于粉末冶金材料难以机械加工，产品可能损坏或工具可能磨损。

如上所述，当执行烧结扩散接合时，由于在轴和传感器部件被耦接之后，传感器部件要被加工以形成感测突起和感测凹槽，所以尺寸精度的管理变得困难。

另外，传感器部件的角位移由于机械加工工具的磨损而变得过大，并且工具的使用寿命的设置由于材料的特性(烧结材料，空隙，脆度等等)而不能容易地设定，导致由于使用磨损的工具而质量下降。

另外，当机械加工具有复杂形状的传感器部件时，机械加工设备的机械加工基准变得不稳定，从而降低了可机械加工性和生产率。

另外，尽管传感器部件和凸轮轴应该保持整体状态，但由于传感器部件是通过烧结扩散接合而组装的，所以会产生烧结缺陷例如接合缺陷、气泡等等，从而引起问题，如当发动机实际上驱动时传感器部件的感测错误等等。

为了解决上述问题，传感器部件和凸轮轴应该被预制和组装到彼此，而不是扩散接合。

实用新型内容

为了解决这些问题，本实用新型针对提供一种用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其中传感器部件通过压配合而耦接到凸轮轴，其能改善传感器部件的形状自由度，因为在耦接之后没有单独的机械加工。

另外，本实用新型针对提供一种用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其能通过简化制造过程来改善可加工性和生产率，并能通过将传感器部件压配合到凸轮轴的接合部来将缺陷的产生减到最少，从而稳定产品质量。

为了实现上述方面，本实用新型提供了一种用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，包括：凸轮轴装载单元，其具有多个具有不同相位且以预定间隔组装的凸轮凸起部，并且凸轮轴装载在凸轮轴装载单元上，其中端部部件组装到凸轮轴的一端；供应单元，在其上顺序地输送和放置装载在凸轮轴装载单元上的凸轮轴；型号选择单元，其配置成检测被放置在供应单元上的凸轮轴的识别条并识别和选择凸轮轴的类型；位置选择单元，其配置成从型号选择单元接收被识别类型的凸轮轴并旋转凸轮轴以选择传感器部件的组装角度；传感器部件装载单元，其上装载着组装到凸轮轴一侧的传感器部件；传感器部件测量单元，其配置成测量从传感器部件装载单元供应的传感器部件的内径以选择传感器部件；组装单元，其上供应被位置选择单元确定位置的凸轮轴，并且其具有另一端，在该另一端上，通过传感器部件测量单元测量的传感器部件被供应到凸轮轴的同一侧以将传感器部件和凸轮轴彼此组装；和产品检查单元，其配置成接收成品，其中凸轮轴和传感器部件被组装单元组装，并配置成测量传感器部件的距离和垂直度。

附图说明

图1是表示根据本实用新型的组装设备的平面图；

图2是表示根据本实用新型的组装设备的示意图；

图3是表示根据本实用新型的装载单元和供应单元的图；

图4是表示根据本实用新型的型号选择单元的图；

图5是表示根据本实用新型的位置选择单元的图；

图6是表示根据本实用新型的组装单元的图；

图7是表示根据本实用新型的传感器部件装载单元的图；

图8是表示根据本实用新型的传感器部件测量单元的图；

图9是表示根据本实用新型的产品检查单元的图；

图10是表示根据本实用新型的销组装单元的图；

图11是表示根据本实用新型的卸货单元的图；以及

图12和13是表示凸轮轴和传感器部件的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施方式。

在下面的描述中，当确定已知功能或配置的具体描述可能导致本实用新型的精神变得模糊时，详细描述将被省略。另外，在此使用的术语不应解释为局限于常规的或字典的定义，而应基于实用新型人可以适当定义术语的概念以描述实用新型的最佳模式的原则，解释为符合本实用新型的技术精神的含义或概念。

图1是表示根据本实用新型的组装设备的平面图，图2是根据本实用新型的组装设备的示意图。

回顾本实用新型的配置，设备包括凸轮轴装载单元10，凸轮轴装载在其上，供应单元20，其上放置从装载单元供应的凸轮轴，型号选择单元30，其配置成识别和选择轴的类型，位置选择单元40，其配置成选择轴的角度，传感器部件装载单元60，传感器部件装载在其上，传感器部件测量单元70，其配置成测量传感器部件的内径以选择传感器部件，组装单元50，其配置成组装凸轮轴和传感器部件，和检查单元80，其配置成检查组装完成的成品。

装载在装载单元10上的凸轮轴1具有凸轮凸起部，凸轮凸起部具有不同的相位，以预定间隔布置，并且通过烧结扩散接合而组装。机械加工被完成的端部部件2通过压配合组装到凸轮轴1的一端(见图3)。

另外，配置成识别产品的识别条3形成在凸轮轴1的轴上。

其上放置被供应的凸轮轴1的放置架21安装在供应单元20处。

另外，型号选择单元30包括放置架33，从供应单元20供应的凸轮轴1放置在放置架33上，并且配置成相对于被供应的凸轮轴1的识别条3升高和降低以识别其类型的检测传感器31安装在其上端(见图4)。

另外，依据凸轮轴1的识别条3的位置，至少三个传感器杆32形成在检测传感器31处。

位置选择单元40由放置架41、固定架42和旋转体43构成，其中，凸轮轴1放置在放置架41上，固定架42配置成固定凸轮轴，旋转体43接近地附接到组装到凸轮轴1的端部部件2以调节其位置。

另外，旋转体43具有基准销43a，其插入到端部部件2的基准孔2a中以设定基准(见图5)。

另外，组装单元50包括基准架51和传感器部件放置挤压单元55，其中基准架51配置成设定凸轮轴1的基准，传感器部件放置挤压单元55配置成放置并固定传感器部件并将传感器部件推压在凸轮轴1上。

多个销形成在基准架51处，其中该多个销插入到形成于端部部件2中的基准孔2a中。

另外，传感器部件放置挤压单元55配置成牢固地抓紧传感器部件4以防止其移动，并且挤压单元55可以配置成被液压或高压缸(未示出)挤压(见图6)。

另外，传感器部件装载单元60配置成装载各种类型的传感器部件。当类型被型号选择单元30识别时，供应与类型对应的传感器部件(见图7)。

同时，装载单元60具有至少八个装载杆61，其配置成装载各种类型的传感器部件并沿圆周方向布置。装载杆可以配置成可旋转的。

另外，测量单元70配置成测量从装载单元60供应的传感器部件的内径d2。即，提供了供应装置72，其配置成供应装载在装载单元60的装载杆61上的传感器部件，并提供了运送装置73，其配置成放置从供应装置72供应的传感器部件。

另外，测量装置71安装在测量单元70的侧部。当传感器部件被供应到供应装置72时，供应装置朝着测量装置71移动以确定是否供应了与组装类型对应的传感器部件(见图8)。

另外，传感器部件测量单元70配置成测量传感器部件的距离和垂直度以向控制箱发送信息(见图9)。

然后，通过传感器部件测量单元70检查的凸轮轴经由定向单元90输送到卸货单元120(见图9至11)，其中凸轮轴处于销被压配合到销组装单元100中的状态。

当销冲压装置111安装在销组装单元100的端部时，提供销供应管口112，其配置成将销供应给销冲压装置111，并且销冲压装置111配置成根据安装在其后端的气缸S的操作使销冲压装置向前移动。

在本实用新型的上述配置中，装载在装载单元10上的凸轮轴1通过供应单元20发送到型号选择单元30，并且供应到型号选择单元30的凸轮轴1被固定。

在此，检测传感器31下降以辨认凸轮轴1的识别条3，并且向控制箱发送信号以识别凸轮轴的类型，以指示是否连续供应凸轮轴。

在此，当供应的是其他类型而没有供应待供应类型时，从控制箱发送信号以停止操作。

当类型被识别出时，将凸轮轴供应到位置选择单元40以放置在放置架41上，并且固定架42固定凸轮轴。

在这种状态中，当旋转体43紧密地附接到组装于凸轮轴1的端部部件2并随其旋转时，基准销43a插入基准孔2a中以选择传感器部件组装在凸轮轴上的角度。

其位置被设定的凸轮轴被供应到组装单元50。

同时，传感器部件4被从传感器部件装载单元60供应到传感器部件测量单元70并且通过传感器部件测量单元70测量其内径。然后，传感器部件4被供应到安装在组装单元50处的传感器部件放置挤压单元55。

将基准架51紧密地附接到在组装单元50上供应的凸轮轴1以设定基准，并且传感器部件放置挤压单元55将传感器部件4压向凸轮轴1，并且，以传感器部件4置于凸轮轴1上的状态，传感器部件4被压配合到凸轮轴1中。

当传感器部件4如上所述压配合到凸轮轴1中时，将传感器部件输送到产品检查单元80以测量传感器部件的距离和垂直度，在下一个步骤中将基准销压配合到端部部件的基准孔中，然后，将传感器部件输送到成品装载单元。

如图12和13所示，为了将传感器部件压配合到凸轮轴中，凸轮轴1的外端直径d1优选地大于传感器部件4的内径d2。

通过将传感器部件4压配合到凸轮轴1端部的方法或通过在凸轮轴外径侧的周面上形成滚花部来压配合传感器部件4的方法，传感器部件4得以压配合。

当如图12所示进行直径-对-直径的压配合时，传感器部件的内径公差d2可以是Φ0至+0.03，凸轮轴的插入轴公差d1可以是Φ-0.03to-0.07。在此，轴的插入轴可以通过研磨工艺机械加工到所述尺寸。

即，当配合量(d1-d2)＝Φ0.03至0.1＝夹紧量时，当配合量是Φ0.03或更小时，传感器部件和轴的分离力减小，而当配合量是Φ0.1或更大时，紧随着压配合配合力增加并且产品变形。

例如，当d＝Φ23且传感器部件的宽度(t)是8mm时，(韩国标准，传感器部件：粉末冶金材料SMF4040，轴STKM17型材料)，取决于如图7中所示的压配合量(或夹紧量)的传感器部件的分离力(耦接力)如表1所示。

[表1]

配合量(Φ)

分离力(耦接力)(kgf)

0.03	300↑
		0.05	450↑
0.07	550↑
		0.10	650↑

另外，当如图13中所示通过在插入轴的表面上形成滚花部来进行压配合时，传感器部件关于一定直径(d)的内径公差(d2)可以是Φ0至+0.1，凸轮轴的插入轴在滚花之前的公差(d1')可以是Φ0至+0.1，而滚花之后的公差(d1)可以是Φ+0.3至+0.4。

即，当配合量(d1-d2)＝Φ0.2至0.4＝夹紧量时，当配合量是Φ0.2或更小时，传感器部件和轴的分离力减小，而当配合量是Φ0.4或更大时，配合力增加并且产品变形。

例如，当d＝Φ23且传感器部件的宽度(t)是8mm时(韩国标准，传感器部件：粉末冶金材料SMF4040，轴STKM17型材料)，取决于如图7中所示的插入轴11表面的滚花类型的传感器部件的压配合量(或夹紧量)和分离力如表2所示。

[表2]

因而，根据本实用新型，由于传感器部件4通过压配合组装到凸轮轴1的端部，所以组装之后的单独机械加工过程可以被省略以减少组装时间。

另外，由于传感器部件4的形状在组装之后不变形，所以传感器部件4的形状自由度可以得到改善，从而可以实现各种形状和制造过程的简化。

从前述内容可以看到，由于借助本实用新型的组装设备通过压配合而将传感器部件耦接到凸轮轴，并且在组装之后不执行单独的机械加工，所以可以改善传感器部件的形状自由度。

另外，由于传感器部件通过压配合而耦接到凸轮轴的接合部并且制造过程被简化，所以可加工性和生产率可以得到提高并且缺陷的产生可以减到最少以稳定产品质量。

本领域技术人员应该懂得，可以对本实用新型的上述示例性实施方式作出各种变型而不背离本实用新型的精神或范围。因而，所希望的是，如果这些变型落入所附权利要求及其等价方案的范围的话，本实用新型覆盖所有这些变型。

Claims (5)

1.一种用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其特征在于，该设备包括：

凸轮轴装载单元，其具有多个具有不同相位且以预定间隔组装的凸轮凸起部，并且凸轮轴装载在凸轮轴装载单元上，其中端部部件组装到所述凸轮轴的一端；

供应单元，在其上顺序地输送和放置装载在所述凸轮轴装载单元上的所述凸轮轴；

型号选择单元，其配置成检测被放置在所述供应单元上的所述凸轮轴的识别条并识别和选择所述凸轮轴的类型；

位置选择单元，其配置成从所述型号选择单元接收被识别类型的凸轮轴并旋转凸轮轴以选择所述传感器部件的组装角度；

传感器部件装载单元，其上装载着组装到所述凸轮轴的一侧的所述传感器部件；

传感器部件测量单元，其配置成测量从所述传感器部件装载单元供应的所述传感器部件的内径以选择所述传感器部件；

组装单元，其上供应被所述位置选择单元确定位置的凸轮轴，并且其具有另一端，在该另一端上，通过所述传感器部件测量单元测量的传感器部件被供应到所述凸轮轴的同一侧以将所述传感器部件和所述凸轮轴彼此组装；和

产品检查单元，其配置成接收成品，其中所述凸轮轴和所述传感器部件被所述组装单元组装，并配置成测量所述传感器部件的距离和垂直度。

2.根据权利要求1所述的用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其特征在于，当供应所述凸轮轴时，所述型号选择单元降低检测传感器，识别标记在所述凸轮轴的外径上的识别条以识别供应的凸轮轴的类型，并将识别信号发送给控制箱。

3.根据权利要求1所述的用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其特征在于，当供应所述凸轮轴时，所述型号选择单元降低检测传感器，识别标记在所述凸轮轴的外径上的识别条以识别供应的凸轮轴的类型，并且当检测到其他类型的供应时，向控制箱发送信号以停止其操作。

4.根据权利要求2或3所述的用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其特征在于，所述检测传感器包括至少三个检测杆以识别标记在所述凸轮轴的外径上的所述识别条。

5.根据权利要求1所述的用于为预制凸轮轴组装传感器部件的设备，其特征在于，所述组装单元包括放置挤压单元和基准架，其中所述放置挤压单元配置成放置测量的传感器部件以将所述传感器部件推压在所述凸轮轴上，所述基准架配置成当放置的凸轮轴被供应时设定位置。