DE102010035658A1 - Function shaft i.e. cam shaft, manufacturing method for controlling inlet and outlet valves of engine of vehicle, involves correcting functional elements afflicted with deviations and newly measuring shaft by elements based on comparison - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung einer Funktionswelle. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Fertigung einer Funktionswelle und auf eine entsprechend gefertigte Funktionswelle. Ein Beispiel für eine Funktionswelle ist eine Nockenwelle. Es kann sich jedoch auch um andere Wellen, z. B. mit Zahnrädern handeln.The invention relates to a method for manufacturing a functional shaft. Furthermore, the invention relates to a device for manufacturing a functional shaft and a correspondingly manufactured functional shaft. An example of a functional shaft is a camshaft. However, it can also be other waves, z. B. with gears.
Eine Nockenwelle verfügt zumindest über ein Trägerelement, auch als Rohr oder Welle bezeichnet, und mindestens einen Nocken. Bei der Anwendung in Motoren dienen Nockenwellen als Teil des Ventiltriebes, wobei sich das Trägerelement um seine Längsachse dreht. Die Nocken wandeln die Drehbewegung in Längsbewegungen um, wodurch die Ein- und Auslassventile des Motors gesteuert werden. Im Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Varianten von Nockenwellen, deren Bestandteilen oder des Herstellungsverfahrens bekannt. Interessant sind dabei die sog. gebauten Nockenwellen, bei welchen die Nocken und sonstigen Funktionselemente separat gefertigt und auf die Welle aufgebracht werden. Für die Fertigung einer solchen gebauten Nockenwelle beschreibt die
Im Stand der Technik sind somit für die Fertigung von gebauten Nockenwellen relativ aufwändige Verfahren bekannt. Es ist auch bekannt, dass die Nockenwellen vermessen werden, so dass gute von fehlerhaften unterschieden werden können.In the prior art, therefore, relatively complicated processes are known for the production of assembled camshafts. It is also known that the camshafts are measured so that good ones can be distinguished from faulty ones.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fertigung von Funktionswellen vorzuschlagen, welches möglichst einfach ist und sich durch eine möglichst hohe Rate an guten Funktionswellen auszeichnet.The invention has for its object to propose a method for the production of functional waves, which is as simple as possible and is characterized by the highest possible rate of good function waves.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit mindestens folgenden Schritten: dass mindestens zwei mit mindestens jeweils einer Aussparung versehene Funktionselemente mit einer vorgebbaren Winkelstellung und mit einem vorgebbaren axialen Abstand zueinander und/oder relativ zu einer Anschlagsfläche axial hintereinander angeordnet werden, dass mindestens eine Welle in die Aussparungen der Funktionselemente soweit eingebracht wird, bis zwischen der Welle und einer Referenzfläche ein vorgebbarer axialer Abstand gegeben ist, dass die Welle mit den Funktionselementen vermessen wird, indem mindestens die Winkelstellung der Funktionselemente gemessen wird und indem ein von den Funktionselementen übertragbares Solldrehmoment überprüft wird, dass die gemessenen Daten mit hinterlegten Sollwerten verglichen werden, dass ausgehend von dem Vergleich in dem Fall von Abweichungen zwischen den gemessenen Daten und den Sollwerten zunächst die mit Abweichungen behafteten Funktionselemente korrigiert werden und dann die Welle mit den Funktionselementen erneut vermessen wird. Das Verfahren ist somit einfach, indem viele Funktionselemente auf einmal auf die Welle aufgebracht werden und indem die Welle auf Block gefertigt wird. In einer Ausgestaltung werden mindesten zwei Funktionselemente in einem Arbeitsschritt auf die Welle aufgebracht. In einer weiteren Ausgestaltung werden alle Funktionselemente in einem Arbeitsschritt auf die Welle aufgebracht. Das Verbinden von Funktionselementen und Welle wird somit deutlich vereinfacht, indem die Welle z. B. soweit geführt wird, bis sie auf einen Anschlag trifft. Eine Überwachung des Fügens entfällt. Die Funktionselemente werden dabei nur durch das Einbringen der Welle in die Aussparungen mit der Welle verbunden, ohne dass weitere Schritte, z. B. vorheriges Erhitzen oder Abkühlen oder nachträgliches Schweißen oder Kleben oder Verdrehen der Funktionselemente nötig wäre. Die mit den Funktionselementen verbundene Welle wird beispielweise nach einem Waschen und Trockenen, um eine möglich genau Messung zu gewährleisten, vermessen. Dabei wird die Winkelstellung, d. h. die radiale Orientierung, gemessen und es wird überprüft, ob ein vorgebbares Solldrehmoment von den Funktionselementen übertragen wird. Bei der Überprüfung wird übermittelt, ob zumindest ein vorgegebenes Solldrehmoment von den Funktionselementen übertragen werden kann, d. h. Drehmomente bis zu diesem Solldrehmoment müssen übertragen werden, höhere Werte können ggf. übertragen werden. Letzteres wird jedoch nicht unbedingt überprüft. Die Messwerte werden mit vorgegebenen Sollwerten ggf. unter Beachtung vorgegebener Toleranzbereiche verglichen. Die hohe Rate an guten Funktionswellen ergibt sich anschließend dadurch, dass im Fall einer Abweichung zwischen Mess- und Sollwerten die mit einer Abweichung behafteten Funktionselemente in ihrer Orientierung korrigiert werden. Nach der Korrektur findet eine erneute Vermessung der korrigierten Funktionswelle statt, ggf. wieder nach einer Reinigung und Trocknung.The object is achieved by a method with at least the following steps: that at least two provided with at least one recess functional elements with a predetermined angular position and with a predetermined axial distance from each other and / or axially relative to a stop surface are arranged axially one behind the other, that at least one shaft is introduced into the recesses of the functional elements as far as between the shaft and a reference surface a predetermined axial distance is given that the shaft is measured with the functional elements by at least the angular position of the functional elements is measured and by a transferable from the functional elements target torque is checked in that the measured data are compared with stored target values, that, starting from the comparison in the case of deviations between the measured data and the target values, the deviant function is first of all onselemente be corrected and then the wave with the functional elements is measured again. The process is thus simple in that many functional elements are applied to the shaft at once and by making the shaft block-shaped. In one embodiment, at least two functional elements are applied to the shaft in one step. In a further embodiment, all functional elements are applied to the shaft in one step. The connection of functional elements and shaft is thus significantly simplified by the shaft z. B. is guided until it meets a stop. A monitoring of the joining is eliminated. The functional elements are connected only by the introduction of the shaft in the recesses with the shaft, without further steps, eg. B. previous heating or cooling or subsequent welding or gluing or twisting of the functional elements would be necessary. The shaft connected to the functional elements is measured, for example, after washing and drying in order to ensure a possible accurate measurement. In this case, the angular position, ie the radial orientation, measured and it is checked whether a predetermined target torque is transmitted from the functional elements. When checking is transmitted whether at least a predetermined target torque can be transmitted from the functional elements, ie torques up to this target torque must be transmitted, higher values can be transmitted if necessary. The latter, however, is not necessarily checked. The measured values are compared with predefined setpoints, if necessary taking into account specified tolerance ranges. The high rate of good function waves then results from the fact that in the case of a deviation between measured and set values, the functional elements subject to a deviation are corrected in their orientation. After the correction, a new survey takes place the corrected functional shaft instead, possibly again after cleaning and drying.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet, dass die Welle mit den Funktionselementen gereinigt und getrocknet wird. Der Schritt dieser Ausgestaltung passiert vorzugsweise vor dem Vermessen der Welle mit den Funktionselementen.An embodiment of the method includes that the shaft is cleaned and dried with the functional elements. The step of this embodiment preferably occurs before measuring the shaft with the functional elements.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Funktionswelle eine Nockenwelle gefertigt wird.An embodiment of the method according to the invention provides that a camshaft is manufactured as a functional shaft.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet, dass die mindestens eine Welle beim Einbringen durch die Aussparungen der Funktionselemente bis gegen die Anschlagsfläche als Referenzfläche geführt wird.An embodiment of the method includes that the at least one shaft is guided during insertion through the recesses of the functional elements to the stop surface as a reference surface.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass beim und/oder vor dem Einbringen der Welle in die Aussparungen der Funktionselemente zwischen Welle und Funktionselemente mindestens ein Fügemittel eingebracht wird. Eine alternative Bezeichnung für Fügemittel ist auch Trennmittel.An embodiment of the method according to the invention provides that at least one joining agent is introduced during and / or before the shaft is inserted into the recesses of the functional elements between the shaft and the functional elements. An alternative name for joining agents is also release agents.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass die Winkelstellung optisch, insbesondere über einen Laser vermessen wird.An embodiment of the method according to the invention includes that the angular position is measured optically, in particular via a laser.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die mit Abweichungen behafteten Funktionselemente derartig korrigiert werden, dass sie mit einem vorgebbaren Drehmoment um einen vorgebbaren Winkel verdreht werden. Die fehlerhaft ausgerichteten Funktionselemente werden somit durch Drehen radial richtig orientiert. Alternativ wird die Welle im Bereich der mit der Abweichung behafteten Funktionselemente lokal abgekühlt, die mit der Abweichung behafteten Funktionselemente werden lokal erwärmt, und anschließend werden die Funktionselemente verdreht.An embodiment of the method according to the invention provides that the functional elements subject to deviations are corrected in such a way that they are rotated by a predefinable angle by a predefinable angle. The faulty aligned functional elements are thus oriented radially correct by turning. Alternatively, the wave is locally cooled in the region of the functional elements subject to the deviation, the functional elements subject to the deviation are locally heated, and subsequently the functional elements are twisted.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Fertigung einer Funktionswelle, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Halteeinheit zum Halten von Funktionselementen vorgesehen ist, dass eine Kraftaufbringeinheit vorgesehen ist, welche mindestens eine Welle innerhalb der Halteeinheit bewegt, dass eine Messeinheit zum Vermessen der Welle mit den Funktionselementen und zum Vergleichen von Messdaten mit Solldaten vorgesehen ist, und dass eine Korrektureinheit zum Korrigieren einer Winkelstellung der Funktionselemente auf der Welle vorgesehen ist. Die Vorrichtung dient dabei beispielsweise der Umsetzung des zuvor beschriebenen Verfahrens nach mindestens einer der genannten Ausgestaltungen. In der Halteeinheit finden somit auch zumindest zwei Funktionselemente Platz. Das Vermessen der Funktionswelle beinhaltet dabei auch die Überprüfung von übertragbaren Kräften und Momenten.Furthermore, the invention solves the problem by a device for producing a functional shaft, which is characterized in that a holding unit is provided for holding functional elements that a force application unit is provided which moves at least one shaft within the holding unit, that a measuring unit for measuring the Shaft with the functional elements and for comparing measured data with target data is provided, and that a correction unit is provided for correcting an angular position of the functional elements on the shaft. The device serves, for example, to implement the previously described method according to at least one of the stated embodiments. In the holding unit thus find at least two functional elements space. The measurement of the functional wave also includes the review of transferable forces and moments.
Eine Ausgestaltung der Vorrichtung beinhaltet, dass eine Reinigungseinheit zum Reinigen und Trocknen der Welle mit den Funktionselementen vorgesehen ist.An embodiment of the device includes that a cleaning unit is provided for cleaning and drying the shaft with the functional elements.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Funktionswelle gefertigt nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder in der zuvor beschriebenen Vorrichtung zur Fertigung einer Funktionswelle. Bei der Funktionswelle handelt es sich beispielsweise um eine Nockenwelle für ein Fahrzeug.Furthermore, the invention relates to a functional shaft manufactured according to one of the above-described embodiments of the method according to the invention and / or in the apparatus described above for producing a functional shaft. The functional shaft is, for example, a camshaft for a vehicle.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Showing:
In der
Weitere Funktionselemente
In der
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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