DE102014013131A1 - Method for hardening cams - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmäßigen Härten eines Nockens (1) mit Hilfe eines feststehenden Induktors (2) mit rundem Querschnitt. Hierbei weist der Nocken (1) eine rotationssymmetrische Öffnung (11) mit einer Symmetrieachse (3) und eine Nockenspitze (12) auf. Beim Härten wird der Nocken (1) um eine Rotationsachse (4) rotiert wird, wobei die Rotationsachse (4) eine exzentrische Achse ist, die gegenüber der Symmetrieachse (3) der rotationsymmetrischen Öffnung (11) des Nockens (1) zur Nockenspitze (12) hin parallelverschoben ist.The invention relates to a method for uniformly hardening a cam (1) by means of a fixed inductor (2) with a round cross-section. Here, the cam (1) has a rotationally symmetrical opening (11) with an axis of symmetry (3) and a cam tip (12). During hardening, the cam (1) is rotated about a rotation axis (4), the rotation axis (4) being an eccentric axis facing the axis of symmetry (3) of the rotationally symmetrical opening (11) of the cam (1) to the cam tip (12) ) is shifted parallel.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum individuellen und vorzugsweise gleichmäßigen Härten von Nocken in einem feststehenden Induktor mit rundem Querschnitt, der den Nocken vollständig umschließt. Ein gleichmäßiges Härten des Nockens ist besonders vorteilhaft, da dieses Spielraum bei Prozessschwankungen zulässt.The invention relates to a method for individual and preferably uniform hardening of cams in a fixed inductor with a round cross section, which completely surrounds the cam. A uniform hardening of the cam is particularly advantageous because this latitude allows for process fluctuations.
Verfahren zum Härten von Nocken sind aus
Ähnliche Verfahren sind auch aus der
Das in der
Aufgabe der Erfindung ist es, Nocken verschiedener Größe und Hubhöhe mit einer individuellen Einhärtetiefe der Nockenspitze relativ zum Nockengrundkreis und vorzugsweise mit einer annähernd gleichen Einhärtetiefe an Nockengrundkreis und Nockenspitze zu härten, so dass der Härtegrad von der Nockenspitze und der dem Nockengrundkreis weitestgehend identisch ist. Dies soll auch für Nocken erreicht werden, die einen sehr ausgeprägten Hub haben. Dabei entspricht der Hub der Erhebung auf einem kreisrunden Nocken, wobei der Außendurchmesser eines kreisrunden Nockens dem Nockengrundkreis des Nockens entspricht. Der maximale Hub entspricht somit der Differenz zwischen der Nockenspitze und einer gedachten Fortsetzung des Nockengrundkreises durch den Hub.The object of the invention is to harden cams of different size and lifting height with an individual hardening depth of the cam tip relative to the cam base circle and preferably with an approximately same hardening depth on cam base circle and cam tip, so that the degree of hardness of the cam tip and the cam base circle is largely identical. This should also be achieved for cams that have a very pronounced stroke. The stroke of the survey corresponds to a circular cam, wherein the outer diameter of a circular cam corresponds to the cam base circle of the cam. The maximum stroke thus corresponds to the difference between the cam tip and an imaginary continuation of the cam base circle by the stroke.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum gleichmäßigen Härten eines Nockens mit Hilfe eines feststehenden Induktors mit rundem Querschnitt. Hierbei weist der Nocken eine rotationssymmetrische Öffnung mit einer Symmetrieachse und eine Nockenspitze auf. Während des Härtens wird der Nocken um eine Rotationsachse rotiert, wobei die Rotationsachse eine exzentrische Achse ist, die gegenüber der Symmetrieachse der rotationsymmetrischen Öffnung des Nockens zur Nockenspitze hin parallelverschoben ist.The object is achieved by a method for uniformly hardening a cam by means of a fixed inductor with a round cross-section. In this case, the cam has a rotationally symmetrical opening with an axis of symmetry and a cam tip. During curing, the cam is rotated about an axis of rotation, wherein the axis of rotation is an eccentric axis which is parallel displaced from the axis of symmetry of the rotationally symmetrical opening of the cam to the cam tip.
Durch die Ausbildung der Rotationsachse als exzentrische Achse kann eine individuelle Einhärtetiefe für die Grundrundung relativ zu der der Nockenspitze erreicht werden und damit auch, dass Grundrundung und Nockenspitze mit der gleichen Energiemenge beaufschlagt und somit gleichermaßen gehärtet werden.By forming the axis of rotation as an eccentric axis, an individual hardening depth for the ground rounding relative to that of the cam tip can be achieved, and thus also that base rounding and cam tip are acted on with the same amount of energy and thus hardened equally.
Bevorzugt weisen die Rotationsachse und die Symmetrieachse einen Abstand auf, der kleiner ist als der halbe maximale Hub der Nockenspitze. Aufgrund der geringeren Wandstärke am Grundkreis darf nicht der gesamte Hub der Nocke durch den Exzenter ausgeglichen werden, da ansonsten am Grundkreis die Einhärtetiefe insofern überschritten wird, als dass der Grundkreis eine größere Einhärtetiefe erhält als die Nockenspitze. Dies wäre der Fall, wenn der Abstand von Rotationsachse und Symmetrieachse größer ist als der halbe maximale Hub der Nockenspitze.Preferably, the axis of rotation and the axis of symmetry at a distance which is smaller than half the maximum stroke of the cam tip. Due to the smaller wall thickness at the base circle, the entire stroke of the cam must not be compensated by the eccentric, since otherwise the hardening depth at the base circle is exceeded insofar as the base circle receives a greater hardening depth than the cam tip. This would be the case if the distance from the axis of rotation and the axis of symmetry is greater than half the maximum stroke of the cam tip.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante haben die Rotationsachse und die Symmetrieachse einen Abstand, der dem halben maximalen Hub entspricht. Bei diesem Abstand hat die Nockenspitze den gleichen Abstand vom Induktor wie der gegenüberliegende Punkt am Nockengrundkreis, so dass beide Punkte gleich gehärtet werden.In a further preferred embodiment, the axis of rotation and the axis of symmetry have a distance which corresponds to half the maximum stroke. At this distance, the cam tip is the same distance from the inductor as the opposite point on the cam base circle, so that both points are hardened the same.
In einer Ausführung der Erfindung wird der Nocken von zwei konisch zulaufenden Stiften eingespannt, indem die Stifte in die rotationssymmetrische Öffnung des Nockens greifen. Die Stifte, mit denen der Nocken im Induktor in Position gehalten wird, umfassen jeweils mindestens zwei Teilstifte. Die Stifte umfassen jeweils einen inneren und einen äußeren Teilstift, wobei die inneren Teilstifte eine konisch zulaufende Form aufweisen und in den Nocken greifen. Hierbei handelt es sich um eine besonders einfache Befestigungsmethode, die die Innenseite der rotationssymmetrischen Öffnung nicht beschädigt und gleichzeitig die Nockenlauffläche nicht gegenüber dem Induktor abschattet. Mit Hilfe der konisch zulaufenden Form können Nocken mit rotationssymmetrischen Öffnungen unterschiedlicher Durchmesser aufgenommen werden.In one embodiment of the invention, the cam is clamped by two tapered pins by the pins engage in the rotationally symmetrical opening of the cam. The pins that hold the cam in place in the inductor each include at least two sub-pins. The pins each comprise an inner and an outer part pin, wherein the inner part pins have a tapered shape and engage in the cam. This is a particularly simple method of attachment, which does not damage the inside of the rotationally symmetrical opening and at the same time does not shade the cam running surface relative to the inductor. With the help of the tapered shape, cams with rotationally symmetrical openings of different diameters can be accommodated.
Bei einer weitergebildeten Form weisen die Mittelachsen der beiden äußeren Teilstifte zu den Mittelachsen der beiden inneren Teilstifte einen Versatz in dieselbe Richtung und um denselben Betrag zueinander auf. Somit ist die Anordnung zu Halten des Nockens im Induktor symmetrisch aufgebaut. In a further developed form, the central axes of the two outer sub-pins to the central axes of the two inner sub-pins offset in the same direction and by the same amount to each other. Thus, the arrangement for holding the cam in the inductor is symmetrical.
In einer Ausführungsform fallen die Mittelachsen der beiden äußeren Teilstifte mit der Rotationsachse zusammen und die Mittelachsen der inneren Teilstifte fallen mit der Symmetrieachse zusammen. Auf diese Weise kann eine Drehung um die exzentrische Rotationsachse besonders einfach realisiert werden, indem die äußeren Teilstifte um ihre Mittelachse gedreht werden.In one embodiment, the center axes of the two outer sub-pins coincide with the axis of rotation and the central axes of the inner sub-pins coincide with the axis of symmetry. In this way, a rotation about the eccentric rotation axis can be particularly easily realized by the outer part pins are rotated about its central axis.
Durch den Aufbau mit mehreren Teilstiften lässt sich ein Versatz zwischen den inneren und den äußeren Teilstiften gut einstellen.Due to the construction with several sub-pins, an offset between the inner and outer sub-pins can be adjusted well.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung wird der Nocken von Aufnahmen eingespannt und im Induktor in Position gehalten, wobei die Aufnahmen als Klickaufnahmen ausgelegt sind.In an alternative embodiment of the invention, the cam is clamped by recordings and held in position in the inductor, wherein the recordings are designed as Klickaufnahmen.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zum Härten eines Nockens mit einer rotationssymmetrischen Öffnung. Dabei umfasst die Vorrichtung einen feststehenden Induktor mit rundem Querschnitt. Weiterhin umfasst die Vorrichtung zwei konisch zulaufende Stifte, um in die rotationssymmetrische Öffnung des Nockens zu greifen und diesen im Induktor in Position zu halten.The object of the invention is also achieved by a device for hardening a cam with a rotationally symmetrical opening. The device comprises a fixed inductor with a round cross section. Furthermore, the device comprises two tapered pins to engage in the rotationally symmetrical opening of the cam and to hold this in position in the inductor.
Insbesondere umfassen die Stifte jeweils einen inneren Teilstift und einen äußeren Teilstift umfassen. Durch den Aufbau mit mehreren Teilstiften lässt sich ein Versatz zwischen den inneren und den äußeren Teilstiften gut einstellen.In particular, the pins each comprise an inner part pin and an outer part pin. Due to the construction with several sub-pins, an offset between the inner and outer sub-pins can be adjusted well.
Bevorzugt weisen die Mittelachsen der beiden inneren Teilstifte zu den Mittelachsen der beiden äußeren Teilstifte einen Versatz in dieselbe Richtung und um denselben Betrag zueinander auf. Somit ergibt sich ein symmetrischer Aufbau der der Vorrichtung. Der Versatz ermöglicht durch Rotation der äußeren Teilstifte um die Mittelachse, eine Rotation um eine Rotationsachse herbeizuführen, die exzentrisch zur Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Öffnung liegt. Hierzu sind die äußeren Teilstifte drehbar um ihre Mittelachse angeordnet.Preferably, the center axes of the two inner part pins to the central axes of the two outer part pins an offset in the same direction and by the same amount to each other. This results in a symmetrical structure of the device. The offset allows rotation of the outer sub-pins about the central axis, to cause a rotation about an axis of rotation which is eccentric to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical opening. For this purpose, the outer part pins are arranged rotatably about their central axis.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform ist der Betrag des Versatzes einstellbar. Dies hat den Vorteil, unterschiedliche Nocken mit unterschiedlichen maximalen Hubhöhen verarbeitet werden können ohne einen Wechsel der Aufnahmen oder des Werkzeugs vornehmen zu müssen. Weiterhin kann individuell den Betrag des Versatzes und damit das Verhältnis der Härtungsgrade angepasst werden.In a further developed embodiment, the amount of offset is adjustable. This has the advantage that different cams with different maximum lifting heights can be processed without having to make a change of the recordings or the tool. Furthermore, the amount of offset and thus the ratio of the degrees of hardening can be adjusted individually.
Eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung zum gleichmäßigen Härten eines Nocken mit einer rotationssymmetrischen Öffnung umfasst einen feststehenden Induktor mit rundem Querschnitt und drei federbelastete Vorsprünge, um in die rotationssymmetrische Öffnung des Nockens zu greifen und diesen im Induktor in Position zu halten. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung den Nocken nur von einer Seite greifen muss, so dass die Vorrichtung platzsparend ausgebildet werden kann.An alternative embodiment of the apparatus for uniformly hardening a cam having a rotationally symmetrical opening comprises a fixed circular cross-sectional inductor and three spring-loaded projections for gripping the rotationally symmetric opening of the cam and holding it in place in the inductor. This has the advantage that the device must grip the cam only from one side, so that the device can be designed to save space.
Die drei Vorsprünge geben durch ihren gemeinsamen Mittelpunkt in diesem Fall die Lage der Symmetrieachse vor. Bei gleicher Federkraft an allen drei Vorsprüngen kommt die Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Öffnung so zu liegen, dass sie durch den gemeinsamen Mittelpunkt der Vorsprünge verläuft.The three projections indicate the position of the axis of symmetry by their common center in this case. With the same spring force on all three projections, the axis of symmetry of the rotationally symmetrical opening comes to lie so that it passes through the common center of the projections.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Grundkörper, der um eine Rotationsachse drehbar ist. Dabei sind die Vorsprünge derart exzentrisch an dem Grundkörper angeordnet, dass der Mittelpunkt der drei Vorsprünge nicht auf der Rotationsachse liegt. Dies führt dazu, dass die Rotationsachse eine exzentrische Achse ist, die gegenüber der Symmetrieachse der rotationsymmetrischen Öffnung des Nockens zur Nockenspitze hin parallelverschoben ist.The device further comprises a base body which is rotatable about a rotation axis. The projections are arranged eccentrically on the base body, that the center of the three projections is not on the axis of rotation. This results in that the axis of rotation is an eccentric axis, which is parallel-displaced with respect to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical opening of the cam to the cam tip.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Skizzen näher erläutert, wobei es sich um beispielhafte Ausführungen handelt. Die Skizzen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to drawings, which are exemplary embodiments. The sketches show:
Senkrecht zur Zeichenebene verläuft die Rotationsachse
Um beim induktiven Härten eine individuelle Härtung des Nockens
Der Wert des Abstandes
Die
Der Grundkörper
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Nockencam
- 22
- Induktorinductor
- 33
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- 44
- Rotationsachseaxis of rotation
- 55
- Abstanddistance
- 66
- Stiftepencils
- 7 7
- innerer Teilstifteinner parts pins
- 88th
- äußerer Teilstiftouter part pin
- 99
- Mittelachse der inneren TeilstifteCentral axis of the inner part pins
- 1010
- Mittelachse der äußeren TeilstifteCentral axis of the outer part pins
- 1111
- rotationssymmetrische Öffnungrotationally symmetrical opening
- 1212
- Nockenspitzecam tip
- 1313
- Maximaler HubMaximum stroke
- 1414
- Gegenüberliegender PunktOpposite point
- 1515
- NockengrundkreisCam base circle
- 1616
- Gewindestabthreaded rod
- 1717
- Vorsprüngeprojections
- 1818
- Grundkörperbody
- 1919
- MittelpunktFocus
- 2020
- Federnfeathers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
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R016 | Response to examination communication |