DE10327046A1

DE10327046A1 - Method for assembly of cam shaft, incorporating several stations for adjusting and positioning of individual cams

Info

Publication number: DE10327046A1
Application number: DE2003127046
Authority: DE
Inventors: August Wilhelm Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-05

Abstract

The cams are guided through an oscillating device (1, 12) sorting the individual items to another device (2) removing parts of the wrong shape or sticking to each other. At the next station (3) all items are turned in the same direction. A camera is used assisting in moving the cams into a vertical position (4). From there all parts are guided individually with a horizontal plunger into the shaping tunnel (5) fitted with a worm element rotating each cam into its final position, ready for being temporarily fixed by a vacuum element (6). The hollow shaft is now inserted (7) into the perfectly positioned arrangement and can be joined (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, in welchem Nocken auf einer Hohlwelle aufgesetzt und befestigt werden.The Invention relates to a method for producing a camshaft, in which cams are placed on a hollow shaft and fastened.

Derartige Verfahren sind bereits bekannt. In einem bekannten Verfahren werden die verschiedenen Nockenpositionen und Winkellagen der Nocken nach entsprechender Positionierung der Nocken auf einer Hohlwelle durch sogenanntes Innenhochdruckaufweiten der Hohlwelle fixiert. In diesem Zusammenhang wird von sogenannten IHU-Verfahren gesprochen.such Methods are already known. In a known method the different cam positions and angular positions of the cams corresponding positioning of the cam on a hollow shaft so-called internal high pressure widening of the hollow shaft fixed. In this Connection is spoken by so-called hydroforming process.

Um nachfolgende Bearbeitungskosten einer gefertigten Rohwelle einzusparen, müssen die Winkellagen und Positionen der Nocken sehr genau erreicht und fixiert in das Umformwerkzeug übergeben werden. Jede unkontrollierte Weitergabe oder Übergabe in den nächsten Arbeitsschritt ist nachteilig, da hierdurch Ungenauigkeiten verursacht sind und da dadurch ein höheres Aufmass an Bearbeitungszugabe notwendig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei der fertig bearbeiteten Nockenwelle unterschiedliche Wanddicken am Nockenring vorhanden sind, die zu Spannungsrissen führen kann.Around save subsequent processing costs of a manufactured shaft, have to the angular positions and positions of the cams reached very accurately and fixed to be transferred to the forming tool. Any uncontrolled transfer or transfer in the next step is disadvantageous because this causes inaccuracies and because of that a higher one The amount of machining allowance is necessary. Another disadvantage is that in the finished camshaft different Wall thicknesses on the cam ring are present, leading to stress cracks to lead can.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle derart weiterzubilden, dass die auf der Rohwelle angeordneten Nocken hochgenau positioniert werden, um eine anschließende Nachbearbeitung auszuschließen bzw. weitgehend zu vermeiden.task The present invention is a process for the preparation a camshaft in such a way that the on the shaft arranged cams are positioned with high precision to subsequent post-processing excluded or largely avoided.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, in welchem Nocken auf einer Rohwelle aufgesetzt und befestigt werden, geschützt, bei dem folgende Schritte verwirklicht sind:

– Zuführung der einzelnen Nocken zu einer Ausrichtstrecke, die die Nocken von der horizontalen in die vertikale Richtung aufstellt und weitertransportiert,
– Ausrichtung der Nocken und Aufrichten in eine stehende Position,
– Überführen der stehenden Nocken über einen Stößel in einen Formtunnel und Feinausrichtung des zugeführten Nocken in seine individuell gewünschte Winkellage,
– Zuführung des ausgerichteten Nocken mittels eines Greifersystems an ein Montagewerkzeug und vorübergehende Fixierung auf dem Montagewerkzeug und
– Einschieben eines geraden Rohres.

According to the invention the object is achieved by a method having the features of claim 1. Accordingly, a method of manufacturing a camshaft in which cams are mounted and fixed on a shaft shaft is secured, in which the following steps are implemented:

Feeding the individual cams to an alignment path which sets up the cams from the horizontal to the vertical direction and transports them further,
- alignment of the cams and erecting in a standing position,
Transfer of the stationary cams via a tappet into a forming tunnel and fine alignment of the supplied cams in its individually desired angular position,
- Feeding the aligned cam by means of a gripper system to a mounting tool and temporary fixation on the mounting tool and
- Inserting a straight pipe.

Aufgrund der vorgenannten Schritte ist es möglich, die einzelnen Nocken sehr genau bezüglich der Hohlwelle zu positionieren, bevor sie befestigt werden. Hierdurch kann eine Nachbearbeitung und ein hierfür vorzusehendes Aufmass auf den Nocken vermieden werden.by virtue of the above steps, it is possible, the individual cams very accurate regarding the Hollow shaft position before they are attached. hereby can be a post-processing and a measure to be provided for this the cam can be avoided.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.preferred Embodiments of the invention will become apparent from the main claim subsequent Dependent claims.

Demnach kann die Zuführung der Nocken über einen Schwingkopfförderer erfolgen.Therefore can the feeder the cam over a swinging head conveyor respectively.

Die Ausrichtstrecke kann aus einer Förderbandeinrichtung bestehen. An den Schritt der Zuführung der Nocken kann eine Fremdformausschleusung anschließen, in der bestimmten Erfordernissen nicht entsprechende Nocken über Abstreifer aussortiert werden. Dabei kann es sich um eventuell übereinander liegende Nocken oder verkeilte Nocken oder vielleicht zu breit gebaute Nocken handeln.The Alignment can be from a conveyor belt device consist. At the step of the feeder the cam can connect a Fremdformausschleusung, in the particular requirements not corresponding cam over scraper be sorted out. It may be about each other lying cams or wedged cams or maybe too wide built Act cams.

Eine Ausrichtung der Nocken kann mittels einer Kamera und einem Drehsystem mit Innengreifersystem erfolgen.A Alignment of the cams can be done by means of a camera and a rotation system done with internal gripper system.

Die vorübergehende Fixierung der Nocken auf dem Montagewerkzeug erfolgt vorteilhaft mittels Vakuum.The temporary Fixing the cam on the mounting tool is advantageous by means of vacuum.

Schließlich können die Nocken mittels Innenhochdruckumformung auf der Hohlwelle, auf der sie lagegenau positioniert sind, befestigt werden.Finally, the Cam by hydroforming on the hollow shaft, on the they are accurately positioned, be attached.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte beispielhafte Ausführungsvariante einer Vorrichtung, auf der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.Further Details and advantages will be apparent from an illustrated in the drawing embodiment explained in more detail. The single figure shows a plan view of a schematically illustrated exemplary variant a device on which the inventive method is carried out.

Die Fertigungsanlage 10 besteht im wesentlichen aus einem Bereich zur Zuführung einzelner Nockenringe, einem Bereich zur Zuführung der Rohre und einem Bereich zur Zuführung der vormontierten Bauteile in die IHU-Anlage.The manufacturing plant 10 consists essentially of an area for supplying individual cam rings, a region for supplying the tubes and a region for supplying the preassembled components in the hydroforming system.

In einer Station 1 erfolgt die Zuführung einzelner Nocken durch Schwingtopfförderer 12. In diese Schwingtopfförderer werden die Rohnocken orientierungslos hineinge geben. Die Schwingtopfförderer sortieren die einzelnen Nocken aus und transportieren sie in einer Ausrichtstrecke.In a station 1 the supply of individual cams is done by Schwingtopfförderer 12 , In this Schwingtopförderer the Rohnocken will give in disoriented. The swing top conveyors sort out the individual cams and transport them in an alignment path.

Die Ausrichtstrecke besteht aus einer hier nicht näher im Einzelnen dargestellten Förderbandeinrichtung, die jeweiligen Nocken von der horizontalen Lage in eine vertikale Lage kontinuierlich aufstellen und weitertransportieren.The alignment path consists of a conveyor belt, which is not described in detail here device, the respective cams from the horizontal position in a vertical position continuously set up and transport.

In einer Station 2 auf dieser Strecke befindet sich eine Fremdformausschleusung. Bei einer derartigen Fremdformausschleusung werden durch entsprechende Abstreifer eventuell übereinander liegende Nocken getrennt, verkeilte Nocken gelöst und zu breit gebaute Nocken aussortiert.In a station 2 on this route there is a Fremdformausschleusung. In such Fremdformausschleusung possibly overlapping cams are separated by appropriate scrapers, wedged cams released and sorted out too wide-built cams.

In der nachfolgenden Station 3 werden die als gut befundene Nocken ausgerichtet. Da die Nocken unterschiedliche Formen haben können, von einer kreisrunden Form über ein Oval bis hin zu einer Eiform, werden dort die Nocken in die entsprechende Position gedreht, so dass alle Nocken mit ihrer Figur in die gleiche Richtung zeigen.In the following station 3 align the cams found to be good. Since the cams can have different shapes, from a circular shape on an oval to an egg shape, the cams are rotated into the appropriate position, so that all cams point with their figure in the same direction.

In der Station 4 werden die Nocken von einer liegenden Position in eine stehende Position aufgerichtet. Das Ausrichten der Nocken in die gleiche Richtung bei gleicher Lage erfolgt mittels einer Kamera und einer entsprechenden Dreheinrichtung, die mit einem Innengreifersystem ausgestattet ist.In the station 4 The cams are erected from a lying position to a standing position. The alignment of the cams in the same direction at the same position by means of a camera and a corresponding rotating device, which is equipped with an internal gripper system.

In einer Station 5 erfolgt die Feinausrichtung der Nocken. Die stehenden Nocken werden einzeln von unten nach oben in einen sogenannten Formtunnel zugeführt.In a station 5 the fine alignment of the cams takes place. The standing cams are individually fed from bottom to top in a so-called mold tunnel.

Dieser Formtunnel bildet das Herzstück der gesamten Anlage. Die angehobenen Nocken werden einzeln über einen Horizontalstößel in den Formtunnel verbracht. Der eigentliche Formtunnel hat im Inneren eine Art schraubenförmige Figur, die den liegenden Nocken durch langsame Drehung der inneren Form in eine andere Winkelposition verdreht.This Form tunnel forms the centerpiece the entire plant. The raised cams are individually over a Horizontal tappet in the Form tunnel spent. The actual shape tunnel has inside a kind of helical Figure showing the lying cam by slow rotation of the inner Twisted shape into another angular position.

Je nach Länge des Tunnel wird also am Ende der zugeführte Nocken in einer individuellen Winkellage aus dem Tunnel heraustreten. Er kann dann mit einem Greifersystem in der vorgegebenen Lage übernommen und dem Montagewerkzeug zugeführt werden. Beim Bau von Nockenwellen ist es bekannt, dass jeder Nocken unter Umständen eine andere Winkellage zur Mittelachse aufweisen muss. Je nach Art der Nockenwelle wird die entsprechende Anzahl an Nocken je nach Winkellage über verschiedene, neben einander angeordnete Tunnel transportiert, so dass individuell aus jedem Tunnel die Nocken in der gewünschten Winkelposition entnommen und dem Montagewerkzeug zugeführt werden können. Eine derartige unterschiedliche Winkellage für Nocken ergibt sich beispielsweise für 4-Zylinder-oder 6-Zylinder-Motoren, wobei hier auch nochmal zwischen einer 2- oder 4-Ventil-Technik zu unterscheiden ist.ever by length the tunnel is thus at the end of the supplied cam in an individual angular position emerge from the tunnel. He can then use a gripper system taken in the given position and supplied to the mounting tool become. When building camshafts, it is known that every cam in certain circumstances must have a different angular position to the central axis. Depending on the type the camshaft will be the appropriate number of cams depending on Angular position over transported different, juxtaposed tunnel, so that individually from each tunnel the cams in the desired Angular position removed and fed to the mounting tool can. A such different angular position for cam results, for example for 4-cylinder or 6-cylinder engines, Here again between a 2- or 4-valve technology to distinguish.

In einer Station 6 werden die über das Greifersystem in ihrer Winkellage vorgegebenen Nocken an ein Montagewerkzeug übergeben und nach entsprechender Übergabe lokal dadurch festgelegt, dass der jeweilige Nocken in der übergebenden Position mittels Vakuum angesaugt und somit festgelegt wird, so dass ein Beibehalten der exakten Winkellage der einzelnen Nocken beim späteren Einschieben des geraden Rohres exakt gewährleistet ist.In a station 6 the given via the gripper system cam in its angular position are transferred to a mounting tool and locally determined by appropriate transfer that the respective cam is sucked in the transferring position by vacuum and thus determined so that maintaining the exact angular position of the individual cams later Insertion of the straight pipe is exactly guaranteed.

Nachdem alle Nocken in dem Montagewerkzeug positioniert sind, wird in einer Station 7 das gerade Rohr (Hohlwelle) durch die positionierten Nocken eingeschoben und gleichfalls mittels Vakuum festgesetzt.After all cams are positioned in the assembly tool, is in a station 7 the straight tube (hollow shaft) inserted through the positioned cam and also fixed by means of vacuum.

In einer Station 8 erfolgt eine Übergabe des Montagewerkzeugs in die Press. Die mittels Vakuum fixierten Nockenringe und das innere Rohr in dem Montagewerkzeug werden mittels einer Schwenkeinrichtung in eine IHU-Anlage und dem Hydroform-Werkzeug übergeben, welches eine entsprechende Negativform der gegenüberliegenden Seite des Montagewerkzeugs aufweist. Dort werden die vormontierten Nockenringe und das innere Rohr wieder mittels Vakuum angesaugt. Sobald die Funktion erfüllt ist, wird das Vakuum an der Übergabevorrichtung des Monta gewerkzeuges gelöst und das Montagewerkzeug wird aus dem Maschinenraum hinausgeschwenkt.In a station 8th a transfer of the assembly tool takes place in the press. The vacuum-fixed cam rings and the inner tube in the assembly tool are transferred by means of a pivoting device in an hydroforming system and the hydroforming tool, which has a corresponding negative mold of the opposite side of the mounting tool. There, the pre-assembled cam rings and the inner tube are sucked in again by means of vacuum. Once the function is fulfilled, the vacuum is released at the transfer device of the Monta tool and the mounting tool is swung out of the engine room.

Der nun nachfolgende IHU-Umformvorgang ist aus dem Stand der Technik bereits hinreichend bekannt und bedarf daher an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung.Of the now subsequent hydroforming process is from the prior art already well-known and therefore does not require anyone at this point further explanation.

Claims

Method for producing a camshaft, in which cam are mounted on a hollow shaft and fastened, characterized by the following steps: - Feeding the individual cams to an alignment track, which the cams from the horizontal in set up the vertical direction and transport it further, - Alignment the cam and erecting in a standing position, - Transfer the standing cam over a pestle in one Shaping tunnel and fine alignment of the supplied cam in his individual desired angular position, - Feeding the aligned cam by means of a gripper system to an assembly tool and temporary Fixation on the assembly tool and - Inserting a straight Tube.

Method according to claim 1, characterized in that that the feeder the cam over a swing top conveyor he follows.

A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the alignment path consists of a conveyor belt device consists.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that at the step of feeding the cam connects a Fremdformausschleusung, in the specific requirements not corresponding cam over Scrapers are sorted out.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the alignment of the cams by means of a camera and a rotation system with an internal gripper system takes place.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the cams temporarily be fixed by vacuum on the mounting tool.

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized the cams are fixed on the hollow shaft by hydroforming (IHU) become.