DE4201478C1 - Method for installing cams on shaft - has cam held by clamps onto hollow camshaft which is expanded under pressure to engage cam - Google Patents
Method for installing cams on shaft - has cam held by clamps onto hollow camshaft which is expanded under pressure to engage camInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Bauelementen, insbesondere Nocken, auf einer Hohlwelle, die zumindest im Bereich der Bauelemente mit bleibender Verformung aufgeweitet wird, wobei die zunächst auf die Hohlwelle aufgesteckten Bauelemente zumindest stirnseitig in Wellen-Axialrichtung betrachtet eingespannt werden. Beschrieben ist ein derartiges Verfahren beispielsweise in der DE 35 30 600 A1. Auf elegante Weise lassen sich mit diesem Verfahren beispielsweise gebaute Nockenwellen für Brennkraftmaschinen fertigen, wobei bevorzugt einzeln gesinterte Nocken sowie ggf. Lagerhülsen und Antriebs ritzel mit der Hohlwelle zu einer gebauten Nockenwelle zusammengesetzt werden.The invention relates to a method for fastening Components, in particular cams, on a hollow shaft, which at least in the field of components with permanent Deformation is widened, the first being on the Hollow shaft attached components at least on the front viewed in the shaft axial direction. Such a method is described, for example in DE 35 30 600 A1. In an elegant way camshafts built using this method, for example manufacture for internal combustion engines, preferably individually sintered cams and, if necessary, bearing sleeves and drive pinion with the hollow shaft to a built camshaft be put together.
Beim Fertigungsprozeß wird die glatte Hohlwelle, auf der beispielsweise die Nocken aufgeschoben sind, mit Innen druck beaufschlagt. Die Hohlwelle dehnt sich elastisch- plastisch und legt sich am Nocken an, der sich bei weite rem Druckanstieg ebenfalls elastisch-plastisch aufweiten soll. Nach Wegnahme des Innendrucks drängt der Nocken in seine Ausgangslage und drückt die plastisch erweiterte Hohlwelle zusammen. Der dabei entstehende Fugendruck zwi schen den Bauteilen ermöglicht die Übertragung eines Tor sionsmomentes.During the manufacturing process, the smooth hollow shaft on which for example, the cams are pushed on with the inside pressure applied. The hollow shaft expands elastically plastic and attaches itself to the cam, which is wide widen the increase in pressure also elastically and plastically should. After the internal pressure has been removed, the cam pushes in its starting position and expresses the plastically expanded Hollow shaft together. The resulting joint pressure between The components allow the transmission of a gate sions moment.
Berechnungen zu diesem Fertigungsverfahren haben gezeigt, daß es konventionelle Einspannvorrichtungen für die Bau elemente bzw. Nocken nicht erlauben, das oben beschrie bene komplexe Dehnungsverhalten umzusetzen. Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer das oben beschriebene Deh nungsverhalten realisiert werden kann, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.Calculations for this manufacturing process have shown that there are conventional jigs for construction Do not allow elements or cams, as described above to implement complex expansion behavior. activities to show, with the help of which the Deh described above performance can be realized is the task of present invention.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der stirn seitig auf die Bauelemente einwirkende Einspanndruck wäh rend des Aufweitens der Hohlwelle herabgesetzt wird. Vor teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteranspruche.To solve this problem it is provided that the forehead clamping pressure acting on the components is reduced during the expansion of the hollow shaft. Before partial developments of the invention are the subject of Subclaims.
Es wurde erkannt, daß es zwar einerseits erforderlich ist, die Bauelemente/Nocken während des Aufweitens der Hohlwelle durch eine Einspannvorrichtung festzuhalten, daß jedoch andererseits der Einspanndruck, den diese Ein spannvorrichtung auf die Bauelemente ausübt, nicht wäh rend des gesamten Fertigungsvorganges so groß sein darf, daß eine verfahrensspezifische, elastisch-plastische Ver formung der Bauelemente ausgeschlossen ist. Während somit zu Beginn des Verformungsprozesses der Hohlwelle, d. h. solange diese noch innerhalb ihres elastischen Bereiches verformt wird, die Bauelemente durch die Einspannvorrich tung unter maximal möglichem Einspanndruck völlig starr gehalten werden, wird erfindungsgemäß mit zunehmender Verformung der Hohlwelle bis in deren plastischen Verfor mungsbereich hinein der Einspanndruck verringert. Dies bedeutet, daß den Bauelementen die Möglichkeit gegeben wird, sich unter Einfluß der Hohlwellen-Verformung eben falls geringfügig elastisch zu verformen. Somit sollte die Herabsetzung des Einspanndruckes mit einer unter Ein fluß der Hohlwellen-Verformung einsetzenden Verformung der Bauelemente einhergehen. Da sich nun während des eigentlichen Fertigungsprozesses auch die Bauelemente elastisch verformen können, werden in diesen Elementen nur relativ niedrige bleibende Spannungen aufgebaut. Deutlich größer sind demgegenüber die bleibenden inneren Spannungen in den Bauelementen, wenn die Bauelemente wäh rend des Aufweitens der Hohlwelle unverändert starr ein gespannt bleiben.It was recognized that it was necessary on the one hand is the components / cams during the expansion of the To hold the hollow shaft by means of a clamping device, that, on the other hand, the clamping pressure that this one exerts clamping device on the components, not while may be so large during the entire manufacturing process, that a process-specific, elastic-plastic Ver formation of the components is excluded. So while at the beginning of the deformation process of the hollow shaft, d. H. as long as they are still within their elastic range is deformed, the components by the jig completely rigid under maximum possible clamping pressure are kept according to the invention with increasing Deformation of the hollow shaft up to its plastic deformation the clamping pressure is reduced. This means that the components are given the opportunity becomes even under the influence of the hollow shaft deformation if slightly deformable. So should the reduction of the clamping pressure with an under one flow of the deformation using the hollow shaft deformation of the components go hand in hand. Since during the actual manufacturing process also the components can be deformed elastically in these elements only relatively low permanent tensions built up. In contrast, the remaining inner ones are significantly larger Tensions in the components when the components are selected rigidly unchanged during the expansion of the hollow shaft stay excited.
Da der Einspanndruck (u. a.) stirnseitig auf die Bauele mente, d. h. in Wellen-Axialrichtung aufgebracht wird, läßt sich der Einspanndruck auch auf einfache Weise vari ieren. Besonders einfach läßt sich der Einspanndruck da rüber hinaus verändern, wenn die Spannkraft hydraulisch aufgebracht wird. Da darüber hinaus üblicherweise die Hohlwelle hydraulisch aufgeweitet wird, empfiehlt es sich, zur Herabsetzung des Einspanndruckes den Hydraulik druck der Einspannvorrichtung über den Hydraulikdruck der Aufweitvorrichtung zu steuern.Since the clamping pressure (among other things) on the face of the component mente, d. H. is applied in the shaft axial direction, the clamping pressure can also be varied in a simple manner ieren. The clamping pressure is particularly easy beyond change if the clamping force is hydraulic is applied. In addition, since usually Hollow shaft is hydraulically expanded, it is recommended the hydraulic system to reduce the clamping pressure pressure of the clamping device via the hydraulic pressure of the To control expanding device.
Um die Winkelposition der einzelnen Bauelemente bezüglich der Hohlwelle vor deren Verformungsprozeß festzulegen, kann jedes Bauelement bzw. jeder Nocken stirnseitig mit zumindest einer Markierung versehen werden, die mit einer Gegenmarkierung in der stirnseitig wirkenden Einspannvor richtung übereinstimmt. Trifft die Markierung auf dem Bauelement/Nocken auf die entsprechende Gegenmarkierung auf der Einspannvorrichtung, mit der das Bauelement bzw. der Nocken eingespannt wird, so befindet sich das Bauele ment/der Nocken in der gewünschten Winkellage. Gewährlei stet werden kann dieses Aufeinandertreffen von Markierung und Gegenmarkierung beispielsweise dadurch, daß die Mar kierung als Nut und die Gegenmarkierung als korrespondie rende Erhebung ausgebildet sind, die miteinander eine formschlüssige Verbindung eingehen. Dabei kann die Mar kierung auf das Bauelement nach einer Vermessung dessel ben aufgebracht werden, um die endgültige Position des Bauelementes auf der Hohlwelle beispielsweise an die tatsächliche Außenkontur des Bauelementes anpassen zu können.About the angular position of the individual components to fix the hollow shaft before its deformation process, can each component or each cam with the front be provided with at least one marking with a Counter-marking in the front acting clamping direction matches. Meets the mark on the Component / cam on the corresponding counter marking on the clamping device with which the component or the cam is clamped, so is the Bauele ment / the cam in the desired angular position. Guarantee This clash of markings can be continued and countermarking, for example, in that the Mar marking as a groove and the counter marking as a correspondence rende survey are formed, the one another form-fitting connection. The Mar marking on the component after measuring the same ben applied to the final position of the Component on the hollow shaft, for example to the adjust the actual outer contour of the component can.
Erläutert wird die Erfindung anhand zweier Prinzipskizzen eines bevorzugten Ausführungsbeispieles.The invention is explained on the basis of two schematic diagrams of a preferred embodiment.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Hohlwelle mit einem Nocken und einer zugehörigen Einspannvor richtung, Fig. 1 shows a side view of a hollow shaft with a cam and an associated Einspannvor direction,
Fig. 2 eine Stirnansicht des Nockens. Fig. 2 is an end view of the cam.
Mit einer Hohlwelle 1 soll ein Bauelement 2 in Form eines in einem Sinterprozeß hergestellten Nockens verbunden werden. Mehrere dieser Nocken sowie weitere Bauelemente, wie beispielsweise Lagerschalen oder auch ein Antriebs ritzel bilden schließlich eine gebaute Nockenwelle, die beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann.A component 2 in the form of a cam produced in a sintering process is to be connected to a hollow shaft 1 . Several of these cams and other components, such as bearing shells or a drive pinion finally form a built camshaft that can be used for example in an internal combustion engine.
Das Bauelement 2 weist eine dem Querschnitt der Hohlwelle 1 angepaßte Durchgangsöffnung 3 auf. In diese Durchgangs öffnung 3 wird die Hohlwelle 1 eingeschoben bzw. mit die ser Durchgangsöffnung 3 wird das Bauelement 2 zunächst auf die Hohlwelle 1 aufgesteckt. Danach wird die Hohl welle mit den darauf lose befindlichen Bauelementen in eine nicht gezeigte Vorrichtung eingelegt. In dieser Vor richtung wird die Hohlwelle 1 zumindest in den Bereichen der einzelnen Bauelemente 2 mit bleibender Verformung hydraulisch aufgeweitet, so daß zwischen der Hohlwelle 1 und den Bauelementen 2 eine im wesentlichen kraftschlüs sige Verbindung hergestellt wird. Neben einer Haltevor richtung für die Hohlwelle 1 sowie einer geeigneten An ordnung zum Einleiten des Hydraulikmediums in die Hohl welle 1 enthält die Vorrichtung auch Einspannvorrichtun gen 4a, 4b für jedes einzelne Bauelement 2. Diese Ein spannvorrichtungen 4a, 4b fixieren das Bauelement 2, in dem sie stirnseitig auf das Bauelement 2 einen Einspann druck aufbringen, der somit im wesentlichen in Wellen- Axialrichtung (Pfeilrichtung 5) wirkt. Die Einspannvor richtungen 4a, 4b können dabei im wesentlichen dem Quer schnitt des Bauelementes 2 eingepaßt sein, sie können eine größere Querschnittsfläche als das Bauelement be sitzen oder auch nur einen Teil der Stirnfläche des Bau elementes überdecken, wobei selbstverständlich jeweils ein entsprechender Durchgang für die Hohlwelle 1 ausge spart sein muß. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, die Einspannvorrichtungen 4a, 4b mehrteilig bzw. teilbar auszuführen, um mit Abschluß des Fertigungsprozesses die Hohlwelle 1 inklusive der damit verbundenen Bauelemente 2 aus der Fertigungsvorrichtung entnehmen zu können.The component 2 has a through opening 3 adapted to the cross section of the hollow shaft 1 . In this passage opening 3, the hollow shaft 1 is inserted or with the ser through opening 3, the device 2 is first placed on the hollow shaft. 1 Then the hollow shaft with the components located loosely on it is inserted into a device, not shown. In this direction, the hollow shaft 1 is hydraulically expanded at least in the areas of the individual components 2 with permanent deformation, so that a substantially force-locking connection is established between the hollow shaft 1 and the components 2 . In addition to a Haltevor device for the hollow shaft 1 and to a suitable regulatory for introducing the hydraulic fluid into the hollow shaft 1, the apparatus also includes Einspannvorrichtun gen 4 a, 4 b for each individual component. 2 This A clamping devices 4 a, 4 b fix the component 2 , in which they apply a clamping pressure on the front of the component 2 , which thus acts essentially in the shaft axial direction (arrow direction 5 ). The Einspannvor directions 4 a, 4 b can essentially be the cross-section of the component 2 fitted, they can be a larger cross-sectional area than the component be sitting or cover only part of the end face of the construction element, of course, each having a corresponding passage for the hollow shaft 1 must be saved. It may be necessary to design the clamping devices 4 a, 4 b in several parts or divisible in order to be able to remove the hollow shaft 1 including the components 2 connected therefrom from the production device when the manufacturing process is complete.
Einerseits ist es erforderlich, das Bauelement 2 zumin dest zu Beginn des Verformungsprozesses der Hohlwelle äußerst fest einzuspannen, andererseits soll jedoch bei stärkerer Verformung der Hohlwelle 1 eine daraus resul tierende, geringfügige elastische Verformung des Bauele mentes 2 möglich sein. Daher wird der durch die Einspann vorrichtungen 4a, 4b stirnseitig auf die Bauelemente 2 einwirkende Einspanndruck während des Aufweitens der Hohlwelle 1 herabgesetzt. Insbesondere wird der Einspann druck hydraulisch aufgebracht und in Relation zu dem Hydraulikdruck, mit dem die Hohlwelle 1 aufgeweitet wird, gesteuert.On the one hand, it is necessary to clamp the component 2 extremely firmly at least at the beginning of the deformation process of the hollow shaft, on the other hand, however, a slight elastic deformation of the component 2 resulting therefrom should be possible with greater deformation of the hollow shaft 1 . Therefore, the clamping pressure acting through the clamping devices 4 a, 4 b on the end face on the components 2 is reduced during the expansion of the hollow shaft 1 . In particular, the clamping pressure is applied hydraulically and controlled in relation to the hydraulic pressure with which the hollow shaft 1 is expanded.
Die Winkelposition des Bauelementes 2 gegenüber der Hohl welle 1 sei durch den Winkel α zwischen der Symmetrie linie des als Nocken ausgebildeten Bauelementes sowie der Horizontalen (vgl. Fig. 2) beschrieben. Um nun das Bau element 2 auf der Hohlwelle 1 wie gewünscht zu positio nieren, wird das Bauelement 2 stirnseitig mit einer Mar kierung 6a versehen, die mit einer Gegenmarkierung 6b in der stirnseitig wirkenden Einspannvorrichtung 4b überein stimmt. Die Markierung 6a ist als radial verlaufende Nut und die Gegenmarkierung 6b als entsprechende Erhebung ausgebildet, die miteinander eine formschlüssige Verbin dung eingehen können (vgl. Fig. 1). Dabei wird die Mar kierung 6a auf das Bauelement 2 aufgebracht, bevor dieses auf die Hohlwelle 1 aufgeschoben wird. Beim Aufbringen der Markierung 6a können die Ergebnisse aus einer Vermes sung der Außenkontur des Bauelementes 2 berücksichtigt werden. Hierdurch ist es möglich, das Bauelement, so bei spielsweise den Sinternocken, optimal auf der Hohlwelle 1 zu positionieren.The angular position of the component 2 with respect to the hollow shaft 1 is described by the angle α between the line of symmetry of the component designed as a cam and the horizontal (cf. FIG. 2). In order to position the construction element 2 on the hollow shaft 1 as desired, the component 2 is provided on the end face with a marking 6 a, which coincides with a counter mark 6 b in the end-face jig 4 b. The marking 6 a is b as a radially extending groove and the counter mark 6 formed as a corresponding elevation which can enter into a form-fitting Verbin dung each other (see. Fig. 1). The mark 6 a is applied to the component 2 before it is pushed onto the hollow shaft 1 . When applying the mark 6 a, the results from a measurement of the outer contour of the component 2 can be taken into account. This makes it possible to optimally position the component, for example the sintering cam, on the hollow shaft 1 .
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- 1992-01-21 DE DE19924201478 patent/DE4201478C1/en not_active Expired - Fee Related
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