KR20130108345A - 엔진 모듈 조립 방법 - Google Patents

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마리안 슐체
슈펜 지테
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Abstract

본 발명은 자동차 엔진용 모듈을 조립하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 모듈은 베어링 리셉터클들 (2) 및 이 베어링 리셉터클들 (2) 내에 장착되는 캠샤프트 (3) 를 구비하는 적어도 하나의 실린더 헤드 커버 (1) 를 포함하고, 모듈의 조립 과정 중에, 캠샤프트 (3) 는 지지 샤프트 (4) 및 이 지지 샤프트 (4) 에 연결될 부품들 (5) 로부터 구성되고, 부품들 (5) 은 지지 샤프트 (4) 를 수용하기 위한 관통공들 (6) 을 갖는다. 각각의 정확한 각도 위치에서 지지 샤프트에 고정될 부품들을 홀딩하고 배치하기 위해 특수하게 설계되는 장치가 요구되지 않고, 또 상이한 각도 위치들을 구비하는 캠들을 갖는 상이한 캠샤프트들을 위해 융통성 있게 사용될 수 있는 이와 같은 방법을 특정하기 위해, 이하의 단계들, a) 상기 부품들 (5) 이 고정될 영역들 내에 국부적인 확대된 직경 부분들 (7) 을 갖는, 그리고 상기 완전히 구성된 캠샤프트 (3) 가 상기 베어링 리셉터클들 (2) 내에 장착될 영역들 내에 베어링 부분들 (8) 을 갖는 지지 샤프트 (4) 가 제공되고; b) 상기 지지 샤프트 (4) 에 고정될 상기 부품들 (5) 이, 상기 부품들 (5) 의 관통공들 (6) 이 상기 실린더 헤드 커버 (1) 의 상기 베어링 리셉터클들 (2) 에 관하여 동일면을 이루는 방식으로 배치되도록 미리 정해진 순서로 위치되고, 또 상기 완전히 조립된 캠샤프트 (3) 상에서 상기 부품들 (5) 에 의해 점유되는 축방향 위치들에 대응하지 않는 축방향 위치들에 위치되고; c) 상기 지지 샤프트 (4) 가 냉각되고 및/또는 상기 부품들 (5) 이 가열됨으로써, 상기 지지 샤프트 (4) 는 그 확대된 직경 부분들 (7) 및 베어링 부분들 (8) 로 상기 실린더 헤드 커버 (1) 의 상기 베어링 리셉터클들 (2) 및 상기 부품들 (5) 의 상기 관통공들 (6) 을 통해 관통될 수 있고; d) 상기 지지 샤프트 (4) 는 상기 베어링 리셉터클들 (2) 및 관통공들 (6) 을 통해 관통됨으로써, 상기 지지 샤프트 (4) 의 베어링 부분 (8) 은 각 베어링 리셉터클 (2) 내에 배치되고, 확대된 직경 부분 (7) 는 각 부품 (5) 에 인접하여 배치되고; e) 상기 지지 샤프트 (4) 는 가열되고 및/또는 상기 부품들 (5) 은 냉각됨으로써, 상기 지지 샤프트 (4) 의 상기 확대된 직경 부분들 (7) 및 상기 확대된 직경 부분들 (6) 에 할당된 상기 부품들 (5) 의 관통공들 (6) 은 미리 정해진 중첩부를 갖고; f) 상기 부품들 (5) 은 상기 부품들 (5) 에 할당된 상기 확대된 직경 부분들 (7) 상에 연속적으로 가압되고, 또는 상기 확대된 직경 부분들 (7) 은 상기 확대된 직경 부분들 (7) 에 할당된 부품들 (5) 의 상기 관통공들 (6) 내에 연속적으로 압입되고, 상기 지지 샤프트 (4) 에 대한 각 부품 (5) 의 각 경우에 각 요구되는 각도 위치는 상기 가압 또는 압입 처리 전에 조절되는, 단계들이 제안된다.

Description

엔진 모듈 조립 방법{METHOD FOR ASSEMBLING AN ENGINE MODULE}
본 발명은 실린더 헤드 커버 및 이 실린더 헤드 커버 내에 회전 가능하게 장착되는 캠샤프트를 포함하는 자동차 엔진용 엔진 모듈을 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
자동차 엔진의 조립 시의 조립 비용을 절감하고, 엔진 조립에서 보관 및 물류 비용을 절감하기 위해, 이미 완전히 조립된 엔진 모듈이 공급자에 의해 자동차 제조사의 조립 라인에 직접 공급된다. 이와 같은 엔진 모듈은, 예를 들면, 실린더 헤드 커버 및 그 내부에 장착되는 캠샤프트로 이루어진다. 그러므로, 엔진 조립에 있어서, 이 모듈만이 엔진의 실린더 헤드에 부착되어야 한다.
EP 1 155 770 B1은 실린더 헤드 커버 및 그 내부에 장착되는 캠샤프트로 이루어지는 엔진 모듈을 조립하기 위한 방법을 기술한다. 이 공지의 조립 방법의 경우, 후속의 캠샤프트의 원통형 지지 샤프트가 삽입되는 도출부들 (lead-throughs) 을 가지는 실린더 헤드 커버가 제공된다. 캠샤프트에 부착될, 예를 들면, 캠과 같은 부품들은 요구되는 각도 배향 및 요구되는 축방향 위치에 정확하게 위치되도록 특수 리셉터클 (receptacle) 내에 배치되어야 한다. 실린더 헤드 커버 및 지지 샤프트를 수용하기 위한 그 도출부들을 구비하는 지지 샤프트에 부착될 부품들이 정확한 위치 및 각도로 상호에 대해 정렬된 경우, 지지 샤프트는 도출부들을 통해 압입된다. EP 1 155 770 B1에 기재된 방법의 하나의 실시형태에 따르면, 지지 샤프트에 부착될 부품들은 지지 샤프트가 압입되기 전에 가열되고, 지지 샤프트의 포스-프리 (force-free) 삽입을 확보하기 위해 지지 샤프트는 냉각된다. 캠은 프레스 끼워맞춤 연결에 의해 지지 샤프트에 부착된다. EP 1 155 770 B1은 이 프레스 끼워맞춤 연결을 제작하는 다양한 방법을 기술한다. 한편으로, 프레스 끼워맞춤 연결은, 지지 샤프트가 프레스에 의해 힘을 가함으로써 삽입된다는 사실로 인해 제작될 수 있다. 프레스 끼워맞춤 연결을 제작하는 또 하나의 방법은 샤프트의 외경이 적어도 부품들의 영역에서 연속적 또는 동시적으로 확대되도록 액압성형 (hydroforming) 된다는 사실에 존재한다.
EP 1 155 770 B1에 개시된 방법은 복잡하고, 또 고 비용에 관련되는데, 이것은 지지 샤프트에 부착될 부품들이, 지지 샤프트의 삽입 전에도 후속되는 캠샤프트 상에 배치되는 방식으로, 정확하게 위치되고 정렬되어야 하기 때문이다. 이것을 달성하기 위해, 부품들이 정확한 위치와 각도로 삽입될 수 있는 특수하게 설계되어 형성되는 홀딩 (holding) 요소들이 요구된다. 홀딩 요소는 각 부품에 대해 특수하게 형성된 홀딩 리셉터클을 가져야 한다. 이 홀딩 요소들의 제작은 복잡하고, 고비용이 든다. 더욱이, 상이한 캠샤프트들에 대해 상이한 홀딩 요소들이 요구된다. 이것은, 캠샤프트의 지지 튜브에 대한 캠들의 각도 정렬이, 예를 들면, 이 캠샤프트가 4-기통 엔진용인지 또는 6-기통 엔진용인지의 여부에 의존하기 때문이다.
본 발명의 목적은 각 경우에 정확한 각도 위치에 지지 샤프트에 부착될 부품들을 홀딩하고 배치하기 위해 특수하게 설계되는 장치가 요구되지 않고, 또 상이한 각도 위치들을 구비하는 캠들을 갖는 상이한 캠샤프트들을 위해 융통성 있는 방식으로 사용될 수 있는 실린더 헤드 커버 및 캠샤프트로 이루어지는 엔진 모듈을 조립하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 특징들을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 방법의 유리한 개발들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 방법의 중요한 이점은 지지 샤프트에 부착될, 예를 들면, 캠, 센서 휠 등과 같은 부품들이, 지지 샤프트의 삽입 전에, 완전히 구성된 캠샤프트 상에서 이 부품들이 점유하는 축방향 위치들에 대응하지 않는 축방향 위치들에 위치될 뿐이라는 사실에 존재한다. 그러므로, 부품들은 지지 샤프트에 대한 그 각도 위치에 대해 정확하게 정렬될 필요가 없다. 본 발명에 따른 방법의 경우, 지지 샤프트의 삽입 전에 부품들의 정확한 정렬이 완전히 생략될 수 있다. 그러므로, 지지 샤프트의 삽입 전에도, 지지 샤프트에 대해 이 지지 샤프트에 부착될 개별 부품들의 정확한 각도 위치를 고정하는 작용을 하는 특수한 홀딩 장치들이 요구되지 않는다.
본 발명에 따른 방법의 경우, 지지 샤프트의 삽입 후, 부품들이 이것에 할당된 지지 샤프트의 확대된 직경 부분들 상에 가압되거나 또는 부품들에 할당된 확대된 직경 부분들이 부품들의 도출 개구들 내로 압입된다는 사실에 의해 지지 샤프트에 부착된다. 지지 샤프트에 대한 각 개별 부품의 각각의 각도 위치는, 지지 샤프트가 특정 각도로 각각의 부품에 대해 회전함으로써, 지지 샤프트에 대한 부품의 요구되는 상대적 각도 위치가 달성된다는 사실에 의해 편리하게 조절될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법은 지지 샤프트 상에서 캠들의 정확한 위치 결정 및 정렬을 확보하기 위해, 각 상이한 캠샤프트를 위한 각 경우에 특수한 홀딩 장치가 요구되지 않고, 완전히 상이한 캠샤프트들을 구비하는 상이한 모듈을 구성하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법에 의해, 캠샤프트에 부착될 부품들이 지지 샤프트에 대해 상이한 각도 위치들 내에 배치되는, 비용효율적이고 편리한 방식으로 상이한 엔진 또는 엔진 변형체를 위한 상이한 캠샤프트들을 갖는 모듈들을 제작하는 것이 가능하다.
본 발명의 하나의 실시형태에 따르면, 확대된 직경 부분들은, 예를 들면, 롤러-버니싱과 같은 기계적 성형 방법에 의해 지지 샤프트 내에 도입된다.
본 발명에 따르면, 실린더 헤드 커버의 베어링 리셉터클들 및 지지 샤프트의 베어링 부분들은, 실린더 헤드 커버가 완전히 장착된 상태일 때, 베어링 리셉터클들이 베어링 부분들과 함께 슬라이딩 베어링을 형성하도록 치수가 결정된다. 지지 샤프트의 베어링 부분들은, 냉각된 상태에서, 지지 샤프트가 실린더 헤드 커버의 베어링 리셉터클보다 약간 작은 직경 (슬라이딩 베어링의 형성을 위해 요구됨) 을 갖는 크기로 연삭될 수 있다.
이하, 본 발명을 본 발명의 원리를 도해하는 개략도들을 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 위해 준비된 지지 샤프트를 도시한다.
도 2 는 모듈의 조립 중에 지지 샤프트에 부착될 캠 형태의 부품을 도시한다.
도 3 은 냉각된 지지 샤프트가 실린더 헤드 커버의 베어링 리셉터클들 및 지지 샤프트에 부착될 가열된 부품들을 통해 압입되는 본 방법 단계의 개략도를 도시한다.
도 4 는 지지 샤프트가 자체의 위치에 도달해 있는, 냉각된 지지 샤프트 및 가열된 부품들을 구비하는 모듈-형성 부품들의 개략도를 도시한다.
도 5 는 온도 균등화가 달성된 후, 즉 지지 샤프트는 대기 온도까지 가열되고, 부품들은 대기 온도까지 냉각된 후의 도 4 의 개략도를 도시한다.
도 6 은 제 1 부품을 지지 샤프트에 부착시키는 접합 공정의 개략도를 도시한다.
도 7 은 제 2 부품을 지지 샤프트에 부착시키는 접합 공정의 개략도를 도시한다.
도 8 은 완전히 접합된 모듈의 개략도를 도시한다.
도 9 는 단지 하나의 부품 (5) 이 지지 샤프트에 회전 불가능하게 고정되는 방식으로 연결되는, 2 개의 상이한 부품들 (5, 5') 을 갖는 조절 가능한 캠샤프트를 위한 중공 지지 샤프트의 개략도를 도시한다.
도 10a 내지 도 10d 는 도 9 에 따른 2 개의 상이한 부품들 (5, 5') 을 갖는 조절 가능한 캠샤프트의 제작 시의 방법 단계 순서를 도시한다.
도 11 은 지지 샤프트 내에 동축으로 배치되고, 또 지지 샤프트에 대해 회전될 수 있는 내부 샤프트 및 중공 샤프트를 갖는 조립된 조절 가능한 캠샤프트를 도시한다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법에서 사용하기 위해 준비된 지지 샤프트 (4) 를 도시한다. 지지 샤프트 (4) 는 상이한 직경을 갖는 다수의 부분들을 갖는다. 도면 부호 D1로 표시된 직경들은 모듈의 완전히 조립된 상태에서, 실린더 헤드 커버 (1) 의 베어링 리셉터클들 (2) 과 함께 캠샤프트 (3) 를 위한 슬라이딩 베어링들을 형성하는 지지 샤프트 (4) 의 베어링 부분들 (8) 을 형성한다. 도면 부호 D2는, 지지 샤프트 (4) 에 대한 고정 연결이 성립되기 전에, 지지 샤프트에 부착될 부품들 (5) 이 예비 위치 (pre-positioned) 되는 직경을 표시한다. 도면 부호 D3는 확대된 직경 부분들 (7) 의 외경을 표시한다. 도면에 예시된 실시형태에서, 확대된 직경 부분들 (7) 을 형성하는 2 가지 상이한 방법이 설명된다. 도 1 의 좌측에 도시되어 있는 확대된 직경 부분 (7) 은 롤러-버니싱 처리에 의해 제작되었다. 그 폭 (B) 은 확대된 직경 부분 (7) 에 부착될 부품에 따라 조정된다.
대조적으로, 도 1 의 우측에 도시되어 있는 확대된 직경 부분 (7) 은 연삭 공정에 의해 제작되고, 즉 지지 샤프트 (4) 는 더 큰 직경으로부터 시작하여 직경 D3까지 연삭되었다. 그러나, 이하에서 설명되는 본 발명의 예시된 실시형태들은 롤러-버니싱에 의해 제작되는 확대된 직경 부분들만을 설명한다.
도 2 는 모듈의 조립 과정에서 지지 샤프트 (4) 에 부착될 대기 온도에서의 부품 (5) 을 도시한다. 도 2 에 예시로서 도시된 부품은 직경 DBT 및 폭 A를 구비하는 관통공 (6) 을 갖는 캠이다. 그러나, 본 발명에 따른 이 방법은 캠 뿐만 아니라, 예를 들면, 센서 휠 등과 같은 기타 부품들을 지지 샤프트 (4) 에 정확한 위치로 부착하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 특정의 예시된 실시형태의 본 기재의 범위 내에서, 간단히 하기 위해, 캠의 실시예만이 지지 샤프트에 부착될 부품들로서 고려된다.
도 3 은 실린더 헤드 커버 (1) 의 베어링 리셉터클들 (2) 및 가열된 부품들 (5) 의 관통공들 (6) 을 통해 냉각된 지지 샤프트 (4) 를 압입하는 방법 단계를 도시한다. 도면은 단순 개략도이고, 이해의 편의를 위해 실린더 헤드 커버 (1) 의 추가의 부품이나 세부는 도시되어 있지 않다. 지지 샤프트 (4) 의 냉각에 의해 감축된 베어링 부분들 (8) 의 외경은 도면 부호 D1'으로 표시되어 있고, 확대된 직경 부분들 (7) 의 감축된 직경은 도면 부호 D3'으로 표시되어 있다. 부품들 (5) 의 가열에 의해 증대된 부품의 관통공들 (6) 의 직경은 도면 부호 DBT'로 표시되어 있다. 더욱이, 실린더 헤드 커버 (1) 의 베어링 리셉터클들 (2) 의 직경은 도면 부호 DL로 표시되어 있다.
베어링 리셉터클들 (8) 의 직경들 (D1), 확대된 직경 부분들 (7) 의 직경들 (D3) 및 부품들 (5) 의 관통공들 (6) 의 직경들 (DBT) 은, 각각의 부품들의 제작의 범위 내에서, 냉각된 지지 샤프트 (4) 의 직경들 (D1', D3') 이 베어링 리셉터클들 (2) 의 직경 (DL) 및 가열된 부품들 (5) 의 직경들 (DBT') 보다 약간 작도록 치수가 결정되었다. 이 방식으로, 지지 샤프트 (4) 는 베어링 리셉터클들 (2) 및 관통공들 (6) 을 통해 간단히 압입될 수 있다.
부품들 (5) 은 지지 샤프트 (4) 에 관한 부품들의 각도 배향을 고려할 필요 없이 실린더 헤드 커버 (1) 에 대해 위치된다. 관통공들 (6) 은 실린더 헤드 커버 (1) 의 베어링 리셉터클들 (2) 과 동일면을 이루도록 정렬된다. 부품들 (5) 은 위치 결정되기 전 또는 후에 가열될 수 있다. 적절한 가열 방법은 유도에 의한 가열이다. 지지 샤프트 (4) 는, 예를 들면, 액체 질소 또는 다른 냉각제에 의해 냉각될 수 있다.
도 4 는, 지지 샤프트 (4) 가 여전히 냉각된 상태이고, 부품들 (5) 이 여전히 가열된 상태일 때의 지지 샤프트 (4) 의 완전히 삽입된 상태를 도시한다. 이 상태로부터 출발하여, 양 부품들이 대기 온도를 취할 때까지 지지 샤프트 (4) 는 가열되고, 부품들 (5) 은 냉각된다. 온도 균등화가 달성된 후의 이 상태는 도 5 에 도시되어 있다. 이 상태에서, 부품들 (5) 은 직경 D2를 구비하는 부분 상에 예비 위치된다. 관통공들 (6) 의 직경 (DBT) 은 이 직경 (D2) 보다 약간 크므로, 지지 샤프트 (4) 에 관한 부품들 (5) 의 상대 각도 위치는 지지 샤프트 (4) 의 단순한 회전에 의해 자유롭게 변화될 수 있고, 임의의 원하는 방식으로 조절될 수 있다.
도 6 은 확대된 직경 부분 (7) 상에 제 1 부품 (5) 을 가압함으로써 제 1 부품 (5) 을 지지 샤프트 (4) 에 부착하는 방법을 개략적으로 도시한다. 부품 (5) 이 확대된 직경 부분 (7) 상에 가압되기 전에, 지지 샤프트 (4) 에 대한 부품 (5) 의 원하는 각도 위치는 지지 샤프트 (4) 의 회전에 의해 조절된다. 이것은 도 6 에서 화살표 (10) 로 표시되어 있다. 화살표 (11) 는 부품 (5) 이 가압되는 방향을 표시한다. 제 2 부품 (5) 을 위한 부착 처리는 도 7 에 유사한 방식으로 도시되어있다. 이 경우, 지지 샤프트 (4) 에 대한 부품 (5) 의 원하는 각도 위치는 또한 지지 샤프트 (4) 의 단순한 회전에 의해 극히 단순한 방식으로 조절된다.
추가의 부품들이 이 방식으로 지지 샤프트 (4) 에 부착될 수 있다는 것이 이해된다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법에 의해, 동일한 장치 및 동일한 처리를 이용하여, 단순하고 비용 효율적인 방식으로, 실린더 헤드 커버 및 캠샤프트로 이루어지는 상이한 모듈들, 예를 들면, 4-기통 엔진용 캠샤프트를 갖는 모듈 및 6-기통 또는 8-기통 엔진용 캠샤프트를 갖는 모듈을 제작하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은, 조립 장치의 어떤 복합한 개조 없이도 상이한 모듈들이 연속적으로 조립될 수 있으므로, 또한 제작의 유연성을 증대시킨다.
마지막으로, 도 8 은 완전히 조립된 모듈을 개략적으로 도시한다. 부품들 (5) 은 논-포지티브-로킹 (non-positive-locking) 및 포지티브 로킹 방식으로 지지 샤프트 (4) 에 연결된다. 베어링 부분들 (8) 은 실린더 헤드 커버 (1) 의 베어링 리셉터클들 (2) 과 함께 슬라이딩 베어링들을 형성한다.
본 발명에 따른 하나의 실시형태에 따르면, 지지 샤프트 (4) 에 연결될 부품들 (5) 은, 그 관통공들 (6) 이 실린더 헤드 커버 (1) 의 베어링 리셉터클들 (2) 과 동일면으로 배치되고 완전히 구성된 캠샤프트 (3) 상에서 이 부품들 (5) 에 의해 점유되는 축방향 위치들에 대응하지 않는 축방향 위치들에 위치되도록, 부품들이 지지 샤프트 (4) 에 대해 미리 정해진 순서로 위치되는 방법 단계의 실시 중에, 지지 샤프트 (4) 의 가열 및/또는 부품들 (5) 의 냉각에 의해 달성되는 지지 샤프트 (4) 와 부품들 (5) 사이의 온도 균등화 후에, 지지 샤프트 (4) 와 부품들 (5) 이 이들에 각각 할당된 확대된 직경 부분들 (7) 의 일부분 상에 해제 가능하게 고정된 방식으로 유지되도록 추가로 또한 위치된다. 이 방식으로, 지지 샤프트 상에 해제 가능한 방식으로 지지 샤프트 (4) 에 관하여 특정의 원하는 상대 위치에 부품들 (5) 을 고정하는 것이 가능하다. 부품들 (5) 이, 예를 들면, 캠들로 형성되는 경우, 캠들 (54) 전부는 캠의 로브 (lobe) 가 동일한 방향을 향하도록 지지 샤프트 (4) 상에 해제 가능한 방식으로 고정될 수 있다. 이 접근법의 이점은 캠들의 위치결정 후에 수행되는 캠들 (5) 과 지지 샤프트 (4) 사이의 프레스 끼워맞춤 연결이 자동화된 방법 단계로 단순한 방식으로 달성될 수 있다는 사실에 존재한다. 가압 (press-on) 장치 또는 압입 (press-in) 장치를 이용하여 부품들/캠들 (5) 과 지지 샤프트 (4) 사이의 프레스 끼워맞춤 연결의 자동화된 제작의 범위 내에서, 부품들/캠들 (5) 의 상대 위치가 고정적으로 특정되면 유리하다. 이 경우, 이 장치는, 지지 샤프트 (4) 상의 부품/캠 (5) 의 요구되는 각도 위치가 부품/캠 (5) 에 대한 지지 샤프트의 회전에 의해 조절되기 전에, 주위 방향으로 각 부품/캠 (5) 의 실제의 상대 위치를 확인하기 위한 어떤 수단도 필요로 하지 않는다.
다시 말하면, 부품들/캠들 (5) 의 위치 결정 후 및 프레스 끼워맞춤 연결의 성립 전에 지지 샤프트 (4) 에 관한 부품들/캠들 (5) 의 상대적 각도 위치가 상기 지지 샤프트 (4) 상에 부품들/캠들 (5) 을 일시적으로 고정시킴으로써 사전에 알려져 있지 않은 경우, 프레스 끼워맞춤 연결의 성립 전에, 지지 샤프트 (4) 상의 부품/캠 (5) 의 원하는 각도 위치를 확보하기 위해 회전되어야 하는 지지 샤프트 (4) 의 회전 각도를 결정할 수 있기 전에, 먼저 부품들/캠들 (5) 의 상대적 각도 위치가 확인되어야 한다. 이것은 부품들/캠들 (5) 을 지지 샤프트 (4) 상에 가압하거나 지지 샤프트 (4) 를 부품들/캠들 (5) 내에 압입하는 처리를 자동화하는 것을 더욱 곤란하게 만든다. 그러나, 위치 결정된 후, 부품들/캠들 (5) 이 동일한 각도 위치로 지지 샤프트 (4) 상에 여전히 해제 가능하게 고정되어 있는 경우, 지지 샤프트 (4) 에 대한 부품들/캠들 (5) 의 상대적 각도 위치의 확인의 실행 단계는, 그 상대적 각도 위치가 사전에 알려져 있으므로, 생략될 수 있다. 따라서, 부품들/캠들 (5) 과 지지 샤프트 (4) 사이의 프레스 끼워맞춤 연결을 성립시키기 위한 장치는 상당히 더 간단한 방식으로 구성될 수 있고, 캠샤프트를 조립하기 위한 본 발명에 따른 방법은 더욱 신속하게 수행될 수 있다. 사이클 횟수는 상당히 증대되고, 제조 공장의 더욱 경제적인 가동이 달성된다.
도 9 내지 도 11 은 본 발명에 따른 방법이 조절 가능한 캠샤프트의 조립의 프레임워크 내에서 사용되는 실시형태를 도시한다. 이 실시형태의 경우, 지지 샤프트 (4) 는 중공 샤프트로서 형성된다. 지지 샤프트 (4) 의 내부에서, 내부 샤프트 (20) 는 지지 샤프트 (4) 에 관하여 동축으로 배치되고, 내부 샤프트 (20) 는 지지 샤프트 (4) 에 대해 회전될 수 있다. 전술한 방식으로 프레스 끼워맞춤 연결에 의해 지지 샤프트 (4) 에 연결되는 부품들 (5) 이 제공된다. 이 부품들 (5) 외에, 지지 샤프트 (4) 에 연결되지 않지만, 회전 불가능하게 고정되는 방식으로 내부 샤프트 (20) 에 연결되는 적어도 하나의 추가 부품 (5') 이 제공된다. 내부 샤프트 (20) 에 대한 이 부품 (5') 의 회전 불가능하게 고정되는 연결은, 예를 들면, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 핀 연결에 의해 성립된다. 이 방식으로, 부품들 (5') 은 지지 샤프트 (4) 및 이 지지 샤프트 (4) 에 고정적으로 연결되는 부품들 (5) 에 대해 내부 샤프트 (20) 와 함께 회전될 수 있다.
부품들 (5, 5') 은 캠들에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 이 캠들에 의해 내연기관의 기체 교환 밸브들이 작동된다. 지지 샤프트 (4) 에 관한 내부 샤프트 (20) 의 상대적 회전에 의해, 캠들 (5') 에 의해 작동되는 밸브들의 개폐 시간이 변화되는 것이 보장된다.
이 방식으로, 본 발명에 따른 방법을 이용하여 제작된 조절 가능한 캠샤프트가 제공된다.
도 9 에 도시된 지지 샤프트 (4) 는 중공 샤프트로서 형성된다. 지지 샤프트 (4) 의 내부에서, 내부 샤프트 (20) 는 지지 샤프트에 관하여 동축으로 배치된다 (도 11 참조). 내부 샤프트 (20) 는 지지 샤프트 (4) 에 대해 회전될 수 있다. 도 9 에 도시된 지지 샤프트 (4) 는 2 개의 상이한 확대된 직경 부분들 (7, 7') 을 갖는다. 제 1 확대된 직경 부분 (7) 은, 전술한 방식으로, 부품 (5) 과 프레스 끼워맞춤 연결을 형성하는 역할을 한다. 제 2 확대된 직경 부분 (7') 은, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 지지 샤프트 (4) 상에 해제 가능한 방식으로 부품 (5') 을 고정하는 역할을 한다. 더욱이, 지지 샤프트 (4) 는 개구 (21) 를 갖는다. 도면의 예시적 실시형태에서 캠으로서 형성된 부품 (5') 은 보어 (23) 를 갖는다. 중공 지지 샤프트 (4) 내에 배치될 내부 샤프트 (20)(도 11 참조) 는 도 9 에 도시되어 있지 않다. 개구 (21) 및 보어 (23) 는 회전 불가능하게 고정되는 방식으로 내부 샤프트 (20) 에 부품 (5') 을 부착하는 역할을 한다. 이것은 이하에서 도 11 을 참조하여 설명한다.
도 10a 내지 도 10d 는 조절 가능한 캠샤프트의 조립의 실시예를 사용하는 본 발명에 따른 제작 방법을 도시한다. 도 1a는 상호 동일면을 이루는 베어링 리셉터클들 (2) 과 관통공들 (6) 내에 지지 샤프트 (4) 의 나사체결을 도시한다. 지지 샤프트 (4) 는 냉각되었으므로 그 직경은 감축되고, 지지 샤프트는 확대된 직경 부분들 (7, 7') 로 관통공들 (6) 을 통해 압입될 수 있다. 화살표 (24) 는 나사체결 진행 방향을 도시한다.
도 10b 는 지지 샤프트 (4), 부품들 (5, 5') 및 베어링 리셉터클들 (2) 사이의 온도 균등화의 실시 후의 상태를 도시한다. 지지 샤프트 (4) 는 그 원하는 축방향 위치에 도달되어 있다. 지지 샤프트 (4) 는 가열되었으므로 그 직경이 증대되었다. 부품 (5) 은 이 부품 (5) 이 확대된 직경 부분 (7) 의 작은 일부분 상에 수축되도록 축방향에 위치된다. 그 결과, 부품 (5) 은 지지 샤프트 (4) 상에 해제 가능한 방식으로 고정되었다. 그 결과, 부품 (5) 은, 지지 샤프트 (4) 상에 부품 (5) 의 최종 가압 전에, 부품 (5) 과 지지 샤프트 (4) 사이의 원하는 각도 위치를 조절하기 위해, 확대된 직경 부분 (7) 의 일부로부터 쉽게 압하 (pushed down) 될 수 있다. 비교할 수 있는 방식으로, 부품 (5') 은 확대된 직경 부분 (7') 상에 수축되도록 축방향으로 위치된다. 그 결과, 부품 (5') 은 지지 샤프트 (4) 상에 해제 가능하게 고정되는 방식으로 유지된다. 그 결과 부품 (5') 은, 지지 샤프트 (4), 내부 샤프트 (20)(도시되지 않음) 및 부품 (5') 사이의 원하는 상대적 각도 위치를 조절하기 위해, 확대된 직경 부분으로부터 문제 없는 방식으로 압하될 수 있다. 이 방법으로, 부품들 (5, 5') 은 원하는 사전에 알고 있는 상대적 각도 위치로 지지 샤프트 (4) 상에 해제 가능하게 고정된 방식으로 유지될 수 있다. 이것은 지지 샤프트 (4) 상에 부품들 (5) 의 후속되는 가압 또는 부품 (5') 과 내부 샤프트 (20) 사이의 도시되지 않은 후속되는 핀 연결 (도 11 참조) 의 자동화를 촉진하고, 캠샤프트들의 조립 중의 사이클 횟수가 증대된다.
도 10c 는, 일시적 고정 배열이 해제된 상태에서, 부품 (5) 이 화살표 방향 (화살표 25) 으로 확대된 직경 부분 (7) 로부터 압하되는 방법을 도시한다. 동일한 방식으로, 부품 (5') 은 확대된 직경 부분 (7') 으로부터 압하될 수 있다.
부품 (5) 이 확대된 직경 부분 (7) 으로부터 압하된 후, 부품 (5) 과 지지 샤프트 (4) 사이의 원하는 상대적 각도 위치는 지지 샤프트 (4) 의 회전에 의해 조절된다. 이것은 도 10d 에서 우측의 만곡된 화살표 (26) 에 의해 표시된다. 다음에, 부품 (5) 은 화살표 (27) 의 방향으로 확대된 직경 부분 (7) 상에 축방향으로 가압되고, 이것에 의해 종방향 억지 끼워맞춤 조립의 형태로 영구적인 프레스 끼워맞춤 연결이 부품 (5) 과 지지 샤프트 (4) 사이에 형성된다. 또한, 프레스 끼워맞춤 연결은 포지티브-로킹 방식으로 형성될 수도 있다.
유사한 방식으로, 부품 (5') 은 다음에, 도 10a 내지 도 10d 에 도시되지 않은, 내부 샤프트 (20) 에 회전 불가능하게 고정되는 연결을 위해 그 최종 위치로 이동될 수 있다. 이 목적을 위해, 먼저 부품 (5') 은 확대된 직경 부분 (7') 로부터 압하되므로, 지지 샤프트 (4) 는 부품 (5') 에 대해 자유롭게 회전될 수 있다. 그러므로, 도시되지 않은, 지지 샤프트 (4) 및 내부 샤프트 (20) 는, 개구 (21), 내부 샤프트 (20) 내의 제 1 보어 (22)(도시되지 않음) 및 제 2 보어 (23) 가 부품 (5') 내에서 상호 정렬되도록 회전된다. 다음에, 연결 핀 (24) 이 개구 (21) 를 통해 제 1 보어 (22) 및 제 2 보어 (23) 내로 압입되고, 이것에 의해 부품 (5') 은 회전 불가능하게 고정되는 방식으로 내부 샤프트 (20) 에 연결된다. 그러므로 부품 (5') 은 내부 샤프트 (20) 의 회전에 의해 지지 샤프트 (4) 에 대해 회전될 수 있다.
조절 가능한 캠샤프트의 조립된 상태는 도 11 에 도시되어 있다. 베어링 리셉터클들 (2) 은 지지 샤프트 (4) 를 위한 슬라이딩 베어링들을 형성한다. 지지 샤프트 (4) 의 단부들에서, 내부 샤프트 (20) 는 지지 샤프트 (4) 로부터 돌출한다. 부품 (5) 은 논-포지티브-로킹 프레스 끼워맞춤 연결 또는 논-포지티브-로킹 또는 포지티브-로킹 프레스 끼워맞춤 연결에 의해 지지 샤프트 (4) 에 연결된다. 샤프트 배열은 부품 (5') 의 영역에서 축방향의 반 부분이 도시되어 있다. 중공 지지 샤프트 (4) 는 내부 샤프트 (20) 를 둘러싼다. 연결 핀 (24) 은 지지 샤프트 (4) 내의 개구 (21)(도 11 에 도시되지 않음) 를 통해 내부 샤프트 (20) 의 보어 (22) 및 부품 (5') 의 보어 (23) 내로 압입된다. 환형 간극이 지지 샤프트 (4) 와 내부 샤프트 (20) 사이에 존재한다. 부품 (5') 은 연결 핀 (24) 에 의해 회전 불가능하게 고정되는 방식으로 내부 샤프트 (20) 에 연결된다. 부품 (5') 은 지지 샤프트 (4) 에 대해 내부 샤프트 (20) 를 회전시킴으로써 지지 샤프트 (4) 에 대해 회전될 수 있다. 부품 (5') 이 해제 가능하게 고정된 방식으로 이전에 유지되었던 확대된 직경 부분 (7) 은 도 11 에서 부품 (5') 의 우측에 도시되어 있다.

Claims (7)

  1. 베어링 리셉터클들 (2) 을 구비하는 적어도 하나의 실린더 헤드 커버 (1) 및 상기 베어링 리셉터클들 (2) 내에 장착되는 캠샤프트 (3) 를 포함하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법으로서,
    상기 캠샤프트 (3) 는 상기 모듈의 조립 중에 지지 샤프트 (4) 및 상기 지지 샤프트 (4) 에 연결될 부품들 (5) 로부터 구성되고,
    상기 부품들 (5) 은 상기 지지 샤프트 (4) 를 수용하기 위한 관통공들 (6) 을 갖고, 상기 방법은,
    a) 상기 부품들 (5) 이 부착될 영역들 내에 국부적인 확대된 직경 부분들 (7) 을 갖는, 그리고 완전히 구성된 상기 캠샤프트 (3) 가 상기 베어링 리셉터클들 (2) 내에 장착될 영역들 내에 베어링 부분들 (8) 을 갖는 지지 샤프트 (4) 가 제공되는 단계;
    b) 상기 부품들 (5) 의 관통공들 (6) 이 상기 실린더 헤드 커버 (1) 의 상기 베어링 리셉터클들 (2) 과 동일면으로 배치되고 또 완전히 구성된 상기 캠샤프트 (3) 상에서 상기 부품들 (5) 에 의해 점유되는 축방향 위치들에 대응하지 않는 축방향 위치들에 위치되도록, 상기 지지 샤프트 (4) 에 부착될 상기 부품들 (5) 이 미리 정해진 순서로 위치되는 단계;
    c) 상기 지지 샤프트 (4) 가 상기 지지 샤프트의 확대된 직경 부분들 (7) 및 베어링 부분들 (8) 로 상기 실린더 헤드 커버 (1) 의 상기 베어링 리셉터클들 (2) 및 상기 부품들 (5) 의 상기 관통공들 (6) 을 통해 밀릴 수 있도록, 상기 지지 샤프트 (4) 가 냉각되고 그리고/또는 상기 부품들 (5) 이 가열되는 단계;
    d) 상기 지지 샤프트 (4) 의 베어링 부분 (8) 이 각 베어링 리셉터클 (2) 내에 배치되고 확대된 직경 부분 (7) 이 각 부품 (5) 에 인접하여 배치되도록, 상기 지지 샤프트 (4) 가 상기 베어링 리셉터클들 (2) 및 관통공들 (6) 을 통해 밀리는 단계;
    e) 상기 지지 샤프트 (4) 의 상기 확대된 직경 부분들 (7) 및 상기 확대된 직경 부분들 (7) 에 할당된 상기 부품들 (5) 의 관통공들 (6) 이 미리 정해진 중첩부를 갖도록, 상기 지지 샤프트 (4) 가 가열되고 그리고/또는 상기 부품들 (5) 이 냉각되는 단계;
    f) 상기 부품들 (5) 은 상기 부품들 (5) 에 할당된 상기 확대된 직경 부분들 (7) 상에 연속적으로 가압되고, 또는 상기 확대된 직경 부분들 (7) 은 상기 확대된 직경 부분들 (7) 에 할당된 부품들 (5) 의 상기 관통공들 (6) 내로 연속적으로 압입되는 단계로서, 상기 지지 샤프트 (4) 에 대한 각 부품 (5) 의 각각 요구되는 각도 위치는 상기 가압 또는 압입 처리 전에 조절되는, 상기 가압 또는 압입 단계를 포함하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 f) 에서, 상기 지지 샤프트 (4) 에 대한 각 부품 (5) 의 상기 각각 요구되는 각도 위치는, 상기 가압 또는 압입 처리 전에, 특정 각도를 통한 상기 지지 샤프트 (4) 의 단순한 회전에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 확대된 직경 부분들 (7) 은, 예를 들면, 롤러-버니싱 (roller-burnishing) 과 같은 기계적 성형 방법에 의해 상기 지지 샤프트 내에 도입되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 헤드 커버 (1) 의 완전히 장착된 상태에서 상기 베어링 리셉터클들 (2) 이 상기 베어링 부분들 (8) 과 함께 슬라이딩 베어링들을 형성하도록, 상기 실린더 헤드 커버 (1) 의 상기 베어링 리셉터클들 (2) 및 상기 지지 샤프트 (4) 의 상기 베어링 부분들 (8) 은 치수 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 e) 에서 이루어지는 상기 지지 샤프트 (4) 와 상기 부품들 (5) 사이의 온도 균등화 후에, 상기 부품들이 각 경우에 상기 부품들에 할당되는 상기 확대된 직경 부분들 (7) 의 일부분 상에 해제 가능하게 고정되는 방식으로 유지되도록, 상기 단계 b) 에서 상기 부품들 (5) 이 위치되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 샤프트 (4) 는 중공 샤프트로서 형성되고, 상기 중공 샤프트의 내부에는 내부 샤프트 (20) 가 상기 중공 샤프트와 동축으로 배치되고, 상기 내부 샤프트 (20) 는 상기 중공 샤프트에 대해 회전될 수 있고,
    상기 단계 e) 에 따른 온도 균등화 후에, 상기 지지 샤프트 (4) 에 연결되지 않지만, 상기 내부 샤프트 (20) 에 회전 고정되는 방식으로 연결되는 적어도 하나의 부품 (5') 이 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부품 (5') 은 핀 연결에 의해 상기 내부 샤프트 (20) 에 연결되고, 중공 샤프트로서 형성되는 지지 샤프트 (4) 에 개구 (21) 가 제공되고, 상기 내부 샤프트 (20) 에 제 1 보어 (22) 가 제공되고, 상기 부품 (5') 에 제 2 보어 (23) 가 제공되고, 상기 개구 (21), 상기 제 1 보어 (22) 및 상기 제 2 보어 (23) 는 서로 동일면을 이루도록 위치되고, 상기 개구 (21) 를 통해 상기 제 1 보어 (22) 내로 그리고 상기 제 2 보어 (23) 내로 연결 핀 (24) 이 압입되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 모듈을 조립하는 방법.
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