WO2014111472A1 - Vorrichtung zur montage von einem verbund - Google Patents

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WO2014111472A1
WO2014111472A1 PCT/EP2014/050808 EP2014050808W WO2014111472A1 WO 2014111472 A1 WO2014111472 A1 WO 2014111472A1 EP 2014050808 W EP2014050808 W EP 2014050808W WO 2014111472 A1 WO2014111472 A1 WO 2014111472A1
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shaft
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Christoph Beerens
Antonio Menonna
Lothar Pfizenmaier
Roland Schacherer
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Mahle International GmbH
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    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18296—Cam and slide

Definitions

  • the present invention relates to a device for assembling a composite consisting of a plurality of a recess for a shaft
  • the invention also relates to a method for thermally joining a shaft with a plurality
  • the device has a plurality for each one functional element specific holding devices.
  • a device for positioning a plurality of a recess for a shaft having functional elements, in particular cams, in a predetermined angular position on the shaft is known, wherein the device has a plurality of specific for each functional element recordings, each with a the angular position of each
  • Functional element according to the angular position on the shaft fixed shape are equipped.
  • the recordings are positionable such that the recesses of the functional elements lie on a common horizontal line.
  • the device a Machine platform comprises, arranged on the plurality of positioning discs for the aligned, positionally correct positioning of the functional elements such that a shaft can be inserted.
  • the positioning discs are reversibly fixed on a frame, which in turn is reversible on the
  • Machine platform is fixed. This should be made possible by changing the scope of a rapid change of a production process.
  • the present invention addresses the problem of providing an improved embodiment of a device of the generic type, which in particular simplifies a thermal joining process.
  • the present invention is based on the first general idea, a device for mounting a plurality of a recess for a shaft
  • the device according to the invention is particularly suitable for joining Cams, balancing weights, gears and / or bearings in a predefined angular position on the shaft, wherein the device has a plurality for each specific for receiving a functional element holding means. These holding devices are arranged vertically one above the other, so that the recesses of the functional elements lie on a vertical straight line.
  • a separately arranged heating device is provided for heating the functional elements, wherein at least two, preferably all, functional elements to be joined can be removed from the heating device together with a gripping device and inserted into the holding devices of the device are.
  • the device according to the invention thus offers the great advantage that heating and joining of the functional elements
  • the holding devices are formed either as receptacles, which are each equipped with a the angular position of the respective functional element according to the angular position on the shaft defining shaping, or as a mounting gripper, which fix the respective functional element during the joining.
  • the functional elements can be inserted accurately, while the mounting gripper grip the functional elements and can fix.
  • both the images and the mounting gripper are adjustable and adjustable to compensate for deviations in the orientation of the functional elements.
  • the grippers of the gripping device and / or the mounting grippers are at least partially made of an inductively non-heatable material
  • the heating device has holding balconies on which the functional elements to be heated can be deposited, the holding balconies not being at least partially made of an inductively
  • the heatable material in particular made of ceramic, are formed or cooled.
  • the non-inductively heatable material of the holding balconies can be prevented from expanding and distorting during the heating of the functional elements.
  • the grippers of the gripping device are formed from an inductively non-heatable material, since then they can hold the functional elements during the inductive heating, without having to absorb too high voltages.
  • the heating device has at least two independently controllable
  • Induction coils on By means of such a heating device, an individual heating of the functional elements can be achieved so that, for example, different functional elements with individual heating requirements can be heated in one and the same heating device.
  • the device has a device for holding a
  • the invention is further based on the general idea, a method for thermal joining of a shaft with a plurality of a recess for the shaft having functional elements, in particular cams, balancing weights, gears and / or bearings, by means of a device described above specify in which at least two functional elements are jointly inserted with the gripping device in the heater and heated therein.
  • Recesses of the functional elements lie on a common substantially vertical line. Now, the shaft by means of a vertically movable guide carriage from above through the aligned recesses of the
  • Holding devices can drive against a stop or the like, whereby a higher positioning accuracy can be achieved.
  • FIG. 1 shows a first device for mounting a plurality of a recess for the shaft having functional elements
  • Fig. 2 is a representation as in Fig. 1, but in a modified form ..
  • a device 1 according to the invention for mounting several has a recess 2 for a shaft 3
  • the holding devices 5 can have receptacles which are each equipped with a position defining the angular position of the respective functional element 4 in accordance with the angular position on the shaft 3.
  • the formations preferably have an at least partially negative contour of the functional elements 4, 4a, so that they are accommodated at an exact angle.
  • the holding devices 5 also have an at least partially negative contour of the functional elements 4, 4a, so that they are accommodated at an exact angle.
  • the holding devices 5 also have an at least partially negative contour of the functional elements 4, 4a, so that they are accommodated at an exact angle.
  • the holding devices 5 are arranged vertically one above the other, so that the recesses of the functional elements 4 lie on a vertical straight line 7.
  • a vertically movable guide carriage 8 is provided for the shaft 3, so that a joining of the shaft 3 with the functional elements 4 in vertical direction.
  • At least two functional elements 4 can be heated simultaneously. With the one in the middle
  • the heating device 9 in this case has holding balconies 13, on which the functional elements 4, 4a to be heated can be deposited, wherein the holding balconies 13 are at least partially formed or can be cooled by an inductively non-heatable material, in particular of ceramic.
  • the functional elements 4, 4a can also be held by grippers 11 of the gripping device 10 during the heating.
  • the grippers 1 1, as well as the mounting gripper 6 can be at least partially made of an inductively non-heatable material, in particular ceramic, or can be cooled.
  • the heating device 9 may have at least two independently controllable induction coils 12, so that an individual and needs-based heating of different functional elements 4 is possible.
  • the device 1 may include means 14 for holding a
  • bearing frame 15 for the shaft 3, wherein a positioning of the bearing frame 15 relative to the device 1 via at least two
  • Positioning, in particular dowel pins, can be made such that a bearing lane of the bearing frame 15 in alignment with the recesses 2 of individual functional elements 4, so that the shaft 3 simply by the
  • Recesses 2 of the functional elements 4 and the aligned bearing lane of the bearing frame 15 can be pushed.
  • cam 4a balancing weights, gears and / or bearings, by means of the device 1 described above as follows:
  • At least two functional elements 4 are inserted together with the gripping device 10 in the heater 9 and heated in this. After heating, the at least two functional elements 4 with the
  • Gripping device 10 taken together from the heater 9 and inserted into the holding devices 5 of the device 1.
  • the holding devices 5 are or will be positioned so that the recesses 2 of the functional elements 4 lie on a common substantially vertical straight line 7.
  • the shaft 3 is now pushed from above through the recesses 2 of the functional elements 4, whereupon the functional elements 4 on the shaft 3 fixing temperature compensation is awaited.
  • the shaft 3, together with functional elements 4 fixed thereon, can be removed from the device 1.
  • Cylinder head cover to be mounted so it is held by the device 14 in position prior to retraction of the shaft and in such a way that their storage lane is arranged in alignment with the recesses 2 of the functional elements 4.
  • the holding devices 5 can also position the functional elements 4 only directly before an insertion of the shaft 3 in such a way that whose recesses 2 are located on a common substantially vertical line 7.
  • the thermal joining of functional elements 4 on shafts 3 can be significantly simplified, since a previously required elaborate alignment of the shaft 3 is now mainly taken over by the vertical joining of gravity and thus no longer manually must be complicated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Montage von einem Verbund, bestehend aus mehrereneine Ausnehmung (2) für eine Welle (3) aufweisender Funktionselemente (4) auf der Welle (3), wobei die Vorrichtung (1) mehrere für die Aufnahme jeweils eines Funktionselements (4) bestimmte Halteeinrichtungen (5) aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass -dassdie Halteeinrichtungen (5) vertikal übereinander angeordnet sind, -dass ein vertikal verfahrbarer Führungsschlitten (8) für die Welle (3) vorgesehen ist, so dass ein Fügen der Welle (3) mit den Funktionselementen (4) in vertikaler Richtung erfolgt, - dass eine separat angeordnete Heizeinrichtung (9) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest zwei Funktionselemente (4) gleichzeitig erhitzbar sind, - dass eine Greifeinrichtung (10) vorgesehen ist, mit der vorzugsweise sämtliche Funktionselemente (4) gemeinsam aus der Heizeinrichtung (9) entnehmbar und in die Halteeinrichtungen (5) der Vorrichtung (1) einlegbar sind. Hierdurch kann auf eine bisher erforderliche aufwändige Führung der Welle (3) beim Fügen verzichtet werden.

Description

Vorrichtung zur Montage von einem Verbund
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage von einem Verbund, bestehend aus mehreren eine Ausnehmung für eine Welle
aufweisender Funktionselemente in einer vorbestimmten Winkelposition auf der Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum thermischen Fügen einer Welle mit mehreren
Funktionselementen.
Aus der DE 10 2007 056 638 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Montage von einem Verbund, bestehend aus mehreren eine Ausnehmung für eine Welle aufweisender Funktionselemente, insbesondere Nocken,
Ausgleichsmassen, Zahnrädern und/oder Lager, in einer vorbestimmten
Winkelposition auf der Welle, wobei die Vorrichtung mehrere für jeweils ein Funktionselement bestimmte Halteeinrichtungen aufweist.
Aus der DE 10 2008 064 194 A1 ist eine Vorrichtung zur Positionierung mehrerer eine Ausnehmung für eine Welle aufweisender Funktionselemente, insbesondere Nocken, in einer vorbestimmten Winkelposition auf der Welle bekannt, wobei die Vorrichtung mehrere für jeweils ein Funktionselement bestimmte Aufnahmen aufweist, die jeweils mit einer die Winkelposition des jeweiligen
Funktionselements entsprechend der Winkelposition auf der Welle festgelegten Ausformung ausgestattet sind. Die Aufnahmen sind dabei derart positionierbar, dass die Ausnehmungen der Funktionselemente auf einer gemeinsamen horizontalen Geraden liegen.
Aus der DE 10 2009 060 350 A1 ist eine Vorrichtung zur Montage einer
Funktionselemente tragenden Welle bekannt, wobei die Vorrichtung eine Maschinenplattfornn umfasst, auf der eine Mehrzahl von Positionierscheiben zur fluchtenden, lagerichtigen Positionierung der Funktionselemente derart angeordnet, dass eine Welle einschiebbar ist. Die Positionierscheiben sind reversibel auf einem Rahmen fixiert, der seinerseits reversibel auf der
Maschinenplattform fixiert ist. Dadurch soll durch Vorhalten mehrerer Rahmen ein schneller Wechsel eines Produktionsprozesses ermöglicht werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einen thermischen Fügevorgang vereinfacht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der
unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem ersten allgemeinen Gedanken, eine Vorrichtung zur Montage mehrerer eine Ausnehmung für eine Welle
aufweisender Funktionselemente derart zu modifizieren, dass die einzelnen Funktionselemente in vertikaler Anordnung in der Vorrichtung angebracht sind, so dass ein thermisches Fügen einer Welle mit den Funktionselementen in vertikaler Richtung erfolgen kann. Durch das vertikale Fügen, beispielsweise das Einschieben der gekühlten Welle von oben in die vertikal übereinander angeordneten erhitzten Funktionselemente kann insbesondere auf eine bisher erforderliche aufwändige Führung der Welle verzichtet werden, da das Führen der Welle bereits von der Schwerkraft übernommen wird. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen erfolgt ein Fügen der Welle mit den
Funktionselementen stets in horizontaler Richtung, was ein häufiges und aufwändiges Abstützen der Welle während des Fügevorgangs erfordert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Fügen von Nocken, Ausgleichsmassen, Zahnrädern und/oder Lager in einer vordefinierten Winkelposition auf der Welle, wobei die Vorrichtung mehrere für jeweils zur Aufnahme eines Funktionselements bestimmte Halteeinrichtungen aufweist. Diese Halteeinrichtungen sind vertikal übereinander angeordnet, so dass die Ausnehmungen der Funktionselemente auf einer vertikalen Geraden liegen. Um die Vorrichtung generell besser warten zu können und leichter zugänglich zu gestalten, ist zum Erhitzen der Funktionselemente eine separat angeordnete Heizeinrichtung vorgesehen, wobei mit einer Greifeinrichtung zumindest zwei, vorzugsweise sämtliche, zu fügenden Funktionselemente gemeinsam aus der Heizeinrichtung entnehmbar und in die Halteeinrichtungen der Vorrichtung einlegbar sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit den großen Vorteil, dass ein Erhitzen und ein Fügen der Funktionselemente an
unterschiedlichen Orten erfolgt, wodurch die einzelnen Stationen weniger komplex und besser zugänglich und dadurch auch leichter zu warten sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, sind die Halteeinrichtungen ausgebildet entweder als Aufnahmen, die jeweils mit einer die Winkelposition des jeweiligen Funktionselements entsprechend der Winkelposition auf der Welle festlegenden Ausformung ausgestattet sind, oder als Montagegreifer, die das jeweilige Funktionselement während dem Fügen fixieren. In die Aufnahmen können die Funktionselemente passgenau eingelegt werden, wogegen die Montagegreifer die Funktionselemente greifen und fixieren können.
Selbstverständlich ist dabei denkbar, dass sowohl die Aufnahmen als auch die Montagegreifer justierbar und verstellbar sind, um Abweichungen der Ausrichtung der Funktionselemente zu kompensieren.
Zweckmäßig sind die Greifer der Greifeinrichtung und/oder die Montagegreifer zumindest teilweise aus einem induktiv nicht erwärmbaren Werkstoff,
insbesondere aus Keramik, ausgebildet oder sogar aktiv kühlbar. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung Haltebalkone aufweist, auf weichen die zu erhitzenden Funktionselemente ablegbar sind, wobei die Haltebalkone zumindest teilweise aus einem induktiv nicht
erwärmbaren Werkstoff, insbesondere aus Keramik, ausgebildet oder kühlbar sind. Durch den nicht induktiv erhitzbaren Werkstoff der Haltebalkone kann verhindert werden, dass sich diese beim Erhitzen der Funktionselemente ausdehnen und verziehen. In gleicher Weise ist es auch vorteilhaft, sofern die Greifer der Greifeinrichtung aus einem induktiv nicht erhitzbaren Material ausgebildet sind, da diese dann die Funktionselemente während des induktiven Erhitzens halten können, ohne dabei zu große Spannungen aufnehmen zu müssen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Heizeinrichtung zumindest zwei unabhängig voneinander steuerbare
Induktionsspulen auf. Mittels einer derartigen Heizeinrichtung kann ein individuelles Beheizen der Funktionselemente erreicht werden, so dass beispielsweise unterschiedliche Funktionselemente mit individuellem Heizbedarf in ein und derselben Heizeinrichtung erhitzt werden können.
Zweckmäßig weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Halten eines
Lagerrahmens oder einer Zylinderkopfhaube auf. Hierdurch ist nicht nur die Fertigung einer Nockenwelle, sondern zugleich auch deren Einbau in einen Lagerrahmen oder eine Zylinderkopfhaube in nur einem einzigen Arbeitsschritt möglich.
Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zum thermischen Fügen einer Welle mit mehreren eine Ausnehmung für die Welle aufweisenden Funktionselementen, insbesondere Nocken, Ausgleichsmassen, Zahnrädern und/oder Lager, mittels einer zuvor beschriebenen Vorrichtung anzugeben, bei dem zumindest zwei Funktionselemente mit der Greifeinrichtung gemeinsam in die Heizeinrichtung eingelegt und darin erhitzt werden.
Anschließend werden die zumindest zwei Funktionselemente mit der
Greifeinrichtung gemeinsam aus der Heizeinrichtung entnommen und in die Halteeinrichtungen der Vorrichtung derart eingelegt werden, dass die
Ausnehmungen der Funktionselemente auf einer gemeinsamen im Wesentlichen vertikalen Geraden liegen. Nun wird die Welle mittels eines vertikal verfahrbaren Führungsschlittens von oben durch die fluchtenden Ausnehmungen der
Funktionselemente geschoben, wobei ein die Funktionselemente auf der Welle fixierender Temperaturausgleich abgewartet wird. Zuletzt wird die Welle samt darauf fixierter Funktionselemente aus der Vorrichtung entnommen. Durch den vertikalen Fügevorgang richtet sich die Welle aufgrund der Schwerkraft selbst aus und muss nicht aufwendig geführt werden. Dabei ist denkbar, dass die Halteeinrichtungen erst direkt vor einem Einführen der Welle die
Funktionselemente so positionieren, dass deren Ausnehmungen auf einer gemeinsamen im Wesentlichen vertikalen Geraden liegen. Die
Halteeinrichtungen können dabei gegen einen Anschlag oder Ähnliches fahren, wodurch eine höhere Positioniergenauigkeit erreicht werden kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine erste Vorrichtung zur Montage mehrere eine Ausnehmung für die Welle aufweisender Funktionselemente,
Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1 , jedoch in abgewandelter Form..
Entsprechend den Figuren 1 und 2, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Montage mehrerer eine Ausnehmung 2 für eine Welle 3 aufweisender
Funktionselemente 4 in einer vorbestimmten Winkelposition auf der Welle 3 mehrere für jeweils ein Funktionselement 4 bestimmte Halteeinrichtungen 5 auf. Die Halteeinrichtungen 5 können dabei Aufnahmen aufweisen, die jeweils mit einer die Winkelposition des jeweiligen Funktionselements 4 entsprechend der Winkelposition auf der Welle 3 festlegenden Ausformung ausgestattet sind.
Die Ausformungen weisen vorzugsweise eine zumindest teilweise Negativkontur der Funktionselemente 4,4a aufweisen, so dass diese winkelgenau darin aufgenommen sind. Alternativ können die Halteeinrichtungen 5 auch
Montagegreifer 6 aufweisen, die das jeweilige Funktionselement 4 während dem Fügen fixieren.
Die Halteeinrichtungen 5 sind vertikal übereinander angeordnet, so dass die Ausnehmungen der Funktionselemente 4 auf einer vertikalen Geraden 7 liegen. Darüber hinaus ist ein vertikal verfahrbarer Führungsschlitten 8 für die Welle 3 vorgesehen, so dass ein Fügen der Welle 3 mit den Funktionselementen 4 in vertikaler Richtung erfolgt. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass sich die zu fügende Welle 3 bereits aufgrund der auf diese einwirkenden Schwerkraft selbst ausrichtet, so dass eine bisher beim horizontalen Fügen erforderliche aufwändige Ausrichtung vorzugsweise gänzlich entfallen kann.
Über eine separat angeordnete Heizeinrichtung 9 können zumindest zwei Funktionselemente 4 gleichzeitig erhitzt werden. Mit der in der Mitte
angeordneten Greifeinrichtung 10 können zumindest zwei (vgl. Fig. 1 ), vorzugsweise sämtliche (vgl. Fig. 2), zu fügenden Funktionselemente 4, 4a gemeinsam aus der Heizeinrichtung 9 entnommen und in die Halteeinrichtungen 5 der Vorrichtung 1 eingelegt werden. Die Heizeinrichtung 9 besitzt dabei Haltebalkone 13, auf weichen die zu erhitzenden Funktionselemente 4,4a ablegbar sind, wobei die Haltebalkone 13 zumindest teilweise aus einem induktiv nicht erwärmbaren Werkstoff, insbesondere aus Keramik, ausgebildet oder kühlbar sind. Alternativ können die Funktionselemente 4, 4a während des Erhitzens auch von Greifern 1 1 der Greifeinrichtung 10 gehalten werden. Die Greifer 1 1 können ebenso wie die Montagegreifer 6 zumindest teilweise aus einem induktiv nicht erwärmbaren Werkstoff, insbesondere aus Keramik, ausgebildet oder kühlbar sein können.
Die Heizeinrichtung 9 kann zumindest zwei unabhängig voneinander steuerbare Induktionsspulen 12 aufweisen, so dass ein individuelles und bedarfsgerechtes Erhitzen unterschiedlicher Funktionselemente 4 möglich ist.
Zusätzlich kann die Vorrichtung 1 eine Einrichtung 14 zum Halten eines
Lagerrahmen 15 für die Welle 3 aufweisen, wobei eine Positionierung des Lagerrahmens 15 relativ zur Vorrichtung 1 über zumindest zwei
Positionierelemente, insbesondere Passstifte, derart erfolgen kann, dass eine Lagergasse des Lagerrahmens 15 fluchtend zu den Ausnehmungen 2 der einzelnen Funktionselemente 4 ist, so dass die Welle 3 einfach durch die
Ausnehmungen 2 der Funktionselemente 4 und die dazu fluchtende Lagergasse des Lagerrahmens 15 geschoben werden kann.
Generell erfolgt ein thermisches Fügen der Welle 3 mit mehreren eine
Ausnehmung 2 für die Welle 3 aufweisenden Funktionselementen 4,
insbesondere Nocken 4a, Ausgleichsmassen, Zahnrädern und/oder Lager, mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 wie folgt:
Zunächst werden zumindest zwei Funktionselemente 4 mit der Greifeinrichtung 10 gemeinsam in die Heizeinrichtung 9 eingelegt und in dieser erhitzt. Nach dem Erhitzen werden die zumindest zwei Funktionselemente 4 mit der
Greifeinrichtung 10 gemeinsam aus der Heizeinrichtung 9 entnommen und in die Halteeinrichtungen 5 der Vorrichtung 1 eingelegt. Die Halteeinrichtungen 5 sind oder werden so positioniert, dass die Ausnehmungen 2 der Funktionselemente 4 auf einer gemeinsamen im Wesentlichen vertikalen Geraden 7 liegen. Mittels des vertikal verfahrbaren Führungsschlittens 8 wird nun die Welle 3 von oben durch die Ausnehmungen 2 der Funktionselemente 4 geschoben, woraufhin ein die Funktionselemente 4 auf der Welle 3 fixierender Temperaturausgleich abgewartet wird. Abschließend kann die Welle 3 samt darauf fixierter Funktionselemente 4 aus der Vorrichtung 1 entnommen werden.
Soll noch ein Lagerrahmen 15 oder eine nicht näher beschrieben
Zylinderkopfhaube mit montiert werden, so wird diese vor dem Einfahren der Welle 3 mittels der Einrichtung 14 in Position gehalten und zwar so, dass deren Lagergasse fluchtend zu den Ausnehmungen 2 der Funktionselemente 4 angeordnet ist. Die die Halteeinrichtungen 5 können dabei auch erst direkt vor einem Einführen der Welle 3 die Funktionselemente 4 so positionieren, dass deren Ausnehmungen 2 auf einer gemeinsamen im Wesentlichen vertikalen Geraden 7 liegen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich das thermische Fügen von Funktionselementen 4 auf Wellen 3 deutlich vereinfachen, da durch das vertikale Fügen ein bisher erforderliches aufwändiges Ausrichten der Welle 3 nunmehr hauptsächlich von der Schwerkraft übernommen wird und somit nicht mehr zusätzlich manuell aufwändig erfolgen muss. Durch die separate Heizeinrichtung 9 kann die Zugänglichkeit und damit auch die Wartungsfreundlichkeit der Vorrichtung 1 gesteigert werden. Durch die Greifeinrichtung 10 kann trotzdem ein vollautomatisches Fügen erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zur Montage von einem Verbund, bestehend aus mehreren eine Ausnehmung (2) für eine Welle (3) aufweisender Funktionselemente (4), insbesondere Nocken (4a), Ausgleichsmassen, Zahnrädern und/oder Lager, in einer vorbestimmten Winkelposition auf der Welle (3), wobei die Vorrichtung (1 ) mehrere für die Aufnahme jeweils eines Funktionselements (4) bestimmte Halteeinrichtungen (5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Halteeinrichtungen (5) vertikal übereinander angeordnet sind, so dass die Ausnehmungen (2) der Funktionselemente (4) auf einer vertikalen
Geraden (7) liegen,
- dass ein vertikal verfahrbarer Führungsschlitten (8) für die Welle (3)
vorgesehen ist, so dass ein Fügen der Welle (3) mit den Funktionselementen (4) in vertikaler Richtung erfolgt,
- dass eine separat angeordnete Heizeinrichtung (9) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest zwei Funktionselemente (4) gleichzeitig erhitzbar sind,
- dass eine Greifeinrichtung (10) vorgesehen ist, mit der zumindest zwei, vorzugsweise sämtliche, zu fügenden Funktionselemente (4) gemeinsam aus der Heizeinrichtung (9) entnehmbar und in die Halteeinrichtungen (5) der Vorrichtung (1 ) einlegbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteeinrichtungen (5) ausgebildet sind als, - Aufnahmen, die jeweils mit einer die Winkelposition des jeweiligen
Funktionselements (4) entsprechend der Winkelposition auf der Welle (3) festlegenden Ausformung ausgestattet sind, oder
- Montagegreifer (6), die das jeweilige Funktionselement (4) während dem
Fügen fixieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass Greifer (1 1 ) der Greifeinrichtung (10) und/oder die Montagegreifer (6) zumindest teilweise aus einem induktiv nicht erwärmbaren Werkstoff,
insbesondere aus Keramik, ausgebildet oder kühlbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Heizeinrichtung (9) zumindest zwei unabhängig voneinander steuerbare Induktionsspulen (12) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausformungen eine zumindest teilweise Negativkontur der
Funktionselemente (4,4a) aufweisen, so dass diese winkelgenau darin aufgenommen sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung (1 ) eine Einrichtung (14) zum Halten eines Lagerrahmens (15) oder einer Zylinderkopfhaube aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Heizeinrichtung (9) Haltebalkone (13) aufweist, auf weichen die zu erhitzenden Funktionselemente (4) ablegbar sind, wobei die Haltebalkone (13) zumindest teilweise aus einem induktiv nicht erwärmbaren Werkstoff,
insbesondere aus Keramik, ausgebildet oder kühlbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Halteeinrichtungen (5) beweglich sind, so dass sie
mindestens zwei verschiedene Haltepositionen einnehmen können, wobei eine der mindestens zwei Haltepositionen die Halteeinrichtung (5) so positioniert, dass die Ausnehmungen (2) der Funktionselemente (4) auf einer vertikalen Geraden (7) liegen.
9. Verfahren zum thermischen Fügen einer Welle (3) mit mehreren eine
Ausnehmung (2) für die Welle (3) aufweisenden Funktionselementen (4), insbesondere Nocken (4a), Ausgleichsmassen, Zahnrädern und/oder Lager, mittels einer Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- zumindest zwei Funktionselemente (4) mit der Greifeinrichtung (10)
gemeinsam in die Heizeinrichtung (9) eingelegt werden,
- zumindest zwei Funktionselemente (4) in der Heizeinrichtung (9) erhitzt werden,
- die zumindest zwei Funktionselemente (4) mit der Greifeinrichtung (10) gemeinsam aus der Heizeinrichtung (9) entnommen und in die
Halteeinrichtungen (5) der Vorrichtung (1 ) eingelegt werden,
- die Halteeinrichtungen (5) so positioniert werden, dass die Ausnehmungen (2) der Funktionselemente (4) auf einer gemeinsamen im Wesentlichen vertikalen Geraden (7) liegen, - die Welle (3) mittels eines vertikal verfahrbaren Führungsschlittens (8) von oben durch die Ausnehmungen (2) der Funktionselemente (4) geschoben wird,
- ein die Funktionselemente (4) auf der Welle (3) fixierender
Temperaturausgleich abgewartet wird,
- die Welle (3) samt darauf fixierter Funktionselemente (4) aus der Vorrichtung (1 ) entnommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteeinrichtungen (5) erst direkt vor einem Einführen der Welle (3) die Funktionselemente (4) so positionieren, dass deren Ausnehmungen (2) auf einer gemeinsamen im Wesentlichen vertikalen Geraden (7) liegen.
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