用於加熱多個功能元件的設備的製作方法

2023-09-11 04:26:35 1

本發明涉及一種用於加熱多個功能元件的設備，多個功能元件每個均包括用於軸的切口，尤其是凸輪、平衡質量體、齒輪和/或軸承。本發明還涉及一種用於加熱這種功能元件的方法。

背景技術：

為了將功能元件(尤其凸輪)接合在軸(尤其凸輪軸管)上，功能元件通常必須被加熱，各個功能元件的轂或者切口必須對準軸的軸線。如果將多個功能元件同時一起通過引入軸而被接合，那麼所有功能元件必須相應地對準。

適合於該目的的用於定位多個功能元件的設備在軸上預定角度位置包括用於軸的切口，尤其是凸輪，公知於de102008064194a1，其中，該設備包括多個收容元件，每個收容元件旨在用於功能元件。收容元件能夠定位成使得功能元件的切口基本位於共同直線上。

凸輪軸通常還依靠上述設備生產，其中，凸輪或者大致功能元件依靠熱接合被固定在軸管上。但是，這種熱接合處理要求加熱要接合的功能元件和/或冷卻軸管。尤其，通常採用的加熱功能元件要求大量熱能，其結果是，這種產品的生產處理變得越來越昂貴。

技術實現要素：

本發明處理的問題是提供用於加熱軸上的多個功能元件的設備，該設備尤其能夠節約能量並且改善了操作序列。

根據本發明，該問題通過獨立權利要求1的主題解決。有利實施例是從屬權利要求的主題。

本發明是基於這樣的總體構思：依靠熱接合處理構成感應加熱，用於加熱要接合在軸上的功能元件，以這種方式使得所述感應加熱優選僅加熱要加熱的功能元件而不加熱其他部件，諸如不加熱功能元件所在的保持臺。作為集中的局部加熱僅功能元件的結果，能夠實現巨大能量節約，這是因為先前不必要地加熱該設備的其他部件(例如保持臺)所需的熱能現在不再出現。根據本發明的用於加熱多個功能元件的設備均包括用於軸的切口，例如是凸輪、平衡質量體、齒輪和/或軸承，包括先前提到的保持臺，每個旨在用於功能元件，布置成沿垂向一個在另一個上方，並且要接合的功能元件放置在其上用於加熱。而且，根據本發明的設備包括多個工作站，即至少一個加載站、至少一個加熱站和至少一個卸載站。而且，保持臺相對於彼此沿z方向是各自可調節的，其中，在加載站中的保持臺和在卸載站中的保持臺比在至少一個加熱站中彼此具有更大間隔，因而在加載站和卸載站抓取能夠更易於發生。感應加熱設備設置成用於加熱功能元件，該設備包括用於要加熱的每個功能元件的單個收容元件，並且包括對應於保持臺數量的多個收容元件，所述收容元件能夠沿z方向共同被調節。抓取設備當然能夠布置在保持臺上，固定功能元件的所述抓取設備在加熱期間要加熱。極好的定向加熱要加熱的功能元件是可行的，這是源自於感應加熱設備專門設計成具有各自分派至每個單個功能元件的收容元件，同時還無需加熱保持臺，要加熱的功能部件位於保持臺上。根據本發明的感應加熱設備具有其收容元件，因而能夠精確地僅加熱功能元件，而不像先前一樣還要加熱該設備的額外部件，加熱額外部件對於實際後續接合處理來說是不重要的，但是會增加能量要求。因而，利用根據本發明的設備，通過在加載站和卸載站分別移動各個保持臺，能夠以直接方式抓取功能元件，因而能夠改善操作序列，並且能夠通過局部加熱功能元件而節約能量。

感應加熱設備的收容元件能夠構造成，使得位於其中的功能元件在每個情況下能夠優選以精確匹配的方式或者以僅具有小量遊隙的方收納在這種收容元件中，其中，相應的收容元件還構造成使得其以均勻方式加熱要加熱的功能元件，使得例如更大感應電流被傳送通過具有更大材料厚度的區域，使得經加熱的功能元件在冷卻處理期間儘可能均勻地在軸上收縮。收容元件當然還能夠收容要加熱的功能元件而無需精確的匹配，尤其當它們構成為一個圈感應器時，這提供的巨大優勢為，尺寸不同的功能元件能夠被一個相同收容元件所加熱，其結果是，關於要加熱的功能元件的靈活性增加。而且，利用根據本發明的感應加熱設備，還利用根據本發明的設備，因而能夠在熱接合控制軸(例如凸輪軸)中實現標註的能量節約，其結果是，用於這種控制軸的生產成本能夠顯著降低，此外能夠節約資源。

在根據本發明的方案的有利發展中，至少一個感應線圈(例如圈感應器)布置在每個收容元件中。這使得能夠各自控制收容元件，尤其能夠打開以及關閉它們，並且能夠各自調整加熱功率。通過提供多個感應線圈，在加熱收容元件期間創建不同的溫度區域是可行的。

設備方便地構造為旋轉式傳遞系統，包括具有四個工作站的旋轉臺。第一和第二工作站能夠構造為加載站，而第三工作站代表加熱站，第四工作站構造為卸載站。第一和第二工作站當然還能夠被結合，使得在該情況下構造為旋轉式傳遞系統的設備將僅包括三個站。首先從倉依靠合適的機器人將要加熱的功能元件移出至加載站，並且放置在設備相應的保持臺上。在每個情況下保持臺被加載，從而被移開，因而能夠簡化放置功能元件。一旦功能元件已經按期望的數量放置在相應的保持臺上，保持臺再次一起沿z方向移動並且旋轉臺被旋轉，使得功能元件現在從加載站切換至加熱站，在加熱站，具有前述段落中描述的收容元件的感應加熱設備處於等待位置。在加熱站中一起移動保持臺具有的重大優勢為，後者能夠以更緊湊以及因此更節能的方式構造。當旋轉式傳遞系統已經將功能元件(凸輪)轉動至加熱站時，感應線圈被移動成更靠近凸輪，或者在實施例中作為圈感應器，圓形線圈越過凸輪達到凸輪高度的中點。在加熱之後，線圈(感應加熱設備)再次沿z方向向上移回，在這之後，凸輪移動至正確的z位置，然後傳遞至卸載站。它們在那裡依靠設備一起被移除並且傳遞至接頭設備。單獨接合設備中的後續熱接合顯而易見地僅發生在如果檢測到的溫度值不低於或者高於預定的限值時，即位於預定溫度範圍內時。

因而本發明還基於這樣的總體構思：提供用於加熱功能元件的能量節約處理，其中，使用先前描述的設備，該設備能夠極其定向的加熱功能元件，而不同時不必要地加熱其他部件。

藉助於附圖，本發明的另一重要特徵及優勢見於從屬權利要求、附圖以及附圖說明。

應理解的是，以上提到的以及以下仍將描述的這些特徵不僅能夠在每個情況下使用在組合狀態中，而且能夠使用在其他組合中或者單獨使用，這並不超出本發明的範圍。

本發明的實施例的優選例子示出於附圖並且將在以下說明書中更詳細地解釋，其中，相同附圖標記涉及相同或者類似或者功能相同的部件。

附圖說明

在圖中，在每個情況下示意地，

圖1示出了根據本發明的設備的平面圖，

圖2a-圖2c示出了生產控制軸中的各種處理步驟。

具體實施方式

根據圖1和圖2，根據本發明的用於加熱多個功能元件4的設備1，每個功能元件4均包括用於軸的切口2，例如是凸輪、平衡質量體、齒輪和/或軸承，該設備1包括多個保持臺5，每個保持臺5旨在用於功能元件4並且布置成沿垂直方向一個在另一個上方，正如能夠在圖2a-圖2c清楚地看到的。根據本發明，設備1包括多個工作站a、b、c、d(見圖1)，即至少一個加載站a、b，至少一個加熱站c以及卸載站d。當然還能夠提供僅三個或多於四個工作站。保持臺5沿z方向(即垂直方向)是各自可調節的，其中，保持臺5在加載站a、b以及卸載站d比在至少一個加熱站c具有更大間隔。此外，提供了感應加熱設備7，其包括用於每個要加熱的功能元件4的各自收容元件8，所述收容元件沿z方向共同能夠調節。收容元件8的內輪廓能夠與要加熱的相應功能元件4的外輪廓基本互補地構造，使得每個功能元件4能夠收納在關聯的用於感應加熱的收容元件8中，尤其具有精確的匹配以及具有較小遊隙(見還圖3)。在實施例的簡單的情形中，收容元件8當然還能夠構造為感應圈，其能夠放置在要加熱的功能元件4之上，但是無需與後者的外輪廓具有準確的精確匹配。這提供的重大優勢是，利用這種收容元件能夠加熱不同的功能元件。

感應加熱設備7包括對應於保持臺5的數量的多個收容元件8，所述收容元件優選是共同能夠調節的，即同時。至少一個感應線圈布置在每個這些收容元件8中，所述感應線圈能夠感應加熱收納在其中的功能元件4。多個感應線圈當然還能夠布置在每個收容元件8中，其結果是，將能夠分區地不同的加熱功能元件4。

如果考慮圖1和圖2，可見的是，設備1構造為旋轉式傳遞系統10，包括具有四個工作站a、b、c和d的旋轉臺11。在當前情形中，第一和第二工作站a、b構造為加載站，使得相應的保持臺能夠被依靠合適加載設備12(例如機器人3)從倉13移出的功能元件4佔據。兩個加載站a、b當然還能夠結合為一個單個站，使得在該情況下旋轉臺11將僅包括三個工作站。功能元件4在至少一個卸載站d沿z方向並且在對應於後續接頭位置的角度方位對準保持臺5。

純理論上來講，設備1還能夠構造為旋轉式傳遞系統10，能夠包括五個工作站，其中至少兩個工作站構造為加載站(a、b)或者構造為加熱站(c)。同樣地在旋轉式傳遞系統具有四個工作站(a、b、c、d)的情形下，能夠提供兩個加熱站(c)，即初步加熱站和主要加熱站。

而且，根據本發明的設備1包括測量設備6(見圖1)，尤其紅外測量設備，依靠其能夠確定功能元件4的溫度。然後是否執行後續熱接合處理取決於測量設備6探知的溫度值，使得能夠防止由於偏離溫度而導致的缺乏質量的接合處理。

通常，功能元件4均包括切口2，例如是凸輪、平衡質量體、齒輪和/或軸承，加熱功能元件4依靠如下設備1發生：

對應於圖2a，首先在工作站a和b依靠合適的加載設備12(例如機器人3)加載根據本發明的設備1，其中，要加熱的功能元件4被後者從倉13移出並且放置在設備1的對應保持臺5上，即在當前情形中放置在旋轉臺11上。它們當然依靠固定設備(未示出)(例如抓取設備)適當地固定在那裡，尤其相對於它們的旋轉角度位置。正如能夠從圖2a清楚地看到的，由相應功能元件4加載的保持臺5比起剩餘保持臺5相對於相鄰保持臺5具有較大垂直間隔，即沿z方向的間隔，以利於插入功能元件4。

根據圖2b，利於要加熱的功能元件4加載保持臺5還依靠加載設備12發生，其中，感應加熱設備7的收容元件8同時在工作站c向下移動，其結果是，放置在保持臺5上的功能元件4進入感應加熱設備7的收容元件8。在該階段發生功能元件4的加熱，根據本發明，還以不期望的方式單獨加熱功能元件4以及不具有保持臺5。在功能元件4旋轉至加熱站c之前，保持臺5沿z方向一起移動，其結果是，能夠創建極其緊湊的構造以及節能的加熱站c。

一旦達到預定的加熱時間或者要引入的預定加熱功率，根據圖2c再次同時向上移動收容元件8，其結果是，功能元件4離開收容元件8。然後通過旋轉臺11的旋轉將加熱的功能元件4轉動至工作站d並且從那裡移出而供給至另一接合設備9。當旋轉臺11旋轉至卸載站d時，保持臺5再次沿z方向(即垂直方向)移開，其結果是，機器人3能夠更易於移除加熱的功能元件4。所有保持臺5能夠同時移開，或者僅是要移除的功能元件4位於其上的保持臺5能夠同時移開。