(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（２）用の孔（３）を有する少なくとも１つの機能要素（４）を上記シャフト（２）に取り付けるための装置（１）であって、
上記装置（１）は、各々が１つの上記機能要素（４）のために設けられた少なくとも１つの保持部（５）を備え、
可動式の案内スライド（６）が設けられ、該案内スライドにより上記シャフト（２）は少なくとも１つの上記機能要素（４）の上記孔（３）を通って第１の方向へ押され得、
上記第１の方向と逆向きに動かされ得る心押し台（７）が設けられ、該心押し台の心押し台先端（８）は上記シャフト（２）の端面に連結され得、
上記心押し台（７）内に配置された振動発生機（９）が設けられており、
上記振動発生機（９）は、上記心押し台先端（８）内に配置されている
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
シャフト（２）用の孔（３）を有する少なくとも１つの機能要素（４）を上記シャフト（２）に取り付けるための装置（１）であって、
上記装置（１）は、各々が１つの上記機能要素（４）のために設けられた少なくとも１つの保持部（５）を備え、
可動式の案内スライド（６）が設けられ、該案内スライドにより上記シャフト（２）は少なくとも１つの上記機能要素（４）の上記孔（３）を通って第１の方向へ押され得、
上記第１の方向と逆向きに動かされ得る心押し台（７）が設けられ、該心押し台の心押し台先端（８）は上記シャフト（２）の端面に連結され得、
上記心押し台（７）内に配置された振動発生機（９）が設けられており、
上記心押し台（７）および上記心押し台先端（８）の外径は、上記機能要素（４）の孔（３）の内径よりも小さい
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
少なくとも１つの上記機能要素（４）のために設けられた上記保持部（５）は、上記シャフト（２）の軸と直交する平面内において移動可能である
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
上記心押し台先端（８）は、該心押し台先端（８）を少なくとも部分的に上記シャフト（２）内に挿入可能にする端部斜面（１０）を有している
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
上記振動発生機（９）は、オン状態とオフ状態とに切替可能であり、および／または、発生させる振動の振動数および振幅に関して調節可能である
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記保持部（５）に保持された少なくとも１つの上記機能要素（４）へ向かって、上記案内スライド（６）は上方から垂直に動かされ得、かつ、上記心押し台（７）は下方から垂直に動かされ得る
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
上記振動発生機（９）は、水力、電力または空気圧により駆動される偏心器（１１）を有している
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
孔（３）を有する少なくとも１つの機能要素（４）を、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）によりシャフト（２）に熱的に接合する方法であって、
上記機能要素（４）を保持部（５）内に配置するステップと、
上記機能要素（４）を予備的に整列させるプロセスにおいて、上記心押し台（７）を下側から上記孔（３）に通過させるステップと、
上記案内スライド（６）に保持された上記シャフト（２）の端部に上記心押し台（７）を連結させるステップと、
上記振動発生機（９）を作動させるステップと、
可動式の上記案内スライド（６）により、上記シャフト（２）を上側から上記機能要素（４）の上記孔（３）を通して押すステップとを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
それぞれが１つの孔（３）を有する複数の機能要素（４）を、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）によりシャフト（２）に熱的に接合する方法であって、
互いに垂直に配置された複数の保持部（５）内に上記機能要素（４）を配置するステップと、
上記機能要素（４）を予備的に整列させるプロセスにおいて、上記心押し台（７）を下側から上記孔（３）に通過させるステップと、
上記案内スライド（６）に保持された上記シャフト（２）の端部に上記心押し台（７）を連結させるステップと、
上記振動発生機（９）を作動させるステップと、
可動式の上記案内スライド（６）により、上記シャフト（２）を上側から上記機能要素（４）の上記孔（３）を通して押すステップとを含んでいる
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８または９において、
上記シャフト（２）を上記機能要素（４）に通し終えるとすぐに、上記振動発生機（９）により発生される振動の振動数、および／または、振幅を増大させるステップと、
少なくとも１つの上記機能要素（４）を上記シャフト（２）が通過している間、上記振動発生機（９）により発生される振動の振動数、および／または、振幅を変化させるステップとの少なくとも一方を含んでいる
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト用の孔を有する少なくとも１つの機能要素を取り付けるための装置に関するものである。本発明は、また、孔を有する少なくとも１つの機能要素をシャフトに接続するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機能要素（特にカム）をシャフト（特にカムシャフト管）に接続するために、個々の機能要素のハブまたは孔は、シャフトの軸と並んでいなければならない。１つまたは複数の機能要素はシャフトを差し込むことにより一度に接続することができる場合、全ての機能要素はそれに応じて並んでいなければならない。
【０００３】
特許文献１には、シャフト用の孔を有する複数の機能要素（特にカム）を所定の角度位置に配置するための適当な装置であって、それぞれが１つの機能要素のために設けられた複数の保持部を有する装置が開示されている。保持部は、機能要素の孔が実質的に共通の直線上に位置するような態様で配置され得る。
【０００４】
１つまたは複数のカムが同時にシャフトに取り付けられるとき、取り付けられるカムは、通常、把持具で把持されるかまたは保持部に保持されて加熱され、カムシャフト管または一般的なシャフトは、少なくとも１つのカムがその端位置に到達するまで差し込まれる。カムシャフト管または一般的なシャフトが、カムまたは一般的な機能要素がそれらを通過するときに支持されるように、心押し台先端を有する心押し台がまず反対側から機能要素を通り抜け、シャフトまたは特にカムシャフト管を持ち上げる。そして、心押し台は、シャフトと共に機能要素の孔を通って戻る。機能要素または特にカムは、すでに少なくとも心押し台先端のために十分に正確に配置され、この心押し台先端は、シャフトよりも小さい径を有しており、問題なく孔を通り抜ける。不正確に配置された機能要素は、心押し台ヘッドに先立って少なくとも粗雑に並べられ得る。同軸の誤差の事前補正が、シャフトがシャフト管の挿入斜面により通過されている間続けられ、それにより機能要素はシャフトに通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００８  ０６４  １９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シャフトが通過している間、通されるべき機能要素は、当該機能要素のハブの領域においてシャフトと接触し、その結果、短時間の摩耗または削りくずの形成が生じ得る。加えて、機能要素が把持部内で心合わせ不良となって、その端位置にあるときにこの心合わせ不良の位置で冷めて、そして位置ずれにつながるリスクがある。
【０００７】
本発明は、したがって、従来技術から知られる欠点を克服する、シャフト用の孔を有する少なくとも１つの機能要素を取り付けるための装置を提供するという問題に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題は、独立請求項１に係る発明の対象により解決される。有利な実施形態は、従属請求項の対象を形成する。
【０００９】
本発明は、シャフト用の孔を有する少なくとも１つの機能要素をシャフトに取り付けるための装置に振動発生機を設けるという一般的概念に基づいている。また、上記振動発生機を特に心押し台先端または一般に心押し台に設ける。そして、少なくとも１つの機能要素を接続するときに上記振動発生機を駆動し、その結果として、一定の最低限の振動によりシャフトに対する機能要素の「付着」が防止され、特に接触力が低減され得る。それにより、特に、機能要素の心合わせ不良の原因となる機能要素の引っ掛かりまたは傾斜を取り除くことが可能である。このことは、通過するべきいくつかの機能要素が存在する場合、１つ目の通過した機能要素、例えば１つめの通過したカムがすでに冷却されて通過のために利用可能な隙間がいっそう小さくなって引っ掛かりのリスクが増大するため、２つ以上の機能要素が通過するときに特に有利である。振動およびそれにより生じる力は、もちろん、カムまたは機能要素を把持しまたは保持する把持部による把持力よりも小さい。本発明に係る装置は、複数の保持部が好ましくは上下に垂直に設けられている場合にそれぞれが１つの機能要素のために設けられた少なくとも１つの保持部または把持部と、それにより機能要素の孔を通ってシャフトが第１の方向へ押され得る可動式の案内スライドとを有している。上述した心押し台は、第１の方向と逆向きに、よってシャフトおよび案内スライドと逆向きに動かされ得、同時に、その心押し台先端によりシャフトの端面に連結され得る。そして、振動発生機は、好ましくは、心押し台先端に設けられていて、改善された取付けのために必要な振動を発生させる。本発明に係る装置によると、取り付けられるべき機能要素の引っ掛かりまたは傾斜、および特に同機能要素のシャフトへの心合わせ不良の固定が、好ましくは完全に排除され、その結果として特に高い製造品質が生み出され得る。
【００１０】
振動が取付けを特に有利に改善し得るように、シャフトは、生じる最低限のゆがみのために十分に柔軟に設計されなければならない。あるいは、保持部または把持部は、少なくとも１つの機能要素が移動するのを許容しなくてはならない。この移動は、シャフトにおける機能要素の軸方向位置（ｚ軸方向位置）が影響を受けないように、１つの平面（ｘ−ｙ平面）上で制限された態様で生じることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る解決策の有利な展開では、心押し台先端は斜面を有しており、この斜面により、心押し台先端はシャフト内に少なくとも部分的に挿入され得る。この斜面は、それぞれの把持部に把持され、またはそれぞれの保持部に保持された個々の機能要素を、特に上記機能要素の孔が互いに同一平面上に設けられていない場合に、予備的に位置合わせするために使用され得る。端部斜面は、また、シャフトの端面に対して心押し台先端を押し付けることによりシャフトへの振動伝達を達成するため、および心押し台先端をシャフト内に部分的に挿入するために使用され得る。振動伝達は、特に、本発明に係る取付けプロセスのために重要である。
【００１２】
振動発生機は、便宜的に、オン状態とオフ状態とに切替可能である。これにより、例えば熱的に接合されたカムシャフトの促進された冷却のために、本発明に係る振動発生機を一時的に使用することが可能となる。そのため、例えば、振動発生機からカムシャフト管へ適用される振動はその端位置まで到達し、カムシャフト管は、その結果として、振動しかつ機能要素のハブまたはカムのハブとのより優れたミクロ接触を経て、その結果として、より速やかな冷却が成し遂げられ得る。サイクル時間は、特に、それにより短縮され得る。シャフトが機能要素を通過している間、１つ以上の区間において、振動発生機を一時的にのみ駆動することも考えられる。
【００１３】
本発明に係る解決策の別の有利な実施形態では、振動発生機により発生される振動の振動数および振幅が調節され得る。例えば、個々の機能要素のみ、特にカムが接続される場合、または複数の機能要素が接続されるときにシャフトがすでにその端位置にある場合、カムシャフト管を機能要素のハブとのより優れたミクロ接触に導いてより速やかな冷却をもたらすために振幅、および／または振動数が増大され得る。第１の振幅、および／または、第１の振動数は、通常の取付けプロセスのために提供され得、そして終了段階におけるより速やかな冷却のために増大され得る。
【００１４】
本発明に係る解決策の別の有利な実施形態では、振動発生機は、偏心器を有していて、水力、電力または空気圧により駆動される。そのような偏心器は、例えば、アンバランスな質量を有する電気モータであって、心押し台先端に設けられている。電気エネルギーは、心押し台それ自体を介して簡易的に供給され得る。同様に、偏心器は、もちろん、空気圧または水力により駆動されてもよい。
【００１５】
本発明は、さらに、上述した装置を使用して、孔を有する少なくとも１つの機能要素、例えばカム、バランシングウェイト、歯車、および／または、軸受をシャフトに熱的に接合する方法を改善するという一般的概念に基づいている。本発明に係る方法では、機能要素は、まず、装置の把持部または保持部に配置され、その後または前もって加熱される。
【００１６】
心押し台は、少なくとも１つの個々の機能要素の孔に下側から通過され、その結果として、機能要素は、もしまだ並んでいなくても、その孔に関して同一平面に並び得る。複数の機能要素が存在する場合、心押し台は、案内スライドに保持されたシャフトの端部において心押し台がその心押し台先端と結合可能となるまで、全ての機能要素の全ての孔に通過される。結合がもたらされる場合、振動発生機は駆動され、そしてシャフトは可動式の案内スライドにより機能要素の孔を通って上方から押される。押し通しプロセスの間にわたって、振動発生機は連続的に振動を発生させ、当該振動が特に機能要素、例えばカムの「付着」を防止し、そして、一定の最低限の振動により機能要素とシャフトとの間の接触力を少なくとも低減する。極めて高品質な最終製品を伴う極めて高品質の製造プロセスは、特に、それにより達成され得る。いくつかの区分に分けられた直径である段階的な直径を有するシャフトの場合、大きな直径の区分が通過するときにのみ一時的に振動発生機を駆動することも考えられる。
【００１７】
振動発生機により発生される振動の振動数、および／または、振幅は、便宜的に、シャフトがその端位置に到達するとすぐに増大される。振動数、および／または、振幅を増大させることは、機能要素のハブとシャフトとの間のより優れた接触を達成し、その結果として、より速やかな冷却と、よってサイクル時間の短縮とが達成され得る。
【００１８】
本発明の他の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面、および図面を用いた関連する説明から理解され得る。
【００１９】
上述した特徴および以下で説明される特徴は、各ケースで与えられた組合せにおいてのみ使用され得るのではなく、本発明の範囲を外れることなく、他の組合せまたは単独で使用され得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、シャフト用の孔を有する複数の機能要素を取り付けるための本発明に係る装置を概略的に示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１と同様の図面であって、異なって形成された心押し台を伴うものを示す概略図である。
【図３】図３は、図２と同様の図面であって、異なって形成された心押し台および異なって形成された心押し台先端を伴うものを示す概略図である。
【図４】図１と同様の図面であって、保持棒を伴うものの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。また、同一のあるいは似ている、または機能的に同一の構成要素には同じ参照符号を付している。
【００２２】
図１〜図４に示すように、シャフト２のための孔３を有する複数の機能要素４、例えばカム、バランシングウェイト、歯車、および／または、軸受、をシャフト２に取り付けるための本発明に係る装置１は、複数の保持部５を備えている。各保持部により、１つの機能要素４が保持され得る。保持部５は、例えば、把持部として形成されている。当該把持部は、図１に示すように、それぞれの機能要素４を圧力嵌めの態様で保持するのみでなく、例えば図４に示すように、単に保持棒として機能要素を保持する。さらに、可動式の案内スライド６が設けられており、この案内スライドによりシャフト２は第１の方向に、この場合では上から、機能要素４の孔３を通して押され得る。さらに、心押し台７が設けられている。この心押し台は、第１の方向と逆の方向へ、すなわちこの場合では上方へ動かされ得、心押し台の心押し台先端８は、シャフト２の端面に連結され得る。本発明によると、振動発生機９が設けられており、この振動発生機は心押し台７内、特に心押し台先端８内に設けられている。そして、振動発生機により、心押し台先端８およびさらにはシャフト２が振動させられ得る。
【００２３】
シャフト２は、通常、カムシャフト管として形成されており、機能要素４は、通常、カムとして形成されており、シャフト２と機能要素４との間では熱的な接合がなされている。それに代えて、シャフト２は、もちろん、機能要素４に圧入により結合されていてもよい。
【００２４】
図１〜図４に係る心押し台先端８を見ると、その上部に端部斜面１０があり、この端部斜面により、心押し台先端８は、少なくとも部分的にシャフト２内へ挿入可能となっていて、同時に、振動が伝達する態様で当該シャフトに連結可能となっている。振動発生機９は、オン状態とオフ状態に切替可能に構成されている。また、振動発生機により発生する振動は、振動数、および／または、振幅に関して調節可能となっている。基本的には、装置は、もちろん、１つの機能要素４だけのために使用され得る。さらに、少なくとも１つの機能要素４のために設けられた保持部５は、特にシャフト２の軸に対して直交する平面内において移動可能である。
【００２５】
上述したように、案内スライド６によってシャフト２は、機能要素４内へ上方から垂直に挿入可能であり、心押し台７は、機能要素４内へ下方から垂直に挿入可能である。機能要素４は、保持部５内で上下に垂直に保持されており、そのことは、この場合にシャフトそれ自体が重力方向に整列しているため、シャフト２を上方から垂直に挿入するために有利である。
【００２６】
心押し台７および心押し台先端８の外径は、機能要素４の孔３の内径よりも小さい。そのため、当該心押し台７および心押し台先端８は、好ましくは非接触の態様で、孔３を通って押され得る。心押し台７を押し通すことは、機能要素４がそれらの位置合わせに関して大きく移動したときに、個々の機能要素４を予備的に位置合わせするために用いられ得る。
【００２７】
振動発生機９は、偏心器１１を有している。当該振動発生機は、特に、水力、空気圧、または好ましくは電気モータにより駆動される。
【００２８】
本発明に係る装置１によると、まず、機能要素４をシャフト２に接続するときに、一定の最低限の振動により接触力が少なくとも低減されているため、機能要素４の付着を防止するか、少なくとも低減することが可能である。同時に、機能要素４の引っ掛かりまたは傾斜も防止され得る。このことは、通過されるいくつかの機能要素４が存在するときに、通過された一つ目の機能要素４がすでに冷却され、よって通過のために利用可能な隙間がいっそう小さくなって引っ掛かりのリスクが増大するため、１つ以上の機能要素４が通過されるときに特に有利である。振動発生機９により発生する振動およびその結果として生じる力は、通常、把持部または保持部５における把持力よりも小さい。そのため、特に把持具により把持されている機能要素４の位置は悪い影響を受けない。
【００２９】
振動は、心押し台先端８が上方に移動している間に使用可能であり、よって同軸の誤差の最初の補正が可能となる。振動発生機９がオン状態とオフ状態に切替可能であることにより、シャフトの端部が関連する機能要素４を通り抜けるときにのみ振動発生機をオン状態に切り替えて、機能要素４、例えばカムを正確に通り抜けさせることも考えられる。１つのみのカムまたは機能要素４が接続される場合、または、複数の機能要素４が接続されたときにシャフト２がその端位置にある場合、シャフト２を機能要素４のハブとのより優れたミクロ接触へ導いてより速い冷却をもたらし、その結果としてサイクル時間を短縮するために、振動発生機９により発生される振動の振幅、および／または、振動数が増大され得る。
【００３０】
図示された実施形態では、振動発生機９は心押し台先端８の中にあるが、心押し台先端８はもちろん心押し台７から除去されてもよく、同様の振動発生機９は多種多様の心押し台７に配設されていてもよい。
【００３１】
本発明に係る装置１、および特に、機能要素４がシャフト２に接続されるときに振動発生機９により発生される振動をシャフト２に与えるという本発明に係る方法によると、短縮されたサイクル時間による特に高品質の接続が達成され得る。
【符号の説明】
【００３２】
１      装置
２      シャフト
３      孔
４      機能要素
５      保持部
６      案内スライド
７      心押し台
８      心押し台先端
９      振動発生機
１０    端部斜面
１１    偏心器
【図１】
0006560063.tif 000002
【図２】
0006560063.tif 000003
【図３】
0006560063.tif 000004
【図４】
0006560063.tif 000005