(57)【要約】【課題】本発明は、一つの軸（１０）と、この軸のための貫通孔をそれぞれ有する複数のカム（２０〜２６）を使用したカム軸の組立方法に関する。【解決手段】カムは、マガジン（４０）内にしっかり詰められ、軸の貫通孔に関して同軸にかつ所定の回転位置で互いに相対的に位置決めされている。軸は、積み重ねられたカム内に導入され、その中でその長手方向への移動により個々のカムに対して連続的に位置決めされる。カムは軸に順次固定される。カムに要求される回転は、軸がその長手方向に移動することによって、および、所定の角度だけ回転されることによって、容易に生ぜしめることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの軸（１０）と、この軸のための貫通孔をそれぞれ有する複数のカム（２０〜２６）を使用したカム軸の組立方法において、
前記カムが、マガジン（４０）内にしっかり詰められ、前記軸の貫通孔に関して同軸にかつ所定の回転位置で互いに相対的に位置決めされていて、
前記軸が、積み重ねられた前記カム内に導入され、その中でその長手方向への移動により個々のカムに対して連続的に位置決めされ、
そして、前記カムが前記軸に連続的に固定される
ことを特徴とするカム軸の組立方法。
【請求項２】
前記軸を、該軸の長手方向へ移動させるとともに、必要であれば所定の角度だけ回転させることを特徴とする請求項１記載のカム軸の組立方法方法。
【請求項３】
前記カムを、前記マガジン内で相対的に同じ回転位置に保持することを特徴とする請求項１又は２記載のカム軸の組立方法。
【請求項４】
前記カムを、前記軸へ予備固定し、かつ、後ほど最終的に前記軸と連結することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカム軸の組立方法。
【請求項５】
前記カムを、クリンピングにより，接着または溶接により，特にスポット溶接により、部品の固有の圧縮応力によって、予備固定することを特徴とする請求項４記載のカム軸の組立方法。
【請求項６】
前記カムを、予備固定した後に溶接により、特にレーザまたは電子ビーム溶接により、前記軸と連結することを特徴とする請求項４又は５記載のカム軸の組立方法。
【請求項７】
前記軸及び前記カムを、該カムが前記軸へ溶接される前に予備加熱することを特徴とする請求項６記載のカム軸の組立方法。
【請求項８】
加熱を電気出力損失により行ない、このために電流を前記軸に流すことを特徴とする請求項７記載のカム軸の組立方法。
【請求項９】
使用された前記カムが、少なくともいくつかの領域において、最初の硬度まで硬化された鋼からなり、かつ、前記カムが前記最初の硬度より低い硬度まで焼き入れされるように、加熱を行なうことを特徴とする請求項７又は８記載のカム軸の組立方法。
【請求項１０】
前記カムの前記軸への予備固定、前記カムの前記軸への溶接、予備固定された前記カムを備えた前記軸の溶接前の加熱を、それぞれの場合において、別々の加工ステーションで行ない、これらの作業を異なるカム軸に同時に行なうことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のカム軸の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一本の軸及びこの軸への貫通孔を有する複数のカムを使用するカム軸の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法は、ＵＳ４９８３７９７号公報から公知であり、この場合の軸は強固に固定され、カムが個々に最初のロボットによりマガジンから連続的に取り出され、軸上に押し載せられ、軸上でそれぞれ正しい長手位置及び回転位置に保持される。その後、第二のロボットのアームに取り付けられたレーザ溶接ヘッドによって、このように配置され保持されたカムが軸と溶接される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明によれば、請求項において特徴付けられているように、他の組立方法が提案される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これは、カムがマガジン内にしっかりと詰められ、軸の貫通孔に関して同軸にかつ所定の回転位置で互いに相対的に位置決めされていて、前記軸が、積み重ねられたカム内に導入され、その中でその長手方向への移動により個々のカムに対して連続的に位置決めされ、そして、前記カムが軸に連続的に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
従来技術に対して、本発明による方法は、特に、それが基本的に簡単な機械的手段によって非常に正確に製作可能であるという利点を有する。複数の軸の周りに可動である組立ロボットは必要ではない。
【０００６】
カムをその正しい回転位置に移動させるために、軸は、好ましくは容易に、必要であれば、それぞれのカムを固定する前に所定の角度だけ回転される。
【０００７】
カムの回転位置は、カムがマガジン内で相対的にすべて同じ回転位置に保持される場合に、最も容易に確認することができる。その際、前記マガジンは、その構成及び充填の点からも特に簡単である。
【０００８】
本発明のさらなる好適な実施形態によれば、カムの軸への固定は、まず、予備固定としてのみ実施され、さらに好ましくは、カムは後ほど他の加工ステーションで最終的に軸と連結される。
【０００９】
前記予備固定は、クリンピングにより，接着または溶接により，後者の場合には、特にスポット溶接により、部品の固有の圧縮応力によって、容易に行なわれる。
【００１０】
本発明の他の好適な実施形態によれば、前記カムは、予備固定した後に溶接により、特にレーザまたは電子ビーム溶接により軸と最終的に連結される。
【００１１】
溶接時の部品の負荷を軽減し軸の曲げを回避するために、軸及びカムは、カムの軸との溶接の前に、予備加熱される。本発明のさらなる特に好適な実施形態によれば、加熱は、電気出力損失により引き起こされ、そのために電流が軸を流れる。
【００１２】
使用されるカムは、少なくともいくつかの領域において、最初の硬度まで硬化された鋼からできており、加熱は、カムが最初の硬度より低い硬度まで焼き入れされるように行なわれる。その後、それは、容易に溶接することができる。
【００１３】
既に述べたように、カムの軸への予備固定、カムの軸への溶接、予備固定されたカムを備えた軸の溶接前の加熱は、それぞれの場合において、別々の加工ステーションで行なわれ、これにより、効果的に、これらの作業を異なるカム軸に同時に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のさらなる形態及び特徴は、実施形態についての以下の説明から明らかになる。
【００１５】
図１において、符号４０により、６個のカム２１〜２６及び４個の軸受リング３１〜３４を搭載したマガジンが示されている。カム２２〜２６及び軸受リング３１〜３４は、マガジン４０内にしっかり詰められており、互いに同軸に位置決めされている。マガジン４０内のカムは、さらに好ましくは、すべてマガジン４０の形状により固定される同じ回転位置に互いに相対的に位置している。マガジン４０は、軸１０のための挿入孔（図２参照）を備えた後端壁部４１を有している。その右側の端面上には、調整可能な閉鎖手段４２があり、マガジン４０は、この面からカム２０及び軸受リング３０を充填することができる。押しボルト４３は、カム及び軸受リングを右に向かって押圧し、閉鎖手段４２に対して所定の位置にカム及び軸受リングを保持する。閉鎖手段４２及び押しボルト４３は、必然的にマガジンの一部である必要はない。
【００１６】
図２において、軸１０は、マガジン４０内に挿入され、そして積み重ねられたカム２１〜２６及び軸受リング３１〜３４に貫通する。この場合、マガジンは、適宜の保持手段により保持され、軸は例えば一種のスピンドル内に設けられており、このスピンドルによって、長手方向に移動でき、かつ、長手軸の周りに回転できるものとする。適宜の保持手段は、図面には示されていない。カム２１〜２６、および、必要であれば軸受リング３１〜３４が、軸に固定され、または少なくとも予備固定される手段が、矢印５０によって、同様に輪郭だけ示されている。たとえば、これらの手段５０は、特に、カムを軸へスポット溶接することのできるレーザが用いられる。
【００１７】
前記装置を用いて、上述したカム２１〜２６（軸受リング３１〜３６がさらに考慮される必要はない）は、カム２１から始まりマガジン内に保持されている順番で、連続的に固定され、その際、マガジン４０内で完全に右側にて閉鎖手段４２に当接しているカムは、各実例のように固定される。この上述したカムに関して、軸１０の正しい位置及び回転位置は、各実例のように、それぞれ軸の長手方向移動と必要であれば回転により調整される。
【００１８】
それぞれ特有のカムを固定した後に、閉鎖手段４２は、軸の縦断面を、その上に固定されたカムとともにマガジンから引き出せるように、短時間だけ開放される。マガジン内の次のカムは、それ自体が押しボルト４３により閉鎖手段４２まで前に押し出されて、軸が長手方向に移動し、必要であれば回転により調整されるとすぐに固定される。
【００１９】
図２は、カム２２が手段５０により固定された瞬間における、既にそれに固定されマガジン４０から引き出されたカム２１を備えた軸１０を示している。すべてのマガジン内に保持された部品が使い果たされるとすぐに、軸はマガジンから完全に引き出される。
【００２０】
固定の際に、好ましいことであるが、予備固定のみが行なわれている場合、カムは、最終的に軸と連結されなければならない。これは、本発明のさらなる形態により別の工程にて、たとえば、レーザ溶接により行なわれる。この場合、一種の縁部を形成することにより、端面に配設された溝を有するカムを備えると有利であり、これにより、傾斜した角度でレーザを照射することによって、実際に最適な溶接横断面を備えた耐久性に優れた溶接を行なうことができる。
【００２１】
図３は、切断されたカム１０上におけるこのような溝２７を備えたカム２０の正面図を示している。図４ａ）は、部分拡大縦断面図によって、このカム２０を示しており、図の左部では、溝２７及びこれにより生ずる縁部２８を特に良好に認識することができる。図の右部では、生ずる溶接横断面を示している。
【００２２】
このようなカムを使用するとき、予備固定は、上述したスポット溶接による代わりに、図４ｂ）に（大いに誇張して）示されているように、クリンピングによっても行なわれる。この場合、適宜の工具の使用により、縁部２８は、圧力付加によってほぼ軸１０の表面に押し付けられ、これによりカム２０と軸１０との間に形状的な適合が生ずる。この予備固定は、溶接する際に不利益となるカムと軸との間の隙間を除去するといった利点を有している。溶接横断面は、図４ｂ）の右部に再び示されている。
【００２３】
さらに可能な種類の予備固定として、一般に、接着技術も言及される。この場合、カム周囲の小さな接着スポットで十分である。場合によっては、圧接嵌合の構成による部品の固有の圧縮応力が、十分な予備固定として、既に十分である。
【００２４】
図３のカム２０に関しては、ともに湾曲され符号２９の位置で、特に抵抗溶接により、ともに溶接された薄板片から製造されることも言及されるべきである。前記片の内面を特別の構造とすることによって、カム２０は、図３にも示されているように、より大きな角度範囲に亘って軸をしっかり包囲することができる。
【００２５】
ここに考察された種類のカム軸を製造するためには、通常、比較的硬い高炭化鋼が使用される。このような鋼は、溶接のためには良くない。この点で、互いに溶接すべき部分を予熱することが有利である。本発明のさらなる実施形態によれば、予備固定されたカムを備えた軸の予熱は、電流を軸に流すことにより、簡単に行なうことができる。この場合、加熱は、電流のオーム損失により行なわれる。２０Ｖより低い、特にたった５Ｖの電圧、かつ、電流値が５〜１２ｋＡの電流の場合、軸及びカムを瞬間的に非常に均一に加熱できることが示されている。
【００２６】
図５は、予備固定されたカム２０を備え、その両端が電源の電極５１，５２に接続されている軸１０を示している。
【００２７】
通常、カムの転動面は、特別に、例えば誘導電流を利用した硬化方法によって硬化されてもよい。急冷された典型的な硬度は、例えば６０〜７０ＨＲc である。上述した電気的加熱は、さらなる利点として、カムを（例えば５７〜５９ＨＲcの硬度への）焼き入れを行なうように実施される。これにより、別個の作業として前もって行なわれるカムの焼きなましを行なわなくてもよい。この効果を達成するために、２００〜３００℃の範囲の温度まで加熱される。
【００２８】
図６は、最後に、前述した技術が最適にそして効率良く使用される組立方法の経過を概略的に示している。カム２０の軸１０への予備固定、カムの軸との溶接そして予備固定されたカムを備えた軸の溶接前の加熱も、それぞれ分離された加工ステーションで行なわれる。従って、前述した作業は、有利なことに、異なるカム軸に対して同時に行なうことができる。
【００２９】
図６のステーションＡにおいては、空のマガジン４０がまず個々のカム２０（及び必要であれば軸受リング３０）を充填される。ステーションＢにおいては、それぞれ軸１０がマガジン４０内に導入される。そして、そこでカム２０の軸１０への予備固定も行なわれる。ステーションＢから一方で空のマガジン４０がステーションＡに戻して搬送され、他方でカム２０の予備固定された軸１０がステーションＣに運ばれ、そこでそれは電気的に予熱される。そこから、それはまだ熱い状態でステーションＤに向かって来て、そこでカム２０は、たとえば、軸が回転されながら、連続的にレーザ６０により軸１０とそれぞれ最終的に溶接される。
【００３０】
ステーションＤにおいては、当然のことながら、同時に複数のレーザが使用される。個々の加工ステーションの間には、バッファゾーンも備えられ、そこでそれぞれ複数の軸が一時的にそのさらなる加工を待ち、あるいは品質管理のための測定が実施される。最後に、個々の溶接作業の間における温度損失を調整するために、ステーションＤにて軸に電流を流すこともできる。ステーションＣ及びＤを一つのステーションへまとめることも同様に可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】複数のカムを備えたマガジンの縦断面図である。
【図２】カムパケット内に挿入された軸を備えた図１のマガジンを示す図である。
【図３】軸上の個々のカムの正面図である。
【図４ａ】収縮により軸に予備固定され、最終的にレーザ溶接技術により固定された個々のカムの拡大縦断面図である。
【図４ｂ】収縮により軸に予備固定された個々のカムにおける同様の図である。
【図５】その予熱のために端面側でそれぞれ電源の電極に接続されている多数のそれに固定されたカムを備えた軸を示す図である。
【図６】（ｉ）カムの軸への予備固定，（ｉｉ）軸及びカムの予熱，（ｉｉｉ）カムの軸との最終的な溶接の段階からなる製造方法を連続的に示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    軸
２０，２１〜２６    カム
２７    溝
２８    縁部
３０，３１〜３４    軸受リング
４０    マガジン
４１    後端壁部
４２    閉鎖手段
４３    押しボルト
５０    保持手段
５１，５２    電極
【国際公開パンフレット】
2004526914.tif 000003
2004526914.tif 000004
2004526914.tif 000005
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2004526914.tif 000014
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2004526914.tif 000016
2004526914.tif 000017
2004526914.tif 000018
【国際調査報告】
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2004526914.tif 000021
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