凸轮磨削设备制造技术

本发明专利技术涉及用于磨削凸轮轴的凸轮(2)的设备(1)，所述设备包括至少一个保持心轴(3)，所述凸轮(2)在磨削过程期间被以不可旋转的方式固定在所述至少一个保持心轴(3)上，其中，所述至少一个保持心轴(3)至少在一些区域由陶瓷材料制成。由于陶瓷保持心轴(3)的高弹性模数和高强度，磨削成本能够被充分降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于磨削凸轮轴的凸轮的设备，并且也涉及用于使用这种磨削设备磨削凸轮轴的凸轮的方法。
技术介绍
用于凸轮轴的凸轮，特别是用于内燃机凸轮轴的凸轮，通常必须被磨削，从而可以使关联的阀被尽可能精确地和准确地运转。到目前为止，这通过所谓的凸轮轴磨削设备实现，其中待磨削的凸轮被夹在金属保持心轴(例如液压膨胀心轴)上，并且因此可以磨削轴向彼此平行布置的多个凸轮。然而，在这点上不利的是，这种金属保持心轴在磨削凸轮期间会弹性弯曲，其导致单个凸轮的不准确的磨削。与此同时，这种金属保持心轴受到不能被低估的磨损，并且因此不得不定期更换，同样，这又增加每个待磨削凸轮的磨削成本。另外，由于每个保持心轴通常同时最多仅仅能够支撑四个凸轮，并且每个凸轮需要例如15秒的磨削时间，因此磨削四个凸轮总共需要60秒。由于金属保持心轴的弯曲以及相关或伴随的磨削不精确性，仅仅当采用相对低的磨削压力进行磨削时，可以同时磨削四个凸轮，其结果是增加磨削时间。
技术实现思路
本专利技术致力于解决的问题在于，给出用于磨削凸轮轴的凸轮的设备的改进实施例，特别地，使得可以更成本有效地磨削凸轮。根据本专利技术，该问题通过独立权利要求的主题得以解决。从属权利要求涉及优选实施例。本专利技术基于以下一般概念，在已知的本身用于磨削凸轮轴的凸轮的设备的情况下，特别是用于磨削内燃机的凸轮轴的凸轮的设备的情况下，利用至少在一些区域由陶瓷形成的保持心轴(优选完全由陶瓷形成的保持心轴)取代到目前为止的金属膨胀心轴形式的保持心轴。在这方面，特别地可以使用所谓的工业陶瓷。这种由陶瓷形成的保持心轴的主要优势在于，特别地，陶瓷的非常高的弹性模数，使得保持心轴非常刚硬以致可以同时磨削夹在陶瓷保持心轴上的至少四个凸轮，其结果是显著降低用于每个凸轮的磨削时间及磨削成本。由于高弹性模数和高刚度，根据本专利技术设计的这种保持心轴另外不需要什么支撑，并且仍然能够接纳尽可能多的进行磨削的凸轮或者比到目前为止已知的由金属(特别是钢)形成的保持心轴接纳更多的用于磨削的凸轮。作为陶瓷(特别是工业陶瓷)特征的高摩擦系数还导致凸轮在陶瓷保持心轴上的显著改进附着，其结果是可以在磨削凸轮期间将力矩有效地从陶瓷保持心轴传递到待磨削的凸轮。此外特别有利的是，陶瓷的热膨胀仅仅是钢的大约25％，这使得结合(例如通过热的方式结合)到相应保持心轴(特别是陶瓷保持心轴)的凸轮能够被相当更有效地支撑在其上，并且在磨削操作之后也能够相当更容易地从其移除。在磨削操作之后，通过加热(例如感应加热)相应的凸轮来移除凸轮，相应的凸轮因而膨胀并且因此能够被容易地从不能被感应加热的陶瓷保持心轴移除。通过感应加热凸轮，仅仅后者被加热，而陶瓷保持心轴不被加热，因此保持心轴仅能通过从凸轮到保持心轴的热传递的方式被加热，并且因此仅仅被加热至非常小的程度，加热不会对从保持心轴移除凸轮的过程产生不利影响。由于陶瓷材料，特别是所谓的工业陶瓷，还具有与金属相比高很多的蠕变阻力，所以根据本专利技术的陶瓷保持心轴与可比较的金属保持心轴相比能够使用长得多的时间，并且因此还可以减少成本。这里当然也可以想到，根据本专利技术的保持心轴仅仅在一些区域而不是完全地由陶瓷形成。较长的使用寿命和高弹性模数特别可以明显减少单个凸轮的磨削成本。在根据本专利技术的解决方案的优选改进中，至少一个保持心轴至少在一些区域由氮化物陶瓷形成，其另外包括硅，并且特别为Si3N4的形式。氮化硅(Si3N4)在氮化物陶瓷中具有目前明显地主导的作用并且具有出众的材料特性的结合，其到目前为止还没有通过其它的陶瓷获得此种出众的材料特性的结合，这些出众的材料特性特别包括：高韧性、即使在高温下的高强度、出众的抗热震性、出众的耐磨性、低热膨胀、仅仅平均水平的导热性及高耐化学性。特性的这种组合为经受最极端的使用条件的陶瓷，特别是预定用于机械零件的陶瓷，提供非常高的动力载荷和可靠性需求。较密实的氮化硅陶瓷的生产在亚微细粒的Si3N4粉末的基础上进行，其与烧结添加剂(Al2O3、Y2O3、MgO等)混合，并且在成形工艺之后，在1750摄氏度到1950摄氏度之间的温度烧结。由于Si3N4在烧结环境的正常压力下在高于大约1700摄氏度的温度下分解，在烧结期间能够增加N2压力并且因此能够阻碍所述分解。本专利技术进一步的重要特征和优点根据各从属权利要求、根据附图并根据基于附图的图示的描述呈现。应理解的是，在不背离本专利技术的范围的情况下，上述各特征和待在下文中说明的各特征可不仅通过在所有情况下给出的组合方式使用，而且可通过其他组合或者单独使用。附图说明本专利技术的优选示例性实施例显示在图中并且将在以下描述中更详细地说明。仅有的附图，图1，显示根据本专利技术的用于磨削凸轮轴的凸轮的磨削设备的非常概略的图示。具体实施方式如图1中所示，根据本专利技术的用于磨削凸轮2的设备1具有保持心轴3，凸轮2在磨削操作期间非旋转固定在该保持心轴3上。根据本专利技术，这种保持心轴3至少在一些区域中，优选主要地由陶瓷(特别是工业陶瓷)形成。在此情况下，保持心轴3以不可旋转的方式连接到驱动设备(未显示)的轴4。根据本专利技术，由于保持心轴3由陶瓷形成，所述心轴具有高的弹性模数以及与此相关的高强度。这使得通过将凸轮2压靠在设备1的磨削元件5上同时磨削多个凸轮2(优选地例如八个凸轮2)成为可能。磨削元件5自身通常具有快速旋转的磨削体部，所述磨削体部被压靠夹紧在保持心轴3上的凸轮2上。不言而喻，保持心轴3还能够被压靠在磨削元件5上。还可以想到的是，磨削元件自身是磨削盘的形式，其根据图1意在由旋转轴线7表示。与先前由金属形成的保持心轴相反的是，利用根据本专利技术的由陶瓷形成的保持心轴3，可以同时磨削多个凸轮2，由于根据本专利技术的保持心轴3因其高强度在磨削操作期间实际上不经历弯曲，并且由此可以同时精确地磨削多个凸轮2成为可能。与此相反，利用根据现有技术的由金属形成的保持心轴，仅仅可以接续地磨削凸轮2或者同时磨削最多四个凸轮2(后者具有较低的磨削压力)，结果是磨削操作总体上被明显延长。由于高刚度、强度和高弹性模量，事实上，根据本专利技术的保持心轴3不需要任何另外支撑，并且即使不需要这种支撑，也不会出现不可接受的弯曲——这种弯曲将会对磨削结果产生不利影响。与已知的金属保持心轴相反的是，根据本专利技术的陶瓷保持心轴3还具有相当低的热膨胀以及提高相当多的摩擦系数，二者有助于磨削操作的总<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.02 DE 102009023612.01.一种用于磨削凸轮轴的凸轮(2)的设备(1)，所述凸轮轴特别地
是用于内燃机的凸轮轴，所述设备(1)包括至少一个保持心轴(3)，所
述凸轮(2)在磨削操作期间被以不可旋转的方式固定在所述至少一个保持
心轴(3)上，其中，所述至少一个保持心轴(3)至少在一些区域由陶瓷
形成。
2.如权利要求1所述的设备，
其特征在于，
所述至少一个保持心轴(3)至少在一些区域由氮化物陶瓷形成。
3.如权利要求2所述的设备，
其特征在于，
所述氮化物陶瓷包括硅，特别是Si3N4的形式。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，
其特征在于，
待磨削的所述凸轮(2)以形状配合和/或压入配合的形式布置在所述
保持心轴(3)上，或者，
待磨削的所述凸轮(2)被热结合到所述保持心轴(3)，或者，
待磨削的所述凸轮(2)被支撑在保持心轴(3)上，特别经过在轴向
方向上位于所述凸轮(2)之间的间隔环(6)被支撑在保持心轴(3)上。
5.如权利要求1至4中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·沙赫雷尔，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：