DD256662A1 - Boerdel-, montage- und verbundwerkzeug - Google Patents

Abstract

Das Boerdel-, Montage- und Verbundwerkzeug gestattet im Zusammenwirken mit fertigungstechnischen Bearbeitungsverfahren in vertikaler, wie auch in horizontaler Ebene die Montage von mehreren Bauelementen in das innere eines napffoermigen Bauteils in einem Arbeitshub, wobei innen zentrierte rotationssymmetrische Teile mit anderen aber konkordanten Teilen, die ebenmaessige bzw. unregelmaessige Aussenkonturen besitzen koennen und mittig gelocht ausgebildet sind, ineinander ausgefluchtet gefuegt, bearbeitet und zu einer Baugruppe verbunden werden. Erreicht wird das mit einem Oberteil und einem Unterteil mit integrierten Bewegungsmechanismen und besonderen Lagebestimmelementen fuer das konzentrische Ineinanderfuegen mehrerer in den Aussenkonturen konkordanten Bauteilen. Fig. 1

Description

mit dem mehrere konzentrische und in ihren diametrischen Abmessungen sich verjüngende, in konischer Anordnung vorgerichtete und vorausgerichtete, ineinanderpassende, auch federhintersetzte Teile, mit konkordanten, sowohl ebenmäßigen als auch unregelmäßigen Konturen während des Fügens, in einem Arbeitshub, mit Hilfe vorbereiteter, zueinander paßfähiger Ausschnitte, Rinnen, Kerben oder Sicken fluchtend zentriert und in ihrer Rotationsebene sich ausrichtend vertikal bewegt, horizontal fixiert sowie in zwei verschiedenen Arbeitsebenen spanlos, z. B. durch Bördeln, Sicken, Prägen oder Biegen bearbeitet und dabei an den vertikalen Mantelflächen mit den Verfahren Biegen, Lochen, Schneiden oder Prägen bearbeitet, bzw. zu einer einbaufertigen Baugruppe montiert und miteinander verbunden werden können.

Das Bördel-, Montage- und Verbundwerkzeug besteht aus einem Oberteil und dem Unterteil. Das Unterteil besitzt eine Grundplatte und eine Trägerplatte. Die Trägerplatte hat in drei von Stützplatten abgedeckten Nuten zentrisch zueinanderwirkende Fixierbacken und dazwischen, in Führungen, von der Trägerplatte überdeckte Umlenkelemente, die gegen eine Druckfeder und von einem Keilstempel bewegbar angeordnet sind. Das Oberteil besteht aus einem Einspannzapfen mit Kopfplatte, einem daran befestigten Führungskörper mit einem sich über Federn abstützenden Niederhalter, einem im Hohlraum des Führungskörpers befindlichen plastischen Kissen, einem Bördeldorn und einem Druckstempel. Erfindungsgemäß befindet sich auf der Trägerplatte über einer horizontalen Stützfläche zentrisch das zylindrisch abgestufte Unterteil mitseineroberen Ringfläche auf dem Zentrierturm. Angrenzend am Unterteil ragen Fixierbolzen aus den drei von Schraubenfedern hintersetzten Fixierbacken heraus, wobei sie entweder entgegen der Zentrierrichtung geneigt angeordnet oder konisch ausgebildet sind. Im Oberteil ist der Börderstempel über das plastische Kissen gemeinsam mit dem zentrischen Druckstempel bewegbar angeordnet. Der Druckstempel läßt sich gegen einen konzentrisch im Unterteil befindlichen Kegeldruckring mit innerer Kegelmantelfläche über ein Stellglied zustellen. Der Kegeldruckring mit innerer Kegelmantelfläche überfaßt die Keilstempelflächen an den Umlenkelementen, die am anderen Ende mit je einem Zwillingsbiegestempel ausgerüstet sind, wodurch die Zwillingsbiegestempel zentripetal gerichtet gegen den Druck einer Feder bewegbar sind.

Auf dem zylindrisch gestuften Unterstempel wird ein Ring aufgesetzt, der ein Gummibalgende einklemmend radial gegen die Ringaufnahme mit Montagestütze anliegt. Die Ringaufnahme reicht mit ihren drei Ausschnitten am Umfang bis auf die Fixierbolzen. Auf der oberen Ringfläche des Unterteils ist eine Bördelhülse aufgesetzt, die die Ringfläche vom anderen Ende des Balges hintergreift. Auf der anderen Seite der Ringaufnahme schließt siehe eine konische Feder an. Über die Feder gestülpt und mit den Sicken in der Außenkontur an den Fixierbolzen aufliegend, ist ein napfförmiges Teil mit mittigem Loch in seinem nach oben weisenden Boden aufgelegt. Mit dem Absenken des Oberteils erreicht der Niederhalter den Boden des napfförmigen Teiles und drückt es über die Bördelhülse auf die Trägerplatte, wodurch bereits die horizontale und fluchtende Lagebestimmung aller Teil zueinander erfolgt, indem bei weiteren Absenken des Oberstempels die Ringaufnahme in ihren Ausschnitten an den vom napfförmigen Teil aufgespreizten Fixierbolzen abgleitet und sich damit zentriert und die mittenausgerichtete Bördelhülse das mittige Loch im Boden des napfförmigen Teiles durchdringt. Die Fixierbolzen mit den Fixierbacken weichen bei dem Absenkvorgang radial aus, klemmen das napfförmige Teil und justieren währenddessen durch Drehen die Ringaufnahme in ihrer Rotationsebene zum Einfluchten in das napfförmige Teil. Der Rand der Bördelhülse wird entsprechend der Form vom Bördeldorn angeformt und damit das Gummiteil mit dem Boden des napfförmigen Teiles verbunden. In dieser Stellung stützt sich der Montageanschlag der Ringaufnahme am Boden des napfförmigen Teiles ab, womit die Bruchgefährdung der Kegelstumpffeder, bereits bei der Montage, verhindert wird. Von da an steigt der Kraft, die auf das plastische Kissen aufgebraccht wird, weiter an. Das Kissen, vom Führungskörper und der Kopfplatte eingegrenzt, weicht in die zentralgelegene Fläche des Druckstempels aus, wodurch dieser allein sich verstärkt absenkt und seine Kraft über das Stellglied und den Kegeldruckring mit innerer Kegelmantelfläche auf die Keilflächen der Umlenkelemente aufbringt. Dabei bewegen sich die Umlenkelemente in den Führungen gegen den Druck einer Feder mit ihren Zwiliingsbiegestempeln auf den Mantel des napfförmigen Teiles zu und biegen die in der Mantelfläche ausgeklinkten Fanghaken in das Innere des napfförmigen Teiles, womit alle vorgenannten Teile zu einer Baugruppe verschlossen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird im nachstehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert

Es zeigen

Fig. 1: das Oberteil mit Bördelstempel und Druckstempel sowie das Unterteil mit Fixierbolzen, den Fixierbacken und den

Umlenkelementen mit Kegeldruckring im Schnitt, Fig. 2: eine Draufsicht auf den Unterstempel nach Fig. 1, Fig. 3: auf der linken Hälfte das Bördel-, Montage-und Verbundwerkzeug mit den Einzelelementen der zu montierenden Bauteile, um 60° gedreht, und

auf der rechten Hälfte das Werkzeug nach der Montage aller Bauteile zu einer Baugruppe im Schnitt.

Das Bördel-, Montage- und Verbundwerkzeug kann im Zusammenwirken mit Bearbeitungsverfahren an horizontalen und vertikalen Flächen die Montage von mehreren Bauelementen in das Innere eines napfförmigen Bauteiles vollziehen, wobei rotationssymmetrische Teile mit Teilen, die regelmäßige oder unregelmäßige Außenkonturen besitzen, aber in ihrer Mitte ausgebildet sind; ineinander gefügt werden und zu einer Baugruppe zu verbinden sind. Verwendet werden dazu ein Ober- und ein Unterteil 19,3 mit integrierten Bewegungsmechanismen. Das Unterteil 3 besitzt einen mittigen Zentrierturm auf einer Grundplatte 1 mit darüberliegender Trägerplatte 2, welcher stufenweise abgesetzt eine Stützfläche 4 und die obenliegende Ringfläche 16 aufweist. Das Werkstück, das zu einer Baugruppe montiert werden soll, wird wie folgt eingelegt. Auf die Ringfläche 16 legt man die durchmessergestufte Bördelhülse 32 auf. Über die Bördelhülse 32 ist ein Gummibalg 29, der mit seinem kleinen Durchmesser in einer ringförmigen Stirnfläche endet, gestülpt. Der große Balgdurchmesser am anderen Ende ist von einem Ring 28 in einer durchmessergestuften Ringaufnahme 30 geklemmt, die unregelmäßige Außenkonturen besitzt und mit Ausschnitten 31 versehen ist. Die vorausgerichtet eingelegte Ringaufnahme 30 rastet mit ihren Ausschnitten 31 in schrägstehende Fixierbolzen 7 ein und sinkt an diesen vertikal ab. Um den Gummibalg 29 positioniert und auf der Stirnfläche der Ringaufnahme 30 aufliegend, ist eine Kegelstumpffeder 33 aufgelegt. All die vorgenannten Teile übergreifend, ist abschließend ein napfförmiges Teil 34, mit seinem mittig gelochten Boden nach oben, in das Unterteil 3 eingelegt, wobei die von Sicken 35 gebildeten unregelmäßigen

Außenkonturen in die Fixierbolzen 7 einsinken. Diese Lagebestimmelemente erlauben es, sobald alle Werkstückteile grob lageorientiert eingelegt sind, daß beim Niedergang des Oberteiles 19 die zu fügende Baugruppe exakt bestimmt wird. Die erfindungsgemäßen Lagebestimmungselemente bestehen aus in Fixierbacken 6 angeordneten Fixierbolzen 7, die in von Stützplatten 9 abgedeckten Nuten 5 der Trägerplatte 2 verschiebbar angeordnet sind. Die Nuten 5 sind in die Trägerplatte 2 des Unterteiles 3 eingefräst. Die Fixierbolzen 7 sind unter einem gewählten Winkel, kleiner 90°, in die Fixierbacken 6 eingepreßt. Die Fixierbacken 6 sind in den von Stützplatten 9 abgedeckten Nuten 5 unabhängig voneinander verschiebbar gelagert. Die Fixierbacken 6 sind jeweils von einer Schraubenfeder 8 hintersetzt, die den Zweck hat, die jeweiligen Fixierbolzen 7 in den Nuten 5 in Richtung der Mittenachse der Trägerplatte 2 zu verschieben. Die Anzahl und Anordnung der Fixierbolzen 7 sowie die Federkräfte sind so bestimmt, daß die Werkstückteile exakt auf die Mitte zentriert werden und ein Ineinanderschachteln der durchmessergestuften Teile erfolgt. Das wird von der Schrägstellung der Fixierbolzen 7 bewirkt, die die Ringaufnahme 30 und das napfförmige Teil 34 lageorientiert aufnehmen und im Zusammenwirken mit dem niedergehenden Oberteil 19, das das napfförmige Teil 34 horizontal ausrichtet und mit fortschreitenden Niedergang des Oberteils 19 eine zunehmende Krafteinwirkung auf die Teile der Baugruppe ausübt. Am Ende des Zentriervorganges befindet sich die Bördelhülse 32 mit dem napfförmigen 34 Teil auf dem fest angeordneten mittigen Lagebestimmelement, dem die Stützfläche 4 und Ringfläche 16 aufweisenden Zentrierturm, der gleichzeitig die Kräfte aufnimmt, die beim Einbördeln des Balgendes mittels Bördelhülse 32 in den Boden des napfförmigen Teils 34, entstehen. Parallel dazu verläuft der Vorgang des Lagebestimmens zwischen der in ihren Außenabmessungen kleiner gehaltenen Ringaufnahme 30 in die große Öffnung des napfförmigen Teils 34. Das fest angeordnete Lagebestimmelement, der Zentrierturm, ist mit einer mittigen Bohrung versehen, so daß er im Innern ein axial beweglichen Kegeldruckring 17 aufnimmt, welcher vom Druckstempel 26 des Oberteils 19 aus mit einer Kraft beaufschlagt werden kann. Dieser Kegeldruckring 17 besitzt eine innere Kegelmantelfläche 13, die mit der Keilstempelfläche der Umlenkelemente 12 in ständiger Berührung steht. Diese Umlenkelemente 12 werden durch die Kräfte von Druckfedern 15 von der Mittenachse des Unterteils 3 wegbewegt und vom Niedergang des Kegeldruckringes 17 konzentrisch auf die Mittenachse zu bewegt. Auf den Umlenkelementen 12 sind die von dem Führungsplatten 14 gehaltenen Zwillingsbiegestempel 11 befestigt, mit denen die Mantelfläche des napfförmigen Teiles 34 bearbeitet werden kann. Das geschieht dadurch, daß vom Druckstempel 26 des Oberteils 19 über das eingestellte Stellglied 18 eine Kraft auf den Kegeldruckring 17 mit der Kegelmantelfläche 13 ausgeübt wird, die auf die Keilstempelflächen der Umlenkelemente 12 übertragen wird und somit zur Bewegung der Umlenkelemente 12 in den Führungen 10 auf das napfförmige Teil 34 zuführt, wodurch das exakt lagebestimmte Werkstück von den Zwillingsbiegestempeln 11 forderungsgemäß bearbeitet wird.

Das Oberteil 19 besteht aus der Kopfplatte 21 mit Einspannzapfen 20, zur Befestigung im Stößel einer Presse, aus einem am Führungskörper 22 bewegbaren, von Federn 24 hintersetzten Niederhalter 23, der das Ausrichten des napfförmigen Teils 34 in horizontaler Richtung bewirkt, aus einem Bördeldorn 25, der auf die Bördelhülse 32 im Boden des napfförmigen Teiles 34 einwirkt, aus einem plastischen Kissen 27, daß für die Krafteinleitung auf der Bördeldorn 25 und danach auf den zentralen Druckstempel 26, der im Innern des Oberteils 19 geführt wird, bedeutsam ist. Beim Niedergang des Oberteils 19 wird zunächst das napfförmige Teil 34 vom am Führungskörper 22 gleitend befestigten Niederhalter 23 horizontal ausgerichtet, bis es dann vom Bördeldorn 25 erfaßt wird und auf das feste Lagebestimmelement, den Zentrierturm im Unterstempel 3, gedrückt wird. Durch ein längeneinstellbares Stellglied 18 am Kegeldruckring 17, im Zentrum des Unterstempels 3, wird erreicht, daß der Bördeldorn 25 zuerst die Bördelhülse 32 mit dem napfförmigen Teil 34 zusammengefügt. Die feste Auflage des napfförmigen Teiles 34 auf der Ringfläche 16 des Unterteils 3 bewirkt bei fortgesetzter Preßwirkung auf das Oberteil 19, daß der Bördeldorn 25 in den von der Kopfplatte 21 und dem daran befestigten Führungskörper 22 gebildeten Hohlraum weiter zurückgedrückt wird. Damit erfolgt über das plastische Kissen 27 die weitere Kraftwirkung auf den Druckstempel 26, der sich daraufhin absenkt. Dabei ist der Betrag der Abwärtsbewegung des Druckstempels 26 infolge der Volumenkonstanz des vom Bördeldorn 25 bei seiner Rückstellbewegung verdrängten plastischen Mediums vom Kissen 27, infolge des kleineren Querschnittes des Druckstempels 26, größer als der Betrag der Rückwärtsbewegung des Bördeldornes 25. Mit dieser Kräfteführung über den Druckstempel 26, das Stellglied 18, den Kegeldruckring 17, die die Kegelmantelfläche 13, die Keilstempelflächen derümlenkelemente 12 und die von den Führungsplatten abgedeckten Zwillingsbiegestempel 11 wird eine originelle Lösung der Kraftübertragung von einer vertikalen und mittigen Krafteinleitung, der Kräfteführung durch das Innere bzw. die Längsachse einer zu fügenden Baugruppe auf die horizontale Bearbeitungsebene zur Erfüllung technologischer Operationen der Bearbeitung des napfförmigen Teiles 34 an seiner Mantelfläche aufgezeigt. Das Oberteil erfüllt dabei die Funktion als Druckelement, Niederhalter, Steuerelement, Bördelelement und Fügeelement.

Claims (1)

1. Bördel-, Montage- und Verbundwerkzeug-bestehend aus dem Oberteil und dem Unterteil mit Grundplatte, Trägerplatte und Zentrierturm, wobei die Trägerplatte in drei von Stützplatten abgedeckten Nuten zentrisch zueinanderwirkende Fixierbacken besitzt und dazwischen in Führungen, von der Trägerplatte überdeckte Umlenkelemente gegen eine Druckfeder und von einem Keilstempel bewegbar angeordnet sind und das Oberteil bestehend aus dem Einspannzapfen mit Kopfplatte, einem daran sich über eine Feder abstützenden Niederhalter, einem Führungskörper, einem plastischen Kissen, einem Bördeldorn und einem Druckstempel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Trägerplatte (2) über einer horizontalen Stützfläche (4) zentrisch das zylindrisch abgestufte Unterteil (3) mit Ringfläche (16) befindet, angrenzendem Unterteil (3) Fixierbolzen (7) aus den drei von Schraubenfedern (8) hintersetzten Fixierbacken (6) herausragen und entgegen derZentrierrichtung geneigt angeordnet oder konisch ausgebildet sind, im Oberteil (19) über das plastische Kissen (27) der Bördeldorn (25) gemeinsam mit dem zentrischen Druckstempel (26) bewegbar angeordnet ist und der Druckstempel (26) zustellbar zu einem konzentrisch im Unterteil (3) befindlichen Kegeldruckring (17) mit innerer Kegelmantelfläche (12) mit Keilstempelflächen und je einem Zwillingsbiegestempel (11), die zentripetal gerichtet in Führungen (10), von Führungsplatten (14) bedeckt, bewegbar sind, angeordnet ist. -

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Bördel-, Montage- und Verbundwerkzeug für das Montieren von rotationssymmetrischen Teilen und Teilen mit ebenmäßigen bzw. unregelmäßigen Außenkonturen und das Verbinden zu einer einbaufertigen Baugruppe in einem Arbeitsgang.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bekannt für das Verbinden von Einzelteilen und das Ineinanderfügen von Einzeltedilen sowie das Verbinden aller Teile zu einer funktionsfähigen Baugruppe sind Rundtakttische, an deren einzelnen Stationen ein Teil nach dem anderen hinzugefügt und jeweils nachfolgend mit den vorhergehenden Teilen verbunden werden. Nachteilig an ihnen ist ihr hoher Platzbedarf für die Teilezuführung, deren Einjustierung und die notwendigen Fügestationen, an denen gesonderte Werkzeugstationen positioniert sein müssen.

   Bekannt ist auch ein kombiniertes Werkzeug nach der DR-PS 243849 für das Halten und die Bearbeitung eines napfförmigen Einzelstückes in einem Arbeitsgang mit der Kraftleitung in einen einzigen Schaft mit gemeinschaftlichen doppelarmigen Hebeln. Darüber werden erst einen seitlichen Andruck erzeugende Halteplatten zur Lagefixierung des Werkstückes bewegt und nahezu gleichzeitig der Rand des Außenmantels mittels Bördelschieber nach außen umgebördelt. Das dafür verwendete Hebelsystem sieht an dem zentralen Schaft ein unter der Grundplatte angeordnetes vierarmiges Querhaupt vor, an dem vier doppelarmige Hebel über je zwei Gelenkverbindungen und ihre Lagerung an der Grundplatte mit den jeweiligen Endzapfen durch die Grundplatte reichen und gleichzeitig in Aussparungen der Halteplatten und Bördelschieber eingreifen. Mit dieser Vorrichtung kann bei senkrechter Krafteinleitung lediglich ein horizontaler Halte- und ein Bearbeitungsvorgang an einem Einzelstück erfolgen.

   Die Lagefixierung erfolgt erst mit gleichzeitiger Krafteinwirkung auch auf die Bördelschieber. Auf Grund der Kompliziertheit verlangt die Vorrichtung einen hohen Raumbedarf, ist wegen der Gelenkverbindungen sehr verschleißanfällig und ist bezüglich der Haltekräfte und der Betätigungskräfte für die Bördelschieber Undefiniert, was schnell zum Qualitätsabfall bei der Bördelung führt, da die Halteplatten unterschiedlich genau anliegen. Das Werkzeug kann funktionell nur in einer horizontalen Arbeitsebene wirken.

   Ziel der Erfindung

   Die Erfindung hat zum Ziel, ein kompakt ausgebildetes, hochproduktives Kombinationswerkzeug zu schaffen, mit dem gleichzeitig in einem Arbeitshub eine Reihe verschiedener Arbeitsgänge, sowohl in vertikaler wie auch in horizontaler Arbeitsebene mit dem Zweck der Zusammenstellung einer fertigen Baugruppe ausgeführt werden können.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein einschrittig arbeitendes Bördel-, Montage- und Verbundwerkzeug mit Ausrichtmechanismus für das Verbinden ringförmiger Teile bei genauer Lagebestimmung und innen fester Mittenausrichtung mit außenabmessungenbezogen auszurichtenden, gestuft ausgebildeten, ineinanderschachtelbaren gelochten Teilen zu schaffen.