DE10052613A1

DE10052613A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Einpressen eines Stiftes

Info

Publication number: DE10052613A1
Application number: DE2000152613
Authority: DE
Inventors: Martin Surerus; Marc Vollmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einpressen eines Stiftes (10) in eine Öffnung (12) eines Körpers (14) mit Mitteln (16) zum Halten des Stiftes (10) an einem ersten Ende des Stiftes (10), Mitteln zum Führen eines zweiten Endes des Stiftes (10) zu der Öffnung (12) und Mitteln zum Aufbringen einer Kraft in Längsrichtung des Stiftes (10), wobei Mittel (18, 20) zum Aufbringen einer Vibrationsschwingung vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einpressen eines Stiftes in eine Öffnung eines Körpers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einpressen eines Stiftes in eine Öffnung eines Körpers mit Mitteln zum Halten des Stiftes an einem ersten Ende des Stiftes, Mitteln zum Führen eines zweiten Endes des Stiftes zu der Öffnung und Mitteln zum Aufbringen einer Kraft in Längs richtung des Stiftes. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einpressen eines Stiftes in eine Öffnung eines Körpers mit den Schritten: Halten des Stiftes an einem ersten Ende des Stiftes, Führen eines zweiten Endes des Stiftes zu der Öffnung und Aufbringen einer Kraft in Längsrichtung des Stiftes.

Stand der Technik

Es ist bekannt, mit gattungsgemäßen Vorrichtungen und gattungsgemäßen Verfahren einen kraftschlüssigen Sitz ei nes Stiftes in einer Öffnung herzustellen. Beispielsweise werden gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren bei der Fertigung von Druckreglern für die Getriebesteuerung ver wendet. Hierbei ist es erforderlich, einen Zylinderstift des Ankers auf Maß in eine Öffnung einzupressen. In die sem beispielhaften Fall und auch bei zahlreichen anderen Anwendungen ist es erforderlich, besonders enge Toleranzen einzuhalten. Im Falle des Einpressens des Zylinder stiftes in den Anker für einen Druckregler liegt die To leranz bei ±1/100 mm.

Bei gattungsgemäßen Vorrichtungen und gattungsgemäßen Verfahren wird so vorgegangen, dass der Zylinderstift durch eine in Längsrichtung des Stiftes wirkende Kraft zunächst auf ein bestimmtes Zwischenmaß in die Öffnung gepresst wird. Nach diesem ersten Einpressschritt wird die Länge des Stiftes gemessen. Danach wird das Restmaß zugestellt. Bei diesem Einpressen des Stiftes mit einer konstanten Kraft kommt es zu einem Stick-Slip-Effekt, was dem Einhalten der geforderten Toleranzen entgegensteht. Wenn beispielsweise das Nachrutschen des Stiftes, nachdem er sich in einem festgesetzten Zustand befunden hat, grö ßer ist als der beispielhafte Toleranzbereich von 1/100 mm, so ist es unwahrscheinlich, dass mit dem gattungsge mäßen Verfahren und einer gattungsgemäßen Vorrichtung der geforderte Toleranzbereich eingehalten wird.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch auf, dass Mittel zum Aufbringen einer Vibrations schwingung vorgesehen sind. Durch das Aufbringen einer Vibrationsschwingung wird die Losbrechkraft und damit der bei Vorrichtungen und Verfahren des Standes der Technik, auftretende Stick-Slip-Effekt reduziert. Folglich wird die Genauigkeit beim Einpressen des Stiftes vergrößert, so dass Toleranzbereiche von ±1/100 mm und sogar noch engere Toleranzbereiche in vorteilhafter Weise eingehal ten werden können.

Bevorzugt sind Mittel zum Aufbringen einer Vibrations schwingung auf den Stift vorgesehen. Diese können bei spielsweise über die Halterung des Stiftes auf den Stift übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Körper, in welchen der Stift eingepresst wird, in beliebiger Wei se plaziert werden kann.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass Mittel zum Auf bringen einer Vibrationsschwingung auf den Körper vorge sehen sind. In diesem Fall lassen sich beispielsweise herkömmliche Vorrichtungen, welche ohne das Aufbringen einer Vibrationsschwingung arbeiten, in einfacher Weise modifizieren, um die Erfindung umzusetzen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn Mittel zum kontinu ierlichen Messen der Einpresstiefe des Stiftes vorgesehen sind. Auf diese Weise kann mitunter darauf verzichtet werden, den Zylinderstift zunächst auf ein bestimmtes Zwischenmaß zu pressen und daraufhin eine Zwischenmessung vorzunehmen. Durch das kontinuierliche Messen der Ein presstiefe kann der Stift auf einen Sitz in den Körper eingepresst werden.

Es ist vorteilhaft, wenn Mittel zum Dämpfen der Vibration vorgesehen sind. Damit kann vermieden werden, dass die Vibration auf sonstige Elemente der Vorrichtung übertra gen werden, die in ihrer Funktion von einer Vibration ne gativ beeinflusst würden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Mittel zum Auf bringen einer Vibrationsschwingung eine mit einem Recht ecksignal erregte Spule und einen Anker aufweisen, wel cher von dem Magnetfeld der Spule in Vibration versetzt wird. Mit diesen Mitteln lässt sich die Vibrationsschwin gung definiert aufbringen, so dass ein genaues Einpressen des Stiftes erfolgen kann.

Vorzugsweise hat das Rechtecksignal eine Frequenz zwi schen etwa 5 und 1500 Hz. Diese Frequenz kann je nach den aktuellen Anforderungen variiert werden, wobei insbeson dere auch die Resonanzfrequenz des Systems eine wichtige Rolle für die geeignete Wahl der Frequenz des Rechteck signals spielt.

Vorzugsweise liegt die Schwingungsamplitude der Vibrati onsschwingung zwischen etwa 5 und 10 µm. Bei einer Ampli tude in dieser Größenordnung lassen sich Toleranzbereiche von ±1/100 mm in vorteilhafter Weise realisieren.

Weiterhin ist es nützlich, wenn die Mittel zum kontinu ierlichen Messen der Einpresstiefe des Stiftes einen Re flexionsmesslichtlaser aufweisen. Dieser kann so arbei ten, dass er das zweite Ende des Stiftes, welches in die Öffnung eingeführt wird beziehungsweise bereits einge führt ist beleuchtet und dabei das Einpressmaß während des Einpressvorgangs optisch berührungslos misst. Da die Messgenauigkeit eines derartigen Reflexionsmesslichtla sers auch eng gesteckten Toleranzbereichen genügt, bietet sich die Verwendung einer derartigen Vorrichtung im Rah men der vorliegenden Erfindung an.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da durch auf, dass eine Vibrationsschwingung aufgebracht wird. Durch das Aufbringen einer Vibrationsschwingung wird die Losbrechkraft und damit der bei Vorrichtungen und Verfahren des Standes der Technik auftretende Stick- Slip-Effekt reduziert. Folglich wird die Genauigkeit beim Einpressen des Stiftes vergrößert, so dass Toleranzberei che von ± 1/100 mm und sogar noch engere Toleranzbereiche in vorteilhafter Weise eingehalten werden können.

Vorzugsweise wird eine Vibrationsschwingung auf den Stift aufgebracht. Diese können beispielsweise über die Halte rung des Stiftes auf den Stift übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Körper, in welchen der Stift eingepresst wird, in beliebiger Weise plaziert werden kann.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn eine Vibrations schwingung auf den Körper aufgebracht wird. In diesem Fall lassen sich beispielsweise herkömmliche Vorrichtun gen, welche ohne das Aufbringen einer Vibrationsschwin gung arbeiten, in einfacher Weise modifizieren, um die Erfindung umzusetzen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Einpresstiefe des Stiftes kontinuierlich gemessen wird. Auf diese Weise kann mitunter darauf verzichtet werden, den Zylinderstift zunächst auf ein bestimmtes Zwischenmaß zu pressen und daraufhin eine Zwischenmessung vorzunehmen. Durch das kontinuierliche Messen der Einpresstiefe kann der Stift auf einen Sitz in den Körper eingepresst werden.

Nützlicherweise wird die Vibration gedämpft. Damit kann vermieden werden, dass die Vibration auf sonstige Elemen te der Vorrichtung übertragen werden, die in ihrer Funk tion von einer Vibration negativ beeinflusst würden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Spule von einem Rechtecksignal erregt wird und ein Anker von dem Magnet feld der Spule in Vibration versetzt wird. Auf diese Wei se lässt sich die Vibrationsschwingung definiert aufbrin gen, so dass ein genaues Einpressen des Stiftes erfolgen kann.

Vorzugsweise wird ein Rechtecksignal mit einer Frequenz zwischen etwa 5 und 1500 Hz verwendet. Diese Frequenz kann je nach den aktuellen Anforderungen variiert werden, wobei insbesondere auch die Resonanzfrequenz des Systems eine wichtige Rolle für die geeignete Wahl der Frequenz des Rechtecksignals spielt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schwingungsampli tude der Vibrationsschwingung zwischen etwa 5 und 10 µm liegt. Bei einer Amplitude in dieser Größenordnung lassen sich Toleranzbereiche von ±1/100 mm in vorteilhafter Weise realisieren.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Einpresstiefe des Stiftes kontinuierlich durch einen Reflexionsmesslichtla ser gemessen wird. Dieser kann so arbeiten, dass er das zweite Ende des Stiftes, welches in die Öffnung einge führt wird beziehungsweise bereits eingeführt ist be leuchtet und dabei das Einpressmaß während des Einpressvorgangs optisch berührungslos misst. Da die Messgenauig keit eines derartigen Reflexionsmesslichtlasers auch eng gesteckten Toleranzbereichen genügt, bietet sich die Ver wendung einer derartigen Vorrichtung im Rahmen der vor liegenden Erfindung an.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrun de, dass die nachteiligen Effekte der Losbrechkraft beim Einpressen eines Stiftes durch das Aufbringen einer Vib rationsschwingung auf das System verringert beziehungs weise beseitigt werden können. Es lassen sich enge Tole ranzbereiche beim Einpressen eines Stiftes einhalten, was insbesondere im Hinblick auf die Fertigung von Druckreg lern nützlich ist. Hier sind Toleranzbereiche von ±1/100 mm vorgegebenen, welche im Rahmen der vorliegenden Erfin dung realisierbar sind.

Zeichnung

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform bei spielhaft erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Schnittansicht dargestellt. Ein Stift 10 wird von einem Halter 16, welcher in Form eines Stempels ausgebildet ist, gehalten. Der Stift 10 ist teilweise in eine Öffnung 12 eines Körpers 14 eingeführt. Bei dem Stift 10 handelt es sich um einen Zylinderstift, welcher im vorliegenden Beispiel in einen Anker 14 eingepresst wird, welcher für einen Druckregler für die Getriebesteuerung bei Kraft fahrzeugen vorgesehen ist. Der Halter steht mit einem An ker 20 in Verbindung, welcher sich in einem Magnetfeld einer Spule 18 befindet. Oberhalb des Ankers sind Mittel 24 zum Dämpfen vorgesehen. Das Polgehäuse 26 wird mit ei ner konstanten Kraft F beaufschlagt. Unterhalb des Kör pers 14 ist ein Reflexionsmesslichtlaser 22 vorgesehen, welcher das untere Ende des Stiftes 10 beleuchtet und so mit kontinuierlich die Einpresstiefe des Stiftes 10 in die Öffnung 12 des Körpers 14 misst.

Erregt man die Spule 18 mit einer Ditherfrequenz zwischen 5 und 1500 Hz, wobei hier die Resonanzfrequenzen des Sys tems eine wichtige Rolle für die Wahl einer geeigneten Frequenz spielen, lässt sich eine Vibration auf den Stift 10 übertragen. Bei der Wahl einer geeigneten Schwingungs amplitude von beispielsweise 5-10 µm können so Toleranz bereiche für die Einpresstiefe des Stiftes erreicht wer den, welche im Vergleich zum Stand der Technik gering sind. Dies hat den Grund, dass ein Stick-Slip-Effekt auf grund von Losbrechkräften, die zwischen Stift 10 und den Seitenwänden der Öffnung 12 des Körpers 14 wirken, verhindert wird. Beispielsweise lassen sich Toleranzen im Bereich von ±1/100 mm realisieren.

Aufgrund der kontinuierlichen Messung der Einpresstiefe des Stiftes 10 in die Öffnung 12 des Körpers 14 mittels des Reflexionsmesslichtlasers 22 kann der Stift 10 in ei nem Zug in die Öffnung 12 des Körpers 14 eingepresst wer den. Das Herstellungsverfahren wird somit in seiner Effi zienz verbessert, da ein Zwischenmessschritt entfallen kann.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrati ven Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Er findung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ände rungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zum Einpressen eines Stiftes (10) in eine Öffnung (12) eines Körpers (14) mit
Mitteln (16) zum Halten des Stiftes (10) an einem er sten Ende des Stiftes (10),
Mitteln zum Führen eines zweiten Endes des Stiftes (10) zu der Öffnung (12) und
Mitteln zum Aufbringen einer Kraft in Längsrichtung des Stiftes (10),
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel (18, 20) zum Aufbringen einer Vibrations schwingung vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (18, 20) zum Aufbringen einer Vibrations schwingung auf den Stift (10) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass Mittel zum Aufbringen einer Vibrations schwingung auf den Körper (14) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (22) zum kontinuier lichen Messen der Einpresstiefe des Stiftes (10) vorgese hen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (24) zum Dämpfen der Vibration vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufbringen einer Vibrationsschwingung eine mit einem Rechtecksignal erregte Spule (18) und einen Anker (20) aufweisen, wel cher von dem Magnetfeld der Spule (18) in Vibration ver setzt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechtecksignal eine Fre quenz zwischen etwa 5 und 1500 Hz hat.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsamplitude der Vibrationsschwingung zwischen etwa 5 und 10 µm liegt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum kontinuierli chen Messen der Einpresstiefe des Stiftes (10) einen Re flexionsmesslichtlaser (22) aufweisen.

10. Verfahren zum Einpressen eines Stiftes (10) in eine Öffnung (12) eines Körpers (14) mit den Schritten:

- Halten des Stiftes (10) an einem ersten Ende des Stiftes (10),
- Führen eines zweiten Endes des Stiftes (10) zu der Öffnung (12) und
- Aufbringen einer Kraft in Längsrichtung des Stiftes (10);

dadurch gekennzeichnet,
dass eine Vibrationsschwingung aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vibrationsschwingung auf den Stift (10) aufge bracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Vibrationsschwingung auf den Körper (14) aufgebracht wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresstiefe des Stiftes (10) kontinuierlich gemessen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration gedämpft wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spule (18) von einem Rechteck signal erregt wird und ein Anker (20) von dem Magnetfeld der Spule (18) in Vibration versetzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechtecksignal mit einer Fre quenz zwischen etwa 5 und 1500 Hz verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsamplitude der Vibra tionsschwingung zwischen etwa 5 und 10 µm liegt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresstiefe des Stiftes (10) kontinuierlich durch einen Reflexionsmesslichtlaser (22) gemessen wird.