DE102007062235B4

DE102007062235B4 - Method and device for joining built hollow shafts

Info

Publication number: DE102007062235B4
Application number: DE102007062235.1A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Boltz Swen-Peter; Dipl.-Ing. Gößling Thorsten; Dipl.-Ing. Meyer Jan; Dipl.-Ing. Paus Jochen; Frank Rohwer
Original assignee: Individual
Current assignee: Goessling Thorsten Dipl-Ing De; Meyer Jan Dipl-Ing De; Paus Jochen Dipl-Ing De; Rohwer Frank Dipl-Ing De
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2027-12-22
Also published as: DE102007062235A1

Abstract

Verfahren zum Fügen von gebauten Hohlwellen (2), die aus einem Rohr (6) und auf dieses aufgeschobenen Aufbauteilen (7) wie Flansche, Lagerhülsen, Impulsgeber, Zahnräder, Kettenräder oder Nocken bestehen, – bei dem das Rohr (6) innerhalb der Aufbauteile (7) in Einzelabschnitten durch innere Druckaufgabe so radial plastisch aufgeweitet wird, dass die Aufbauteile (7) im bleibenden Presssitz auf dem Rohr (6) festgelegt werden, – bei dem die Aufbauteile (7) und das Rohr (6) jeweils einzeln zueinander positioniert und aneinander fixiert werden, – bei dem das Rohr (6) in den einzelnen Aufbauteilen (7) zugeordneten Einzelabschnitten plastisch aufgeweitet wird, dadurch gekennzeichnet, – dass alle Aufbauteile (7), die an das Rohr (6) angebaut werden sollen, zunächst in derjenigen Reihenfolge auf einen Dorn (12) axial aufgefädelt werden, in der sie an das Rohr (6) zueinander axial benachbart angebaut werden sollen, – dass anschließend das Rohr (6) koaxial über den Dorn (12) und durch die Aufbauteile (7) geschoben wird, – dass danach die einzelnen Aufbauteile (7) nacheinander von oben nach unten einzeln oder parallel in der Rohrachse relativ zum Rohr (6) positioniert und daran sequentiell oder gleichzeitig durch plastisches Aufweiten des Rohrs (6) in den jeweiligen Aufbauteilen (7) zugeordneten Einzelabschnitten fixiert werden.A method for joining built-hollow shafts (2), consisting of a tube (6) and on this Aufschiebenen Aufbauteilen (7) such as flanges, bearing sleeves, pulser, gears, sprockets or cams, - in which the tube (6) within the body parts (7) is radially plastically expanded in individual sections by internal pressure task, that the mounting parts (7) are fixed in the permanent interference fit on the tube (6), - in which the mounting parts (7) and the tube (6) each positioned individually to each other and are fixed to one another, - in which the tube (6) in the individual structural parts (7) associated with individual sections is plastically expanded, characterized in that - all the structural parts (7) to be attached to the pipe (6), first in the order on a mandrel (12) are threaded axially in which they are to be attached to the pipe (6) axially adjacent to each other, - then that the tube (6) coaxially over the mandrel (12) and is pushed through the mounting parts (7), - that thereafter the individual structural parts (7) successively from top to bottom individually or parallel in the tube axis relative to the tube (6) and positioned sequentially or simultaneously by plastic expansion of the tube (6) in the individual components (7) associated with individual sections are fixed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Fügen von gebauten Hohlwellen, die aus einem Rohr und auf dieses aufgeschobenen Anbauteilen bestehen, mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a method and an apparatus for joining built hollow shafts, consisting of a tube and on this postponed attachments, with the features of the preambles of the independent claims.

Aus der EP 1 334 784 B1 ist ein Verfahren zum Fügen gebauter Hohlwellen bekannt. Die jeweilige Hohlwelle besteht dabei aus einem Rohr und auf dieses aufgeschobenen Aufbauteilen, wie Flansche, Lagerhülsen, Impulsgeber, Zahnräder, Kettenräder oder Nocken. Für das Fügen der gebauten Hohlwellen wird das Rohr innerhalb der Aufbauteile in Einzelabschnitten durch innere Druckaufgabe so radial elastisch aufgeweitet, dass die Aufbauteile anschließend im bleibenden Presssitz auf dem Rohr festgelegt sind. Die Aufbauteile und das Rohr werden dabei jeweils einzeln zueinander positioniert und aneinander fixiert. Hierzu wird das Rohr nacheinander in den einzelnen Aufbauteilen zugeordneten Einzelabschnitten plastisch aufgeweitet.From the EP 1 334 784 B1 is a method for joining built hollow shafts known. The respective hollow shaft consists of a tube and on this postponed mounting parts, such as flanges, bearing sleeves, pulse, gears, sprockets or cams. For the joining of the built-hollow shafts, the tube is radially elastic widened within the body parts in individual sections by internal pressure task, that the mounting parts are then fixed in the permanent interference fit on the tube. The body parts and the tube are each individually positioned to each other and fixed to each other. For this purpose, the tube is widened plastically in succession in the individual components associated with individual sections.

Um dieses Verfahren realisieren zu können, weist die bekannte Vorrichtung eine Positioniereinrichtung zum axialen Positionieren der einzelnen Aufbauteile entlang des Rohrs auf, sowie eine Einstelleinrichtung zum Halten und Drehen des Rohrs zum Einstellen einer vorbestimmten Drehlage zwischen dem Rohr und dem jeweiligen Aufbauteil. Ferner ist eine Aufweiteinrichtung zum abschnittsweisen Aufweiten des Rohrs vorgesehen.In order to be able to realize this method, the known device has a positioning device for axially positioning the individual mounting parts along the tube, as well as an adjusting device for holding and rotating the tube for setting a predetermined rotational position between the tube and the respective mounting part. Furthermore, a widening device is provided for sectionally widening the tube.

Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Fügen gebauter Hohlwellen sind aus der WO 88/04719 A1 , aus der EP 0 295 281 B1 , der DE 198 218 07 C2 und der DE 198 02 484 C2 bekannt. Zusätzliche bekannte Druckschriften zur Herstellung von Nockenwellen sind:
DE 10 2004 032 587 A1
DE 101 34 840 A1
DE 103 27 046 A1 Other methods and devices for joining built hollow shafts are known from WO 88/04719 A1 , from the EP 0 295 281 B1 , of the DE 198 218 07 C2 and the DE 198 02 484 C2 known. Additional known documents for the production of camshafts are:
DE 10 2004 032 587 A1
DE 101 34 840 A1
DE 103 27 046 A1

Zwar zeigt die Druckschrift DE 10 2004 032 587 A1 ein Verfahren zum Fügen von gebauten Hohlwellen, bei der alle Aufbauteile 1 in derjenigen Reihenfolge auf den Dorn 16 axial aufgefädelt werden, in der sie an das Rohr 2 zueinander axial benachbart verbaut werden sollen. Allerdings wird das Rohr 2 nicht koaxial über den Dorn 16 geschoben, sondern schiebt den Dorn 16 in Richtung Pfeil 17' vor. Die anschließende Verbindung des Rohres 2 mit den Anbauteilen 1 erfolgt über Aufschrumpfen anstatt über innere Druckaufgabe.Although the document shows DE 10 2004 032 587 A1 a method for joining built-hollow shafts, in which all body parts 1 in the order on the mandrel 16 be threaded axially, in which they are connected to the pipe 2 axially adjacent to each other to be installed. However, the tube will 2 not coaxial over the mandrel 16 pushed, but pushes the thorn 16 in the direction of the arrow 17 ' in front. The subsequent connection of the pipe 2 with the attachments 1 is done by shrinking rather than by internal pressure task.

Aus der Druckschrift DE 101 34 840 A1 ist bekannt, dass die Einzelteile in einer Vormontageform 5 ausgerichtet werden, wobei die Montageform nicht als Dorn ausgeführt ist. Anschließend wird das vorausgerichtete Set in ein Innenhochdruckwerkzeug eingesetzt und umgeformt.From the publication DE 101 34 840 A1 It is known that the items in a pre-assembly 5 be aligned, the mounting form is not designed as a mandrel. Subsequently, the pre-directed set is inserted into a hydroforming tool and reshaped.

In der Druckschrift DE 103 27 046 A1 werden die Aufbauteile in einer Vorbereitungsstation 5 auf einen als Horizontalstößel bezeichneten Dorn nur einzeln anstatt allesamt komplett angeordnet, die Vormontage des Rohres mit den Aufbauteilen erfolgt erst in einer späteren Station 7.In the publication DE 103 27 046 A1 the body parts are in a preparation station 5 on a mandrel called horizontal ram only individually instead of all completely arranged, the pre-assembly of the pipe with the body parts takes place only in a later station 7 ,

Aufgabenstellung:Task:

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die zugehörige Vorrichtung zu verbessern, insbesondere um kürzere Prozesszyklen und somit eine preiswertere Herstellung zu ermöglichen.The present invention has for its object to improve the method and the associated device, in particular to enable shorter process cycles and thus a cheaper production.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Kombinationen der Ansprüche sowie aus der nachfolgenden Beschreibung.The present invention solves this problem by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments will become apparent from the combinations of claims and from the following description.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung werden alle Aufbauteile, die an das Rohr angebaut werden sollen, zunächst in derjenigen Reihenfolge auf einen Dorn axial aufgefädelt, in welcher sie auf dem Rohr zueinander axial benachbart aufgebaut werden sollen. Danach wird das Rohr über den Dorn und durch die daran aufgefädelten Aufbauteile geschoben. Der Dorn besitzt hierzu einen Außenquerschnitt, der größer ist als der Außenquerschnitt des hohlen Rohrs. Anschließend werden die einzelnen Aufbauteile nacheinander, und zwar von oben nach unten einzeln relativ zum Rohr positioniert und daran durch plastisches Aufweiten des Rohrs in dem jeweiligen Aufbauteil zugeordneten Einzelabschnitt fixiert.According to a first solution according to the invention, all body parts which are to be attached to the pipe, initially threaded axially in that order on a mandrel, in which they are to be constructed axially adjacent to each other on the tube. Thereafter, the tube is pushed over the mandrel and through the Aufbädelten body parts. The mandrel has for this purpose an outer cross section which is larger than the outer cross section of the hollow tube. Subsequently, the individual body parts are sequentially, namely individually positioned from top to bottom relative to the tube and fixed thereto by plastic expansion of the tube in the respective body part associated with individual section.

Alternativ können die einzelnen Aufbauteile auch parallel in der Rohrachse zueinander, also gemeinsam relativ zum Rohr positioniert werden und dann anstatt sequentiell gleichzeitig durch plastisches Aufweiten des Rohrs in den jeweiligen Aufbauteilen zugeordneten Einzelabschnitten fixiert werden. Hierdurch werden das Fügeverfahren und damit die Herstellung der gebauten Nockenwelle beschleunigt.Alternatively, the individual structural parts can also be positioned parallel to one another in the tube axis, ie, together relative to the tube, and then fixed simultaneously instead of sequentially by plastic widening of the tube in the individual structural sections assigned to the respective structural parts. As a result, the joining process and thus the production of the built camshaft are accelerated.

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise lassen sich mit Hilfe des Dorns die am Rohr anzubauenden Aufbauteile vorbereiten und vereinfacht auf das Rohr aufführen. Insbesondere kann dann die gesamte vorbereitete Einheit aus Rohr und darauf aufgefädelten Aufbauteilen der jeweiligen Arbeitsstation zugeführt werden, in welcher das Positionieren und Fixieren der Aufbauteile am Rohr erfolgt. Hierdurch werden in einem einzigen Schritt sämtliche Aufbauteile für ihre Positionierung und Fixierung am Rohr vorbereitet, was den Prozessablauf verkürzt. Des Weiteren vereinfacht sich auch die Zuführung der Aufbauteile für deren Positionierung und Fixierung am Rohr, da sie sich bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise bereits am Rohr befinden und somit nur noch entlang des Rohrs verstellt werden müssen.By means of the procedure according to the invention, the mounting parts to be mounted on the pipe can be prepared with the aid of the mandrel and can be simplified to the pipe. In particular, then the entire prepared unit of pipe and Aufbädelten superstructure parts of the respective workstation can be supplied, in which the positioning and fixing of the body parts takes place on the pipe. As a result, all components are prepared for their positioning and fixation on the pipe in a single step, which shortens the process flow. Furthermore, the supply of the mounting parts for their positioning and fixation on the pipe is simplified, since they are already in the process of the invention on the pipe and thus only need to be adjusted along the pipe.

Gemäß einer vorteilhafteren Ausgestaltung kann das jeweilige Aufbauteil, das am Rohr positioniert und fixiert werden soll, zunächst mit Hilfe einer Greifeinrichtung erfasst und vertikal entlang des Rohrs positioniert werden. Des Weiteren kann dann unterhalb des Aufbauteils und beabstandet dazu eine Ausrichtebene angeordnet werden, die sich senkrecht zur Axialrichtung des Rohrs, also horizontal erstreckt. Die Greifeinrichtung kann nun vorübergehend das Aufbauteil loslassen, so dass dieses auf die Ausrichtebene fällt und dadurch parallel zur Ausrichtebene ausgerichtet wird. Beim anschließenden erneuten Greifen fixiert die Greifeinrichtung nun die Relativlage des ausgerichteten Aufbauteils. Danach kann in üblicher Weise die Fixierung des Aufbauteils am Rohr durch partielles Aufweiten des entsprechenden Einzelabschnitts des Rohrs erfolgen. Die Drehlagepositionierung zwischen Aufbauteil und Rohr kann dabei vor oder nach dem horizontalen Ausrichten des jeweiligen Aufbauteils durchgeführt werden. Durch die horizontale Ausrichtung des jeweiligen Aufbauteils lassen sich höhere Fertigungsqualitäten erzielen. Die horizontal orientierte Ausrichtebene nutzt hierbei die vertikale Ausrichtung des Rohrs innerhalb der jeweiligen Fertigungseinrichtung. Durch das freie Fallen des jeweiligen Aufbauteils auf die Ausrichtebene können erzwungene Lagepositionierungen vermieden werden, die mit Verschleiß und dergleichen behaftet sein können. Die hier vorgeschlagen Lösung ist vergleichsweise preiswert realisierbar und arbeitet zuverlässig.According to a more advantageous embodiment, the respective structural part, which is to be positioned and fixed on the pipe, first detected by means of a gripping device and positioned vertically along the pipe. Furthermore, an alignment plane can then be arranged underneath the mounting part and spaced therefrom, which extends perpendicularly to the axial direction of the pipe, that is to say horizontally. The gripping device can now temporarily release the body part, so that it falls on the alignment plane and is thereby aligned parallel to the alignment plane. During subsequent gripping again the gripping device now fixes the relative position of the aligned body part. Thereafter, in the usual way, the fixation of the body part on the pipe by partial expansion of the corresponding single section of the tube. The rotational position positioning between the body part and the tube can be carried out before or after the horizontal alignment of the respective body part. Due to the horizontal orientation of the respective body part higher production qualities can be achieved. The horizontally oriented alignment plane uses the vertical orientation of the tube within the respective production facility. The free falling of the respective body part on the alignment plane forced positional positioning can be avoided, which may be subject to wear and the like. The solution proposed here is comparatively inexpensive to implement and works reliably.

Weitere wichtige Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung.Other important features will be apparent from the following description of the figures.

1 zeigt eine stark vereinfacht Seitenansicht einer Vorrichtung zum Fügen einer gebauten Hohlwelle, 1 shows a greatly simplified side view of an apparatus for joining a built hollow shaft,

2 zeigt eine stark vereinfachte Seitenansicht auf eine Vorbereitungsstation. 2 shows a greatly simplified side view of a preparation station.

Entsprechend 1 umfasst eine Vorrichtung 1, mit deren Hilfe gebaute Hohlwellen 2 gefügt werden können, eine Positioniereinrichtung 3, eine Einstelleinrichtung 4 und eine Aufweiteinrichtung 5. Die gebaute Hohlwelle 2 selbst besteht aus einem hohlen Rohr 6 und mehreren auf dieses Rohr 6 aufgeschobenen Aufbauteilen 7. Bei den Aufbauteilen 7 kann es sich beispielsweise um Flansche, Lagerhülsen, Impulsgeber, Zahnräder, Kettenräder oder Nocken oder dergleichen handeln.Corresponding 1 includes a device 1 , with whose help built hollow shafts 2 can be added, a positioning 3 , an adjustment device 4 and a widening device 5 , The built hollow shaft 2 itself consists of a hollow tube 6 and several on this pipe 6 deferred body parts 7 , In the body parts 7 they may be, for example, flanges, bearing sleeves, pulser, gears, sprockets or cams or the like.

Die Positioniereinrichtung 3 ist so ausgestaltet, dass damit die einzelnen Aufbauteile 7 entlang des Rohrs 6 positioniert werden können. Das Rohr 6 ist hierzu in der Vorrichtung 1 vertikal ausgerichtet. Die Positionierung der Aufbauteile 7 entlang des Rohrs 6 erfolgt somit ebenfalls in vertikaler Richtung bzw. axial zum Rohr 6.The positioning device 3 is designed so that with it the individual body parts 7 along the pipe 6 can be positioned. The pipe 6 is this in the device 1 vertically aligned. The positioning of the body parts 7 along the pipe 6 thus also takes place in the vertical direction or axially to the tube 6 ,

Die Einstelleinrichtung 4 ist so ausgestaltet, dass damit das Rohr 6 gehalten und um seine Längsmittelachse gedreht werden kann. Mit Hilfe der Einstelleinrichtung 4 kann somit eine vorbestimmte Drehlage zwischen dem Rohr 6 und dem jeweiligen, in der Positioniereinrichtung 3 gehaltenen Aufbauteil 7 eingestellt werden.The adjustment device 4 is designed so that the tube 6 can be held and rotated about its longitudinal central axis. With the help of the adjustment 4 Thus, a predetermined rotational position between the tube 6 and the respective one, in the positioning device 3 held body part 7 be set.

Die Aufweiteinrichtung 5 ist zum abschnittsweisen Aufweiten des Rohrs 6 ausgestaltet. Hierzu umfasst die Aufweiteinrichtung 5 eine Lanze 8 mit einem Lanzenkopf 9. Die Lanze 8 ist hohl und steht mit einer Druckerzeugungseinrichtung 10 in Verbindung, die ebenfalls einen Bestandteil der Aufweiteinrichtung 5 bildet. Der Lanzenkopf 9 weist axial voneinander beabstandet zwei Dichtungen auf, die hier nicht dargestellt sind. Axial zwischen den beiden Dichtungen besitzt der Lanzenkopf 9 außerdem eine Druckausgangsöffnung, die mit dem hohlen Inneren der Lanze 8 kommuniziert. Die Lanze 8 ist dimensioniert, dass sie in das hohle Rohr 6 axial einführbar ist. Zum bereichsweisen Aufweiten des Rohrs 6 dichten die beiden Dichtungen des Lanzenkopfs 9 radial zwischen der Lanze 8 und dem Rohr 6. Über die Druckerzeugungseinrichtung 10 kann bevorzugt ein Hydraulikdruck durch das Innere der Lanze 8 und durch die wenigstens eine Drucköffnung am Lanzenkopf 9 in den mit Hilfe der Dichtungen des Lanzenkopfs 9 separierten Einzelabschnitt des Rohrs 6 gefördert werden, wodurch das Rohr 6 lokal in diesen Einzelabschnitt plastisch aufgeweitet werden kann. Zweckmäßig erfolgt diese plastische Aufweitung des Rohrs 6 in einem Bereich oder in mehreren Bereichen, in dem bzw. in denen sich das jeweilige am Rohr 6 zu fixierende Aufbauteil 7 befindet.The expansion device 5 is for partially expanding the pipe 6 designed. For this purpose, the expansion device comprises 5 a lance 8th with a lance head 9 , The lance 8th is hollow and communicates with a pressure generator 10 in conjunction, which also forms part of the expansion device 5 forms. The lance head 9 has axially spaced two seals, which are not shown here. Axial between the two seals has the lance head 9 In addition, a pressure outlet opening, with the hollow interior of the lance 8th communicated. The lance 8th is dimensioned to be in the hollow tube 6 is axially insertable. For area-wise expansion of the pipe 6 seal the two seals of the lance head 9 radially between the lance 8th and the tube 6 , About the pressure generating device 10 may preferably be a hydraulic pressure through the interior of the lance 8th and through the at least one pressure opening on the lance head 9 in the with the help of the seals of the lance head 9 separated single section of the tube 6 be promoted, reducing the pipe 6 locally can be widened plastically in this section. This plastic expansion of the tube is expediently carried out 6 in one area or in several areas, in which or in which the respective on the pipe 6 Fixing part to be fixed 7 located.

2 zeigt eine Vorbereitungsstation 11, die grundsätzlich einen Bestandteil der Vorrichtung 1 bilden kann, die jedoch auch separat, insbesondere örtlich getrennt von der Vorrichtung 1 angeordnet sein kann. Die Vorbereitungsstation 11 ist hier in einem anderen Maßstab dargestellt als die Vorrichtung 1. Sie weist einen Dorn 12 sowie eine Ablage 13 auf. Der Dorn 12 besitzt einen Außenquerschnitt, der größer ist als der Außenquerschnitt des hohlen Rohrs 6. Der Dorn 12 dient zum axialen Auffädeln derjenigen Aufbauteile 7, die zu einem späteren Zeitpunkt am jeweiligen Rohr angebaut werden sollen. Die Ablage 13 dient dabei zur Unterstützung der auf den Dorn 12 aufgefädelten Aufbauteile 7. Gleichzeitig weist die Auflage 13 eine Durchgangsöffnung 14 auf, durch die der Dorn 12 hindurchgeführt ist, um die Aufbauteile 7 darauf auffädeln zu können. Vorzugsweise ist der Dorn 12 mit Hilfe einer entsprechenden Stelleinrichtung 15 in seiner Längsrichtung hubverstellbar. Die Stelleinrichtung 15 kann hierbei ein Kolben-Zylinder-Aggregat sein, das hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sein kann. Beispielsweise kann der Dorn 12 bis auf oder unter die Ablage 13 zurückgezogen werden. Des Weiteren können unterschiedliche Stapelhöhen für die Aufbauteile 7 durch unterschiedliche Hubpositionen des Dorns 12 realisiert werden. 2 shows a preparation station 11 which is basically a part of the device 1 can form, but also separately, in particular spatially separated from the device 1 can be arranged. The preparation station 11 is shown here on a different scale than the device 1 , She has a thorn 12 as well as a filing 13 on. The thorn 12 has an outer cross section that is larger than the outer cross section of the hollow tube 6 , The thorn 12 serves for the axial threading of those body parts 7 , which are to be grown at a later date on the respective pipe. Filing 13 serves to support the on the thorn 12 Threaded body parts 7 , At the same time, the edition indicates 13 a passage opening 14 on, through which the thorn 12 is passed to the body parts 7 to thread on it. Preferably, the mandrel is 12 with the help of a corresponding adjusting device 15 Hubverstellbar in its longitudinal direction. The adjusting device 15 This may be a piston-cylinder unit, which may be hydraulically or pneumatically actuated. For example, the thorn 12 up to or under the shelf 13 be withdrawn. Furthermore, different stack heights for the body parts 7 by different stroke positions of the mandrel 12 will be realized.

Entsprechend 1 kann die Positioniereinrichtung 3 eine Greifeinrichtung 16 aufweisen sowie eine Ausrichteinrichtung 17. Die Greifeinrichtung 16 ist so ausgestaltet, dass damit jeweils ein Aufbauteil 7 gehalten und vertikal entlang des Rohrs 6 positioniert werden kann. Insbesondere ist hierzu die Greifeinrichtung 16 mit Hilfe eines nicht näher bezeichneten Stellantriebs entlang eines ortsfesten Rahmens 18 der Vorrichtung 1 höhenverstellbar.Corresponding 1 can the positioning 3 a gripping device 16 and an alignment device 17 , The gripping device 16 is designed so that each with a body part 7 held and vertically along the pipe 6 can be positioned. In particular, this is the gripping device 16 by means of an unspecified actuator along a fixed frame 18 the device 1 height-adjustable.

Die Ausrichteinrichtung 17 dient zum horizontalen Ausrichten des jeweiligen Aufbauteils 7. Hierzu weist die Ausrichteinrichtung 17 eine Ausrichtebene 19 auf, die sich senkrecht zur Axialrichtung des Rohrs 6 erstreckt. Bei vertikaler Ausrichtung des Rohrs 6 erstreckt sich somit die Ausrichtebene 19 horizontal. Die Ausrichteinrichtung 17 kann so ausgestaltet sein, dass ihre Ausrichtebene 19 ebenfalls mit der Greifeinrichtung 16 vertikal entlang des Rohrs 6 verstellbar ist. Des weiteren kann die Ausrichtebene 19 unterhalb des jeweiligen, in der Greifeinrichtung 16 gehaltenen Aufbauteils 7 positioniert werden, und zwar so, dass ein vergleichsweise kleiner Vertikalabstand zwischen der Ausrichtebene 19 und dem jeweiligen Aufbauteil 7 verbleibt. Hierbei kann ein vertikaler Abstand von weniger als 10 mm oder weniger als 1 mm ausreichen. Die Positionierung der Ausrichtebene 19 unterhalb des jeweiligen Aufbauteils 7 erfolgt dabei so, dass das jeweilige Aufbauteil 7 auf die Ausrichtebene 19 fällt, wenn die Greifeinrichtung 16 das jeweilige Aufbauteil 7 freigibt. Sobald das jeweilige Aufbauteil 7 auf der Ausrichtebene 19 aufliegt, ist es parallel zur Ausrichtebene 19 und somit im Beispiel horizontal ausgerichtet.The alignment device 17 serves for horizontal alignment of the respective body part 7 , For this purpose, the alignment device 17 an alignment plane 19 on, which is perpendicular to the axial direction of the tube 6 extends. With vertical alignment of the pipe 6 thus extends the alignment plane 19 horizontal. The alignment device 17 can be designed so that its alignment plane 19 also with the gripping device 16 vertically along the pipe 6 is adjustable. Furthermore, the alignment plane 19 below the respective, in the gripping device 16 held body part 7 be positioned so that a relatively small vertical distance between the alignment plane 19 and the respective body part 7 remains. Here, a vertical distance of less than 10 mm or less than 1 mm may be sufficient. The positioning of the alignment plane 19 below the respective body part 7 takes place so that the respective body part 7 on the alignment plane 19 falls when the gripping device 16 the respective body part 7 releases. Once the respective body part 7 at the alignment level 19 rests, it is parallel to the alignment plane 19 and thus horizontally aligned in the example.

Das Fügen der gebauten Hohlwelle 2 erfolgt erfindungsgemäß wie folgt:
Zunächst werden sämtliche Aufbauteile 7, die an das Rohr 6 angebaut werden sollen, in derjenigen Reihenfolge, in der sie anschließend auf dem Rohr 6 zueinander axial benachbart angebaut werden sollen, in der Vorbereitungsstation 11 auf den Dorn 12 axial aufgefädelt. Optional kann die Vorbereitungsstation 11 eine erste Winkelausrichteinrichtung aufweisen, die hier nicht dargestellt ist und mit der die Aufbauteile 7 in eine vorbestimmte Referenzlage zumindest grob ausgerichtet werden können. Anschließend wird das Rohr 6 über den Dorn 12 geschoben und dabei durch die darauf aufgefädelten Aufbauteile 7 durchgeschoben. Anschließend sind Dorn 12, Rohr 6 und die Aufbauteile 7 koaxial zueinander angeordnet, während die Aufbauteile 7 zueinander axial benachbart aufeinander liegen.The joining of the built hollow shaft 2 takes place according to the invention as follows:
First of all, all body parts 7 attached to the pipe 6 to be grown in the order in which they are subsequently placed on the pipe 6 To be grown adjacent to each other axially in the preparation station 11 on the thorn 12 axially threaded. Optionally, the preparation station 11 a first angular alignment, which is not shown here and with the body parts 7 can be at least roughly aligned in a predetermined reference position. Subsequently, the tube 6 over the thorn 12 pushed and thereby through the aufgebädelten Aufbauteile 7 pushed through. Then are thorn 12 , Pipe 6 and the body parts 7 arranged coaxially with each other while the body parts 7 axially adjacent to each other.

Anschließend kann die so gebildete, vormontierte bzw. vorbereitete Einheit aus Rohr 6 und darauf aufgefädelten Aufbauteilen 7 komplett in die eigentliche Fügestation, also in die Vorrichtung 1 überführt werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Roboterarms erfolgen, der hier nicht dargestellt ist.Subsequently, the thus formed, pre-assembled or prepared unit of tube 6 and threaded on Aufbauteilen 7 completely in the actual joining station, ie in the device 1 be transferred. This can be done for example by means of a robot arm, which is not shown here.

Die Vorrichtung 1 besitzt außerdem einen Tisch 20, der eine Aufnahmemulde 21 aufweist. Das Rohr 6 kann nun mit den daran aufgefädelten Aufbauteilen 7 in die Aufnahmemulde 21 des Tisches 20 eingesetzt werden. Nach dem Absetzen auf den Tisch 20 kommt eine zweite, hier ebenfalls nicht gezeigte Winkelausrichteinrichtung zum Einsatz, in der eine Feinjustierung der einzelnen Aufbauteile 7 bezüglich einer Referenzlage erfolgt. Des Weiteren wird das Rohr 6 mit Hilfe der Einstelleinrichtung 4 festgehalten. Insbesondere kann hierzu ein geeignetes Spannfutter vorgesehen sein, um das Rohr 6 anzuschlagen und radial zu spannen.The device 1 also has a table 20 that a receiving trough 21 having. The pipe 6 can now with the Aufbädelten body parts 7 into the receiving trough 21 the table 20 be used. After settling on the table 20 is a second, also not shown here Winkelausrichteinrichtung used in a fine adjustment of the individual body parts 7 relative to a reference position. Furthermore, the pipe 6 with the help of the adjustment 4 recorded. In particular, for this purpose, a suitable chuck may be provided to the tube 6 to strike and to clamp radially.

Vom Stapel der aufeinander aufliegenden, auf das Rohr 6 aufgefädelten Aufbauteile 7 kann nun die Greifeinrichtung 16 das oberste Aufbauteil 7 ergreifen. Die Positioniereinrichtung 3 kann dann das jeweilige Aufbauteil 7 vertikal verfahren und entlang des Rohrs 6 in die gewünschte Fügeposition bringen. Vor dem axialen Positionieren des Aufbauteils 7 entlang des Rohrs 6 oder anschließend kann mit Hilfe der Ausrichteinrichtung 17 die horizontale Ausrichtung des jeweiligen Aufbauteils 7 durchgeführt werden. Hierzu lässt die jeweilige Greifeinrichtung 16 das jeweilige Aufbauteil 7 kurzzeitig los, wodurch es zur Ausrichtung auf die Ausrichtebene 19 fällt. Anschließend kann die Greifeinrichtung 16 das ausgerichtete Aufbauteil 7 wieder ergreifen.From the stack of superimposed, on the pipe 6 Threaded body parts 7 can now the gripping device 16 the top body part 7 take. The positioning device 3 can then the respective body part 7 move vertically and along the pipe 6 bring in the desired joining position. Before the axial positioning of the body part 7 along the pipe 6 or subsequently, with the aid of the alignment device 17 the horizontal orientation of the respective body part 7 be performed. For this purpose, the respective gripping device 16 the respective body part 7 momentarily, causing it to align with the alignment plane 19 falls. Subsequently, the gripping device 16 the aligned body part 7 seize again.

Mit Hilfe der Halteeinrichtung 4 kann zu einem geeigneten Zeitpunkt die gewünschte, vorbestimmte relative Drehlage zwischen dem in der Greifeinrichtung 16 lagefixierten Aufbauteil 7 und dem Rohr 6 eingestellt werden.With the help of the holding device 4 may at a suitable time, the desired, predetermined relative rotational position between that in the gripping device 16 position-fixed body part 7 and the tube 6 be set.

Anschließend können die so gefundene Axiallage und Drehlage zwischen Aufbauteil 7 und Rohr 6 fixiert werden. Hierzu fährt die Lanze 8 koaxial in das Rohr 6 ein, bis ihr Lanzenkopf 9 einen axialen Einzelabschnitt des Rohrs 6 erreicht, in dem das jeweilige Aufbauteil 7 positioniert ist. Durch Aufbauen eines entsprechenden Umformdrucks kann nun der Querschnitt des Rohrs 6 im jeweiligen Einzelabschnitt plastisch aufgeweitet werden, bis ein bleibender Presssitz für eine sichere Festlegung des Aufbauteils 7 am Rohr 6 entsteht. Die Lanze 8 ist dabei mit Hilfe eines entsprechenden Stellantriebs 22 entlang des Rahmens 18 verfahrbar.Subsequently, the axial position and rotational position found between the body part can be found 7 and pipe 6 be fixed. For this the lance moves 8th coaxial with the pipe 6 one until her lance head 9 an axial single section of the tube 6 achieved in which the respective body part 7 is positioned. By building up a corresponding forming pressure, the cross section of the tube can now be determined 6 be widened plastically in each section, until a permanent interference fit for a secure fixing of the body part 7 on the pipe 6 arises. The lance 8th is doing this with the help of a corresponding actuator 22 along the frame 18 traversable.

Um eine möglichst exakte Lagepositionierung zwischen dem jeweiligen Aufbauteil 7 und dem Rohr 6 einstellen zu können, kann die jeweilige Greifeinrichtung 16 als Rollenbackengreifer ausgestaltet werden, dessen Backen über Rollen das jeweilige Aufbauteil 7 ergreifen. Die Rollen können dabei das jeweilige Aufbauteil 7 durch den Greifvorgang in eine vorbestimmte Relativlage zur Greifeinrichtung 16 bringen, wodurch die Ausrichtung zum Rohr 6 vereinfacht bzw. verbessert werden kann.To achieve the most accurate positioning possible between the respective body part 7 and the tube 6 to be able to adjust, the respective gripping device 16 be designed as a roller jaw gripper whose jaws on rollers the respective body part 7 take. The roles can be the respective body part 7 by the gripping operation in a predetermined relative position to the gripping device 16 bring, thereby aligning with the pipe 6 can be simplified or improved.

Nach dem Fixieren der Relativlage zwischen dem ersten Aufbauteil 7 und dem Rohr 6 ergreift die Greifeinrichtung 16 das nächste oberste Aufbauteil 7 des am unteren Ende des Rohres 6 vorliegenden Stapels aufeinander liegender Aufbauteile 7. Dieser Fügevorgang wird solange wiederholt, bis sämtliche Aufbauteile 7 in ihrer gewünschten Relativlage am Rohr 6 fixiert sind. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass während dieses gesamten Fügevorgangs die Lanze 8 nur ein einziges Mal in das Rohr 6 eingefahren wird und dann sukzessive wieder herausgezogen wird, um so nacheinander die untereinander liegenden Einzelabschnitte plastisch aufzuweiten. Am Ende des letzten Fügevorgangs kann dann die Lanze 8 wieder aus dem Rohr 6 herausgezogen werden. Somit überfahren die Dichtungen des Lanzenkopfs 9 nur einmal die axiale Öffnung des Rohrs 6, wodurch der Verschleiß der Dichtungen reduziert werden kann.After fixing the relative position between the first body part 7 and the tube 6 grasps the gripping device 16 the next top construction part 7 at the bottom of the tube 6 present stack of superposed body parts 7 , This joining process is repeated until all body parts 7 in their desired relative position on the pipe 6 are fixed. Of particular importance here is that during this entire joining process, the lance 8th only once in the pipe 6 is retracted and then successively withdrawn again, so as to successively expand the underlying individual sections plastically. At the end of the last joining process can then the lance 8th back out of the pipe 6 be pulled out. Thus run over the seals of the lance head 9 only once the axial opening of the pipe 6 , whereby the wear of the seals can be reduced.

Claims

Method for joining hollow shafts ( 2 ), which consists of a tube ( 6 ) and on this postponed body parts ( 7 ) such as flanges, bushings, pulser, gears, sprockets or cams, - in which the pipe ( 6 ) within the body parts ( 7 ) is radially plastically expanded in individual sections by internal pressure task so that the structural parts ( 7 ) in a permanent press fit on the pipe ( 6 ), - in which the body parts ( 7 ) and the pipe ( 6 ) are each individually positioned and fixed to each other, - in which the tube ( 6 ) in the individual body parts ( 7 ) assigned individual sections is plastically expanded, characterized in that - all the body parts ( 7 ) attached to the pipe ( 6 ) are to be grown, first in that order on a thorn ( 12 ) are threaded axially, in which they to the pipe ( 6 ) are to be grown adjacent to each other axially, - that then the pipe ( 6 ) coaxially over the mandrel ( 12 ) and by the body parts ( 7 ), that after that the individual body parts ( 7 ) successively from top to bottom individually or in parallel in the tube axis relative to the tube ( 6 ) and sequentially or simultaneously by plastic expansion of the tube ( 6 ) in the respective body parts ( 7 ) assigned individual sections are fixed.

Method according to the preamble of claim 1, characterized in that - the respective body part ( 7 ) with a gripping device ( 16 ) vertically along the tube ( 6 ) - that an alignment plane ( 19 ) perpendicular to the axial direction of the tube ( 6 ), below the body part ( 7 ) and spaced apart is arranged, - that the gripping device ( 16 ) the body part ( 7 ), releasing it to the alignment plane ( 19 ) and thereby parallel to the alignment plane ( 19 ), - that the gripping device ( 16 ) the aligned body part ( 7 ) again.

Device for joining hollow shafts ( 2 ), which consists of a tube ( 6 ) and on this postponed body parts ( 7 ), such as flanges, bushings, pulser, gears, sprockets or cams, 6 ) within the body parts ( 7 ) is radially plastically expanded in individual sections by internal pressure task so that the structural parts ( 7 ) in a permanent press fit on the pipe ( 6 ), wherein a positioning device ( 3 ) for the axial positioning of the individual body parts ( 7 ) along the pipe ( 6 ) is provided, - wherein an adjusting device for holding and rotating the tube ( 6 ) for setting a predetermined rotational position between the tube ( 6 ) and the respective body part ( 7 ), - wherein a widening device ( 5 ) for sectionally expanding the tube ( 6 ), characterized in that - a preparation station ( 11 ), which is a mandrel ( 12 ), whose outer cross section is greater than the outer cross section of the hollow tube ( 6 ) and on which the body parts ( 7 ) are threadable, - that the preparation station ( 11 ) a clipboard ( 13 ), which has a passage opening ( 14 ) through which the spine ( 12 ) for threading the body parts ( 7 ) is passed.

Device according to the preamble of claim 1, characterized in that - the positioning device ( 3 ) a gripping device ( 16 ) for holding and vertically positioning the respective body part ( 7 ) along the pipe ( 6 ), - that an alignment device ( 17 ) for horizontal alignment of the respective body part ( 7 ) is provided, which has an alignment plane ( 19 ), which is perpendicular to the axial direction of the tube ( 6 ) and below the respective body part ( 7 ) and at a distance to it is positionable, such that the of the gripping device ( 16 ) released body part ( 7 ) to the alignment plane ( 19 ) and is thereby aligned parallel to the alignment plane.