DE102008027567A1

DE102008027567A1 - Prägeeinheit einer Montagevorrichtung für Gelenke

Info

Publication number: DE102008027567A1
Application number: DE200810027567
Authority: DE
Inventors: Lothar Gebhardt; Otto Glatter; Karl-Heinz Luebbersmeyer; Oliver Steffen
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2009-12-17
Also published as: WO2009150000A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prägeeinheit (2) zum Verprägen von Material mit einem Stempel (7) mit einer Längsverstelleinheit und mit einer Schwenkeinheit, wobei der Stempel (7) mehrere zur Mittelachse (37) sowie umfangsseitig zueinander beabstandete Prägenasen (36) zum Verdrängen von Material besitzt sowie mittels der Längsverstelleinheit in zwei entgegengesetzte Längsrichtungen längsbeweglich antreibbar ist sowie mittels der Schwenkeinheit um seine Mittelachse (37) schwenkbeweglich angetrieben ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Prägeeinheit zum Verprägen von Material mit einem Stempel, mit einer Längsverstelleinheit und mit einer Schwenkeinheit, wobei der Stempel mehrere zur Mittelachse sowie umfangsseitig zueinander beabstandete Prägenasen zum Verdrängen von Material besitzt sowie mittels der Längsverstelleinheit in zwei entgegengesetzte Längsrichtungen längsbeweglich antreibbar ist sowie mittels der Schwenkeinheit um seine Mittelachse schwenkbeweglich angetrieben ist.
Hintergrund der Erfindung
Die Gelenkgabel eines Gelenks weist zwei Gabelenden auf, die das Gabelmaul begrenzen. In jedem der Gabelenden ist ein Auge zur Aufnahme einer Gelenkkreuzbüchse ausgebildet. Die Gabelaugen liegen sich an dem Gabelmaul zueinander beabstandet gegenüber. Bei der Montage des Gelenks wird das Zapfenkreuz in der Gabel so positioniert, dass die jeweils auf einer gemeinsamen Achse liegenden Zapfen eines Balkens des Kreuzes in die einander gegenüberliegenden Augen hineinragen. Im Anschluss wird in einem gemeinsamen Schritt jeweils eine Gelenkkreuzbüchse in das jeweilige Auge eingepresst und dabei auf den jeweiligen Zapfen solange aufgeschoben bis über den Büchsenboden Vorspannung auf den Zapfen aufgebracht ist. Dann werden die Büchsen bodenseitig axial zum Beispiel durch Verprägen/Verstemmen von Material im Auge und damit am Gabelende gesichert.
Die Anzahl der Prägenasen ist von den im Betrieb der Gelenkwelle auf die Lager wirkenden Kräfte abhängig. Faktoren die diese Kräfte beeinflussen sind Drehzahl, die bei Drehzahlen stehenden Massenkräfte und auch der Betrag, um den die Lager axial gegen die Stirnseiten der Zapfen elastisch vorgespannt wurden.
Es kommt vor, dass das zu verstemmende Material sehr zäh ist und die notwendigen Kräfte zur plastischen Verdrängung beim Verstemmen deshalb sehr hoch sind. Als Folge davon kann nur wenig Material verdrängt werden, so dass die Haltekraft der mit einem Hub erzeugten Prägungen/Verstemmungen zu gering ist.
Es kommt auch vor, dass zu wenig Bauraum (kleiner Durchmesser der Gelenkkreuzbüchsen und damit kleine Durchmesser des Gabelauges) zur Verfügung steht und daraus folgend der Stempel mit nicht ausreichend oder mit nicht ausreichend großen Prägenasen am Umfang versehen werden kann. Als Folge davon können pro Hub entweder nur für die notwendige Haltekraft zu wenig oder zu schwache Prägenasen/Verstemmungen erzeugt werden.
In beiden Fällen wird mit zwei Hüben verstemmt um die doppelte und damit eine ausreichende Anzahl von Verstemmungen zu erzeugen. Dazu wird das Stempel nach dem ersten Hub zunächst um seine Mittelachse soweit gedreht bis die Prägenasen umfangsseitig eine zum ersten Hub andere Position einnehmen und dann mit dem zweiten Hub erneut Prägungen eingebracht.
In DE1527560 A1 zeigt eine Prägeeinheit und mit einem Stempel, der an seinem Umfang mehrere radiale Vorsprünge besitzt. Der radiale Abstand der Au ßenkante diese Vorsprünge ist größer als der Radius des eigentlichen Stempels. Diese Vorsprünge sind Elemente zum Prägen der Prägenasen.
An dem Umfangs des Stempels ist eine Sperrverzahnung angebracht, in die nach dem Prinzip einer Klinkensperre eine Sperrklinke eingreift. Die mittels Vorspannfeder federnd gegen die Verzahnung vorgespannte Sperrklinke kann in eine Richtung ratschend über der Verzahnung ablaufen, schnappt jedoch in die andere Richtung in die am nächsten liegende Zahnlücke zwischen zwei Sperrzähnen der Sperrverzahnung ein. Die Sperrklinke ist über einen Stift beweglich mit einer Scheibe verbunden. Diese Scheibe ist drehbar auf dem Stempel gelagert. Ein mit der Scheibe fest verbundener Bolzen greift in eine bogenförmig verlaufende Nut ein. Die Nut ist in einem gegenüber dem Stempel feststehenden Maschinenteil ausgebildet.
Beim Bewegen des Stempels in eine Längsrichtung wird die Scheibe durch den in der Nut geführten Bolzen um einen bestimmten Winkel verdreht und nimmt die Sperrklinke umfangsseitig des Bolzens mit. Dabei fährt die Sperrklinke gegen den Widerstand ihrer Vorspannfeder auf einer geeigneten Auflauframpe eines Zahnes der Sperrverzahnung aus einer Zahnlücke heraus und ratschend über die Verzahnung, ohne das Formschluss zwischen den dem Stempel und Sperrverzahnung und somit zwischen dem Stempel und der Scheibe hergestellt ist.
Beim Verschieben des Stempels in die andere entgegengesetzte Längsrichtung wird die Scheibe auch durch den in der Nut geführten Bolzen in Drehung versetzt und nimmt die Sperrklinke mit. In diese Richtung ist die Sperrklinke jedoch an einer geeigneten Bremsflanke eines Zahnes der Sperrverzahnung durch Wirkung der Federkraft der Vorspannfeder gehemmt. Durch den dadurch abgesicherten umfangsseitigen Formschluss zwischen Sperrklinke und Sperrverzahnung wird der Stempel um den gewünschten Betrag verschwenkt, so dass die radialen Vorsprünge für erneute Prägungen umfangsseitig in eine andere Position geschwenkt werden.
Die in DE1527560 A1 beschriebene Vorrichtung muss in dem Falle umgerüstet werden, wenn mit der Vorrichtung Gelenke montiert werden sollen, bei denen die Prägenasen umfangsseitig mit anderer Teilung zueinander angeordnet sind. In diesem Fall muss zumindest die Scheibe mit der Nut ausgewechselt werden um einen anderen Schwenkwinkel einzustellen. Umrüsten kostet Geld. Außerdem werden durch den einseitigen Eingriffs des Bolzens Querkräfte auf den Stempel aufgebracht, so dass dieser mit sehr engem radialem Spiel aufwändig in der Vorrichtung abgestützt werden muss.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Prägeeinheit zu schaffen, an der die vorgenannte Nachteile nicht auftreten.
Diese Aufgabe ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Die Prägeeinheit weist einen Schwenkantrieb auf, mit denen der Stempel um seine Mittelachse zumindest in dem Bereich eines Vollwinkels 360° = 2πrad stufenlos schwenkbar ist und somit auf jeden beliebigen Verdrehwinkel einstellbar in der Vorrichtung angeordnet ist. Die Prägenasen eines einmal in der Vorrichtung installierten Stempels somit im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik nicht nur bestimmte Winkelbeträge schwenkbar, so dass bei einer anderen Wahl der Lage der Prägenasen, beispielsweise beim Verprägen einer anderen Serie von Gelenkwellen, die Vorrichtung nicht umgerüstet werden muss.
Der Schwenkantrieb ist vorzugsweise durch einen Antrieb und durch eine getriebliche Verbindung zwischen dem Antrieb gebildet. Es ist entweder der Antrieb stufenlos antreibbar oder es arbeitet die getriebliche Verbindung stufenlos. Unter getrieblicher Verbindung sind alle Verbindungen zu verstehen, mit denen Drehzahlen, Drehmomente oder Leistungen unter- oder übersetzt bzw. gewandelt werden. Getriebliche Verbindungen sind beispielsweise Zahnradstufen oder Zahnstangenantriebe, Linearantriebe wie Kugelgewindetriebe, Hebel und Kurven- oder Nockenscheiben. Die anfangs schon erwähnt, ist es auch denkbar den Stempel direkt mit einem stufenlos mittelbaren Antrieb anzutreiben. Antriebe sind bevorzugt pneumatisch (Druckmittel) oder elektrisch. Auf hydraulische Antriebe wird aus umwelttechnischen Gründen verzichtet.
Beschreibung der Zeichnungen
1a zeigt einen Teil einer Gelenkgabel 10. Die Gelenkgabel 10 wird und bleibt während der Montage der Gelenke zumindest solange aufgeweitet, bis die Gelenkkreuzbüchsen 21 auf die Zapfen 52 des Gelenkkreuzes 53 aufgeschoben und in den Gabelaugen 23 axial beispielsweise durch Verprägen gesichert sind. Da die Gabel 10 während des Einpressens und Verprägens aufgeweitet gehalten wird, wird somit auch verhindert, dass sich die Gabelenden 13 aufgrund der Einpress- und der Verstemmkräfte aufeinander zu bewegen. Die aus dem Einpressen und Verprägen resultierenden Kräfte werden mit der Vorrichtung aufgefangen, mit der die Gabel 10 aufgeweitet wird.
Ein Kriterium dafür, wie weit das Gabelmaul 22 aufgeweitet werden muss, ist letztendlich das Beugemoment, das am montierten Gelenkkreuz anliegen soll. In den Darstellungen nach 1, und 1a sind die Aufweitkräfte längs also im Bild horizontal gerichtet. Die Stellung des Gabelendes 13 nach dem Aufweiten ist in 1a mit der gestrichelten Linie symbolisiert.
Der Betrag der Aufweitung spiegelt sich in dem in 1 dargestellten Spalt ”S” wieder, der ein Kriterium für die Voreinstellung der Vorrichtung 9 ist. Die Werte sind vom Material und der Konstruktion der Gabelstruktur abhängig und darüber hinaus innerhalb gleicher Struktur auch noch toleranzbedingt und fertigungslosabhängig.
Beschreibung der Zeichnungen – Vorrichtung (1)
Aufbau: Die Vorrichtung 9 zur Montage von Kreuzgelenken weist wenigstens

– einen Maschinentisch 1,
– eine Prägeeinheit 2,
– einen Abstützblock 3,
– eine Aufnahme für Gelenkgabeln 4,
– eine Sperre 5 und
– eine Stelleinheit 6

9

13

Der Maschinentisch 1 ist der ortsfeste Bezug, das heißt, unter dem Begriff ”ortsfest” ist relativ zu dem Maschinentisch 1 fest oder an dem Maschinentisch 1 fest zu verstehen. Die Längsrichtungen 11 und 12, in die sich die Längsachse des Maschinentisches 1 erstreckt sind im folgenden mit den Begriffen ”längs”, erste Längsrichtung 11 und zweite Längsrichtung 12 bezeichnet. Die Symmetrieachse 14 der Gelenkwelle ist zumindest bei der Montage der Gelenkkreuzbüchsen senkrecht und somit quer zur Längsachse 11/12 ausgerichtet.
Die Prägeeinheit 2 ist in die Längsrichtungen 11 und 12 längsbeweglich und zumindest in die erste Längsrichtung 11 relativ zum Maschinentisch 1 blockier bar. Außerdem ist die Prägeeinheit 2 quer zu den Längsrichtungen 11 und 12 am Maschinentisch 1 abgestützt.
Die Prägeeinheit 2 besteht zumindest aus einem Gehäuse 15, aus einem Antrieb 16, aus einem Greifer 17 und einem Stempel 7.
Das Gehäuse 15 ist in die Längsrichtungen 11 und 12 längsbeweglich und zumindest in die erste Längsrichtung 11 blockierbar. Außerdem ist das Gehäuse 15 quer zu den Längsrichtungen 11 und 12 am Maschinentisch 1 abgestützt.
Das Stempel 7 ist relativ zu dem Gehäuse 15 in die Längsrichtungen 11 und 12 beweglich in dem Gehäuse 15 gelagert. Außerdem ist das Stempel 7 quer zu den Längsrichtungen 11 und 12 in dem Gehäuse 15 abgestützt. Weiterhin ist das Stempel 7 durch den Antrieb 16 mittels in die zweite Längsrichtung 12 gerichteten Längskräften beaufschlagbar und gegen die Einpress-, Präge- beziehungsweise Verstemmkräfte in die Längsrichtung 11 an dem Gehäuse 15 abgestützt.
1b zeigt das Detail Z aus 1 vergrößert und nicht maßstäblich. – Der Greifer 17 weist beispielsweise einen oder mehrere Kontaktzonen 18 auf, die Längsanschläge sein können. Die Kontaktzone 18 ist in die Längsrichtung 11 gerichtet und ist wenigstens einer in die erste Längsrichtung 12 gerichteten Kontaktzone 19 eines Gabelendes 13 gegenüber positionierbar. Die Kontaktzone 19 an dem Gabelende 13 liegt einer weiteren Kontaktzone 20 eines gegenüberliegenden Gabelendes 13 der Gabel 10 längs gegenüber. Auch diese Kontaktzone 20 wird zum Aufweiten üblicherweise von einem weiteren nicht dargestellten Greifer einer vorzugsweise weiteren Vorrichtung des Typs hintergriffen.
Der Greifer 17 ist an der Prägeeinheit 2 vorzugsweise am Gehäuse 15 zumindest längs fest und somit zusammen mit dem Gehäuse 15 beziehungsweise zusammen mit der Prägeeinheit 2 längsbeweglich sowie quer beweglich aber ortsfest zumindest feststellbar. Unter ”quer beweglich aber zumindest ortsfest feststellbar” ist zu verstehen, dass der Längsanschlag 18 am Greifer 17 in die in 1b und 1 mit dem Pfeil 26 symbolisierten Querrichtungen in das Gabelmaul 22 ein- bzw. herausgeführt werden kann. Dazu sind für sich alleine oder zusammen mit einer weiteren folgende Ausgestaltungen der Erfindung denkbar:

– Der Greifer 17 ist an der Prägeeinheit 2 unverrückbar fest. In diesem Fall muss die Prägeeinheit 2 quer zu den Längsrichtungen 11 und 12 zumindest auslenkbar sein.
– Der Greifer 17 ist längs an der Prägeeinheit 2 fest aber in Querrichtungen verschiebbar.
– Der Greifer 17 ist eine Mechanik, mit der das Gabelende 13 im Gabelmaul 22 hintergriffen und wieder freigegeben werden kann. Beispiele dafür sind Kniehebelmechaniken, Zangen, Backenfutter oder ähnliches.

Das Gelenk 10 ist mittels der Aufnahme 4 gegen die Längskräfte ortsfest gehalten. Dazu ist die Aufnahme 4, die bevorzugt eine Spannvorrichtung aufweist, ortsfest zum Maschinentisch 1.
Der Abstützblock 3 ist begrenzt längsbeweglich und in die gleiche Längsrichtung 11 wie die Prägeeinheit 2 gegen Längsbewegungen sperrbar. In alle Querrichtungen ist der Abstützblock 3 ortsfest. Das Gehäuse 15 ist in die Längsrichtung 11 gegen den Abstützblock 3 abstützbar.
Die Stelleinheit 6 ist zumindest ortsfest abgestützt und weist ein zumindest in die Längsrichtungen 11 und 12 angetrieben verstellbares Stellglied 8 auf.
Der Abstützblock 3 ist in die Längsrichtungen 11 um das Spaltmaß S verschiebbar und darüber hinaus längs fest. In der Vorrichtung nach 1 ist die Sperre 5 dazu in Längsrichtung 11 an dem Abstützblock 3 abstützbar und mit diesem um das Spaltmaß S verschiebbar. Die Sperre 5 ist zum Sperren der relativen Längsbeweglichkeit der Prägeeinheit 2 zum Abstützblock 3 in den Bewegungsbereich der Prägeeinheit 2 hinein quer beweglich und bildet den ersten Längsanschlag 55. Dem ersten Längsanschlag 55 liegen längs zwei zweite Längsanschläge 56 in Form der Stützsäulen 24 gegenüber. Unter ”quer beweglich” ist alternativ in diesem Fall zu verstehen:

– in Richtungen 26 quer zu den Längsrichtungen 11 und 12 verschiebbar; Ein Beispiel ist ein Querschieber.
– in Richtungen 26 quer zu den Längsrichtungen 11 und 12 schwenkbar und verschiebbar; Ein Beispiel ist ein zunächst quer zugeführter und dann eingeschwenkter Sperrschieber.
– um eine in die Längsrichtungen gerichtete Schwenkachse verdreh- oder verschwenkbar; Ein Beispiel ist eine Sperr-Drehscheibe mit Durchgangslöchern.

Der Greifer 17 steht aus der Prägeeinheit 2 bzw. aus dem Gehäuse 15 hervor. Der Greifer 17 ist in das Gabelmaul 22 quer einführbar und längs gegen das Gabelende 13 anschlagbar. Auf die Prägeeinheit 2 bzw. auf das Gehäuse 15 folgt entweder der Abstützblock 3 oder wahlweise die Sperre 5. Auf den Abstützblock 3 folgt entweder die Sperre 5 oder die Stelleinheit 6. Die Sperre 5 und der Abstützblock 3 beziehungsweise die Sperre 5 und die Stelleinheit 6 sind alternativ parallel zueinander angeordnet. Die Prägeeinheit 2 bzw. das Gehäuse 15 der Prägeeinheit 2 ist in die Längsrichtung 11 relativ zu dem Abstützblock 3 verschiebbar und zeitweise über die Sperre 5 an dem Abstützblock 3 abstützbar.
Das Gabelende 13 ist durch den Greifer 17 in die Längsrichtung 11 elastisch bewegbar und zugleich in die Längsrichtung 12 im Bereich des Gabelauges 23 in die Gegenrichtung (Längsrichtung 12) durch die mit dem Stempel 7 aufgebrachten Montagekräfte beaufschlagt. Die Montagekräfte am Stempel 7 sind in die Längsrichtung 12 gerichtete Längskräfte. Das Stempel 7 ist gegen die Reaktionen der Längskräfte in die Längsrichtung 11 an dem Gehäuse 15 abge stützt. Das Gehäuse 15 ist aufgrund dieser Reaktionen bestrebt, in die Längsrichtung 11 auszuweichen und stützt sich dabei in die Längsrichtung 11 entweder direkt an dem Abstützblock 3 oder an der zwischen das Gehäuse 15 und den Abstützblock 3 eingreifenden Sperre 5 ab. Im zuletzt genannten Fall werden die Reaktionen von dem Gehäuse 15 über die Sperre 5 an den Abstützblock 3 weitergegeben. Zwischen dem Abstützblock 3 und der Stelleinheit 6 ist das Spaltmaß S einstellbar. In der Vorrichtung nach 1 ist das Spaltmaß S mittels des Stellgliedes 8 einstellbar.
Der Abstützblock 3 ist um das Spaltmaß S in die Längsrichtung 11 gegen die Stelleinheit 6 längsverschiebbar und nach Überwindung des Spaltmaßes S an der Stelleinheit 6 längs ortsfest abstützbar. Der Abstützblock 3 ist bestrebt, diesen Reaktionen in die Längsrichtung 11 auszuweichen, überwindet dabei das Spaltmaß S in diese Richtung und stützt sich schließlich nach Überwindung des Spaltmaßes S längs ortsfest an der Stelleinheit 6 ab.
Aus der Prägeeinheit 2 bzw. aus dem Gehäuse 15 steht in die Längsrichtung 11 mindestens eine Stützsäule 24 (vorzugsweise stehen zwei Stück) hervor. Die Stützsäule 24 ist entweder mindestens so lang, wie der Abstand zwischen der Prägeeinheit 2 und dem Abstützblock bzw. zwischen dem Gehäuse 15 und dem Abstützblock 3, wenn in der Vorrichtung keine Sperre 5 vorgesehen ist – oder wie in 1 dargestellt, so lang, wie der Abstand A zwischen dem Gehäuse 15 und der Sperre 5, wenn diese in der mit 5' markierten Stellung die Durchführungen 25 gegen Eintauchen der Stützsäulen blockiert. Der Abstand A ist eingestellt, wenn die Gabel 10 zur Montage in die Vorrichtung eingelegt und das Gabelende 13 mit dem Greifer 17 hintergriffen ist. In diesem Zustand steht die Sperre 5 in der mit den gestrichelten Linie 5' markierten Position und die Stützsäulen 24 sind in Längsrichtung 11 an der Sperre 5 abgestützt. Die Sperre 5 wiederum stützt sich in Längsrichtung 11 an dem Abstützblock 3 ab. Zwischen dem Abstützblock 3 und dem Stellglied 8 ist das Spaltmaß S eingestellt.
Wenn die Montage beendet ist, beziehungsweise nach dem Einlegen einer neuen Gabel 10 in die Vorrichtung 9, muss der Greifer 17 aus dem Gabelmaul 22 heraus bewegt werden. Dazu muss der Greifer 17 nicht nur in die Längsrichtungen 26 bewegt sondern auch in die Längsrichtung 11 verschoben werden. Dementsprechend ist der Abstützblock 3 und gegebenenfalls auch die Sperre 5 (z. B. Sperr-Drehscheibe) oder sowohl die Sperre 5 als auch der Abstützblock 3 mit jeweils einem Durchführung 25 pro Stützsäule 24 versehen. Die Stützsäule 24 taucht dann in die Längsrichtung 11 in das Durchführung 25 ein und gegebenenfalls durch die Elemente 3 und 5 hindurch – und sogar gegebenenfalls durch Löcher 43 in dem Maschinentisch hindurch beziehungsweise hinein, wenn die Prägeeinheit 2 aus dem/in den Bereich, in den die Gabel 10 eingelegt wird, heraus- oder hinein bewegt werden muss.
Während der Montage sieht der Greifer in die Längsrichtung 11 und gleichzeitig schieben die Montagekräfte des Stempels 7 in die Längsrichtung 12. Dabei stützt sich die Prägeeinheit 2 beziehungsweise das Gehäuse 15 gegen die Reaktionen der Montagekräfte über die Stützsäule 24 direkt an der Sperre 5 ab. Alternativ dazu kann sich die Stützsäule 24 dem Abstützblock 3 direkt abstützen. Der Abstützblock 3 kann im zuletzt genannten Fall beispielsweise um eine in die Längsrichtungen 11 und 12 ausgerichtete Schwenkachse so schwenkbar sein, so dass die Sperre 5 gänzlich entfallen kann. Das Eintauchen der Stützsäulen in das Durchführung 25 wird dann verhindert, indem das Durchführung 25 aus dem Bewegungsbereich der Stützsäule 24 geschwenkt wird.
Da der Abstützblock 3 um das Spaltmaß S verschiebbar ist, wird sich dieser durch das elastische Nachgeben an der Gabel 10 um das Spaltmaß S gegen das Stellglied 8 bewegen. Das Stellglied 8 des in diesem Zustand in Längsrichtung 11 ortsfest.
Beschreibung der Zeichnungen – Stelleinheit (1)
Die Stelleinheit 6 kann wie folgt beschrieben aufgebaut sein: Die Stelleinheit 6 weist das Stellglied 8 mit einem zweiten Anschlag 48 sowie einem Stellantrieb 44 auf. Der zweite Anschlag 48 liegt dem ersten Anschlag 54 am Abstützblock 3 längs gegenüber. Zwischen den Anschlägen 48 und 54 ist das Spaltmaß ausgebildet. Das Stellglied 8 ist längs beweglich und längs stufenlos in verschiedenen Positionen feststellbar. In dem Beispiel nach 2 ist das Stellglied 8 eine Stellspindel 45 eines Linearantriebs und in einer Stellmutter 46 drehbar und längs beweglich. Die Stellmutter 46 ist ortsfest. An der Stellspindel 45 greift direkt oder unter Zwischenschaltung einer nicht dargestellten getriebliche Verbindung ein Drehantrieb 47 an, der beispielsweise elektromotorisch, pneumatisch oder hydraulisch wirkend ausgebildet sein kann. Alternativ ist das Stellglied 8 zum Beispiel pneumatisch oder hydraulisch mit oder ohne zwischengeschalteter getrieblicher Verbindung linear angetrieben.
Zwischen dem Drehantrieb 47 ist ein Linearstellglied 49 angeordnet. Dieses Linearstellglied 49 ist eine Kupplung zwischen der Spindel 45 und dem Drehantrieb 47. Die drehend angetriebene Spindel 45 bewegt sich in eine der Längsrichtungen 11/12. Der Drehantrieb 47 ist jedoch in Längsrichtungen fest. Das Linearstellglied 49 gleicht den sich zwischen der Spindel 45 und dem Drehantrieb 47 dabei längs verändernden Abstand aus ohne dass die Drehverbindung zwischen dem Drehantrieb 47 und der Spindel 45 unterbrochen wird.
Beschreibung eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung realisierten Verfahrens
Das Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Schritte

1. Herausfahren der Prägeeinheit oder des Greifers aus dem Bereich in den die Gabel eingelegt wird – gemeint ist damit: ”Platz machen” für das Einlegen der Gabel Einlegen der Gelenkwelle beziehungsweise der Gabel in die Vorrichtung;
2. Zuführen der Prägeeinheit
3. Hintergreifen des Gabelendes mit dem Greifer
4. Greifer durch geringfügiges Herausfahren der Prägeeinheit zwecks Spielfreiheit bis auf Anschlag am Gabelende bringen
5. Sperren der Stützsäulen
6. Spalt ”S” einstellen
7. Montieren des Gelenkkreuzzapfens und Büchse – zeitgleiches Aufweiten und Einpressen beziehungsweise Prägen

Beschreibung eines weiteren mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung realisierten Verfahrens
Das Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:

1. Herausfahren der Prägeeinheit oder des Greifers aus dem Bereich in den die Gabel eingelegt wird – gemeint ist damit: ”Platz machen” für das Einlegen der Gabel – und Einlegen der Gelenkwelle beziehungsweise der Gabel in die Vorrichtung;
2. Zuführen der Prägeeinheit
3. Hintergreifen des Gabelendes mit dem Greifer
4. Greifer durch geringfügiges Herausfahren der Prägeeinheit zwecks Spielfreiheit bis auf Anschlag am Gabelende bringen
5. Sperren der Stützsäulen
6. Die Gabel wird über den Greifer mittels definierter Zugkraft (statt wie oben über den definierten Weg), aufgeweitet Z. B. über den Antrieb der Prägeeinheit in Richtung 11.
7. Spalt ”S” wird auf „0” eingestellt gegebenenfalls kann die Aufweitbewegung um einen Korrekturwert überdruckt werden.
8. Montieren des Gelenkkreuzzapfens und Büchse – zeitgleiches Aufweiten und Einpressen beziehungsweise Prägen

Beschreibung der Zeichnungen – Prägeeinheit und Beispiel einer Längsverstelleinheit (1, 2, 3)
Die Prägeeinheit 2 kann wie folgt beschrieben aufgebaut sein: Der Antrieb 16 besteht aus mindestens einem Motor 27 und einem Linearantrieb 28. Der Motor 27 ist vorzugsweise ein Elektromotor, stellt aber alternativ auch alle anderen denkbaren Antriebe dar. Zwischen dem Motor 27 und dem Linearantrieb 28 ist wahlweise eine getriebliche Verbindung 29 ausgebildet. Die getriebliche Verbindung 29 ist in der Vorrichtung 9 durch zwei Zahnräder 30 und 31 gebildet. Alternativ dazu kann der Motor 27 auch direkt am Linearantrieb 28 angreifen.
Der Linearantrieb 28 ist beispielsweise ein Gewindetrieb (vorzugsweise ein Gewindetrieb) aus mindestens einer Spindel 32 und wenigstens einer Mutter 33. Alternativ dazu ist der Linearantrieb 28 pneumatisch oder hydraulisch betätigt und in diesem Falle durch wenigstens einem Kolben in einem Zylinder zuzüglich der entsprechenden Steuereinheit gebildet.
Die Mutter 33 ist mit Lagern 35 drehbar aber in Längsrichtungen 11/12 fest zum Gehäuse 15 gelagert. Die Spindel 32 ist drehfest aber in die Längsrichtungen 11/12 verschiebbar und mit dem Stempel 7 verbunden. Eine drehfeste Abstützung der Spindel 32 ist beispielsweise dadurch gewährleistet, dass der ansonsten runde Querschnitt der Spindel 32 und des Stempels 7 mindestens eine Abflachung 34 zum Beispiel in Form einer Schlüsselfläche aufweist. Alternativ ist das Profil an dieser Steile mit einer Keilverzahnung, einem Sechskant oder mit anderen für Längsverschiebung geeigneten Profilen der für diese Zwecke im Maschinenbau bekannten Welle-Nabe-Verbindungen versehen. Mit diesen Abflachungen 34 korrespondiert die Kontur einer Linearführung 38, die in einer einfachsten Ausführung zunächst zum Gehäuse 15 verdrehfest ist. Drehbewegungen der Mutter 33 resultieren in Längsverschiebungen der Spindel 32 und damit des Stempels 7, das drehfest mit der Spindel verbunden ist.
Beschreibung der Zeichnungen – Prägeeinheit und Beispiel eines Stempels (1, 2, 3)
Der Stempel 7 ist fertigungslosabhängig austauschbar, ist ein- oder mehrteilig ausgebildet und weist im wesentlichen zwei Funktionselemente auf. Zum einen ist der Stempel 7 zunächst ein Einpressstempel, mit dem Gelenkkreuzbüchsen in entsprechende Gabelaugen 23 eingepresst werden. Zum anderen ist der Stempel 7 ein Prägestempel mit Prägenasen 36 (2). Diese Prägenasen 36 folgen dem Einpressstempel in Längsrichtung und Verdrängen beim Prägen/Verstemmen plastisch Material aus dem Gabelauge 23 gegen den Büchsenboden.
Beschreibung der Zeichnungen – Prägeeinheit – Schwenkeinheit (1 und 3)
Es kommt vor, dass das zu verstemmende Material sehr zäh ist und die notwendigen Kräfte zur plastischen Verdrängung beim Verstemmen deshalb sehr hoch sind. Als Folge davon kann nur wenig Material verdrängt werden, so dass die Haltekraft der mit einem Hub erzeugten Prägungen/Verstemmungen zu gering ist.
Es kommt auch vor, dass zu wenig Bauraum (kleiner Durchmesser der Gelenkkreuzbüchsen und damit kleine Durchmesser des Gabelauges) zur Verfügung steht und daraus folgend der Stempel mit nicht ausreichend oder mit nicht ausreichend großen Prägenasen am Umfang versehen werden kann. Als Folge davon können pro Hub entweder nur für die notwendige Haltekraft zu wenig oder zu schwache Prägenasen/Verstemmungen erzeugt werden.
In beiden Fällen wird mit zwei Hüben verstemmt um die doppelte und damit eine ausreichende Anzahl von Verstemmungen zu erzeugen. Dazu wird das Stempel 7 nach dem ersten Hub zunächst um seine Mittelachse 37 soweit gedreht bis die Prägenasen 36 umfangsseitig eine zum ersten Hub andere Position einnehmen und dann mit dem zweiten Hub erneut Prägungen eingebracht.
Die Spindel 32 beziehungsweise das Stempel 7 sind deshalb um die Mittelachse 37 verdrehbar. In dem Beispiel nach 1 ist die Linearführung 38 dazu verstellbar und mit Lagern 39 zum Gehäuse 15 drehbar gelagert aber auch in Drehrichtung zumindest dann drehfest gehalten, wenn der Stempel 7 längs bewegt werden muss. Das Verdrehen wird beispielsweise mit einem Antrieb und eine getriebliche Verbindung zwischen dem Antrieb und der Linearführung vorgenommen. In dem Beispiel nach 1 und 3 ist die Linearführung 38 umfangsseitig mit einer Verzahnung 40 versehen. In diese Verzahnung 40 greifen beispielsweise zwei Zahnstangen 41 ein. Diese Zahnstangen 41 sind längs der Mittelachse 42 angetrieben und gegen diese Bewegung sperrbar. Die Sperrung kann über die Haltekraft der Antriebe erfolgen oder durch geeignete separate Elemente (z. B. Klemmpatronen) Durch Antreiben der Zahnstangen 41 ist die Linearführung 38 und damit der Stempel 7 wie anfangs beschrieben drehverstellbar.
3 – zeigt einen Querschnitt durch den Schwenkantrieb der Prägeeinheit 2 entlang der Linie III-III aus 1 und somit entlang der Mittelachsen der Zahnstangen 41. Die Zahnstangen und die Verzahnung 40 sind die getriebliche Verbindung zwischen Stempel 7 und den Antrieben 57. Die Zahnstangen 41 liegen sich einander gegenüber, so dass die Wirkungen quer zur Mittelachse 37 gerichteter Zahnkräfte aus Verstellbewegungen der Zahnstangen 41 auf der Stempel 7 sich einander aufheben. Die Zahnstangen 41 sind pneumatisch betätigt und deshalb jeweils mit einem Kolben 50 eines Antriebs 57 verbunden. Jeder Kolben 50 ist in einem pneumatischen Zylinder 51 des Antriebs 57 geführt und beidseitig beaufschlagbar. Beim Verdrehen des Stempels 7 um die Mittelachse 37 sind die zueinander parallel ausgerichteten Zahnstangen 41 in einander entgegengesetzte Richtung angetrieben.

1: Maschinentisch
2: Prägeeinheit
3: Abstützblock
4: Aufnahme für Gelenkgabeln
5: Sperre
6: Stelleinheit
7: Stempel
8: Stellglied
9: Vorrichtung
10: Gabel
11: Längsrichtung
12: Längsrichtung
13: Gabelende
14: Symmetrieachse der Gelenkwelle
15: Gehäuse der Prägeeinheit
16: Antrieb des Stempels
17: Greifer
18: Kontakzone am Greifer
19: Längsanschlag am Gabelende
20: Längsanschlag am Gabelende
21: Gelenkkreuzbüchse
22: Gabelmaul
23: Gabelauge
24: Stützsäule
25: Durchführung
26: Richtungspfeil
27: Motor
28: Linearantrieb
29: getriebliche Verbindung
30: Zahnrad
31: Zahnrad
32: Spindel
33: Mutter
34: Abflachung
35: Lager
36: Prägenase
37: Mittelachse
38: Linearführung
39: Lager
40: Verzahnung
41: Zahnstange
42: Mittelachse
43: Loch
44: Stellantrieb
45: Stellspindel
46: Stellmutter
47: Drehantrieb
48: zweiter Anschlag
49: Linearstellglied
50: Kolben
51: Zylinder
52: Zapfen
53: Gelenkkreuz
54: erster Anschlag
55: erster Längsanschlag
56: zweiter Längsanschlag
57: Antrieb
58: getriebliche Verbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1527560 A1 [0007, 0011]

Claims

Prägeeinheit (2) zum Verprägen von Material mit einem Stempel (7) mit einer Längsverstelleinheit und mit einer Schwenkeinheit, wobei der Stempel (7) mehrere zur Mittelachse (37) sowie umfangsseitig zueinander beabstandete Prägenasen (36) zum Verdrängen von Material besitzt sowie mittels der Längsverstelleinheit in zwei entgegengesetzte Längsrichtungen längsbeweglich antreibbar ist sowie mittels der Schwenkeinheit um seine Mittelachse (37) schwenkbeweglich angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinheit (2) einen Schwenkantrieb aufweist, mit dem der Stempel (7) um die Mittelachse (37) zumindest in dem Bereich eines Vollwinkels stufenlos schwenkbar ist.
Prägeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb aus wenigstens einem Antrieb (57) und einer getrieblichen Verbindung (58) zwischen dem Antrieb (57) und dem Stempel (7) gebildet ist.
Prägeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (57) mit einem Druckmittel betätigt ist.
Prägeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebliche Verbindung aus mindestens einer Zahnstange (41) und einer Verzahnung (40) eines Zahnrades gebildet ist, welche miteinander kämmen, wobei die Zahnstange (41) dem Antrieb und das Zahnrad dem Stempel (7) zugeordnet ist.