DE102019129864B4 - Ambosswerkzeug und Verfahren zum Fügen von Maschinenteilen - Google Patents

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Abstract

Ambosswerkzeug (1) zum Fügen von Metallteilen (3, 4, 26, 29, 34), umfassend- ein eine Mittelachse (M) aufweisendes Gehäuse (5), welches aus einem Gehäuseboden (6), einem Gehäusemantel (7) und einem ringförmigen, zur Mittelachse (M) konzentrischen Gehäusedeckel (8) aufgebaut ist,- eine im Gehäuse (5) längs der Mittelachse (M) verschiebbare Schiebehülse (18),- einen konzentrisch in der Schiebehülse (18) angeordneten, sowohl gegenüber der Schiebehülse (18) als auch gegenüber dem Gehäuse (5) verschiebbaren Zentralschieber (19), wobei- in einer ersten Einstellung eines der beiden Elemente Gehäusedeckel (8) und Zentralschieber (19) als Zentrierelement gegenüber einem Werkstück (3, 4) vorgesehen ist und durch die Schiebehülse (18) eine Auflagefläche (A1) für das Werkstück (3, 4) bereitgestellt ist, wobei die Schiebehülse (18) aus dem Gehäuse (5) herausragt und der Zentralschieber (19) aus der Schiebehülse (18) herausragt,- in einer zweiten Einstellung die Schiebehülse (18) und der Zentralschieber (19) im Gehäuse (5) versenkt sind, wobei durch den Gehäusedeckel (8) eine Werkstückauflagefläche (A2) bereitgestellt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein zum Fügen von Metallteilen, insbesondere Elementen eines Getriebes eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, geeignetes Ambosswerkzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fügen von Maschinenteilen mittels eines Ambosswerkzeugs.
  • Aus der DE 10 2016 215 011 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bekannt. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Getriebevorrichtung, welche eine Eingangsstufe, eine Laststufe und eine Differentialstufe aufweist. Die Eingangsstufe und die Laststufe umfassen jeweils einen Planetensatz. Informationen zur Montage der Planetensätze sind der DE 10 2016 215 011 A1 nicht entnehmbar.
  • Eine weitere für die Verwendung in einem Elektrofahrzeug vorgesehene Getriebeanordnung, welche mehrere miteinander gekoppelte Planetenstufen aufweist, ist in der DE 10 2012 024 752 A1 beschrieben.
  • Auf verschiedene Ambosswerkzeuge, die zum Fügen von Metallteilen verwendet werden, wird beispielsweise in den Dokumenten DE 2 155 922 A , welches einen Wälzlagerkäfig und dessen Herstellung betrifft, sowie EP 1 705 448 A1 , betreffend einen Kondensator für Kraftfahrzeuge, eingegangen.
  • Die DE 20 2005 012 329 U1 beschreibt ein Werkzeug zum Fügen und Verbinden durch annähernd punktförmiges, kleinflächiges Zusammenpressen wenigstens zweier blechförmiger Teile. Das Werkzeug wird insbesondere im Karosseriebau der KFZ-Industrie verwendet und weist einen kraftangetriebenen Fügestempel auf, der auf einer Matrize zugeordnete, blechförmige Bauteile einwirkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fügen von Metallteilen mit Hilfe eines Ambosswerkzeugs besonders rationell und prozesssicher zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ambosswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Fügen von Maschinenteilen mittels eines Ambosswerkzeugs gemäß Anspruch 7. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Fügeverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt das Werkzeug, und umgekehrt.
  • Das Ambosswerkzeug umfasst
    • - ein Gehäuse mit einer zylindrischen Grundform, welches aus einem Gehäuseboden, einem Gehäusemantel und einem ringförmigen Gehäusedeckel aufgebaut ist,
    • - eine im Gehäuse längs dessen Mittelachse verschiebbare Schiebehülse,
    • - einem konzentrisch in der Schiebehülse angeordneten, sowohl gegenüber der Schiebehülse als auch gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Zentralschieber.
  • Hierbei ist in einer ersten Einstellung eines der beiden Elemente Gehäusedeckel und Zentralschieber als Zentrierelement gegenüber einem Werkstück vorgesehen und durch die Schiebehülse eine Auflagefläche für das Werkstück bereitgestellt, wobei die Schiebehülse aus dem Gehäuse herausragt und der Zentralschieber wiederum aus der Schiebehülse herausragt, so dass der Zentralschieber am weitesten über den Gehäusedeckel hinausragt. Dagegen ist in einer zweiten Einstellung die Schiebehülse ebenso wie der Zentralschieber im Gehäuse versenkt, wobei in dieser Einstellung durch den Gehäusedeckel eine Werkstückauflagefläche bereitgestellt ist.
  • Insgesamt weist das Ambosswerkzeug in typischen Ausgestaltungen eine dosenförmige Grundform auf, wobei die Komponenten des Gehäuses, das heißt der Gehäuseboden, der Gehäusemantel und der Gehäusedeckel, auf beliebige Art fest miteinander verbunden sein können. Auch die Zusammenfassung einzelner der genannten Komponenten zu einem einzigen monolithischen Bauelement ist möglich. Beispielsweise kann die Funktion des Gehäusebodens und des Gehäusemantels durch ein einziges Teil, zum Beispiel Drehteil, übernommen werden. Ebenso ist es möglich, die Funktion des Gehäusedeckels und des Gehäusemantels in einem einstückigen Bauteil zusammenzufassen. Insgesamt kann das Gehäuse aus zwei, drei oder mehr Gehäusekomponenten aufbaut, insbesondere verschraubt, sein.
  • Die mit der Symmetrieachse des Gehäuses identische Mittelachse des gesamten Ambosswerkzeugs entspricht der Verschieberichtung des Zentralschiebers sowie der Schiebehülse. Beim Betrieb des Ambosswerkzeugs in einer Fertigungsanlage können Axialkräfte, das heißt Kräfte in Verschieberichtung, die zum Fügen von Metallteilen benötigt werden, sowohl durch das Gehäuse als auch durch die Schiebehülse aufgenommen werden. Dagegen ist der Zentralschieber in bevorzugter Ausgestaltung nicht dafür vorgesehen, Kräfte, die bei Fügevorgängen bei jedem Einpressen oder Aufpressen von Metallteilen auftreten, aufzunehmen.
  • Vielmehr hat der Zentralschieber vorzugsweise zum einen die Funktion, ein Werkstück gegenüber dem Ambosswerkzeug zu zentrieren, und zum anderen die Funktion, die Schiebehülse bei Bedarf in das Gehäuse einzufahren, wobei bei diesem Vorgang auch der Zentralschieber selbst in das Gehäuse abgesenkt wird. Wie der Begriff „abgesenkt“ ausdrückt, wird hierbei davon ausgegangen, dass die Mittelachse des Ambosswerkzeugs vertikal ausgerichtet ist, wobei der Zentralschieber von der Oberseite des Gehäuses aus in Richtung zum Gehäuseboden verlagerbar ist. Theoretisch sind auch beliebige andere Einbaulagen des Ambosswerkzeugs innerhalb einer Fertigungsanlage möglich.
  • Allgemein umfasst das Verfahren zum Fügen von Maschinenteilen mit Hilfe des Ambosswerkzeugs folgende Merkmale:
    • - Bereitstellung eines mindestens dreiteiligen Ambosswerkzeugs, welches sich zunächst in einer ersten Einstellung befindet, wobei in dieser Einstellung ein erstes Ambossteil von drei begrenzt gegeneinander beweglichen Ambossteilen eine Zentrierfunktion und ein zweites der insgesamt mindestens drei Ambossteile eine Auflagefunktion hat,
    • - Zentrierung eines ersten Werkstücks gegenüber dem ersten Ambossteil und Durchführen eines ersten Fügevorgangs am ersten Werkstück, während eine erste Fläche des ersten Werkstücks durch eine Auflagefläche des zweiten Ambossteils abgestützt wird,
    • - Wenden des ersten Werkstücks um 180°, so dass die im vorherigen Montageschritt auf dem Ambosswerkzeug aufliegende erste Fläche des ersten Werkstücks vom Ambosswerkzeug abgewandt ist, wobei die Einstellung des Ambosswerkzeugs der Einstellung beim ersten Montageschritt entspricht,
    • - Zentrierung des ersten Werkstücks gegenüber dem dritten Ambossteil und Durchführen eines zweiten Fügevorgangs am ersten Werkstück, während eine zweite Fläche des ersten Werkstücks durch die Auflagefläche des zweiten Ambossteils abgestützt wird,
    • - Auflegen eines zweiten Werkstücks auf das dritte Ambossteil, wobei die Auflagefläche des zweiten Ambossteils ebenso wie eine Stirnfläche des ersten Ambossteils durch im zweiten Werkstück befindliche Öffnung frei gehalten wird,
    • - Einfahren eines Stempels in das Ambosswerkzeug derart, dass das erste Ambossteil und das zweite Ambossteil im dritten Ambossteil versenkt werden, während ein Fügevorgang am zweiten Werkstück durchgeführt wird.
  • In bevorzugten Ausgestaltungen handelt es sich beim ersten Ambossteil um den Zentralschieber, beim zweiten Ambossteil um die Schiebehülse und beim dritten Ambossteil um das Gehäuse. Der Zentralschieber ist hierbei vorzugsweise verdrehgesichert im Gehäuse geführt, während die Schiebehülse um ihre eigene Achse innerhalb des Gehäuses begrenzt verdrehbar ist. Um die Führung der Schiebehülse zu bewerkstelligen, weist der Zentralschieber beispielsweise einen Stift oder eine Mehrzahl an Stiften auf, wobei der einzige oder jeder Stift in einen Führungsschlitz in der Schiebehülse eingreift. Der Stift ragt hierbei in Radialrichtung aus dem entsprechend der Form der Schiebehülse im Wesentlichen zylindrischen Zentralschieber heraus, wobei die Funktion des Stiftes auch durch eine integrale Kontur des Zentralschiebers übernommen werden kann.
  • Der Führungsschlitz, in welchen der Stift eingreift, weist vorzugsweise einen in Längsrichtung des Ambosswerkzeugs verlaufenden ersten Abschnitt und einen hiervon abknickenden zweiten Abschnitt auf. Bei einer von außen erzwungenen Bewegung des Zentralschiebers in Richtung zum Gehäuseboden verbleibt die Schiebehülse zunächst in unveränderter Position, solange sich der Stift innerhalb des parallel zur Mittelachse des Gehäuses ausgerichteten Abschnitts des Führungsschlitzes bewegt. Erst mit Erreichen des schräg verlaufenden Abschnitts des Führungsschlitzes wird durch eine weitere Absenkung des Zentralschiebers eine Rotationsbewegung der Schiebehülse um ihre Mittelachse erzwungen.
  • Zu Beginn dieser Rotationsbewegung bleibt die Schiebehülse zunächst in Axialrichtung am Gehäuse abgestützt, wobei zum Zwecke dieser Abstützung beispielsweise mindestens eine Passfeder an der Außenumfangsfläche der Schiebehülse angeordnet ist. Die Passfeder kann hierbei an der Schiebehülse angeschraubt sein. Alternativ wird die Funktion der Passfeder durch eine integrale Kontur der Schiebehülse übernommen. In jedem Fall wirkt die Passfeder mit einer Kulisse, welche an der Innenumfangsfläche des Gehäuses ausgebildet ist, zusammen. Passfeder und Kulisse sind dabei derart gestaltet, dass in der ersten Einstellung der Schiebehülse Axialkräfte, welche zwischen der Schiebehülse und dem Gehäuse wirken, keinerlei Drehmoment zwischen der Schiebehülse und dem Gehäuse erzeugen.
  • Vielmehr wird die Verdrehung der Schiebehülse bei Bedarf ausschließlich durch den Zentralschieber erzwungen. Durch die Verdrehung gleitet die Passfeder über einen Absatz, welcher eine Kontur der Kulisse darstellt und als Sperrfläche gegenüber der Schiebehülse in deren erster Einstellung fungiert. Sobald die Passfeder über den kompletten Absatz hinweg geschoben ist, wird die gesamte Schiebehülse einschließlich Passfeder oder Passfedern zusammen mit dem Zentralschieber in das Gehäuse eingeschoben. Im komplett eingeschobenen Zustand ragt vorzugsweise weder die Schiebehülse noch der Zentralschieber aus dem Gehäuse heraus. Somit ist innerhalb des Gehäuses Raum freigegeben, welcher insbesondere zum Einfahren des Stempels in das Ambosswerkzeug nutzbar ist.
  • Das Ambosswerkzeug eignet sich zum Beispiel zum Verbinden relativ dünnwandiger Buchsen mit einem vergleichsweise massiven Werkstück, welches beim Fügevorgang durch das Ambosswerkzeug abgestützt wird. Hierbei können Buchsen auf das Werkstück aufgepresst oder in dieses eingepresst werden.
  • Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des Ambosswerkzeugs stellt die Montage von Getriebeanordnungen, insbesondere für Elektrofahrzeuge, dar. Hierbei handelt es sich bei dem ersten Werkstück um einen Planetenträger und bei dem zweiten Werkstück um einen Deckel, welcher in einem späteren Fertigungsschritt mit dem Planetenträger zu verbinden ist. Das Ambosswerkzeug ermöglicht die Durchführung von drei Montageschritten, nämlich zwei Montageschritten am Planetenträger und einem Montageschritt am Deckel, ohne Werkzeugwechsel sowie ohne Entnahme des Ambosswerkzeugs aus einer Montagevorrichtung.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
    • 1 in geschnittener Darstellung eine Montagevorrichtung einschließlich eines Ambosswerkzeugs, eines ersten Werkstücks, nämlich eines Planetenträgers, sowie einer am ersten Werkstück zu montierenden ersten Hülse in einer ersten Einstellung,
    • 2 die in der Anordnung nach 1 im Montagevorgang befindliche Hülse in perspektivischer Ansicht,
    • 3 die Montagevorrichtung in einer zweiten Einstellung, wobei eine zweite Hülse am Planetenträger montiert wird,
    • 4 die in der Anordnung nach 3 im Montagevorgang befindliche Hülse in perspektivischer Ansicht,
    • 5 die Montagevorrichtung einschließlich eines zweiten Werkstücks, nämlich eines Deckels für den Planetenträger gemäß 1 und 3, sowie einer dritten - in diesem Fall am Deckel - zu montierenden Hülse in einer Darstellung analog 1,
    • 6 die Montagevorrichtung nach 5 einschließlich des Deckels für den Planetenträger mit in das Ambosswerkzeug eingefahrenem Stempel,
    • 7 die mittels der Anordnung nach den 5 und 6 am Deckel zu montierende dritte Buchse,
    • 8 und 9 die Montagevorrichtung - ohne Werkstück - in Explosionsdarstellung,
    • 10 das Ambosswerkzeug in einer Schnittdarstellung,
    • 11 das Ambosswerkzeug in Seitenansicht,
    • 12 das Ambosswerkzeug in Draufsicht,
    • 13 das Ambosswerkzeug in perspektivischer Ansicht,
    • 14 einen Zentralschieber des Ambosswerkzeugs in einer Schnittdarstellung,
    • 15 den Zentralschieber in perspektivischer Ansicht,
    • 16 eine Schiebehülse des Ambosswerkzeugs in Seitenansicht,
    • 17 die Schiebehülse in Draufsicht,
    • 18 die Schiebehülse in perspektivischer Ansicht,
    • 19 eine der Schiebehülse zuzurechnende, mit dem Gehäuse des Ambosswerkzeugs zusammenwirkende Passfeder.
  • Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Montagevorrichtung umfasst ein Ambosswerkzeug 1 und einen mit dem Ambosswerkzeug 1 sowie einem Werkstück 3, 4 zusammenwirkenden Stempel 2. Die gemeinsame Mittelachse des Ambosswerkzeugs 1 und des Stempels 2 ist mit M bezeichnet. Das Werkstück 3, 4 liegt auf einer Auflageebene AE auf dem Ambosswerkzeug 1 auf. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem ersten Werkstück 3 um einen Planetenträger, welcher allgemein als Grundkörper bezeichnet wird und zur Verwendung in einer Last- und Differentialstufe eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Beim zweiten Werkstück 4 handelt es sich um einen Deckel, welcher in einem späteren, nicht dargestellten Montageschritt mit dem Planetenträger 3 zu verbinden ist. Der Planetenträger 3 weist eine erste Stirnseite S1 und eine zweite Stirnseite S2 auf.
  • Das Ambosswerkzeug 1 weist ein Gehäuse 5 mit einer zylindrischen Grundform auf. Bestandteile des Gehäuses 5 sind ein Gehäuseboden 6, ein Gehäusemantel 7 und ein als Ring ausgebildeter Gehäusedeckel 8. Aus dem Gehäuseboden 6 ragen ein äußerer Gehäusezapfen 9 und ein innerer Gehäusezapfen 11 heraus. Die Gehäusezapfen 9, 11 sind von einer einzigen Bohrung 12 durchzogen, in welcher sich Führungsnuten 13, 14 befinden. Die Führungsnuten 13, 14 erstrecken sich über die gesamte Bohrung 12 und damit über beide Gehäusezapfen 9, 11.
  • Der Gehäusemantel 7 ist durch Schrauben 15, 16 einerseits mit dem Gehäuseboden 6 und andererseits mit dem ringförmigen Gehäusedeckel 8 verbunden. An der Innenumfangsfläche des Gehäusemantels 7 sind insgesamt vier Kulissen 17 ausgebildet, auf welche noch näher eingegangen werden wird.
  • Im Gehäuse 5 ist eine Schiebehülse 18 angeordnet, welche längs der Mittelachse M verschiebbar ist. Die Schiebehülse 18 umschließt ringförmig einen insgesamt mit 19 bezeichneten Zentralschieber. Komponenten des Zentralschiebers 19 sind ein topfförmiges Zentralelement 20 und ein zur Mittelachse M konzentrischer Zentralstift 21, welcher mit einer einzigen Schraube 22 am Zentralelement 20 befestigt ist und in den Innenraum des Gehäuses 5 hineinragt. Am unteren, im Innenraum des Gehäuses 5 befindlichen Ende des Zentralstiftes 21 sind in diesen Passfedern 23 eingesetzt, welche zusammen mit den Führungsnuten 13, 14 als Verdrehsicherung 24 fungieren. Der Zentralschieber 19 ist damit längsverschieblich, durch eine Feder 47 (10) belastet, und zugleich verdrehgesichert im Gehäuse 5 geführt.
  • In der Anordnung nach 1 liegt eine erste Fläche F1 des Werkstücks 3, welche sich auf dessen erster Stirnseite S1 befindet, auf einer ringscheibenförmigen Auflagefläche A1 auf, die durch die Schiebehülse 18 bereitgestellt wird. Eine Zentrierung des ersten Werkstücks 3 gegenüber dem Ambosswerkzeug 1 erfolgt durch eine erste Zentrierkontur Z1 an der Außenumfangsfläche des Zentralelements 20, wobei dieses über die Schiebehülse 18 hinausragt.
  • Mit dem Ambosswerkzeug 1 wirkt der Stempel 2 als weitere Komponente der Montagevorrichtung 10 zusammen. Im Montageschritt nach 1 wird mit Hilfe des Stempels 2 eine erste Buchse 26 von der zweiten Stirnseite S2 aus auf den Planetenträger 3 aufgepresst. Die erste Buchse 26 hat eine angedeutete Topfform mit einem zylindrischen Abschnitt 27 und einem hieran anschließenden, radial nach innen gerichteten Bord 28, das heißt einem unvollständigen Boden.
  • Nach der Montage der ersten Buchse 26 wird der Stempel 2 aus dem Werkstück 3 ausgefahren und dieses aus der Montagevorrichtung 10 entnommen. Anschließend wird das Werkstück gewendet und wieder auf das Ambosswerkzeug 1 aufgelegt, wie in 3 dargestellt. In diesem Zustand ist somit die zweite Stirnseite S2 des Planetenträgers 3 nach unten gerichtet. Hierbei liegt eine zweite Fläche F2 des Planetenträgers 3, welche der zweiten Stirnseite S2 zugewandt ist, auf der Auflagefläche A1 der Schiebehülse 18 auf. Eine Zentrierung des Werkstücks 3 gegenüber dem Ambosswerkzeug 1 erfolgt in diesem Fall durch eine zweite Zentrierkontur Z2, welche sich am Gehäusedeckel 8 befindet. Ein Absatz 25 der Schiebehülse 18 sorgt dafür, dass diese verliergesichert im Gehäuse 5 gelagert ist, wobei die Schiebehülse 18 mit dem Absatz 25 an dem vom Gehäusemantel 7 aus nach innen ragenden Gehäusedeckel 8 anschlagen kann.
  • In der in 3 dargestellten Anordnung wird eine zweite Buchse 29 in den Planetenträger 3 eingepresst. Die zweite Buchse 29 beschreibt, wie auch aus 4 hervorgeht, eine Hutform mit einem zylindrischen Abschnitt 30 und einem hieran anschließenden, radial nach außen gerichteten Kragen 31.
  • Die 5 bis 7 beziehen sich auf einen Montageschritt am Deckel 4 als zweitem Werkstück. Der Deckel 4 weist eine ringscheibenförmige Fläche F3 auf, welche auf dem ebenfalls ringscheibenförmigen Gehäusedeckel 8 des Ambosswerkzeugs 1, auf einer Auflagefläche A2, aufliegt. Die Fläche F3 begrenzt eine zentrale Öffnung 32 im zweiten Werkstück 4. An die Fläche F3 schließt sich in axialer Richtung ein kurzer rohrförmiger Abschnitt 33 an, in welchen eine dritte Buchse 34 einzupressen ist. Die dritte Buchse 34 ist kragenförmig ausgebildet, vergleichbar mit der zweiten Buchse 29, mit einem zylindrischen Abschnitt 35 und einem Kragen 36. Eine dritte Zentrierkontur Z3 ist in diesem Fall durch die Außenumfangsfläche der Schiebehülse 18 gegeben. Bei allen Buchsen 26, 29, 24 handelt es sich um Stahlblechteile.
  • Bei Einpressen der dritten Buchse 34 in den Deckel 4 fährt der Stempel 2 in den Innenraum des Gehäuses 5 ein. Um diesen Vorgang zu ermöglichen, wird die zuvor bestehende Blockade der Schiebehülse 18 gegenüber dem Gehäuse 5, was Belastungen in Axialrichtung betrifft, mit Hilfe des Zentralschiebers 19 aufgelöst, wie im Folgenden erläutert wird.
  • Die Schiebehülse 18 wirkt an ihrer Innenumfangsfläche mit dem Zentralschieber 19 und an ihrer Außenumfangsfläche mit dem Gehäuse 5 zusammen. Im Unterschied zum Zentralschieber 19 ist die Schiebehülse 18 nicht nur in Axialrichtung verschiebbar, sondern in begrenztem Maße auch um ihre eigene Achse, das heißt um die Mittelachse M, verdrehbar.
  • In das Zentralelement 20 des Zentralschiebers 21 sind zwei radial nach außen weisende Stifte 37, 38 eingesetzt, welche in den 14 und 15 nicht dargestellt sind. Die Stifte 37, 38 greifen in Führungsschlitze 39, 40 der Schiebehülse 18 ein. Jeder Führungsschlitz 39, 40 umfasst einen geraden Abschnitt 41, das heißt einen parallel zur Mittelachse M ausgerichteten Abschnitt, sowie einen hieran anschließenden, schräg gestellten Abschnitt 42.
  • Wird das Zentralelement 20 durch den Stempel 2 abgesenkt, so werden zunächst die Stifte 37, 38 innerhalb der geraden Abschnitte 41 verfahren. Erst mit dem Erreichen der schräg gestellten Abschnitte 42 wird eine Verdrehung der Schiebehülse 18 eingeleitet. Zu Beginn dieses Verdrehvorgangs sitzen insgesamt vier Passfedern 43, welche gleichförmig an der Außenumfangsfläche der Schiebhülse 18 verteilt sind, auf durch die Kulissen 17 gebildeten Absätzen 44 auf. Durch die Absätze 44 sind in diesem Zustand Sperrflächen bereitgestellt, die in die Schiebehülse 18 eingeleitete Axialkräfte aufnehmen, wie es in den ersten beiden Montagschritten erforderlich war.
  • Im dritten Montageschritt hat die Schiebehülse 18 dagegen keine über ihre anfängliche Zentrierfunktion hinausgehende Funktion. Die durch den Zentralschieber 19 erzwungene Verdrehung der Schiebehülse 18 setzt sich solange fort, bis die mit 45 bezeichnete Stützfläche einer jeden Passfeder 43 über den Absatz 44 hinausgeschoben ist. Anschließend geht eine weitere Absenkung des Zentralschiebers 19 mit einer Absenkung der Schiebehülse 18 im Gehäuse 5 einher, bis sich der in 6 dargestellte Zustand einstellt. Um die Belastungen auf die Kulisse 17 und die Passfeder 43 beim Übergang zwischen der Drehbewegung und der Längsbewegung der Schiebehülse 18 zu mindern, befindet sich an jeder Passfeder 43 ein Fase 46, welche insbesondere in 19, die eine einzelne Passfeder 43 zeigt, erkennbar ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ambosswerkzeug
    2
    Stempel
    3
    Erstes Werkstück, Planetenträger, Grundkörper
    4
    Zweites Werkstück, Deckel für den Planetenträger
    5
    Gehäuse
    6
    Gehäuseboden
    7
    Gehäusemantel
    8
    Gehäusedeckel
    9
    äußerer Gehäusezapfen
    10
    Montagevorrichtung
    11
    innerer Gehäusezapfen
    12
    Bohrung
    13
    Führungsnut
    14
    Führungsnut
    15
    Schraube
    16
    Schraube
    17
    Kulisse
    18
    Schiebehülse
    19
    Zentralschieber
    20
    Zentralelement
    21
    Zentralstift
    22
    Schraube
    23
    Passfeder
    24
    Verdrehsicherung
    25
    Absatz
    26
    Erste Buchse
    27
    Zylindrischer Abschnitt
    28
    Bord
    29
    Zweite Buchse
    30
    Zylindrischer Abschnitt
    31
    Kragen
    32
    Öffnung
    33
    rohrförmiger Abschnitt
    34
    dritte Buchse
    35
    Zylindrischer Abschnitt
    36
    Kragen
    37
    Stift
    38
    Stift
    39
    Führungsschlitz
    40
    Führungsschlitz
    41
    Gerader Abschnitt der Führungsschlitzes
    42
    Schräg gestellter Abschnitt der Führungsschlitzes
    43
    Passfeder
    44
    Absatz
    45
    Stützfläche
    46
    Fase
    47
    Feder
    AE
    Auflageebene
    A1
    Auflagefläche der Schiebehülse
    A2
    Auflagefläche des Gehäuses
    F1
    erste Fläche des ersten Werkstücks, auf der ersten Stirnseite liegend
    F2
    zweite Fläche des ersten Werkstücks, der zweiten Stirnseite zugewandt
    F3
    ringscheibenförmige Fläche des Deckels
    M
    Mittelachse
    S1
    erste Stirnseite des ersten Werkstücks
    S2
    zweite Stirnseite des ersten Werkstücks
    Z1
    Zentrierkontur am Zentralschieber
    Z2
    Zentrierkontur am Gehäuse
    Z3
    Zentrierkontur an der Schiebehülse

Claims (10)

  1. Ambosswerkzeug (1) zum Fügen von Metallteilen (3, 4, 26, 29, 34), umfassend - ein eine Mittelachse (M) aufweisendes Gehäuse (5), welches aus einem Gehäuseboden (6), einem Gehäusemantel (7) und einem ringförmigen, zur Mittelachse (M) konzentrischen Gehäusedeckel (8) aufgebaut ist, - eine im Gehäuse (5) längs der Mittelachse (M) verschiebbare Schiebehülse (18), - einen konzentrisch in der Schiebehülse (18) angeordneten, sowohl gegenüber der Schiebehülse (18) als auch gegenüber dem Gehäuse (5) verschiebbaren Zentralschieber (19), wobei - in einer ersten Einstellung eines der beiden Elemente Gehäusedeckel (8) und Zentralschieber (19) als Zentrierelement gegenüber einem Werkstück (3, 4) vorgesehen ist und durch die Schiebehülse (18) eine Auflagefläche (A1) für das Werkstück (3, 4) bereitgestellt ist, wobei die Schiebehülse (18) aus dem Gehäuse (5) herausragt und der Zentralschieber (19) aus der Schiebehülse (18) herausragt, - in einer zweiten Einstellung die Schiebehülse (18) und der Zentralschieber (19) im Gehäuse (5) versenkt sind, wobei durch den Gehäusedeckel (8) eine Werkstückauflagefläche (A2) bereitgestellt ist.
  2. Ambosswerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralschieber (19) verdrehgesichert im Gehäuse (5) geführt ist, wogegen die Schiebehülse (18) beschränkt gegenüber dem Gehäuse (5) verdrehbar ist.
  3. Ambosswerkzeug (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralschieber (19) mindestens einen orthogonal zur Mittelachse (M) ausgerichteten Stift (37, 38) aufweist, welcher in einen Führungsschlitz (39, 40) in der Schiebehülse (18) eingreift.
  4. Ambosswerkzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsschlitz (39, 40) einen parallel zur Mittelachse (M) ausgerichteten ersten Abschnitt (41) und einen hieran anschließenden, gegenüber dem ersten Abschnitt (41) schräg verlaufenden zweiten Abschnitt (42) aufweist.
  5. Ambosswerkzeug (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (18) an ihrer Außenumfangsfläche mindestens eine Passfeder (43) aufweist, welche mit einer Kulisse (17) an der Innenumfangsfläche des Gehäusemantels (7) zusammenwirkt.
  6. Ambosswerkzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (17) gestuft ist, wobei ein Absatz (44) der Kulisse (17) als Sperrfläche gegenüber der Passfeder (43) in der ersten Einstellung der Schiebehülse (18) vorgesehen ist.
  7. Verfahren zum Fügen von Maschinenteilen (3, 4, 26, 29, 34) mittels eines Ambosswerkzeugs (1), mit folgenden Merkmalen: - Bereitstellung eines mindestens dreiteiligen Ambosswerkzeugs (1), welches sich in einer ersten Einstellung befindet, wobei in dieser Einstellung ein erstes Ambossteil (19) von drei begrenzt gegeneinander beweglichen Ambossteilen (19, 18, 5) eine Zentrierfunktion und ein zweites Ambossteil (18) eine Auflagefunktion hat, - Zentrierung eines ersten Werkstücks (3) gegenüber dem ersten Ambossteil (19) und Durchführen eines ersten Fügevorgangs am ersten Werkstück (3), während eine erste Fläche (F1) des ersten Werkstücks (3) durch eine Auflagefläche (A1) des zweiten Ambossteils (18) abgestützt wird, - Wenden des ersten Werkstücks (3) um 180°, so dass die im vorherigen Schritt auf dem Ambosswerkzeug (1) aufliegende erste Fläche (F1) des ersten Werkstücks (3) vom Ambosswerkzeug (1) abgewandt ist, wobei die Einstellung des Ambosswerkzeugs (1) beibehalten bleibt, - Zentrierung des ersten Werkstücks (3) gegenüber dem dritten Ambossteil (5) und Durchführen eines zweiten Fügevorgangs am ersten Werkstück (3), während eine zweite Fläche (F2) des ersten Werkstücks (3) durch die Auflagefläche (A1) des zweiten Ambossteils (18) abgestützt wird, - Auflegen eines zweiten Werkstücks (4) auf das dritte Ambossteil (5), wobei die Auflagefläche (A1) des zweiten Ambossteils (18) sowie eine Stirnfläche des ersten Ambossteils (19) durch eine Öffnung (32) innerhalb des zweiten Werkstücks (4) frei gehalten bleiben, - Einfahren eines Stempels (2) in das Ambosswerkzeug (1) derart, dass das erste Ambossteil (19) und das zweite Ambossteil (18) im dritten Ambossteil (5) versenkt werden, während ein Fügevorgang am zweiten Werkstück (4) durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Ambosswerkzeugs (1) im Vergleich zu den beiden Werkstücken (3, 4) dünnwandige Buchsen (26, 29, 24) auf die Werkstücke (3, 4) aufgepresst oder in diese eingepresst werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügevorgänge an einem Grundkörper als erstem Werkstück (3) und einem mit dem Grundkörper (3) zu verbindenden Deckel als zweitem Werkstück (4) durchgeführt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügevorgänge an einem Planetenträger (3) als erstem Werkstück und einem mit diesem zu verbindenden Deckel (4) als zweitem Werkstück durchgeführt werden.
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