DE102020206887A1

DE102020206887A1 - Press-in tool for rolling bearings and circlips

Info

Publication number: DE102020206887A1
Application number: DE102020206887.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gonschorek
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2021-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einpresswerkzeug zum kombinierten Einpressen eines Wälzlagers und Montieren eines Sicherungsrings in einen Lagersitz an einem Werkstück.The invention relates to a press-in tool for the combined press-in of a roller bearing and mounting of a locking ring in a bearing seat on a workpiece.

Description

Üblicherweise werden für das Einpressen eines Wälzlagers und das Montieren des Sicherungsrings zwei Werkzeuge eingesetzt, die naturgemäß in einer zeitlichen Abfolge zum Einsatz kommen. Die beiden Werkzeuge können auf einem gemeinsamen Montageschlitten angeordnet sein, wobei die beiden Werkzeuge allerdings meistens lediglich für eine Typenkombination aus Wälzlager und Sicherungsring eingesetzt werden können. Sollen nun weitere Typenkombination an einem Werkstück montiert werden, müssen weitere Werkzeuge bereitgestellt werden, so dass Kosten und Komplexität steigen. Im die Kosten, die Komplexität und die Taktzeit bei der Montage zu reduzieren, wäre es wünschenswert, Einpressen des Wälzlagers und Montieren des zugehörigen Sicherungsrings über ein Werkzeug erledigen zu können.Usually, two tools are used to press in a roller bearing and assemble the locking ring, which of course are used in a chronological sequence. The two tools can be arranged on a common assembly slide, although the two tools can mostly only be used for a type combination of roller bearings and circlips. If further type combinations are to be mounted on a workpiece, further tools must be provided, so that costs and complexity increase. In order to reduce the costs, the complexity and the cycle time during assembly, it would be desirable to be able to press in the roller bearing and assemble the associated locking ring using a tool.

Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Werkzeug zum kombinierten Einpressen eines Wälzlagers und Montieren eines Sicherungsrings bereitzustellen.Based on this, the object of the present invention is to provide a tool for the combined pressing in of a rolling bearing and mounting of a locking ring.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Einpresswerkzeug zum kombinierten Einpressen eines Wälzlagers und eines Sicherungsrings in einen Lagersitz an einem Werkstück, mit einer in axialer Richtung sich trichterförmig verjüngende Einführhülse, einem konzentrischen in der Einführhülse angeordneten Einführstößel, einem konzentrisch innerhalb der Einführhülse und des Einführstößels angeordneter Aufnahmedorn mit einem Aufnahmeabsatz zur Aufnahme des Wälzlagers, einer Antriebsanordnung, die mit der Einführhülse und dem Aufnahmedorn einerseits und mit dem Einführstößel andererseits in einer Wirkverbindung steht, um eine in axialer Richtung verlaufende Relativbewegung zwischen der Einführhülse und dem Aufnahmedorn einerseits und Einführstößel andererseits zu bewirken.The object is achieved by a press-in tool for the combined press-in of a roller bearing and a locking ring into a bearing seat on a workpiece, with an insertion sleeve that tapers in the axial direction in a funnel-shaped manner, an insertion plunger arranged concentrically in the insertion sleeve, and a receiving mandrel arranged concentrically within the insertion sleeve and the insertion plunger with a receiving shoulder for receiving the roller bearing, a drive arrangement which is in operative connection with the insertion sleeve and the receiving mandrel on the one hand and with the insertion plunger on the other, in order to bring about a relative movement in the axial direction between the insertion sleeve and the receiving mandrel on the one hand and the insertion plunger on the other.

Durch ein kombiniertes Werkzeug für das Einpressen des Wälzlagers und das Montieren des Sicherungsrings kann die Hälfte der Werkzeuge eingespart werden. Ebenfalls kann auf einen verfahrbaren Schlitten verzichtet werden, was weitere Kosten und vor allem die Taktzeit reduziert. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein in axialer Richtung gegen den Aufnahmedorn anstellbares erstes Gegenhalteelement vorgesehen ist. Über das erste Gegenhalteelement wird für den Einpressvorgang des Wälzlagers ein definierter Ausgangspunkt bereitgestellt, bis zu dem das Wälzlager vorpositioniert wird, bevor das eigentliche Einpressen in die Aufnahmebohrung des Werkstücks erfolgt.Half of the tools can be saved by using a combined tool for pressing in the roller bearing and assembling the locking ring. A movable slide can also be dispensed with, which reduces further costs and, above all, the cycle time. An advantageous embodiment of the invention provides that a first counter-holding element which can be set against the receiving mandrel in the axial direction is provided. The first counter-holding element provides a defined starting point for the pressing process of the rolling bearing, up to which the rolling bearing is prepositioned before the actual pressing into the receiving bore of the workpiece takes place.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein in axialer Richtung gegen den Aufnahmebereich des einzupressenden Wälzlagers des Werkstücks anstellbarer zweiten Gegenhalteelement vorgesehen ist. Über das zweite Gegenhaltelement wird das gesamte Einpresswerkzeug dauerhaft während des Einpressens des Lagers in Position gehalten.An advantageous embodiment of the invention provides that a second counter-holding element which can be adjusted in the axial direction against the receiving area of the roller bearing of the workpiece to be pressed in is provided. The entire press-in tool is permanently held in position while the bearing is being pressed in by means of the second counter-holding element.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das ersten und das zweite Gegenhalteelemente gegeneinander verriegelbar sind. Hierüber wird das Vorpositionieren des Wälzlagers gegenüber dem Werkstück vereinfacht. Zunächst erfolgt die Vorpositionierung im verriegelten Zustand, um für den eigentlichen Einpressvorgang entriegelt zu werden.An advantageous embodiment of the invention provides that the first and second counter-holding elements can be locked against one another. This simplifies the prepositioning of the roller bearing with respect to the workpiece. First, the pre-positioning takes place in the locked state in order to be unlocked for the actual press-in process.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf dem Aufnahmeabsatz des Aufnahmedorns umlaufend eine Klemmarretierung vorgesehen ist. Hierdurch kann das Wälzlager in einer Ausgangsposition des Einpresswerkzeugs sicher auf dem Aufnahmedorn angeordnet und es kann eine Handhabung des bestückten Einpresswerkzeugs erfolgen.An advantageous embodiment of the invention provides that a clamping lock is provided around the receiving shoulder of the receiving mandrel. As a result, the roller bearing can be securely arranged on the receiving mandrel in an initial position of the press-in tool and the equipped press-in tool can be handled.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einführhülse an einem axialen Ende einen in radialer Richtung dünnwandigen Kragenabschnitt ausbildet. Über diesen Kragenabschnitt ist es möglich, während des Einpressens fortlaufend die Aufnahmenut für den Sicherungsring in der Wandung der Aufnahmebohrung für das Wälzlager abzudecken, so dass der Sicherungsring nicht vorzeitig in die Aufnahmenut einschnappt.An advantageous embodiment of the invention provides that the insertion sleeve forms a collar section which is thin-walled in the radial direction at one axial end. Using this collar section, it is possible to continuously cover the receiving groove for the retaining ring in the wall of the receiving bore for the roller bearing during the pressing process, so that the retaining ring does not snap into the receiving groove prematurely.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in dem Bereich des Aufnahmeabsatzes zumindest ein in radialer Richtung zustellbarer Prüfdorn angeordnet ist. Hierdurch kann eine Prüfung der korrekten Montage des Sicherungsrings erfolgen.An advantageous embodiment of the invention provides that at least one test mandrel that can be advanced in the radial direction is arranged in the region of the receiving shoulder. This enables the correct assembly of the locking ring to be checked.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine Prüfdorn über einen in dem Aufnahmedorn angeordneten Antrieb in radialer Richtung zustellbar ist.An advantageous embodiment of the invention provides that the at least one test mandrel can be advanced in the radial direction via a drive arranged in the receiving mandrel.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen

1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Einpresswerkzeugs in zwei überlagerten Zuständen und
2 bis 6 eine Abfolge eines Einpress- und Montagevorgangs mit einem Einpresswerkzeugs gemäß 1.

The invention is explained below with further features, details and advantages on the basis of the accompanying figures. The figures merely illustrate exemplary embodiments of the invention. Show in it

1 a view of a press-in tool according to the invention in two superimposed states and
2 until 6th a sequence of a press-in and assembly process with a press-in tool according to FIG 1 .

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Einpresswerkzeug 10 zum kombinierten Einpressen eines Wälzlagers 2 und eines Sicherungsrings 4 in einen Lagersitz 8 an einem Werkstück 6. Auf eine maßstabsgetreue Darstellung wird verzichtet. Dargestellt ist das Wälzlager 6 in dem Lagersitz 8 bereits in einem eingepressten Zustand, wobei im weiteren Verlauf der Beschreibung der Vorgang des Einpressens noch erläutert wird. Zudem ist das Einpresswerkzeug 10 bezüglich des Sicherungsrings 4 in zwei unterschiedlichen Zuständen gezeigt, wobei zunächst ein Sicherungsring 4 oben in einem Ausgangszustand gezeigt ist, nachdem er in das Einpresswerkzeug 10 eingelegt wurde. Außerdem ist unten im Bereich des Lagersitzes 8 ein Sicherungsring 4 gezeigt, der von dem Einpresswerkzeug 10 in eine Position gebracht wurde, ausgehend von der er in die Umfangsnut 22 des Werkstücks 6 eingesetzt wird. Entsprechend ist auch der Einführstößel 14 des Einpresswerkzeugs 10 in einer oberen und einer unteren Position gezeigt.the 1 shows a press-in tool according to the invention 10 for the combined pressing in of a rolling bearing 2 and a locking ring 4th in a warehouse seat 8th on a workpiece 6th . A true-to-scale representation is dispensed with. The roller bearing is shown 6th in the warehouse 8th already in a pressed-in state, the pressing-in process being explained in the further course of the description. In addition, the press-in tool is 10 regarding the locking ring 4th shown in two different states, with a locking ring first 4th is shown above in an initial state after being in the press-fit tool 10 was inserted. Also is down in the area of the bearing seat 8th a locking ring 4th shown that of the press-fit tool 10 was brought into a position, starting from which it was in the circumferential groove 22nd of the workpiece 6th is used. The insertion plunger is also corresponding 14th of the press-in tool 10 shown in an upper and a lower position.

Das Einpresswerkzeug 10 weist eine, im Wesentlichen außen angeordnete, Einführhülse 12 auf, die sich auf einem Innenumfang in axialer Richtung trichterförmig verjüngt. Die axiale Richtung wird zweckmäßigerweise beschrieben durch die Orientierung der Mittelachse M des Wälzlagers 2. Konzentrisch in der Einführhülse 12 ist ein Einführstößel 14 angeordnet. Wiederum konzentrisch innerhalb der Einführhülse 12 und des Einführstößels 14 ist ein Aufnahmedorn 16 angeordnet, wobei der Aufnahmedorn 16 mit einem Aufnahmeabsatz 18 zur Aufnahme des Wälzlagers 2 versehen ist und der Aufnahmedorn 16 in axialer Richtung zunächst unverschieblich gegenüber der Einführhülse 12 gehalten ist, im weiteren Verlauf aber entriegelt wird. Dies bedeutet, dass Aufnahmedorn 16 und Einführhülse 12 in geeigneter Weise fest aber lösbar miteinander verbunden sind und beide bis zu einer Entriegelung synchron eine Bewegung ausführen können. Ferner ist eine Antriebsanordnung 20 vorgesehen, die mit der Einführhülse 12 und dem Aufnahmedorn 16 einerseits und mit dem Einführstößel 14 andererseits in einer Wirkverbindung steht, um eine in axialer Richtung verlaufende Relativbewegung zwischen der Einführhülse 12 und dem Aufnahmedorn 16 einerseits und dem Einführstößel 14 andererseits zu bewirken. Dies wird im Zusammenhang mit dem noch zu beschreibenden Einpressvorgang erläutert.The press-in tool 10 has an insertion sleeve arranged essentially on the outside 12th which tapers in a funnel shape on an inner circumference in the axial direction. The axial direction is expediently described by the orientation of the central axis M of the roller bearing 2 . Concentric in the introducer 12th is an insertion ram 14th arranged. Again concentrically within the introducer sheath 12th and the insertion ram 14th is a mandrel 16 arranged, the receiving mandrel 16 with a receiving heel 18th to accommodate the rolling bearing 2 is provided and the mandrel 16 initially immovable in the axial direction with respect to the insertion sleeve 12th is held, but is unlocked in the further course. This means that the arbor 16 and introducer sheath 12th are suitably firmly but detachably connected to one another and both can execute a movement synchronously up to an unlocking. There is also a drive arrangement 20th provided with the introducer 12th and the arbor 16 on the one hand and with the insertion ram 14th on the other hand is in an operative connection to a relative movement extending in the axial direction between the insertion sleeve 12th and the arbor 16 on the one hand and the insertion ram 14th on the other hand to effect. This is explained in connection with the press-in process to be described.

Der Einführstößel 12 ist über seinen Umfang mit mehreren Durchbrüchen 24 versehen, die in axialer Richtung verlaufen und durch die Verbindungselemente 26 geführt sind, wobei die Verbindungselemente 26 Ausnahmedorn 16 und Einführhülse 12 formschlüssig miteinander verbinden. Die Einführhülse 12 bilden an einem axialen Ende einen in radialer Richtung dünnwandigen Kragenabschnitt 28 aus. Über diesen Kragenabschnitt 28 ist es möglich, während des Einpressens fortlaufend die Aufnahmenut 22 für den Sicherungsring 4 in der Wandung des Lagersitzes 8 für das Wälzlager 2 abzudecken, so dass der Sicherungsring 4 nicht vorzeitig in die Aufnahmenut einschnappt. Der dünnwandige Kragenabschnitt 28 muss bezüglich seiner Materialfestigkeit so ausgeführt sein, dass er die Schubkräfte beim Einpressen des Wälzlagers 2 in den Lagersitz 8 aufnehmen kann.The insertion ram 12th is about its scope with several breakthroughs 24 provided, which run in the axial direction and through the connecting elements 26th are performed, the connecting elements 26th Exception thorn 16 and introducer sheath 12th connect positively to each other. The introducer sheath 12th form at one axial end a collar section which is thin-walled in the radial direction 28 out. About this collar section 28 it is possible to continuously cut the groove during the press-in process 22nd for the locking ring 4th in the wall of the bearing seat 8th for the roller bearing 2 cover so that the locking ring 4th does not snap into the slot prematurely. The thin-walled collar section 28 must be designed with regard to its material strength in such a way that it absorbs the shear forces when the roller bearing is pressed in 2 in the bearing seat 8th can accommodate.

Das Vorgehen des Einpressens des Lagers und das Montieren des Sicherungsrings wird anhand der weiteren Figuren beschrieben. Zunächst wird das Wälzlager 2 in das Einpresswerkzeug 10 geladen und hier von dem Aufnahmedorn 16 auf dem Aufnahmeabsatz 18 gehalten. Hierfür weist der Aufnahmeabsatz 18 eine Klemmarretierung 30 auf, die beispielsweise mehrere federbeaufschlagte und umfänglich verteilt angeordnete Klemmkugeln umfasst. Weiterhin wird der Sicherungsring 4 über eine Schlitzöffnung im Einpresswerkzeug 10 in dieses geladen. Nach dem Bestücken des Einpresswerkzeugs 10 mit dem Wälzlager 2 und dem Sicherungsring 4 wird das Werkzeug 10 abgesenkt, so dass das Wälzlager 6 unmittelbar vor dem Lagersitz 8 des Werkstücks 6 positioniert ist. Diese Position ist in der 2 gezeigt.The procedure for pressing in the bearing and assembling the locking ring is described with the aid of the other figures. First is the rolling bearing 2 into the press-in tool 10 loaded and here from the arbor 16 on the receiving heel 18th held. The receiving paragraph shows this 18th a clamp lock 30th which comprises, for example, several spring-loaded and circumferentially distributed clamping balls. Furthermore, the locking ring 4th via a slot opening in the press-in tool 10 loaded into this. After equipping the press-in tool 10 with the roller bearing 2 and the locking ring 4th becomes the tool 10 lowered so that the rolling bearing 6th immediately in front of the camp seat 8th of the workpiece 6th is positioned. This position is in the 2 shown.

Die 3 zeigt zusätzlich zu der 2 ein erstes Gegenhalteelement 32 und ein zweites Gegenhalteelement 34. Das erste Gegenhalteelement 32 ist in axialer Richtung gegen den Aufnahmedorn 16 anstellbar. Das zweite Gegenhalteelement 34 ist in axialer Richtung gegen den Aufnahmebereich des einzupressenden Wälzlagers 2 des Werkstücks 6 anstellbar. Das erste und zweite Gegenhalteelement 32, 34 sind gegeneinander verriegelbar. In der 3 ist zu erkennen, dass das Einpresswerkzeug 10 weiter nach unten gefahren ist und der Sicherungsring 4 über ein Abgleiten an dem trichterförmigen Innenumfang komprimiert wurde und nun in einer Position ist, in der der Sicherungsring 4 den Außenring des Wälzlager 2 berührt. Hiernach werden das erste und das zweite Gegenhalteelement 32, 34 wieder gegeneinander entriegelt, so dass diese beiden Elemente 32, 34 während des weiteren Einpressvorgangs einfedern können.the 3 shows in addition to the 2 a first counter-holding element 32 and a second counter-holding element 34 . The first counter-holding element 32 is in the axial direction against the receiving mandrel 16 employable. The second counter-holding element 34 is in the axial direction against the receiving area of the roller bearing to be pressed in 2 of the workpiece 6th employable. The first and second counter-holding element 32 , 34 can be locked against each other. In the 3 you can see that the press-in tool 10 has moved further down and the locking ring 4th was compressed by sliding on the funnel-shaped inner circumference and is now in a position in which the locking ring 4th the outer ring of the rolling bearing 2 touched. After that, the first and the second counter-holding element 32 , 34 again unlocked against each other, so that these two elements 32 , 34 can deflect during the rest of the press-in process.

In der 4 ist zu erkennen, dass der Einführstößel 14 für den Sicherungsring 4 mit der Einführhülse 12 gekoppelt ist. Einführstößel 14 und Einführhülse 12 fahren nun gemeinsam weiter nach unten in die Einpressposition, so dass das Wälzlager 2 in den Lagersitz 18 in seine endgültige Position gepresst wird.In the 4th it can be seen that the insertion plunger 14th for the locking ring 4th with the introducer 12th is coupled. Insertion ram 14th and introducer sheath 12th now move together further down into the press-fit position, so that the roller bearing 2 in the bearing seat 18th is pressed into its final position.

In der 5 ist zu erkennen, dass die Verbindung zwischen der Einführhülse 12 und dem Einführstößel 14 verstellt wird und der interne Pneumatikzylinder des Antriebs 20 einfährt, so dass darüber die Einführhülse 12 nach oben gezogen wird, der Kragenabschnitt 28 die Umfangsnut 22 freigibt und der Sicherungsring 4 in die Umfangsnut 22 einschnappen kann.In the 5 it can be seen that the connection between the introducer sheath 12th and the insertion ram 14th is adjusted and the internal pneumatic cylinder of the drive 20th retracts so that the introducer sheath over it 12th is pulled up, the collar portion 28 the circumferential groove 22nd releases and the locking ring 4th into the circumferential groove 22nd can snap into place.

In der 6 ist eine Möglichkeit der Prüfung der korrekten Montage des Sicherungsrings 4 über eine Prüfeinrichtung 36 dargestellt. Die Prüfeinrichtung 36 umfasst im Wesentlichen eine oder mehrere in radialer Richtung verschiebbare Prüfdorne 34, die beispielsweise über einen Kegelantrieb 40 in radialer Richtung nach außen vorgeschoben werden können, um dann anhand der erreichten Endlage ein vollständiges Einsitzen des Sicherungsringes 4 in der Aufnahmenut 22 detektieren zu können.In the 6th is a way of checking the correct assembly of the locking ring 4th via a test facility 36 shown. The test facility 36 essentially comprises one or more test mandrels displaceable in the radial direction 34 , for example via a bevel drive 40 can be advanced outward in the radial direction in order to then ensure that the locking ring is fully seated on the basis of the end position reached 4th in the receiving groove 22nd to be able to detect.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: Wälzlagerroller bearing
44th: SicherungsringCirclip
66th: Werkstückworkpiece
88th: LagersitzBearing seat
1010: EinpresswerkzeugPress-in tool
1212th: EinführhülseIntroducer sheath
1414th: EinführstößelInsertion ram
1616: AufnahmedornArbor
1818th: AufnahmeabsatzRecording paragraph
2020th: AntriebsanordnungDrive arrangement
2222nd: UmfangsnutCircumferential groove
2424: Durchbruchbreakthrough
2626th: VerbindungselementeFasteners
2828: KragenabschnittCollar section
3030th: KlemmarretierungClamp lock
3232: GegenhalterCounterholder
3434: GegenhalterCounterholder
3636: PrüfeinrichtungTest facility
3838: PrüfdornTest mandrel
4040: KegelantriebBevel drive

Claims

Press-in tool (10) for the combined pressing of a roller bearing (2) and a locking ring (4) into a bearing seat on a workpiece (6), comprising an insertion sleeve (12) which tapers in the form of a funnel in the axial direction, an insertion plunger (14) arranged concentrically in the insertion sleeve (12), a receiving mandrel (16) arranged concentrically within the insertion sleeve (12) and the insertion plunger (14) with a receiving shoulder (18) for receiving the roller bearing (2), a drive arrangement (20) which is connected to the insertion sleeve (12) and the receiving mandrel ( 16) on the one hand and with the insertion plunger (14) on the other hand in an operative connection in order to bring about a relative movement in the axial direction between the insertion sleeve (12) and the receiving mandrel (16) on the one hand and the insertion plunger (14) on the other.

Press-in tool (10) Claim 1 , characterized in that a first counter-holding element (32) which can be set against the receiving mandrel (16) in the axial direction is provided.

Press-in tool (10) Claim 1 or 2 , characterized in that a second counter-holding element (34) which can be adjusted in the axial direction against the receiving area of the roller bearing (2) of the workpiece (6) to be pressed in is provided.

Press-in tool (10) Claim 1 and 2 , characterized in that the first and the second counter-holding elements (32, 34) can be locked against one another.

Press-in tool (10) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that a clamping lock (30) is provided around the receiving shoulder (18) of the receiving mandrel (16).

Press-in tool (10) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the insertion sleeve (12) forms a collar section (28) which is thin-walled in the radial direction at one axial end.

Press-in tool (10) according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that at least one test mandrel (38) which can be advanced in the radial direction is arranged in the region of the receiving shoulder (18).

Press-in tool (10) Claim 7 , characterized in that the at least one test mandrel (38) can be advanced in the radial direction via a drive arranged in the receiving mandrel (16).