DE1527557C3

DE1527557C3 -

Info

Publication number: DE1527557C3
Application number: DE1527557A
Authority: DE
Inventors: Harald Schoenfeld; Karl Spiess
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1963-08-27
Filing date: 1968-08-27
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE1527557A1; DE1527557B2; US3230617A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenbau von Kreuzgelenken unter gleichzeitigem Einpressen jeweils eines Lagers in ein Gabelauge bzw. auf einen Gelenkkreuzzapfen und Fixieren des Lagers im Gabelauge, mit einer Einpreßeinrichtung und einer Einspannvorrichtung für das Wellenende, das mit den Gabelarmen versehen ist, zu deren Gabelaugen das Gelenkkreuz zentriert gehaltert ist, wobei sich die Einpreßeinrichtung über eine Halteklammer zum Ausgleich der Aktions- und Reaktionskräfte am Gabelarm abstützt.

Während bei einer starren Wellenverbindung Fluchtungsungenauigkeiten der beiden Wellen noch beim endgültigen Einbau in ihre Lagerung ausgeglichen werden können, so muß bei einem Kreuzgelenk schon beim Zusammenbau darauf geachtet werden, daß die Achsen der beiden Wellen genau fluchten. Um diese Fluchtungsgenauigkeit zu erreichen, ist es schon beim Einbau des Gelenkkreuzes in die Gabelaugen der Gabelarme einer Welle unbedingt notwendig, daß das Gelenkkreuz genau zentriert ist, d. h., die Wellenachse muß durch die Gelenkkreuzmitte gehen.

Nachdem das Gelenkkreuz mit seinen Zapfen in die Gabelaugen der beiden Gabelarme einer Welle eingelegt ist, können die Lager eingepreßt werden. Die Lager, die sowohl radial als auch axial belastbar sein müssen, werden von außen in die Gabelaugen und gleichzeitig auf die Gelenkkreuzzapfen gepreßt. Die zum Einpressen notwendige Kraft wirkt über die Lager auf die Gabelarme und versucht, diese wegzudrücken. Würde man das zulassen, so würden die Lager zunächst bis zur spielfreien Anlage gegen die Gelenkkreuzzapfen gepreßt werden. Nach Wegnahme der Einpreßkraft würden die Gabelarme jedoch wieder zurückfedern, und damit wäre eine spielfreie Anlage nicht mehr gewährleistet. Um die im Betrieb auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, müssen die Lager aber spielfrei gegen die Gelenkkreuzzapfen angelegt sein. Infolge der immer vorhandenen Abmaße der Zapfenlängen und der Gabelarmdicken ist die Einpreßtiefe in einem gewissen Bereich unterschiedlich. Wäre es bei den Zapfen noch möglich, die Toleranzen klein zu halten, ist es bei der Gabelarmdicke nur noch durch zusätzliche, aufwendige Methoden erreichbar, kleine Toleranzen zu erzielen, da diese Arme meist aus Temperguß hergestellt werden. Um die Fertigung nicht zu sehr zu verteuern, sollen also die Abmaße so groß wie möglich sein können; davon unabhängig müssen aber die Lager immer bis zur spielfreien Anlage gegen die Zapfen eingepreßt werden.

Um das zu erreichen, muß in einer Vorrichtung, wie sie Gegenstand der Erfindung ist, eine Einpreßeinrichtung für die Lager verwendet werden, die sich über eine Halteklammer in der Weise an dem Gabelarm abstützen kann, daß sich die Aktions- und Reaktionskräfte beim Einpressen selbst auf kürzestem Wege ausgleichen, wodurch ein Beiseitedrücken der Gabelarme vermieden wird. Derartige Maßnahmen sind im Prinzip bei Abzieh- oder Aufpreßvorrichtungen von Lagern u. dgl.

auf Wellen bzw. aus Bohrungen bereits bekannt (US-PS 30 08 226, US-PS 18 33 420, FR-PS 10 46 590, FR-PSlI 11 638).

Um etwa durch Verschleiß auftretende Spiele in axialer Richtung zwischen Lager und Zapfen ausgleichen zu können, sollen die Lager unter Vorspannung gegen die Gelenkkreuzzapfen angepreßt werden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es bei der an sich bekannten Vermeidung des Beiseitedrückens der Gabeiarme ermöglicht, die Lager unter Vorspannung gegen die Gelenkkreuzzapfen anzudrücken und in dieser Position in bekannter Weise in den Gabelaugen zu fixieren.

Dies wird nach der Erfindung in der Weise erreicht, daß die Einpreßeinrichtung in der Zusammenbauvorrichtung zum vorspannenden Spreizen des Gabelarmes entgegen dem Einpreßstempel bis zu einem einstellbaren Anschlag verschiebbar ist.
Durch diese Maßnahme, daß nunmehr die Einpreßeinrichtung relativ zu der eingespannten, an ihrem Ende die Gabelarme aufweisenden Welle verschiebbar angeordnet ist, wird erreicht, daß bei Betätigung der Einpreßeinrichtung das Lager zunächst bis zur spielfreien Anlage gegen den Gelenkkreuzzapfen eingepreßt wird, daß dann aber bei weiterem Einwirken der Einpreßkraft sich der Einpreßstempel über das Lager an dem Gelenkkreuzzapfen abstützt und mittels der Halteklammer den zugehörigen Gabelarm nach außen

aufweitet. Wenn nun in dieser Position das Lager in dem Gabelauge fixiert wird, dann wird nach Wegnahme des Einpreßdruckes der Gabelarm das Lager federnd unter Vorspannung gegen den Gelenkkreuzzapfen drücken. Um das Maß der Vorspannung, die dem Lager auf diese Weise gegeben wird, stets in gleicher Größe erhalten zu können, ist an der Einspannvorrichtung auf der dem Einpreßstempel abgewandten Seite der Einpreßeinrichtung ein verstellbarer Anschlag als Begrenzung des Verschiebeweges der Einpreßeinrichtung entgegen der Einpreßrichtung angeordnet. Dieser Anschlag wird nach Beendigung des Einpreßvorganges an der Einpreßeinrichtung zur Anlage gebracht und dann um das Maß zurückversetzt, um das der Gabelarm aufgeweitet werden soll.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Einpreßeinrichtung aus einem in Achsrichtung der Gabelaugen verschiebbar angeordneten Druckzylinder und einem darin längsverschieblichen Druckkolben besteht, der gegen den Einpreßstempel abgestützt ist, während mit dem Druckzylinder die Halteklammer für den Gabelarm verbunden ist. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise mit Drucköl beaufschlagt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann darin bestehen, daß der einstellbare Anschlag als ein rechtwinklig zur Verschieberichtung der Einpreßeinrichtung beweglich angeordneter Anschlagkeil mit einer zur Verschieberichtung der Einpreßeinrichtung geneigten Fläche ausgebildet ist und daß an der Einpreßeinrichtung eine zu dieser Fläche parallele Gegenanschlagsfläche vorgesehen ist. Diese Ausführungsform kann so ausgestaltet sein, daß ein über die geneigte Gegenanschlagsfläche an der Einpreßeinrichtung um einen einstellbaren Betrag hinausragendes und nachgiebig dagegen abgestütztes Anschlagteil vorgesehen ist.

In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigen . F i g. 1 bis 4 eine Vorrichtung während der einzelnen Arbeitsphasen,

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung; in der rechten Hälfte ist ihre Stellung vor dem Einpressen, in der linken Hälfte nach dem Einpressen dargestellt.

Die Welle 1, die an ihrem Ende die Gabelarme 2 und 3 aufweist, ist in der Zusammenbauvorrichtung 4 eingespannt. Das Gelenkkreuz 5 mit seinen beiden rechtwinklig zur Welle 1 liegenden Zapfen 6 und 7 ist in einer — nicht dargestellten — Halterung aufgenommen und darin zur Welle 1 und den Gabelaugen 9 und 10 zentriert.

In der Einpreßeinrichtung It wird die Kraft erzeugt, die über den Einpreßstempel 12 das Lager 13 in das Gabelauge 9 des Gabelarmes 2 bis zur spielfreien Anlage gegen den Gelenkkreuzzapfen 7 einpreßt. An der Einpreßeinrichtung 11 ist eine über den Gabelarm 2 greifende Halteklammer 14 angeordnet. So wirkt auf den Gabelarm 2 von der einen Seite die Einpreßkraft und von der anderen Seite eine gleich große Reaktionskraft. Dadurch ist das Kräftegleichgewicht am Gabelarm gewahrt, so daß sich dieser während des Einpreßvorganges nicht verbiegen kann.

Die Einpreßeinrichtung 11 ist relativ zum Gabelarm 2 in Achsrichtung seiner Gabelaugen 9, 10 verschiebbar, so daß Maßabweichungen in der Dicke des Gabelarmes 2 ausgeglichen werden können. Dazu muß vor dem Anliegen der Halteklammer 14 an dem Gabelarm 2 die Einpreßeinrichtung 11 in die entsprechende Lage gebracht werden.

Um nicht nur eine spielfreie Anlage des Lagers 13 am Gelenkkreuzzapfen 7 erreichen zu können, sondern erfindungsgemäß auch eine Vorspannung des Lagers gegen den Gelenkkreuzzapfen 7 zu ermöglichen, ist ein verstellbarer Anschlag 15 auf der dem Einpreßstempel 12 abgewandten Seite der Einpreßeinrichtung 11 vorgesehen.

Der Anschlag 15 dient als Begrenzung des Verschiebeweges der Einpreßeinrichtung 11 entgegen der Einpreßrichtung. Er wird vor oder während des Einpreßvorganges an der Einpreßeinrichtung 11 angelegt und anschließend um das gewünschte Maß zurückversetzt. Bei einem festen Anschlag wäre dieses Maß entsprechend den unterschiedlichen Stellungen der Einpreßeinrichtung 11 bei verschiedenen Kreuzgelenken unterschiedlich. Daraus würden unterschiedliche Vorspannungen resultieren. Um jedoch bei allen Kreuzgelenken gleiche Vorspannungen zu erreichen, ist der Anschlag 15 verstellbar. Seine Wirkungsweise wird in der folgenden Beschreibung des Arbeitsablaufes der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

In F i g. 1 ist die mit der Einpreßeinrichtung 11 verbundene Halteklammer 14 mit ihren Widerhaken 16 gegen die Innenfläche 17 des Gabelarmes 2 angelegt, so daß die von der Einpreßkraft resultierende Reaktionskraft auf den Gabelarm 2 übertragen wird.

F i g. 2 zeigt die nächste Arbeitsstellung der Vorrichtung. Während oder bevor das Lager 13 in die Bohrung eingepreßt wird, wird der Anschlag 15 an die Einpreßeinrichtung 11 angelegt, so daß die Verschiebbarkeit der Einpreßeinrichtung 11 entgegen der Einpreßrichtung begrenzt ist.

Nachdem — wie in Fig.3 gezeigt — das Lager 13 bis zur spielfreien Anlage gegen den Gelenkzapfen 7 eingepreßt worden ist, läßt man, nachdem der Anschlag 15 um ein bestimmtes Maß zurückversetzt worden ist, die Einpreßkraft weiter auf das Lager 13 einwirken. Da das Lager 13 am Gelenkkreuzzapfen 7 anliegt und damit nicht weiter eingepreßt werden kann, wirkt die Einpreßkraft über das Lager 13 nun auf den Gelenkkreuzzapfen 7 und nicht mehr auf den Gabelarm 2, so daß das Kräftegleichgewicht gestört ist. Die über die Halteklammer 14 auf den Gabelarm 2 einwirkende Kraft bewegt ihn und die Einpreßeinrichtung 11 um das am Anschlag 15 zuvor eingestellte Maß entgegen der Einpreßrichtung. Der Gabelarm 2 wird also entgegen der Einpreßrichtung aus einer ursprünglichen Lage elastisch beiseite gedrückt. Dieses Aufbiegen des Gabelarmes 2 bewirkt eine Relativbewegung des Lagers 13 im Gabelauge 9 nach innen.

In der in F i g. 4 dargestellten Lage wird das Lager 13 in nicht dargestellter Weise im Gabelauge 9 so fixiert, daß die auf das Lager entgegen der Einpreßrichtung wirkenden, während des Betriebs entstehenden Axialkräfte auf den Gabelarm 2 übertragen werden können. Nach Wegnahme der Einpreßkraft möchte der Gabelarm 2 infolge der durch seine elastische Aufbiegung entstandenen Spannung wieder seine ursprüngliehe Lage einnehmen. Durch das inzwischen im Gabelauge 9 des Gabelarms 2 fixierte Lager kann er seine alte Lage nicht mehr einnehmen, so daß sich eine Vorspannung des Lagers 13 gegen den Gelenkkreuzzapfen 7 ergibt.

Die F i g. 5 zeigt eine konstruktiv ausgearbeitete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenbau von Kreuzgelenken. In der rechten Hälfte dieser Abbildung ist die Vorrichtung vor dem

Einpressen des Lagers zu sehen, während die linke Hälfte der Abbildung die Stellung nach dem Einpressen zeigt. Die Welle 1 ist zwischen den hydraulisch betätigten Spannelementen 18 eingespannt. Das Gelenkkreuz 5 mit seinen beiden rechtwinklig zur Wellenachse liegenden Zapfen 6 und 7 ist in einer — nicht dargestellten — Prismenführung gelagert und zu den Gabelaugen 9 und 10 in den Gabelarmen 2 und 3 zentriert.

Die Einrichtung zur Erzeugung der Einpreßkraft besteht aus einem in der Zusammenbauvorrichtung 4 in Richtung der Gabelaugen 9 und 10 verschiebbaren Druckzylinder 19. In diesem Druckzylinder 19 ist ein Druckkolben 20 gelagert, der mit dem Einpreßstempel 21 über eine Druckfeder 22 verbunden ist. Der Druckzylinder 19 ist mit der Halteklammer 14 verbunden, die mit ihrem Widerhaken 16 an der Innenfläche des Gabelarmes 2 bzw. 3 angreifen kann. An der dem Einpreßstempel 21 abgewandten Seite der Einrichtung zur Erzeugung der Einpreßkraft besitzt der Druckzylinder 19 einen zapfenartigen Vorsprung 23, dessen Stirnfläche 24 als Gegenanschlagsfläche zur Verschieberichtung der Einrichtung geneigt ist.

Diese Stirnfläche 24 wird von einer auf dem Zapfen 23 gleitend gelagerten Büchse 25 überragt, deren Stirnfläche 26 die gleiche Neigung wie die Stirnfläche 24 aufweist. Die Büchse 25 wird durch eine Feder 27 über die Stirnfläche 24 hinaus bis zur Anlage gegen einen Bord 28 einer Mutter 29 gedrückt. Die Mutter 29 ist durch ein Gewinde mit dem Druckzylinder 19 so verbunden, daß durch Verdrehen der Mutter 29 das Maß eingestellt werden kann, um das die Stirnfläche 26 die Stirnfläche 24 überragt. Die Federkraft der Feder 27 ist so bemessen, daß sie größer ist als die Kraft, die beim Anlegen des Anschlages 30,31 auftritt. Der verstellbare Teil des Anschlages wird durch einen rechtwinklig zur ^v Verschieberichtung der Einrichtung zur Erzeugung der Einpreßkraft beweglich angeordneten Anschlagkeil 30 gebildet. Dessen Keilfläche 31 ist zur Verschieberichtung der Einrichtung entsprechend der Neigung der Flächen 24 und 26 geneigt.

Zum Einpressen des Lagers wird zunächst der Ringraum 32 über die Leitung II mit Drucköl gefüllt, das auf die Kolbenfläche 33 einen Druck ausübt. Die so entstehende Kraft wirkt über die Feder 22, deren Federkraft so groß ist, daß zwischen Druckkolben und Einpreßstempel zunächst eine starre Verbindung hergestellt ist, auf den Einpreßstempel 21 und drückt ihn über das Lager 13 in das Gabelauge 9 des Gabelarms 2. Der im Ringraum 32 entstehende Druck wirkt gleichzeitig gegen die Zylinderfläche 34 und versucht, diese entgegen der Einpreßrichtung wegzudrücken. Der Druck wird durch die Halteklammer 14 auf den Gabelarm 2 übertragen und bewirkt hier den Ausgleich der Einpreßkraft. Durch das so erzielt Kräftegleichgewicht am Gabelarm 2 beharrt dieser während des Einpreßvorganges in der Lage, die er bereits vor dem Einpreßvorgang einnahm. Mit Beginn und/oder während des Einpreßvorganges wird über die Leitung III der Raum 35 mit öl gefüllt. Dadurch wird der Anschlagkeil 30 mit seiner Keilfläche 31 rechtwinklig zur Verschieberichtung der Einrichtung in Richtung auf deren Mittellinie so weit bewegt, bis die Keilfläche 31 gegen die Stirnfläche 26 der Büchse 25 zur Anlage kommt. Die im Druckraum 35 entstehende Kraft ist so bemessen, daß die beim Anlegen des Keiles auftretende Kraft geringer ist als die Kraft der Feder 27.

Nachdem das Lager 13 bis zur spielfreien Anlage gegen den Gelenkkreuzzapfen 7 durch den Stempel 21 eingepreßt worden ist, wird der Druck in der Leitung II und damit im Ringraum 32 erhöht. Ein weiteres Einpressen des Lagers 13 ist wegen seiner Anlage gegen den Gelenkkreuzzapfen 7 nicht mehr möglich, so daß die Kraft, die auf die Kolbenfläche 33 und die Zylinderfläche 34 wirkt, zum einen unter Zusammendrücken der Feder 22 den Verstemmstempel 36 in das Gabelauge 9 unter Ausformung von Haltenasen einpreßt. Zum anderen wirkt diese Kraft über die Zylinderfläche 34 und die Halteklammer 14 auf den Gabelarm 2 und biegt diesen entgegen der Einpreßrichtung unter Fortbewegen des Druckzylinders 19 in der gleichen Richtung so lange beiseite, bis die Stirnfläche 24 des Zapfens 23 zur Anlage gegen die Keilfläche 31 kommt. Dabei wird die Feder 27 zusammengedrückt. Während des Beiseitebiegens des Gabelarms 2 bleibt der Verstemmstempel 36 in seiner Lage, was einer Relativbewegung des Lagers 13 im Gabelauge in Einpreßrichtung gleichkommt, und drückt so die angeformten Nasen gegen die Stirnfläche des Lagers 13. Die so eingenommene Stellung ist aus der linken Hälfte der F i g. 5 zu ersehen.

War bisher ausschließlich die Rede vom Einpressen eines einzelnen Lagers, so ist es möglich, beide Lager zusammen oder sämtliche Lager des Kreuzgelenkes auf einmal einzupressen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zusammenbau von Kreuzgelenken unter gleichzeitigem Einpressen jeweils eines Lagers in ein Gabelauge bzw. auf einen Gelenkkreuzzapfen und Fixieren des Lagers im Gabelauge, mit einer einen Einpreßstempel für das Lager aufweisenden Einpreßeinrichtung und einer Einspannvorrichtung für das Wellenende, das mit den Gabelarmen versehen ist, zu deren Gabelaugen das Gelenkkreuz zentriert gehaltert ist, wobei sich die Einpreßeinrichtung über eine Halteklammer zum Ausgleich der Aktions- und Reaktionskräfte am Gabelarm abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßeinrichtung (11; 19 bis 22) in der Zusammenbauvorrichtung (4) zum vorspannenden Spreizen des Gabelarms (2, 3) entgegen dem Einpreßstempel (12, 21) bis zu einem einstellbaren Anschlag (15,30) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßeinrichtung (19 bis 22) aus einem in Achsrichtung der Gabelaugen (9, 10) verschiebbar angeordneten Druckzylinder (19) und einem darin längsverschieblichen Druckkolben (20) besteht, der gegen den Einpreßstempel (21) abgestützt ist, während mit dem Druckzylinder (19) die Halteklammer (14) für den Gabelarm (2, 3) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Anschlag als. ein rechtwinklig zur Verschieberichtung der Einpreßeinrichtung (19 bis 22) beweglich angeordneter Anschlagkeil (30) mit einer zur Verschieberichtung der Einpreßeinrichtung (19 bis 22) geneigten Fläche (31) ausgebildet ist und daß an der Einpreßeinrichtung (19 bis 22) eine zu der Fläche (31) parallele Gegenanschlagsfläche (24) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein über die geneigte Gegenanschlußfläche (24) an der Einpreßeinrichtung um einen einstellbaren Betrag hinausragendes und nachgiebig dagegen abgestütztes Anschlagteil (25) vorgesehen ist.