DE1627790C2 - Verfahren zum Zusammenbau eines Gelenkes und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens TRW Inc., Cleveland, Ohio (V.St.A.) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbau eines Gelenkes, insbesondere eines Kugelgelenkes, mit einem Gehäuse, das wenigstens ein offenes Ende hat und eine Lagerschale, die einen Zapfen mit Kopf umgibt, aufnimmt, und mit einem Halteelement. das gegen die Lagerschale oder den Kopf anliegt und vom umbördelten Ende des Gehäuses gehalten wird, und ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

Bekanntlich werden beim Zusammenbau von Gelenken die einzelnen Gelenkelementc ineinandergesteckt, und dann wird der obere Rand des Gehäuses auf das Halteelement umgebördelt, um einmal die Teile zusammenzubauen und um zum anderen den zusammengebauten Teilen eine bestimmte Vorspannung zu erteilen. Diese Vorspannung ist.für die Betriebsweise des Gelenkes von außerordentlicher Bedeutung, und für die verschiedenen Gelenke gibt es unterschiedliche Vorspannungen für eine optimale Betriebsweise. Bei diesen bekannten Zusammenbauverfahren kann die Vorspannung nicht eindeutig vorherbestimmt und festgelegt werden, da nämlich die Vorspannung von den Bautoleranzen und den Einbautoleranzen der Elemente abhängt. Bei den bekannten Verfahren wird von vornherein auf eine vorbestimmte Einbautiefe umgebördelt, und diese Umbördelung kann für bestimmte Gelenke die richtige Vorspannung geben. Andere Gelenke der gleichen Serie, deren Lagerschalen oder Zapfenköpfe Dimonsionsabweichungen aufweisen, erhalten bei dieser Form der Umbördelung andere Vorspannungen. Ein Produkt hoher Qualität kann mit diesen bekannten Verfahren nicht erzeugt werden.

Aus der DT-PS 6"l7 6S0 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes bekannt, bei dem ein Deckel in das offene Ende des Gehäuses eingesetzt wird. Während der letzten Arbeitsstufe des Zusammenbaus wird nun ein Druck auf den Deckel angewendet, um gleichmäßig das Lagerschalenmatcrial um den Kugelzapfen herum zusammenzupressen. Dabei wird dieser Deckel durch einen unter Federdruck stehenden Kolben oder eine Federauflage einwärts gedrückt. Es kann hierbei jeder beliebige Druck durch den unter Federdruck stehenden Kolben oder die Federauflage auf den Deckel ausgeübt werden. Wenn ein ausreichender Druck zwischen dem Deckel und der Lagerschale erzeugt wurde, wird das offene Ende des Gehäuses umgebogen. Ein derartiges Verfahren· weist den wesentlichen Nachteil auf, daß beim Umbiegen in axialer Richtung wirkende zusätzliche Kräfte auf den Deckel aufgebracht werden können, so daß dieser Deckel letztlich mit einer größeren Vorspannung als beabsichtigt eingebaut werden kann, so daß keinesfalls sichergestellt ist, daß ein derartiges Gelenk die gewünschten dynamischen Eigenschaften aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, auch beim Umbördeln den eingestellten Druck sicher aufrechtzuerhalten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise ein in einer Bohrung des Gehäuses locker sitzendes Halleelement gegen die Lagerschale oder ein in einer Bohrung des Gehäuses locker sitzendes Halteelement gegen den Kopf zur Entwicklung eines Vorspannungsdruckes gepreßt wird, daß eine radiale Preßkraft auf das Gehäuse ausgeübt wird, um das Gehäusematerial um den äußeren Rand des eingepreßten Halteelementes derart herum zu drücken, daß im Gehäuse eine Halterungsnut für diesen Rand ausgebildet wird.

Dadurch ist in vorteilhafter Weise das Halteelement ein für allemal festgelegt, und zwar durch eine Nut, ohne daß die Bauhöhe dieser Nut von vorn-

herein feststehen muß. In vorteilhafter Weise kann ferner gleichzeitig mit dem Umbördeln des Gehäuses eine Dichtungsaufnahme-Unifangsnut in den Umfang des Gehäuses eingewalzt werden.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Befestigung eines in einem Außenteil eingeschlossenen Teiles, z. B. Buchse, Kugellager, durch Verschiebung von Werkstoff des Außenteils nach dem eingeschlossenen Teil zu bekannt, wobei an einer durch zusätzliche Lagerung zentrierten Welle Ausleger mit Kegelwalzen vorgesehen sind, die als Rollkörper um die Zentrierwelle laufen und bei ihrem axialen Vorschub durch Bildung einer Rille eine Verschiebung des Werkstoffes in radialer Richtung bewirken.

Ein derartiges Werkzeug ist nun zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens derart ausgebildet, daß die Achsbolzen in gleichem Abstand voneinander unter einem Winkel zur Drehachse der Antriebsspindel nach unten gerichtet, am Kopf befestigt sind und daß die Rollen auf den Achsbolzen verschiebbar und gegen den Kopf federnd abgestützt sind und Umbördelungsschultern aufweisen und daß eine Werkstückbelastungskolbenstange drehbar durch den Kopf hindurch geführt ist und daß eine Einrichtung zum Bewegen des Kopfes gegen das Gehäuse und"von diesem fort vorgesehen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform können erhöhte Wülste an den Rollen zum Ausbilden von Nuten an. der Außenseite des Gehäuses vorgesehen sein.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Rollen zylindrische Aussparungen aufweisen, die Antifriktionslager aufnehmen, die auf den Achsbolzen verschiebbar sind.

Zur Herstellung von Lagern mit geschlossenem Boden kann das untere Ende der Kolbenstange mit Vorteil eine Gelenkzapfenaufnahmebohrung aufweisen, in der eine Vorspannfeder angeordnet ist.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Werkzeugs, das auf ein Gelenk mit einem von diesem nach oben hervorstehenden Kugelzapfen einwirkt,

F i g. 2 eine Unteransicht des Werkzeugs gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Schnittansicht des Werkzeugs, genommen längs der Linie III-III in F i g. 2,

F i g. 4 eine vertikale Schnittansicht eines Gelenkes,

F i g. 5 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht, die die relativen Lagen des Werkzeugs und des zu bearbeitenden Gelenkes vor der Bearbeitung zeigt,

F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Ansicht, die die relativen Lagen des Gelenkes und des Werkzeugs beim Beginn des Umbördelns zeigt,

F i g. 7 eine der F i g. 6 entsprechende Ansicht, die die relativen Lagen des Werkzeugs und des Gelenkes in einem mittleren Stadium der Bearbeitung zeigt,

F i g. 8 eine der F i g. 7 entsprechende Ansicht, die die relativen Lagen des Werkzeugs und der Baugruppe nach dem Umbördeln zeigt,

F i g. 9 eine der F i g. 5 entsprechende Ansicht, die jedoch ein anderes Gelenk zeigt,

Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Ansicht, die die relativen Lagen des Werkzeugs und des Gelenkes nach dem Umbördeln zeigt, und

Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende Ansicht, die das Umbördeln bei einer weiteren Ausführungsform eines Gelenkes zeigt.

In den F i g. 1 bis 3 weist das Werkzeug 10 einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Kopf 11 mit einer in der Mitte ausgesparten flachen Oberseite 12 und einem konischen Mantel 13 auf, der sich vom Umfang bis zu einem Scheitel 14 erstreckt und eine konische Aussparung 15 (F i g. 5 bis 7) hat, die sich zu einer mittleren Bohrung 16 erstreckt, die vertikal

xo durch den Kopf 11 verläuft.

Die Oberseite 12 des Kopfes 11 hat eine zylindrische Aussparung 17 mit einem angesenkten oberen Ende 17 a größeren Durchmessers. Ein Kugellager 18 ist in der Aussparung 17 angeordnet.

Ein. Ansatz 19 ist auf das obere Ende des Kopfes Ii mittels Befestigungsschrauben 20 aufgesetzt und hat einen Führungsabschnitt 19 a, der in die Senkung 17 α des Kopfes eingesetzt ist.

Der Ansatz 19 hat einen Schaft 21, der in ein Futter 22 einer Bohrmaschine oder einer ähnlichen Antriebsspindel eingeschraubt ist. Ein auf den Schaft 21 aufgeschraubter Rändelring23 kann gegen das untere Ende des Futters 22 angezogen werden, um die vertikale Lage des Werkzeugs 10 an einer Bohrmaschine, einer Drehbank oder einer ähnlichen Maschine festzulegen.

Eine Kolbenstange 24 ist gleitend in der Bohrung 16 des Kopfes 11 angeordnet und wird von dem Innenlaufring des Lagers 18 getragen, so daß sich der Kopf frei um die Kolbenstange 24 drehen kann, ohne daß sich die Kolbenstange selbst dreht. Das obere Ende der Kolbenstange 24 ist in einen Kolben 25 eingeschraubt, der frei in einer Bohrung 26 des Ansatzes 19 angeordnet ist. Der Kolben 25 wird durch eine nicht gezeigte Betätigungsvorrichtung hin- und herbewegt, wie z. B. einen hydraulischen oder pneumatischen Antriebszylinder. Der Kolben 25 kann also auch federbelastet sein, um einen gewünschten Schub auf die Kolbenstange 24 auszuüben. Die KoI-benstange 24 hat ein hohles unteres Ende mit einem nach außen sich verbreiternden konischen Abschnitt 24 α, der sich zu einem zylindrischen Abschnitt 24 b erstreckt, der an einer Stirnseite 24 c in der Bohrung 16 endet. Das Ende des konischen Abschnittes 24 a mit kleinerem Durchmesser kann in die Aussparung 15 zurückgezogen werden, und das untere Ende des Abschnitts 24 α mit größerem Durchmesser ragt frei aus dem konischen Mantel 13 des Kopfes 11 heraus, um einen nach oben· sich erstreckenden Zapfen eines Gelenkes aufzunehmen.

Im hohlen, zylindrischen Abschnitt 24 6 der Kolbenstange 24 ist gleitend ein Kolben 27 gelagert. Der Kolben 27 weist einen am oberen Ende verschlossenen, vertikalen. Schlitz 27 a irr seinem Umfang auf, der einen Stift P aufnimmt, der sich vom zylindrischen Abschnitt 24 b erstreckt, um den oberen Abschnitt des Kolbens 27 in der hohlen zylindrischen Bohrung des Abschnitts 24 b festzuhalten und um das Zurückziehen, des unteren Endes des Kolbens 27 aus dem konischen Abschnitt 24 a zu ermöglichen. Eine Druckfeder S ist in der Bohrung des Abschnitts

24 a angeordnet und liegt gegen den Kolben 27 und die Stirnfläche 24 c an, um den Kolben zum konischen Abschnitt 24 α hin vorzuspannen.

Das Futter 22 dreht den Schaft 21, aber die Kolbenstange 24 dreht sich nicht mit, sondern ist frei in den Kopf 11 eingesetzt und kann durch den Kolben

25 axial verschoben werden. Der Kopf 11 weist drei

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zylindrische Bohrungen 28 auf, die um 120° gegen- wesentlichen halbkreisförmiges Profil hat. Die Schuleinander versetzt sind und sich vom konischen Man- ter 54 verläuft bis zu einem konischen Rand 56, der tel 13 aus nach oben in den Kopf hinein unter einem sich zur flachen Unterseite 57 der Rolle 36 hin erWinkel von vorzugsweise 45°, zur Drehachse des streckt. Der durch die Schultern 52 und 54 gebildete Kopfes 11 hin, erstrecken. Jede Bohrung 28 weist 5 Bördelabschnitt ist so angeordnet, daß die Schulter zwei zylindrische Einsenkungen 29 und 30 im offenen 52 radial über dem oberen Ende des Werkstücks anunteren Ende auf, die radiale Schultern 31, 32 bilden, geordnet werden kann, wobei sich die Schuller 54 Bolzen 33 haben Ansätze 34 mit verringertem Durch- koaxial um das Werkstück herum erstreckt und der messer, die mit Preßsitz in die Bohrungen 28 ein- Wulst 55 das Werkstück umgibt, wie es in F i g. 3 gesetzt sind, und Schultern 35, die an den Schultern io gezeigt ist.

31 der Einsenkungen 29 anliegen. Das Werkzeug 10 kann insbesondere Gelenke mit Die Bolzen33 ragen über den konischen Mantel 13 niedrigem Profil bearbeiten, die ein Gehäuse mit des Kopfes 11 hervor, um starre Achsen für Bördel- einem geschlossenen Boden und einem offenen rollen 36 zu bilden. Diese Bördelrollen 36 weisen oberen Ende haben, durch das sich ein Zapfen erzylindrische Bohrungen 37 auf, die sich von Einsen- 15 streckt. In den F i g. 1 und 3 ist das Werkzeug 10 kungen38 am oberen Ende bis zu konischen Bohrun- dargestellt, während es auf ein derartiges Gelenk eingen 39 mit geringerem Durchmesser erstrecken. wirkt.

Schultern 40 sind zwischen den Bohrungen 37 und Wie in F i g. 1 und 3 gezeigt ist, weist eine Halteden Einsenkungen 38 angeordnet und Schultern 41 rung 58 unter dem Werkzeug 30 eine becherförmige zwischen den Bohrungen 37 und den konischen Boh- 20 Aussparung 59 mit einer seitwärts sich erstreckenden rungen 39. Die konischen Bohrungen 39 verbreitern Aussparung 60 auf. Ein Gelenk 61 weist ein Gehäuse sich vom radialen inneren Umfang der Schultern 41 62, das in die Aussparung 59 eingesetzt ist, und einen aus. Eine Endkappe42 mit einem konischen Umfang, Schaft 63, der sich vom Gehäuse 62 aus erstreckt, der in die konische Bohrung 39 paßt, ist am Ende und teilweise in die Aussparung 60 eingesetzt ist, auf. jedes Bolzens 33 mittels einer Schraube 43 befestigt 25 Das Gehäuse 62 hat einen geschlossenen Boden und und dient zum· Festhalten der Rolle 36 auf ihrem ein offenes zylindrisches Ende 64, deren öffnung von Bolzen 33. einem im wesentlichen nach oben gerichteten zylin-Ein Wälzlager 44 ist in der Bohrung 37 jeder Rolle drischen Rand 65 umgeben ist. Die Bohrung 64 er-36 angeordnet, um die Rolle am Bolzen 33 drehbar streckt sich vom offenen Ende über eine bctrüchtzu lagern. 30 liehe Tiefe bis zu einer konischen Bohrung 66, die Ein Radiallager 45, wie z. B. ein Nadellager, ist in bis zu dem geschlossenen Boden des Gehäuses zujede Einsenkung 29 eingesetzt und liegt gegen die sammenläuft. Eine Kunststofflagerschale 67 ist in das Schulter 31 an. Gehäuse eingesetzt und nimmt einen Zapfen 68 mit

Eine Anzahl von gegeneinander anliegenden ge- Kopf 72 schwenkbar und drehbar auf.

wölbten Scheibenfedern ist zwischen dem Radiallager 35 Wie in F i g. 4 gezeigt ist, ist die Kunststofflager-

45 und der Schulter 40 jeder Rolle 36 angeordnet, schale 67 becherförmig und ist in die Bohrung 66

um die Rolle gegen die Endkappe 42 zu drücken und eingepreßt. Die Lagerschale 67 weist eine sphärische

im Abstand vom konischen Mantel 13 des Kopfes 11 Aussparung 69 auf, die in einer konischen Bohrung

zu halten·. 70 endet, die sich bis zu einem flachen Rand 71 an

Wie dargestellt, liegt eine erste Scheibenfeder 46 40 der Oberseite der Lagerschale 67 erstreckt, mit ihrem inneren Umfangsabschnilt am Lager 45 Der Zapfen 68 weist einen Kugelkopf 72 auf, der an und erstreckt sich radial nach außen und axial dicht passend in die sphärische Aussparung 69 der nach unten bis in die Einsenkung 30. Eine zweite Lagerschale 67 eingesetzt ist, und einen im wesent-Scheibenfeder 47 liegt mit ihrem äußeren Umfangs- liehen zylindrischen Zapfenabschnitt 73, der frei abschnitt am äußeren Umfangsabschnitt der Schei- 45 durch die Öffnung 70 hindurch und aus dem offenen benfeder 46 in dieser Einsenkung 30 an und verläuft Ende des Gehäuses herausragt. Der Zapfenabschnitt dann radial nach innen und axial nach unten. Eine 73 kann mit einem konischen Abschnitt 74 zur Aufdritte Scheibenfeder 48 berührt mit ihrem inneren nähme eines Auges und mit einem mit Außengewinde Umfangsabschnitt den inneren Umfangsabschnitt der versehenen Abschnitt 75 mit kleinerem Durchmesser Scheibenfeder 47 und erstreckt sich dann radial nach 50 versehen sein.

außen und axial nach unten und liegt gegen die Die sphärische Aussparung 69 der Lagerschale 67

Schulter 40 der Einsenkung 38 an. Die Scheiben- umgibt im wesentlichen den Kopf 72; die konische

federn wirken wie eine Schraubenfeder am Bolzen Bohrung 70 ermöglicht eine Schwenkbewegung des

33, um die Bördelrolle 36 von dem Kopf 11 fort- Zapfens in der Lagerschale. Der obere Rand 71 der zudrücken. Diese Scheibenfedern drehen sich mit der 55 Lagerschale 67 liegt innerhalb der zylindrischen Boh-

Bördelrolle, wobei diese Drehung durch Radiallager rung 64 des Gehäuses 62.

45 ermöglicht wird. Ein starres Halteelement 76, beispielsweise ein

Jede Bördelrolle 36 ist im wesentlichen konisch Haltering, sitzt locker in der zylindrischen Bohrung

ausgebildet und hat einen oberen konischen Ab- 64 und liegt auf dem oberen Rand 71 der Kunststoffschnitt 49, der von einer flachen Oberseite 51 bis zu 60 lagerschale 67 auf.

einem Rand 51 verläuft. Ein Bördelabschnitt ist in Die Art und Weise, in der das Werkzeug 10 auf

jeder Rolle neben diesem Rand 51 ausgebildet und das Gelenk 61 einwirkt, um dieses vorzuspannen und

weist eine Schulter 52, die sich vom Rand 51 bis zu um das Halteelement am Gehäuse zu befestigen, ist

einem Scheitel 53 erstreckt, und eine zweite nach in F i g. 5 bis 8 dargestellt.

außen gerichtete Schulter 54 auf, die sich von dem 65 In F i g. 5 ist das Werkzeug 10 in seiner Lage vor

Scheitel 53 aus unter einem Winkel von etwa 90° der Berührung mit dem Gelenk 61 gezeigt. In dieser

zur Schulter 52 erstreckt. Die Schulter 54 trägt einen Lage sind sowohl der Kolben 24 als auch die Bördel-

Umfangswulst 55 etwa in der Mitte, der ein im rolle 36 im Abstand vom Gelenk 61 angeordnet, so

daß dieses frei und unbelastet.ist. In diesem Zustand erstreckt sich die Lagerschale 67 mit ihrem flachen oberen Rand 71 in die zylindrische Bohrung 64 hinein, und der Haltering 76 sitzt locker in dieser Bohrung. Der Zapfen 73 ragt in das konische Ende 24 a der Stange 24 hinein, wird jedoch vom Kolben 27 noch nicht beaufschlagt. Die umbördelnde Schulter

52 der Rolle 36 liegt über dem zylindrischen Rand 65 des Gehäuses 62, und die umbördelnde Schulter

53 umfaßt diesen zylindrischen Rand 65.

Aus der Anfangslage (F i g. 5) wird das Werkzeug 10 in die in F i g. 6 gezeigte abgesenkt, in der die umbördelnde Schulter 54 den zylindrischen Rand 65 des Gehäuses umgibt und die Schulter 52 über dem oberen Rand des Gehäuses im Abstand liegt. In dieser Lage berührt der Zapfen 73 den Kolben 27, und die Feder S wird zusammengepreßt und drückt den Zapfenkopf nach innen gegen den Boden des Gehäuses 62, wodurch der Zapfen in seine richtige Lage eingesetzt wird. Die Anfangsbelastung des Zapfens 73 durch den Kolben 27 bewirkt, daß die Lagerschale 67 im Gehäuse 62 aufsitzt und der Spalt zwischen dem Gehäuse und der Lagerschale beseitigt wird, der in F i g. 5 angedeutet ist. Die konische Bohrung 66 des Gehäuses drückt die Lagerschale 67 zusammen und dicht um den Kopf 72, wie F i g. 6 zeigt.

Die Kolbenstange 24 wird dann abgesenkt, um den unteren Rand des konischen Abschnitts 24 a gegen die Halterung 76 zu bewegen, wie es in F i g. 3 gezeigt ist. Diese Belastung des Halterings 76 wird auf die Lagerschale 67 übertragen und bewirkt, daß der Haltering aus seiner aufliegenden Höhe (F i g. 6) bis zu einer Tiefe in die Bohrung 64 eingedrückt wird, die durch eine vorherbestimmte Vorbelastung, die für die Gelenkelemente erwünscht ist, bestimmt wird. Die Lagerschale selbst wird also zusammengepreßt, und die Lagerelemente werden mit den gewünschten Spannungsweiten vorbelastet.

Die Kolbenstange 24 wird betätigt, um die genaue Vorbelastung auf die Gelenkelemente auszuüben und erzeugt diese Vorbelastung unabhängig von erheblichen Einbautoleranzen der Elemente.

Wenn die gewünschte Vorbelastung auf die Gelenkelemente aufgebracht ist und diese ihre Lagen zur Aufrechterhaltung dieser Vorbelastung erreicht haben, wird das Werkzeug 10 dann gedreht und weiterhin aus der Lage (F i g. 6) in die Lage (F i g. 7) abgesenkt. Die Kolbenstange 24 wird jedoch nicht weiter abgesenkt, um die Vorbelastung zu erhöhen, wenn nicht eine solche Erhöhung erwünscht ist.

Wie in Fig.7 gezeigt, bildet der Wulst 55 eine Umfangsnut 77 um den zylindrischen Randabschnitt 65 des Gehäuses 62 herum aus, wobei die Schulter 54 mit diesem Wulst 55 zusammenarbeitet, um den zylindrischen Abschnitt 65 radial so zu verformen, daß die Bohrung 64 den Umfang des Halterings 76 fest umgreift. Mit anderen Worten, die anfängliche Einwirkung der Rollen 36 auf das Gehäuse 62 erzeugt eine radiale Verformung des Gehäuseabschnitts 65, bei der praktisch eine Halterungsnut für den äußeren Rand des Halterings 76 ausgebildet wird.

Nachdem der Gehäuserand radial nach innen verformt ist, um den Rand des Halterings 76 festzuklemmen, wird das Werkzeug 10 weiter in die in F i g. 8 dargestellte Lage abgesenkt, in der die radiale Verformung durch die umbördelnde Schulter 54 fortgesetzt wird und in der der Wulst 55 die Nut 77 vertieft, um das Metall des Gehäuseabschnitts 65 über beide Seiten des Halterings 76 zu drücken und eine Halterungsnut 78 für den Haltering zu formen. Die Schulter 52 wirkt auf den Rand des Gehäuses ein und verformt das Metall weiter, um einen Flansch 79 auszubilden, der die obere Seite des Halterings weiter übergreift als das radial verformte Metall die Unterseite.

Wenn der Kopf 11 des Werkzeugs nach unten bewegt wird, damit die drei Bördelrollen das offene

ίο Ende des Gehäuses 62 berühren, werden die Bördelrollen durch die Scheibenfedern gegen die Endkappen 42 an den Enden der Bolzen 33 gepreßt. Ein weiteres Absenken des Kopfes 11 bewegt dann die Rollen 36 näher zur Drehachse des Kopfes hin und in einen Bördeleingriff mit dem Umfang des Gehäuses, wie es in Fig.7 gezeigt ist. Auf diese Weise wird die Abwärtsbewegung der Rollen begrenzt, und sie bewegen sich auf den Bolzen 33 nach oben, wobei sie sich von den Endkappen 42 abheben, wie es in F i g. 7 gezeigt ist. Diese axiale Verschiebung der Rollen auf ihren Achsen wird durch Abflachen der konischen Scheibenfedern ermöglicht, wobei das Lager 44 auf der Achse verschiebbar ist.

Wenn dann der Kopf 11 aus der in F i g. 7 gezeig- ■ ten Lage weiter in die in F i g. 8 dargestellte abgesenkt wird, bewegen sich die Rollen 36 noch weiter auf den Achsen 33 nach oben.

Der Kopf 11 wird gedreht, um die drei Bördelrollen auf einer Umlaufbahn um die Drehachse des Kopfes zu bewegen. Jede Rolle kann sich um ihre eigene geneigte Achse drehen. Die Rollen drehen sich frei auf ihren bolzenförmigen Achsen und können sich auch axial auf diesen verschieben. Wenn die Rollen das Werkstück berühren, wird deren Abwärtsbewegung abgestoppt, und ein weiteres Absenken des Kopfes preßt die Achsbolzen weiter in die Rollen hinein. Da die Achsbolzen geneigt sind, wird der Radius des Umlaufs der Rollen veringert, wenn diese Achsbolzen durch die Rollen hindurchgepreßt werden oder wenn die Rollen sich auf den Achsbolzen nach oben bewegen, und eine radiale Preßkraft wird auf den Umfang des Werkstücks aufgebracht und bewirkt, daß der Umfang nach innen umgebördelt und dann auf den Haltering aufgewalzt wird. Die Rollen drehen sich durch Reibungsberührung mit dem feststehenden Werkstück, wenn der Kopf die schrägen Achsen für die Rollen in Umlauf setzt.

Der Neigungswinkel der Achsbolzen 33 ist wesentlich, um die Rollen von dem Werkstück fortzukippen und um einen mittleren Raum zur freien Aufnahme des hohlen konischen Endes der Kolbenstange zu schaffen, die ihrerseits den Zapfen des Werkstücks frei aufnimmt.

Die von dem Werkzeug 10 während des Umbördelns des Gehäuses geformte Nut 77 kann verwendet werden, um eine Manschette für das Gelenk

61 am Gehäuse 62 zu befestigen, wie es in F i g. 4 gezeigt ist. Wie dort dargestellt, umfaßt die Manschette 80, die aus Gummi oder einem ähnlichen Elastomer besteht, das obere Ende des becherförmigen Gehäuses

62 und hat einen inneren Wulst 81, der in die Nut 77 eingesetzt ist. Die Manschette hat auch eine öffnung 82 durch ihre gewölbte Oberseite hindurch, um den Zapfen dicht zu umfassen.

Das Werkzeug kann abgewandelt werden, wie es in F i g. 9 bis 11 gezeigt ist, um Verschlußscheiben in die offenen Enden von Gelenkgehäusen einzuwalzen. Das Werkzeug 10 α hat dieselben Elemente (F i g. 9

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bis 11) und arbeitet auf dieselbe Weise wie das Werkzeug 10, und einander entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Wie gezeigt, haben die Rollen 36 keine nutenformenden Wülste an ihren umbördelnden Schultern 52. Die Kolbenstange 24 im Werkzeug 10« hat kein hohles Ende und keine konische Verlängerung 24 a, sondern ein massives Ende, welches über den Scheitel 14 des Kopfel 11 hinausragt.

Das in Fig. 9 und 10 dargestellte Gelenk weist ein Gehäuse 84 mit offenen Enden und mit einem seitlich gerichteten Schaft 85 auf. Das Gehäuse hat eine zylindrische Bohrung 86, die sich von einer radialen Schulter 87 im Boden bis zu einer erweiterten Einsenkung 8 erstreckt, die durch das obere offene Ende des Gehäuses hindurchgeht. Eine runde Öffnung 89 mit kleinerem Durchmesser ist im Boden des Gehäuses vorgesehen. Eine mit Gummi ausgefütterte Lagerschale 90 ist in der Bohrung 86 in Anlage gegen die Schulter 87 angeordnet und weist eine zylindrische Hülse 91 mit einem nach außen gewölbten oberen Flansch 92, die von einer Hülse 93 aus Gummi oder anderem Elastomer umgeben ist, auf. Die Hülse 91 kann aus irgendeinem geeigneten Lagermaterial, wie z. B. Metall, Kunststoff od. dgl. hergestellt und geschlitzt sein, so daß sie unter der Belastung auf der Hülse 93 zusammengezogen wird.

Ein Zapfen 94 hat einen zylindrischen Schaft 95, der sich durch die Hülse 91 hindurcherstreckt, und einen Kopf 96, der über dem Flansch 92 liegt und eine abgerundete mittlere Wölbung 97 aufweist. Eine Verschlußplatte 98 verschließt das offene obere Ende des Gehäuses 84 und hat einen gewölbten mittleren Abschnitt 99, der eine Aussparung für die Wölbung 97 des Kopfes 96 bildet.

Wie in F i g. 9 gezeigt, haben die Elemente im Gehäuse 84 eine derartige Einbauhöhe, daß die Verschlußscheibe 98 gerade innerhalb des offenen oberen Endes des Gehäuses liegt. Die Verschlußscheibe 98 paßt frei in die Einsenkung 88 und liegt auf der Wölbung 97 des Kopfes auf.

Um die genaue Vorbelastung auf die Elemente im Gehäuse 83 aufzubringen, wird die Stange 24 nach unten gegen die Wölbung 99 der Verschlußscheibe 98 gepreßt, wobei sie den Zapfen weiter in das Gehäuse hineinpreßt und die elastomerische Hülse 93 axial belastet. Wenn die gewünschte Vorbelastung auf das Gelenk aufgebracht ist, wird der Kopf 11 abgesenkt, um die Rollen 36 des Werkzeugs 10 α in Eingriff mit dem nach oben ragenden zylindrischen Endabschnitt des Gehäuses 84 zu bringen, der die Einsenkung 88 umgibt. Dann wird der Randabschnitt radial verformt, um die Wand der Einsenkung 88 fest um den Umfang der Verschlußscheibe 98 umzubördeln und um eine Halterungsnut zu bilden, die die Verschlußscheibe festhält. Da das offene Ende des Gehäuses durch die Scheibe 98 vollständig verschlossen ist, besteht keine Notwendigkeit, eine Nut zum Aufnehmen einer Manschette um den Umfang des Gehäuses herum einzuwalzen.

Das Gelenk 83 wird in eine Halterungsvorrichtung 58 a unter dem Werkzeug 10a eingesetzt, und der Gelenkschaft 95 erstreckt sich frei durch eine mittlere Öffnung in dieser Haltevorrichtung, statt sich nach oben zu erstrecken, wie in F i g. 1 und 3.

In Fig. 11 hat das Werkstück 100 die Form eines Kugelgelenks mit einem oben offenen, becherförmigen Gehäuse 101 mit Umfangsflansch 102 und einem nach oben gerichteten zylindrischen Randabschnitt 103 oberhalb dieses Flansches. Das Gehäuse 101 trägt eine Lagerschale 104. die den Kopf 105 eines Zapfens 106 aufnimmt, der einen zylindrischen Schaft 107 hat, der sich durch eine Öffnung 108 im Boden, des Gehäuses hindurcherstreckt.

Der Kopf 105 hat einen abgerundeten Abschnitt 105«, der vom mittleren Abschnitt des flachen Endes 1056 hervorragt. Eine Haltescheibe 109 ist in dem Gehäuse über dem Kopf 105 λ angebracht und wird gegen diesen mittels einer Schraubenfeder 110 gepreßt. Eine Verschlußscheibe 111, die in das offene obere Ende des Gehäuses durch die Kolbenstange 24 eingepreßt wird, drückt die Feder 110 zusammen, um die gewünschte Vorbelastung auf die Gelenkelemente im Gehäuse auszuüben. Wenn die Verschlußscheibe 111 in das Gehäuse bis zu einer ausreichenden Tiefe eingepreßt worden ist, um die Feder 110 zusammenzupressen und auf diese Weise die gewünschte Vorlast auf die Gelenkelemente auszuüben, wird der Werkzeugkopf 11 abgesenkt und bringt die Rollen 36 in Eingriff mit dem zylindrischen Randabschnitt 103 des Gehäuses. Dann wird der Randabschnitt zuerst radial eingepreßt, und als nächstes wird das Metall des Randabschnitts umgebördelt, um eine Halterungsnut zu formen, die den Umfang dieser Verschlußscheibe fest einklemmt. Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß der Flansch 102 des Gelenkgehäuses 101 das Umbördeln nicht stört, da der Neigungswinkel der Rollen 36 zusammen mit dem konischen Rand 56 der Rollen ausreicht, um die Rolle von dem Flansch während des Umbördelns entfernt zu halten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentatisprüche:

1. Verfahren zum Zusammenbau eines Gelenkes, insbesondere eines Kugelgelenkes, mit einem Gehäuse, das wenigstens ein offenes Ende hat, und eine Lagerschale, die einen Zapfen mit Kopf umgibt, aufnimmt, und mit einem Halteelement, das gegen die Lagerschale oder den Kopf anliegt und vom umgebördelten Ende des Gehäuses gehalten und auf das beim Umbördeln ein Vorspannungsdruck ausgeübt wird, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein in einer Bohrung (64) des Gehäuses (62) locker sitzendes Halteelement (76) gegen die Lagerschale (67) oder ein in einer Bohrung des Gehäuses (84, 101) locker sitzendes Halteelement (99, 111) gegen den Kopf (96, 105 a) zur Entwicklung des Vorspannungsdruckes gepreßt wird, daß eine radiale Preßkraft auf das Gehäuse ausgeübt wird, um das Gehäusematerial um den äußeren Rand des eingepreßten Halteelementes (76, 99, 111) derart herumzudrücken, daß im Gehäuse eine Halterungsnut (78) für diesen Rand ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Umbördein des Gehäuses eine Dichtungsaufnahme-Umfangsnut (77) in den Umfang des Gehäuses (62) eingewalzt wird.

3. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, mit einem Schaft zum Anschluß an eine Anschlußspindel an eine Werkzeugmaschine, und mit einem Kopf, an dem Bördelrollen auf Achsbolzen drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsbolzen (33) im gleichen Abstand voneinander und unter einem Winkel zur Drehachse der Antriebsspindel nach unten gerichtet am Kopf (11) befestigt sind, daß die Rollen (36) auf den Achsbolzen (33) verschiebbar und gegen den Kopf (11) federnd abgestützt sind und Umbördelschultern. (52, 54) aufweisen, daß sich eine Vorbelastungskoibenstange (24) drehbar durch den Kopf (11) hindurcherstreckt und daß eine Einrichtung zum Bewegen des Kopfes (11) gegen das Gehäuse (62) und von diesem fort vorgesehen ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch erhöhte Wülste (55) an den Rollen (36) zum Ausbilden von Nuten (77) an der Außenseite des Gehäuses (62).

5. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (36) zylindrische Aussparungen (37) aufweisen, die Antifriktionslager (44) tragen, die auf den Achsbolzen (33) verschiebbar sind.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Kolbenstange (24) eine Gelenkzapfenaufnahmebohrung (24 fl, b, c) aufweist, in der eine Vorspannfeder (S) angeordnet ist.

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