DE1627790C2 - Verfahren zum Zusammenbau eines Gelenkes und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens TRW Inc., Cleveland, Ohio (V.St.A.) - Google Patents
Verfahren zum Zusammenbau eines Gelenkes und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens TRW Inc., Cleveland, Ohio (V.St.A.)Info
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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
5 6
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)
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.
60
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET0033898 | 1967-05-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1627790C2 true DE1627790C2 (de) | 1976-07-01 |
Family
ID=
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