DE202007013261U1

DE202007013261U1 - Vorrichtung zum festen Verbinden zweier Konstruktionselemente durch Fressen

Info

Publication number: DE202007013261U1
Application number: DE200720013261
Authority: DE
Original assignee: Wirsich Konrad Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Wirsich Konrad Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2017-09-21

Abstract

Vorrichtung (30) zum festen Verbinden zweier Konstruktionselemente (10, 12), die eine enge gegenseitige Passform aufweisen,
– mit einer ersten Halteeinrichtung (32) für das eine Konstruktionselement (10, 12),
– mit einer zweiten Halteeinrichtung (34) für das andere Konstruktionselement (10, 12), wobei
– beide Halteeinrichtungen (32, 34) so angeordnet sind, dass beide Konstruktionselemente im Bereich der gemeinsamen Passform ineinander steckbar sind, und
– beide Halteeinrichtungen (32, 34) relativ zueinander so bewegbar sind, dass eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Konstruktionselemente
durch Fressen herstellbar ist,
– dadurch gekennzeichnet, dass
– eine Protokoll- und Auswerteinrichtung (50) vorhanden ist sowohl zum Protokollieren von zeit- und/oder wegabhängigen Datenwerten und/oder Veränderungen solcher Datenwerte im Zusammenhang mit Linear- und Rotationsbewegungen der Halteeinrichtungen (32, 34) als auch zum Auswerten von protokollierten Werten derart, dass
– eine Fressverbindung als GUT feststellbar ist, wenn die protokollierten jeweiligen Datenwerte zwischen vorgebbaren jeweils minimalen und maximalen...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der erkannt werden kann, dass zwei, eine enge gegenseitige Passung aufweisende Konstruktionselemente, die durch einen Fressvorgang fest miteinander verbunden werden sollen, auch eine solche tatsächliche feste Fressverbindung eingegangen sind.
Die verschiedenartigsten Anwendungsfälle können es erforderlich machen, zwei Konstruktionselemente, wie beispielsweise ein aus zwei Teilen zusammengefügtes Schaltzahnrad oder Parksperrenräder mit den dazugehörigen Funktionselementen ausreichend fest miteinander zu verbinden, damit zwischen ihnen die jeweils erforderliche Drehmoment- und Kraftübertragung erfolgen kann.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 101 53 653 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum festen Verbinden zweier Konstruktionselemente bekannt, das das Fressen aneinandergefügter Konstruktionselemente zum Verbinden derselben nutzt. Der Fressvorgang wird dabei durch relatives Bewegen der beiden ineinander gefügten Konstruktionselemente bewirkt. Es hat sich herausgestellt, dass anscheinend fest miteinander verbundene Konstruktionselemente sich plötzlich ungewollt wieder voneinander lösen können. Dieses ungewollte Lösen der Verbindung tritt unabhängig von den auf die Konstruktionselemente einwirkenden Kräften, insbesondere Rotationskräften auf. Das Feststellen einer anscheinend festen Verbindung reicht offensichtlich nicht aus, um auch eine bleibende feste Fressverbindung feststellen zu können.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den mittels Fressen hergestellten Verbindungsvorgang zweier Konstruktionselemente so zu gestalten, dass mit Sicherheit festgestellt werden kann, ob eine bleibende feste Fressverbindung tatsächlich noch eingetreten ist oder nicht.
Die Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich daran anschließenden weiteren Ansprüchen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung, die zum Verbinden jeweils zweier Konstruktionselemente benutzt wird, und mittels der die beiden Konstruktionselemente linear ineinander gefügt und anschließend gegenseitig in Rotation versetzt werden, die bei diesen Linear- und Rotationsbewegungen auftretenden Datenwerte feststellt und dass nur dann, wenn diese Datenwerte in einem vorgegebenen Datenbereich liegen, die Fressverbindung als GUT festgestellt wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass durch das Fressverfahren erreichte maximale Drehmomentwerte, die von den zwei verbundenen Konstruktionselementen aufgenommen werden können, nicht in jedem Fall eine bleibende feste Fressverbindung kennzeichnen. Die Erfindung basiert daher auf der Erkenntnis, dass der Fressverlauf und die dabei bei der linearen Rotationsbewegung der Konstruktionselemente auftretenden Weg- und Kraftwerte einen bestimmten Verlauf nehmen müssen, damit eine bleibende feste Fressverbindung entstehen kann.
Solche Kraft- oder Belastungswerte, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftreten und von dieser auf die Konstruktionselemente übertragen werden, können auch Belastungswerte des Fügedruckes sein, die beim Ineinanderstecken der beiden Konstruktionselemente zeit- und/oder wegabhängig auftreten. Solche Werte können aber auch durch den Verlauf der Drehmomentbelastung gekennzeichnet sein. Ein zu langsames oder zu schnelles Anwachsen der von den Konstruktionselementen während des Fressvorganges aufzunehmenden Drehmomentbelastung beziehungsweise die Drehmomentbelastung, die in der Vorrichtung auftritt, um die beiden Konstruktionselemente in rotative Bewegung zu versetzen, muss sich in einem bestimmten Drehmomentfenster bewegen. Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftretenden Kraft- und Belastungswerte werden also zeit- und/oder wegabhängig festgestellt, protokolliert und nur dann wenn sich diese Werte in einem vorgegebenen Wertefenster bewegen, können die auf Basis dieser Werte fest miteinander verbundenen Konstruktionselemente als GUT Verbindungsteile gewertet werden. Die Wertefenster sind dabei auf die einzelnen Belastungsarten wie lineare Fügegeschwindigkeit, Fügedruck, Rotationsgeschwindigkeit, Anzahl der vollständigen Rotationsumdrehungen, Anstieg und Verlauf der Drehmomentbelastung und dergleichen Wege- und Belastungswerte abgestimmt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den Ansprüchen ferner angegebenen Merkmalen sowie dem nachstehenden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein aus zwei Teilen bestehendes Schaltzahnrad eines Schaltgetriebes,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der ganz allgemein zwei Konstruktionselemente, wie im vorliegenden Fall die in 1 dargestellten beiden Teile eines Schaltzahnrades, mittels der Technologie des Fressens fest verbunden werden können.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein Konstruktionselement des Maschinenbaus in Form eines Kupplungskörpers 10 eines Schaltgetriebes steckt zentrisch auf einem Zahnrad 12. Beide Teile 10, 12 haben eine gemeinsame Lenkachse 14.
Die beiden Zahnräder 10, 12 haben eine gemeinsame enge gegenseitige Passform 16. Im Bereich dieser Passform 16 sind die beiden Teile 10, 12 durch Fressen fest miteinander verbunden.
Der Fressvorgang erfolgt mit der in 2 dargestellten Vorrichtung 30. Die Vorrichtung 30 besitzt eine auf einem Gestell montierte linke Halteeinrichtung 32 und rechte Halteeinrichtung 34 mit einer linken Aufnahme 36 beziehungsweise rechten Aufnahme 38 zum ausreichenden festen Halten von zwei, den beiden Konstruktionselemente 10, 12 der 1 vergleichbaren ähnlichen Konstruktionselementen 10, 12. Die beiden Aufnahmen 36, 38 können im vorliegenden Fall in eine Linearbewegung 40 beziehungsweise 42 parallel zur Längsachse 14 und darüber hinaus in eine Rotationsbewegung 44 beziehungsweise 46 um die Längsachse 14 herum mittels in den jeweiligen Halteeinrichtungen 32, 34 vorhandener motorischer Antriebe versetzt werden. Die Linearbewegungen 40, 42 sind längs der gemeinsamen Längsachse 14 und die Rotationsbewegungen 44, 46 um besagte Längsachse 14 ausgerichtet. Die Linearbewegungen 40, 42 und die Rotationsbewegungen 44, 46 können in beiden jeweiligen Richtungen erfolgen. Die Bewegungen können pulsierend und/oder mit ansteigender Kraft auf die beiden Konstruktionselemente 10, 12 einwirken.
Die während des Fressvorganges auftretenden Wege- und Kraft- beziehungsweise Belastungsgrößen werden durch eine Protokoll- und Auswerteinrichtung 50 registriert, protokolliert und ausgewertet. Diese Protokoll- und Auswerteinrichtung 50 ist über Datenleitungen 52, 54 mit den Antriebs- und Steuerungseinrichtungen für die beiden Halteeinrichtungen 32, 34 verbunden. Diese Wege- und Belastungsgrößen werden bei den Linearbewegungen 40, 42 ermittelt. Sie können die Geschwindigkeit dieser Linearbewegungen 40, 42 und die die Geschwindigkeitszu- oder -abnahmen pro Zeiteinheit und die Absolutwerte der zurückgelegten maximalen Linearbewegung berücksichtigen. Diese Linearbewegungen 40, 42 hängen eng mit dem Fügedruck zusammen, mit der die beiden Teile in Linearrichtung ineinander gefügt werden. Dieser Fügedruck darf nicht zu klein werden, dann kann ein Fressen nicht statt finden, und darf auch nicht zu groß auftreten.
Wege- und Belastungsgrößen können auch in Zusammenhang mit der Rotationsbewegung ermittelt und ausgewertet werden. So kann das Anwachsen der bei der Rotationsbewegung 44, 46 auftretenden Drehmomentbelastung bei den Halteeinrichtungen 32, 34 auch dazu benutzt werden, ein exaktes Fressen festzustellen. Es kann auch die Anzahl der vollständigen Rotationen um die Achse 14 festgestellt werden, bis die Drehmomentbelastung sich einem vorgegebenen Datenwert ausreichend angenähert hat. Die Anzahl der vollständigen Rotationen darf nicht zu groß werden. Ein zu zahlreiches und auch geschwindigkeitsmäßig zu großes Rotieren der beiden Konstruktionselemente 10, 12 verhindert ein erfolgreiches Fressen dieser beiden Konstruktionselemente.
Die von der Protokoll- und Auswerteinrichtung 50 protokollierten und ausgewerteten Datenwerte können auf einem Bildschirm oder mittels eines entsprechenden Ausdruckes sichtbar gemacht werden. Sie können zusätzlich auch einer weiteren Be- oder Verarbeitung wie auch einem Speichermedium zugeführt werden.
Die Protokoll- und Auswerteinrichtung 50 kann auch zum Markieren der Konstruktionselemente mit denselben kennzeichnenden Markierungen benutzt werden. So können von der Protokoll- und Auswerteinrichtung 50 nicht nur Datenwerte sondern auch solche Markierungslabels oder dergleichen ausgedruckt und dann ausgeworfen werden. Solche Markierungswerte können auch von der Protokoll- und Auswerteinrichtung 50 einem in der Zeichnung nicht dargestellten Druckwerk zur Verfügung gestellt werden, damit dann von demselben entsprechende Labels ausgedruckt werden. Es ist auch möglich, eine Prägeeinrichtung vorzusehen, die die von der Protokoll- und Auswerteinrichtung zur Verfügung gestellten Markierungswerte auf die zusammengefügten Teile 10, 12 aufprägt oder die andere im Stand der Technik an sich bekannten Markierungsverfahren dabei verwendet.
Um die nach dem Verlassen der Vorrichtung vorhandenen, fest miteinander verbundenen Teile 10, 12 auch als solche GUT Teile zu erkennen, werden alle Konstruktionselemente mit einer sie kennzeichnenden Markierung versehen. Die als GUT Verbindung jeweils erkannten Konstruktionselemente werden mit einer voneinander unterschiedlichen, individuellen Markierung versehen. Damit können die protokollierten Datenwerte, die bei den einzelnen Verbindungsvorgängen hergestellt worden sind, den individuellen Konstruktionselementen auch beliebig später noch zugeordnet werden. Alle als nicht GUT Verbindung erkannten Konstruktionselemente können mit einer, eine solche nicht GUT Verbindung kennzeichnenden, identischen Markierung versehen werden.
Die Konstruktionselemente 10, 12 können insbesondere auch eine gehärtete Oberfläche besitzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10153653 A [0003]

Claims

Vorrichtung (30) zum festen Verbinden zweier Konstruktionselemente (10, 12), die eine enge gegenseitige Passform aufweisen, – mit einer ersten Halteeinrichtung (32) für das eine Konstruktionselement (10, 12), – mit einer zweiten Halteeinrichtung (34) für das andere Konstruktionselement (10, 12), wobei – beide Halteeinrichtungen (32, 34) so angeordnet sind, dass beide Konstruktionselemente im Bereich der gemeinsamen Passform ineinander steckbar sind, und – beide Halteeinrichtungen (32, 34) relativ zueinander so bewegbar sind, dass eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Konstruktionselemente durch Fressen herstellbar ist, – dadurch gekennzeichnet, dass – eine Protokoll- und Auswerteinrichtung (50) vorhanden ist sowohl zum Protokollieren von zeit- und/oder wegabhängigen Datenwerten und/oder Veränderungen solcher Datenwerte im Zusammenhang mit Linear- und Rotationsbewegungen der Halteeinrichtungen (32, 34) als auch zum Auswerten von protokollierten Werten derart, dass – eine Fressverbindung als GUT feststellbar ist, wenn die protokollierten jeweiligen Datenwerte zwischen vorgebbaren jeweils minimalen und maximalen Datenwerten liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, – dadurch gekennzeichnet, dass – zeit- und/oder wegabhängige Datenwerte und/oder Veränderungen solcher Datenwerte des beim Ineinanderstecken der beiden Konstruktionselemente (10, 12) auftretenden Fügedruckes protokollierbar und auswertbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – zeit- und/oder wegabhängige Datenwerte und/oder Veränderungen solcher Datenwerte der Drehmomentbelastung der Halteeinrichtungen (32, 34) protokollierbar und auswertbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – eine Markierungseinrichtung vorhanden ist zum Kennzeichnen aller von der Vorrichtung (30) bearbeiteten Konstruktionselemente (10, 12), – die als GUT Verbindungen jeweils erkannten Konstruktionselemente (10, 12) mit einer voneinander unterschiedlichen, individuellen Markierung versehbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, – dadurch gekennzeichnet, dass – alle als nicht GUT Verbindungen erkannte Konstruktionselemente (10, 12) mit einer identischen Markierung versehbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – dadurch gekennzeichnet, dass – die beiden Konstruktionselemente (10, 12) eine gehärtete Oberfläche besitzen.