DE2619181A1

DE2619181A1 - Vorrichtung zum kaltvernieten von praezisionsteilen

Info

Publication number: DE2619181A1
Application number: DE19762619181
Authority: DE
Inventors: Karl Thurn
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2619181C2

Description

Vorrichtung zum Kaltvernieten von Präzisionsteilen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kaltvernieten von Präzisiocsteilen, insbesondere von Käfigen fUr Wälzlager, mit einem um seine Längsachse umlaufenden und in Richtung seiner Achse kurzhUbig hin- und herbewegbaren Döpper.
Es sind bereits derartige Vorrichtungen zur Kaltvernietung von Werkstücken bekannt, bei welchen Döpperdrehzahl und Nietfrequenz synchron laufen. Diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sich zu große Schlagabstände auf dem Nietkopf ergeben, die zu unrunden Köpfen, Rissen im Nietkopf und unsauberen Nietkopfoberflächen fUhren. Da bei diesen bekannten Nietvorrichtungen ferner die Kraft vom Antriebsexzenter ueber elastische Übertragungselemente auf die Döpperpinole uebertragen wird, ergeben sich Döpperschläge mit unterschiedlicher Intensität. Diese ungleiche Schlagstärke während eines Umlaufes führt ebenfalls zu unrunden Nietköpfen und zu einem Versatz zwischen dem Nietkopf und dem Schaft durch Wegfließen des zu vernietenden tiberstandes nach einer Seite. Jeder dieser Fehler führt bei Präzisionskäfigen fUr Wälzlager zu Ausschuß, weil eine Demontage ohne eine Beschädigung des Käfigs nicht m%lich ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Nietvorrichtung der oben heschriebenen Art zu schaffen, mit der eine gute Nietkopfqualität erzielt wird, wobei der Nietschaft zentrisch zum Nietkopf angeordnet ist und die zum Vernieten von Nieten aus verschiedenen Werkstoffen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahl des Döppers stufenlos und unabhängig von der ebenfalls stufenlos veränderbaren Nietfrequenz regelbar ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Döpper der Nietvorrichturgin der dem zu vernietenden WerkstUck zugekehrten Stirnfläche eine quer zur Achsrichtung verlaufende, halbzylindrische Ausnehmung mit einem der Kriknmung des Schließkopfes entsprechenden Radius auf. Ferner erfolgt bei der erfindungsgemäßen Mietvorrichtung eine steuerbare Zustellung des Döppers z.B. durch einen Schrittmotor, der über ein Schneckenrad oder dgl. auf ein Mikrogewinde einer Spindel wirkt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind.
Es zeigen: Fig. 1 die untere Hälfte der Seitenansicht der erfindungsgemäßen Nietvorrichtung, Fig. 2 die obere Hälfte der Seitenansicht, Fig. 3 die untere Xålfte der Vorderansicht der Nietvorrichtung gemäß Figur 1, Fig. 4 die obere Hälfte der Vorderansicht, Fig. 5 ein Zentralnietwerkzeug fUr die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Nietvorrichtung.
Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Nietvorrichtung dient zur Kaltvernietung von Präzisionskäfigen fUr Wälzlager. Die Nietvorrichtung besteht aus einem Maschinenständer 1, der Aufnahmevorrichtung 2 fUr den Gegenhalter 3 und die Lagerauflage 4, der Fiihrung 5 für die Antriebsspindel 6 und der Halterung 7 für die Antriebsspindel 6.
Die mit der Grundplatte 8 verschraubte Aufnahmevorrichtung 2 für den Gegenhalter 3 ist auf zwei kreuzweise Ubereinander angeordneten Schlitten 9 befestigt, so daß mittels Handräder 10, 11 eine Verstellung in zwei Koordinaten und damit eine Kompensation der Nietlochschieflage möglich ist. Der zylindrische Ansatz 12 der Aufnahmevorrichtung 2 dient als Ffihrung flir die in vertikaler Richtung verstellbare Lagerauflage 4, die in ihrer Wdhenlage arretiert werden kann. Die Antriebsspindel 6 fUr den in einer ffewindebohrung 13 eingeschraubten und in einer kegeligen Aufnahmebehrung 14 festgelegten Döpper 15 ist axial verschiebbar in einer Kugelfubrung 16 gelagert, die aus einer Laufbuchse 17 und den in einem Icafig angeordneten Kugeln 18 besteht. Die Laufbuchse 17 befindet sich in der Bohrung eines Gehäuses 19, das mit dem Maschinenständer 1 durch Schrauben 20 verbunden ist. Das dem Döpper 15 abgewandte Ende der Antriebsspindel 6 weist einen Einsatz 21 mit einer kalottenförmigen Ausnahrung auf, in die der Kugelkopf 22 der Exzenter-Antriebsstange 23 eingreift. Der Kugelkopf 22 wird in der Ausnehmung des Einsatzes 21 durch einen Deckel 24 gehalten, der mit der Antriebsspindel 6 verschraubt ist.
Die itt de Kugelkopf 22 verbundene Exzenter-Antriebsstange 23 weist ein Gewinde 25 auf und greift in die Gewindebohrung eines Stangenkopfes 26 ein, der auf dem exzentrisohen Absatz der Exzenter-Antriebswelle 27 angeordnet ist. Durch Hinein- bzw. Herausdrehen der Exzenter-Antriebsstange 23 wird eine Tiefenregulierung des Döppers 15 erzielt. Die Lager zur Aufnahme der Exzenter-Antriebswelle 27 befinden sich in einem GehRuseteil 28, das einstückig mit einer Gewindespindel 29 verbunden ist.
Der Hub des Döppers 15 richtet sich nach der Exzentrizität des auf der Antriebsuefle 27 angeordneten Exzenters 30 und kann durch Austausch des Exzenters 30 serandert werden.
Die mit einem Mikrogewinde versehene Gewinde Spindel 29 wird in einem am Maschinenständer 1 befestigten 5ehEuse 31 am Mitdrehen gehindert und durch ein auf dem Mikrogewinde angeordnetes Schneckenrad 32, das von einem Schrittmotor (nicht gezeichnet) angetrieben wird, in vertikaler Richtung verschoben und der Döpper 15 Uber die Antriebsspindel 6 zugestellt. Durch diese Mikrozustellung des Döppers 15 wird ein maximaler Materialfluß beim Vernieten von Sondermaterialien, z.B. Messing und Kupfer, erzielt. Ferner dient diese Nikrozustellung des Döppers auch zur Kompensation der Breitenschwankung der zu vernietenden Kåfigteile 3 Der Schrittmotor wird durch ein Fußpedal (nicht gezeichnet) betätigt, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, während des Nietens noch kleinere Korrekturen mit der Hand vorzunehmen. Die Antriebsspindel 6 führt neben einer Hubbewegung auch eine Drehbewegung aus, die über einen Riemen (nicht gezeichnet) und eine Riemenscheibe 34 auf die Spindel 6 übertragen wird.
Der Antrieb der Spindel 6 erfolgt stufenlos mit vorzugsweise 32 bis 98 UJminunabhängig von der Nietfrequenz, d.h. von der Anzahl der Umdrehungen der Exzenter-Antriebswelle 27. Um eine maximale Nietkopfqualität zu erreichen, wird ferner auch die Nietfrequenz stufenlos geregelt. Hierbei erhält die Exzenter-Antriebswelle 27 vorzugsweise eine Drehzahl von 700 bis 1800 U}in.
Durch diese stufenlose Regelung der Döpperdrehzahl unabhängig von der Nietfrequenz sowie durch die stufenlose Regelung der Nietfrequenz selbst ergeben sich kleine Sohlagabstände auf dem Nietkopf und somit ein rißfreier Nietkopf mit einer sauberen Oberfläche. Erst durch diese erfindungs-Eße Vorrichtung werde es mUglieh, die verhältnismäßig teueren Xifigteile 33 ausschußfrei miteinander zu vernieten. Ein weiterer Vorteil ist, daß hierbei ein Döpper 15 mit einer kostengünstigen Form verwendet wird. In der Stirnfläche des Döppers 15 ist eine leicht herzustellende, quer zur Aehsrichtung verlaufende halbzylindrische Ausnehmung 35 mit einem der Kreuzung des Schließkopfes entsprechenden Radius vorgesehen.
In der Fig. 5 ist ein Zentralnietwerkzeug 36 dargestellt, das anstelle des j. den Fig. 1 bis 4 abgebildeten Döppers 15 in die Aufnahmebohrung 14 der Antriebsspindel 6 eingesetzt werden kann. Anstelle der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Aufnahmevorrichtung 2 ist die Aufnahmevorrichtung 37 auf die Grundplatte 8 aufgeschraubt. Mit dem Zentralnietwerkzeug 36 können alle Schließköpfe, z.B. eines Käfigs 38, gleichzeitig hergestellt werden.
Das Zentralnietwerkzeug 36 besteht aus einem oberen Gehäuseteil 39 und einem unteren Gehäuseteil 40, die mit einer zentralen Bohrung 41 versehen sind. In die zentrale Bohrung 41 ist ein Schraubenbolzen 42 eingesetzt, der in der Bohrung 14 der Antriebsspindel 6 angeordnet ist und die beiden Gehäuseteile 39, 40 miteinander verspannt. Das untere Gehäuseteil 40 weist Bohrungen 43 zur Aufnahme von Gleitbuchsen 44 auf, in denen die Aufnahmeteile 45 fUr die Döpper 46 drehbar gelagert sind. Die Fixierung der Döpper 46 an den Aufnahmeteilen 45 erfolgt Jeweils durch eine Zugfeder 47, die in Bohrungen 48 des Döppers 46 und eines im Kopf 49 des Aufnahmeteils 45 angeordneten Drehteils 50 eingreift. Die Döpper 46 liegen mit Vorspannung an den Stirnflächen 51 der Aufnahmeteile 45 an und können in radialer Richtung verschoben werden, so daß Teilungs- und Teilkreisfehler der Nietlöcher 52 ausgeglichen werden können. Der Antrieb der Döpper 46 erfolgt durch eine Riemenscheibe 53, die über ein Kugellager 54 mit dem unteren Gehäuseteil 40 verbunden ist und mit der Bohrungafläche 55 reibend an 0-Ringen 56 anliegt, die jeweils in einer ringförmigen Ausnehmung 57 am zylindrischen Kopf 49 des Aufnahmeteils 45 fUr den Ddpper 46 angeordnet sind. Die Aufnahmevorrichtung 37 fUr den zu vernietenden Käfig 38 ist aus einer Grundplatte 58, einer Teilscheibe 59, einem Zentrierstück 60 fUr den Käfig 38 und den Gegenhaltern 61 zusammengesetzt, die in Bohrungen 62 der Teilscheibe 59 angeordnet sind. Die Gegenhalter 61 können in horizontaler Richtung verschoben und zum Setzkopf 63 ausgerichtet werden.
Diese beschriebenen Ausftihrungsformen stellen nur Beispiele einer erfindungsgemäßen Nietvorrichtung dar. Xnderungen in der Konsbuktion der einzelnen Bauteile sind im Rahmen der Erfindung ohne weiteres denkbar. So ist es z.B. möglich, den Antrieb der Döpper fUr das Nietwerkzeug nicht, wie in der Figur 5 dargestellt, durch eine Riemenscheibe, sondern durch einen Riemen vorzunehmen, der um die Köpfe der Aufnahmeteile fUr die Döpper gelegt und angetrieben wird. Hierdurch ist es möglich, die Döpper mit ihren Aufnahmeteilen in einer Reihe hintereinander, im Dreieck usw. anzuordnen, so daß die versohiedensten Nietanordnungen in einem Arbeitsgang vernietet werden können.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1ietvorriohtung zum Kaltvernieten von Präzisionsteilen, insbesondere von tåfigen für Wälzlager, mit einem um seine Längsachse umlaufenden und in Richtung seiner Achse kurzhUbig hin- und herbewegbaren Döpper, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Döppers (15, 46) stufenlos und unabhängig von der ebenfalls stufenlos veränderbaren Nietfrequenz regelbar ist.
2. Nietvorriohtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Antriebsspindel (6) für den Döpper (15, 46) von 32 bis 98 U/min und die der Exzenter-Antriebswelle (27) für die hin-und hergehende Antriebsbewegung von 700 bis 1800 U/min regelbar ist.
3. Nietvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche des Döppers (15, 46) eine quer zur Achsrichtung verlaufende, halbzylindrische Ausnehmung (35) mit einem der Krümmung des Schließkopfes entsprechenden Radius vorgesehen ist.
4. Nietvorrlohtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung des Döppers (15, 46) z.B. durch einen Schrittmotor erfolgt, der über ein Schneckenrad (32) oder dgl. auf das Mikrogewinde einer Spindel (29) wirkt.
5. Nietvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter-Antriebsstange (23) auf der dem Döpper (15, 46) abgekehrten Seite ein Gewinde (25) aufweist, das in eine Gewindebohrung eines Stangenkopfes (26) eingreift und durch entsprechende Mittel in ihrer Lage fixiert ist,
6. Nietvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter-Antriebsstange (23) auf der dem Döpper (15, 46) zugewandten Seite einen Kugelkopf (22) besitzt, der in einem Einsatz (21) mit einer kalottenförmigen Ausnehmung gelagert ist.
7. Nietvorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (2) fUr den Gegenhalter (3) auf zwei kreuzweise Ubereinander angeordneten Schlitten (9) vorgesehen ist.
8. Nietvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (2) einen zylindrischen Ansatz (12) zur Aufnahme der vertikal verstellbaren Lagerauflage (4) besitzt.
9. Nietvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem mit der Antriebsspindel (6) verbundenen Gehäuse (39, 40) eine den Nietstellen entsprechende Zahl von Aufnahmeteilen (45) fUr die Döpper (46) drehbeweglich gelagert sind, die gemeinsam durch eine Riemenscheibe (53) oder dgl. angetrieben werden.
10. Nietvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeteile (45) fUr die Döpper (46) an den im Gehäuse (39, 40) angeordneten Enden einen zylindrischen Kopf (49) mit einer oder mehreren ringförmigen Ausnehmungen (57) aufweisen, in denen 0-Ringe (56), z.B. aus Kunststoff, angeordnet sind, die an der Bohrungsfläche (55) der am Gehäuse (40) gelagerten Riemenscheibe (53) oder dgl.

anliegen.
11. Nietvorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeteile (45) mit den Döppern (46) Jeweils durch eine Zugfeder (47) verbunden sind und die Döpper (46) radial verschiebbar an den Stlznflächen (51) der Aufnahmeteile (45) anliegen.
12. Nietvorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (37) für das zu vernietende Werkstück (38) aus einer Grundplatte (58), einer Teilscheibe (59), einem Zentrierstück (60) und den Gegenhaltern (61) besteht und letztere in Bohrungen (62) der Teilscheibe (59) in horizontaler Richtung verschiebbar angeordnet sind.