DE3602867C2

DE3602867C2 -

Info

Publication number: DE3602867C2
Application number: DE3602867A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rettig; Karl Dipl.-Ing. Dr. 5205 St Augustin De Weiss; Erich Dipl.-Ing. 5000 Koeln De Buss
Original assignee: Individual
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1990-04-26
Also published as: US4815187A; IT8605258A0; GB2186038B; US5008994A; DE3602867A1; JPS62246432A; GB2186038A; IT1216210B; FR2593731A1; ES2003949A6; BR8606460A; IT8607129V0; GB8702106D0; FR2593731B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage eines zweiten Bundes eines Faltenbalges auf einem Gelenkkörper bei fest ein- oder aufgespanntem ersten Bund des Faltenbalges auf einem mit dem Gelenkkörper verbundenen Wellenzapfen mit einer Halterungsvorrichtung für den Gelenkkörper, einer Spreizvorrichtung für den Bund des Faltenbalges mit einem Aufnahmebereich, dessen Querschnitt in einer ersten Stellen von einem Kreis umschrieben ist, dessen Durchmesser geringer als der Innendurchmesser des Bundes ist und dessen Querschnitt in einer zweiten Stellung von einem Kreis einbeschrieben ist, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Gelenkkörpers, einer Abstreifvorrichtung, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser der Spreizvorrichtung in der zweiten gespannten Stellung entspricht und die axial relativ gegenüber der Spreizvorrichtung verschiebbar ist, sowie einer Vorschubvorrichtung, die eine axiale Relativbewegung der Spreiz- und Abstreifvorrichtungen gegenüber der Halterungsvorrichtung für den Gelenkkörper bewirkt.

Faltenbälge dienen in der Regel der Abdichtung gelenkig miteinander verbundener Teile, insbesondere umlaufender Teile, die einen Winkel miteinander bilden. Die Bundebereiche des Faltenbalges sind dabei vorzugsweise unter Eigenspannung mit jeweils einem der Teile in vorgegebener Position, insbesondere in einer Ringnut, zur Anlage zu bringen.

Eine rationelle Fertigung von Gelenkwellen, die einbaufertig dem Kunden angeliefert werden sollen, erfordert einen hohen Grad der Automatisierung. Die Montage von Gelenkwellen erfolgt bisher weitgehend manuell, insbesondere das Anbringen der Faltenbälge ist hierbei als Schwachstelle anzusehen, die einem höheren Automatisierungsgrad entgegenstand. Bisher ist es üblich, den Faltenbalg mit seinem kleineren Durchmesser auf den entsprechenden Sitzbereich an der Welle aufzuschieben, anschließend die Welle mit dem fertigmontierten Gleichlaufgelenk zu verbinden und danach manuell die größere offene Seite des Faltenbalges über den äußeren Gelenkkörper zu ziehen. Diese rein mechanische Montage ist mühselig und zeitraubend, da ein axialer Zugriff bei einem Anliegen des Faltenbalgs stirnseitig am Gelenkträger unmöglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung vorzuschlagen, die bei bereits montiertem ersten Bund eines Faltenbalgs eine automatisierte Montage des zweiten Bunds des Faltenbalgs ermöglicht und gegenüber der üblichen manuellen Montage der Faltenbälge eine deutliche Verbesserung darstellt.

Die Lösung hierfür liegt in einer Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches.

Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist eine Vorschubvorrichtung, die eine axiale Relativbewegung zwischen einer Halterungsvorrichtung für den Wellenkörper einerseits und verschiedenen Manipuliervorrichtungen für den Faltenbalg andererseits ermöglicht. In der Regel wird die damit durchzuführende Montage dabei so ablaufen, daß die Gelenkwelle axial fest eingespannt ist und getaktet senkrecht zur Achsrichtung in eine Montagestation mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschoben wird und daß in dieser Montagestation die genannten Manipuliervorrichtungen insgesamt gegenüber der festgehaltenen Welle und in verschiedenen Verfahrensschritten relativ zueinander verschoben werden. Selbstverständlich ist auch die Umkehr in der Weise möglich, daß anstelle einer der Manipuliervorrichtungen die Halterungsvorrichtung für den Wellenkörper axial verschiebbar ist. Zur Anpassung an verschiedene Wellenformen bzw. Faltenbalglängen ist die Vorschubvorrichtung in günstiger Weise numerisch steuerbar. In günstiger Weise sind dabei sämtliche Manipuliervorrichtungen an einem Gestell oder Schlitten angeordnet, der mit dem axial verschieblichen Teil der Vorschubvorrichtung verbunden ist, wobei die Verbindung beispielsweise zur schnellen Umrüstung auf einen anderen Faltenbalg- oder Gelenktyp über eine Schnellkupplung lösbar sein kann. Der Vorteil dieser Vorrichtung liegt unter anderem darin, daß mit wenigen Stellantrieben komplexe Bewegungsabläufe in einfacher Weise dargestellt werden können. In besonders günstiger Weise sind ausschließlich Stellantriebe in koaxialer Anordnung vorgesehen, wodurch eine kompakte Bauweise möglich ist. Sofern Stellantriebe in radialer Anordnung zur Verstellung einer Greifvorrichtung und einer Spreizvorrichtung vorgesehen sind, sind sie bevorzugt jeweils mit Paaren der Betätigungselemente verbunden. Als Stellantriebe sind in der Regel Pneumatikzylinder vorgesehen, die hohe Betätigungsgeschwindigkeiten ermöglichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerordentlich einfach konstruiert und beinhaltet als bewegliche Teile ausschließlich Geradführungen und Gelenkhebel.

Zum leichteren Verständnis wird die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die damit durchführbare Montage anhand der Darstellungen erläutert. Es zeigen hierbei

Fig. 1, 2b, 5 eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art in verschiedenen Montagestellungen im Längsschnitt

Fig. 2a, 3a, 3b, 4 eine Vorrichtung nach den Fig. 1, 2b, 5 in verschiedenen Querschnitten.

In den Fig. 1 bis 5 ist ein Gestell 21 dargestellt, das im wesentlichen aus einer hinteren Grundplatte 22, einer vorderen Grundplatte 23, einem oberen Längsträger 25 sowie mehreren Führungsstangen 26 besteht. Mittels einer Halterung 27 kann das Gestell 21 mit dem axial verschieblichen Teil einer nicht dargestellten Vorschubvorrichtung verbunden werden, die eine Vorschubbewegung in Richtung der Führungsstangen 26 ermöglicht. An dem Gestell 21 ist eine Greifvorrichtung 28 mit drehbar gelagerten Greifhebeln 29 axial fest angeordnet ebenso eine Spreizvorrichtung 31 mit Spreizhebeln 35, 36. Die Greifvorrichtung 28 umfaßt einen Stellantrieb mit einem Stellylinder 32, der über eine Kolbenstange 33 mit den symmetrischen Greifhebeln 29 a, 29 b verbunden ist. Die Spreizvorrichtung 31 weist zwei Stellantriebe mit Stellzylindern 34 a, 34 b auf, die jeweils unmittelbar auf einen ersten oberen Spreizhebel 35 a, 35 b und mittelbar auf einen zweiten unteren Spreizhebel 36 a, 36 b wirken. Die Hebel 35 a, 36 a und 35 b, 36 b sind jeweils über ein Koppelglied 37 a, 37 b, das in beiden sich überkreuzenden Hebeln drehbar gelagert ist, bei festliegenden Drehachsen 38 a, 38 b, 39 a, 39 b in ihrer Bewegung gekoppelt. Die Stellantriebe 34 a, 34 b sind zum Ausgleich der Kreisbewegung der Hebel 35 a, 35 b ihrerseits in einer Drehachse 40 a, 40 b pendelnd aufgehängt, die in einem Joch 41 a, 41 b einer Stehbolzenanordnung 42 a, 42 b, 43 a, 43 b gelagert ist. Der Abstand zwischen Spreizhebeln 35, 36 und Greifhebeln 29 ist fest vorgegeben, wenn auch mittels einer Verschiebung der Greifhebel 29 auf Gewindestangen 44 a, 44 b einstellbar. In dem Gestell 21 ist eine Abstreifvorrichtung 45 auf den Führungsstangen 26 axial verschiebbar gelagert, wobei ein Stellantrieb mit seinem Stellzylinder 46 in einer Tragplatte 47 fixiert ist, während die ausfahrbare Kolbenstange 48 sich an der vorderen Grundplatte 23 abstützt. An der Tragplatte 47, die zumindest einen Führungsschuh 49 aufweist, ist eine Mehrzahl von Abstreifstempeln 50 angeordnet. Weiterhin ist auf den Führungsstangen 26 eine weitere Tragplatte 51 in zumindest einem Führungsschuh 52 geführt, an der ein Zentrierkegel 53 mittels einer verstellbaren Gewindestange 54 befestigt ist. Mittels einer Feder 56 auf einer Führungsstange 55 ist die Tragplatte 51 gegenüber dem Gestell 21 abgefedert. Die Funktion ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der einzelnen Figuren.

Fig. 1 zeigt das Gestell 21, in welches eine Gelenkwellenanordnung eingefahren ist, wobei diese in der Regel ortsfest eingespannt ist, während das Gestell 21 axial verschieblich mit einer nicht dargestellten Vorschubvorrichtung verbunden ist und über die Gelenkwellenanordnung geschoben ist. Die Gelenkwellenanordnung besteht im wesentlichen aus einem ersten Wellenende W, auf dem ein Faltenbalg F befestigt ist, wobei ein erster Bund B₁ in eine Nut N₁ des Wellenendes W eingreift. Das Wellenende W ist mit einem Gleichlaufdrehgelenk montiert, an dessen Gelenkaußenteil G sich ein Wellenzapfen Z anschließt. Der zweite Bund B₂ des Faltenbalges F liegt an der Stirnseite des Gelenkaußenteils G an, an dem eine Ringnut N₂ vorgesehen ist, in der der Bund B₂ nach erfolgter Montage eingreifen soll.

Das Wellenende W und der demgegenüber abwinkelbare Wellenzapfen Z sind koaxial ausgerichtet, wobei eine Zentrierung des Wellenzapfens Z durch die Zentrierglocke 53 erfolgt. Die Greifhebel 29 befinden sich in axialer Zuordnung zu einer ersten Innenfalte des Faltenbalges F vom Bund B₂ aus gesehen. Die Teile der Spreizvorrichtung 31 und der Abstreifvorrichtung 45 befinden sich in axialem Abstand vom Faltenbalg F, wobei die Kolbenstange 48 in den Stellzylinder 46 eingefahren ist und die faltenbalgseitigen Enden der Abstreifstempel 50 mit den Aufnahmebereichen 57 der Spreizhebel 35, 36 umfangsversetzt axial bündig sind.

In Fig. 2a ist einer der symmetrisch angeordneten Greifhebel 29 mit gestrichtelten Linien in einer geöffneten Stellung dargestellten, in der das Gestell 21 über die Wellenanordnung vorgefahren werden kann, sowie in einer mit durchgezogenen Linien dargestellten Schließstellung, die sich bei einem Einfahren der Koblenstange 33 in den Stellzylinder 32 ergibt. In dieser nach innen geschwenkten Schließstellung umschließt der Greifhebel 29 mit dem symmetrisch dazu angeordneten, nicht dargestellten zweiten Greifhebel den Faltenbalg F in der vorher angesprochenen Innenfalte. Bei einer axialen Verschiebung der geschlossenen Greifhebel 29 gegenüber der Wellenanordnung wird der Faltenbalg F in seiner Form verändert und die Innenfalte axial mitgenommen.

In Fig. 2b ist das Ergebnis einer Vorschubbewegung des Gestells 21 mit den geschlossenen Greifhebeln 29 gegenüber der Wellenanordnung W dargestellt. Der Faltenbalg F ist durch die Bewegung axial zusammengeschoben, wobei sein zu befestigender Bund B₂ nunmehr in axialem Abstand zur Stirnseite des Gelenkaußenteils G liegt. Der Abstand der Greifhebel 29 gegenüber den Spreizhebeln 35, 36 ist unverändert, während die Abstreifstempel 50 durch Ausfahren der Kolbenstange 48 aus dem Stellzylinder 46 gegenüber den Spreizhebeln 35, 36 axial zurückgezogen sind. Das Zurückfahren der Stempel kann zeitgleich mit dem Vorfahren des Gestells 21 erfolgen oder auch in getrennter zeitlicher Abfolge, jedoch in jedem Fall vor dem Lösen der Greifhebel.

Fig. 3 läßt die Spreizhebel 35 a, 35 b, 36 a, 36 b erkennen, sowie die Greifhebel 29 a, 29 b die in Fig. 3a in geschlossener und in Fig. 3b in geöffneter Stellung gezeigt sind. Durch Ausfahren der Kolbenstangen 43 a, 43 b aus den Stellzylindern 34 a, 34 b sind die Spreizhebel mit ihren Aufnahmebereichen 57 in Richtung auf die Mittelachse der Wellenanordnung eingeschwenkt, so daß die Aufnahmebereiche 57 innerhalb des Querschnitts des ebenfalls angedeuteten Bundes B₂ des Faltenbalges F liegen. Bei Öffnen der Greifhebel 29 bei dieser vorgegebenen Spreizhebelposition entspannt sich der Faltenbalg F teilweise in axialer Richtung und legt sich mit seinem Bund B₂ stirnseitig an den Spreizhebeln 35, 36 außerhalb der Aufnahmebereiche 57 an.

Fig. 4 stellt dar, daß nach dem Öffnen der Greifhebel 29 a, 29 b auch die Spreizhebel 35, 36 durch Einfahren der Kolbenstangen 43 a, 43 b in die Stellzylinder 34 a, 34 b betätigt werden, wobei sich die Aufnahmebereiche 57 etwa radial nach außen bewegen. Der Bund B₂ des Faltenbalges F wird dabei gespreizt, bis die Innenkontur der Aufnahmebereiche 57 und damit auch des Faltenbalges F selber einen größeren Querschnitt als das Gelenkaußenteil G aufweisen. In der Darstellung ist insbesondere die umfangsverteilte Zuordnung der Aufnahmebereiche 57 zu den Abstreifstempeln 50 erkennbar, deren Stirnflächen in einer zurückliegenden Ebene in Ansicht erkennbar sind.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie das Gestell 21 mit dem auf die Aufnahmebereiche 57 aufgespannten Bund B₂ gegenüber der Gelenkwellenanordnung soweit zurückgefahren ist, daß der aufgespannte Bund B₂ das Gelenkaußenteil G der Gelenkwellenanordnung umschließt, wobei der Bund B₂ über die zugeordnete Ringnut N₂ hinaus axial zurückgezogen ist. Die Spreizhebel 35, 36 selber sind teilweise weggebrochen dargestellt, wobei nach einer abgewinkelten Schnittlinie die unteren Aufnahmebereiche in Ansicht und oben ein Aufnahmebereich im Querschnitt zu erkennen ist. Innerhalb des Gestells 21 ist der Stellantrieb für die Abstreiferstempel 50 in durchgezogenen Linien in einer zurückgezogenen Stellung mit aus dem Stellzylinder 46 ausgefahrener Kolbenstange 48 dargestellt, sowie in einer vorgeschobenen, mit gestrichelten Linien gezeigten Stellung, in der durch die Abstreifstempel 50 der Bund B₂, wie unten dargestellt, von den Aufnahmebereichen 57 der Spreizhebel 35, 36 abgestreift und in die Ringnut N₂ eingeschnappt ist. Der Aufspannvorgang ist hiermit beendet, das Gestell 21 kann insgesamt gegenüber der Wellenanordnung W zurückgefahren werden, wonach diese aus der Montagestation senkrecht zur Achsrichtung heraustransportiert werden kann und die Montage der Gelenkwelle insgesamt abgeschlossen ist. Es ist damit wieder die Ausgangsposition erreicht, wobei noch die Spreizhebel 35, 36 spätestens vor dem Freigeben des nächsten zusammengeschobenen Faltenbalges wieder radial nach innen zu fahren sind.

Claims

1. Vorrichtung zur Montage eines zweiten Bundes (B₂) eines Faltenbalges (F) auf einem Gelenkkörper (G) bei fest ein- oder aufgespanntem ersten Bund (B₁) des Faltenbalges (F) auf einem mit dem Gelenkkörper (G) verbundenen Wellenzapfen (W) mit
einer Halterungsvorrichtung für den Gelenkkörper (G),
einer Spreizvorrichtung (31) für den Bund (F₂), des Faltenbalges (F) mit einem Aufnahmebereich (57), dessen Querschnitt in einer ersten Stellung von einem Kreis umschrieben ist, dessen Durchmesser geringer als der Innendurchmesser des Bundes (F₂) ist und dessen Querschnitt in einer zweiten Stellung von einem Kreis einbeschrieben ist, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Gelenkkörpers (G),
einer Abstreifvorrichtung (45), deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser der Spreizvorrichtung (31) in der zweiten gespannten Stellung entspricht und die axial relativ gegenüber der Spreizvorrichtung (31) verschiebbar ist, sowie
einer Vorschubvorrichtung, die eine axiale Relativbewegung der Spreiz- und Abstreifvorrichtungen (31, 45) gegenüber der Halterungsvorrichtung für den Gelenkkörper (G) bewirkt,
gekennzeichnet durch
eine Greifvorrichtung (28) mit insbesondere paarweise in eine Innenfalte des Faltenbalges (F) eingreifenden Greifhebeln (29), die mittels der Vorschubvorrichtung von einer ersten Position mit axialer Überdeckung der Greifhebel (29) mit einer Innenfalte des Faltenbalges (F) am zu montierenden zweiten Bund (B₂) in eine zweite Position mit in Richtung auf den entgegengesetzt liegenden ein- oder aufgespannten ersten Bund (B₁) des Faltenbalges (F) verschobenen Greifhebeln (29) bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung (31) und die Abstreifvorrichtung (45) in einer ersten Position in axialem Abstand voneinander stehen und in einer zweiten Position umfangsversetzt axial ineinandergreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Zentrierkegel (53) für den gegenüber dem fest eingespannten Gelenkkörper (G) schwenkbar beweglichen Wellenzapfen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Gestell (21) an dem axial verschieblichen Teil der Vorschubvorrichtung, das die Greifvorrichtung (28), die Spreizvorrichtung (31), die Abstreifvorrichtung (45) mit ihren Stellantrieben und Verstellvorrichtungen und den Zentrierkegel (53) aufnimmt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung für den Gelenkkörper (G) axial fixiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gestell (21) an dem axial verschieblichen Teil der Vorschubvorrichtung die Greifvorrichtung (28) und die Spreizvorrichtung (31) in axial fester Zuordnung angebracht sind und die Abstreifvorrichtung (45) demgegenüber axial verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung (31) eine Mehrzahl von insbesondere vier umfangsverteilten Hebeln (35, 36) aufweist, an denen Kreiszylindersegmente als Aufnahmebereiche (57) befestigt sind und deren Drehachsen (38, 39) parallel und mit gleichem Abstand zur Faltenbalgachse angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifvorrichtung (45) eine Mehrzahl von insbesondere vier gegenüber den Kreiszylindersegmenten der Spreizvorrichtung (31) auf Lücke angeordneten Kreiszylindersegmenten als Abstreifstempel (50) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (35, 36) der Spreizvorrichtung (31) Zuführungen für Schmierfett aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innen kreiszylindrisch ausgeschnittenen Abstreifstempel (50) auf einer gemeinsamen axial geführten Platte (47) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (35, 36) der Spreizvorrichtung (31) paarweise gekreuzte, miteinander gekoppelte einarmige Hebel sind, von denen jeweils einer mit einem Stellzylinder (34) in Wirkverbindung ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (29) der Greifvorrichtung (28) symmetrisch zueinander angeordnete einarmige Hebel sind, die von einem gemeinsamen Stellzylinder (32) beaufschlagt werden.