DE4131385A1 - Verfahren zum verstemmen eines bauteiles sowie verstemmwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstemmen eines Bauteiles in einer insbesondere hohlzylindrischen Aufnahme, wobei die Aufnahme-Seitenwand mittels eines Stempels bereichsweise kaltver­ formt wird, derart daß diese das Bauteil abschnittsweise überdeckt. Ferner betrifft die Erfindung ein vorteilhaftes Werkzeug zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens.

Beispielsweise in der DE-OS 22 20 657 ist beschrieben, wie ein scheibenförmiges Bauteil durch Verstemmen mit einem Trägerteil bzw. mit einer Aufnahme verbunden werden kann. Ein Wandabschnitt der Aufnahme bzw. des Trägerteiles weist dabei einen Steg auf, der mittels eines Stempels so kaltverformt wird, daß das Stegmaterial das scheibenförmige Bauteil bereichsweise überdeckt und dieses somit an der Aufnahme bzw. am Trägerteil fixiert. In der Aufnahme muß hierbei jedoch der kaltzuverformende Steg separat vorgesehen sein. Insbesondere im Falle eines Metallgußteiles kann jedoch das zu verformende Stegmaterial aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht ausreichend sein, um eine ausreichende Fixierung des Bauteiles herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verstemmverfahren aufzu­ zeigen, das im wesentlichen unabhängig von Fertigungstoleranzen stets eine befriedigende Verbindung zwischen Aufnahme und Bauteil herstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß über den Umfang der Aufnahme verteilt zumindest zwei Stempel geneigt zur Auf­ nahme-Seitenwand in diese eingetrieben werden. Eine Lösung der weiteren Aufgabe, ein vorteilhaftes Verstemmwerkzeug zur Durchfüh­ rung des Verfahrens aufzuzeigen, ist in Anspruch 2 angegeben, wo­ bei vorteilhatte Aus- und Weiterbildungen Inhalt der weiteren Unteransprüche sind.

Erfindungsgemäß wird das Material zum Fixieren des Bauteiles di­ rekt aus der Seitenwand der Aufnahme ausgetrieben, so daß kein separater Steg oder dgl. erforderlich ist. Für eine ausreichende Fi­ xierung des Bauteiles ist es dabei nicht erforderlich, den gesamten Umfang der Aufnahmen kaltzuverformen; vielmehr genügen zwei oder mehrere über dem Umfang der Aufnahme verteilte Stempel, die beim Verstemmvorgang zur Kaltverformung des Seitenwand-Mate­ riales zur Aufnahme-Seitenwand geneigt in die Seitenwand über eine definierte Wegstrecke eingetrieben werden. Diese Wegstrecke wird dabei so festgelegt, daß das kaltverformte Material ausreichend ist, um das Bauteil ausreichend abschnittsweise zu überdecken. Das Eintreiben der Stempel in die Aufnahme-Seitenwand kann dabei durch entsprechende Krafteinwirkung auf die Stempel erfolgen.

Um eine definierte Kaltverformung zu erzielen, sind die Stempel in einem Verstemmwerkzeug durch einen Grundkörper desselben ge­ führt. Neben dem Neigungswinkel der Stempel ist dabei bevorzugt auch deren maximaler Hub vorgegeben. Vorteilhafterweise kann durch den Grundkörper des Verstemmwerkzeuges letzteres auch be­ züglich der Aufnahme zentriert werden.

Da die Stempel einer hohen Abnutzung unterworfen sind, empfiehlt es sich, diese einfach austauschbar im Verstemmwerkzeug anzuord­ nen. Hierzu können sich die Stempel an Druckstücken abstützen, wobei diese Abstützung auch gelenkig beispielsweise unter Zuhilfe­ nahme eines Kugeldruckstückes erfolgen kann, um dem Druckstück zur Vereinfachung der Kinematik eine im wesentlichen parallel zur Aufnahme-Seitenwand verlaufende Bewegungsrichtung zu er­ möglichen. Während das Eintreiben der Stempel durch Krafteinwir­ kung auf die Druckstücke erfolgt, kann die Rückbewegung der Stempel in ihre Ruhestellung auf einfache Weise durch eine Rück­ stellfeder ausgelöst werden. Zur Vereinfachung der Handhabung kann dabei das Verstemmwerkzeug zusätzlich mit einer insbesondere magnetischen Haltevorrichtung für das Bauteil versehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Grundkörper des Verstemmwerkzeuges auch das zu verstemmende Bauteil zentrieren. Eine zentrale Schmiermittelzufuhr im Verstemmwerkzeug vereinfacht die Ölversorgung sämtlicher Reibflächen sowie der Verstemmstem­ pel und kann beispielsweise intermittierend angesteuert sein.

Anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Gezeigt ist jeweils ein erfindungsge­ mäßes Verstemmwerkzeug im Schnitt.

Fig. 1 zeigt das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Verstemm­ werkzeug, das dazu dient, ein als Scheibe ausgebildetes Bauteil 2 in einer im wesentlichen hohlzylindrischen Aufnahme 3 zu verstemmen. Hierzu weist das Verstemmwerkzeug mehrere über dem Umfang der Aufnahme 3 verteilte Stempel 4 auf, die geneigt zur Aufnahme-Sei­ tenwand 5 in diese eingetrieben werden und dabei Wandmaterial derart kaltverformen, daß dieses Material das Bauteil 2 abschnitts­ weise überdeckt. Diese Verfahrensweise ist in Fig. 1 deutlich darge­ stellt, da sich der linke Stempel 4 in seiner Ruhestellung befindet und das Bauteil 2 noch ungesichert in der Aufnahme 3 liegt, wäh­ rend der rechte Stempel 4 in seiner Endposition nach Durchführung eines Verstemmvorganges dargestellt ist, wobei das kaltverformte, durch einen Pfeil 6 gekennzeichnete Seitenwandmaterial das Bauteil 2 bereichsweise überdeckt und somit in der Aufnahme 3 fixiert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Stempel 4 in Druck­ stücken 7 befestigt, die ihrerseits durch einen zentrisch angeordne­ ten Grundkörper 8 des Verstemmwerkzeuges geführt sind. Da über dem Umfang der Aufnahme 3 drei Stempel 4 vorgesehen sind, sind auch drei Druckstücke 7 vorgesehen, die jeweils im Punkt 9 an einer Druckhülse 10 schwenkbar aufgehängt sind. Diese hohlzylindrische Druckhülse 10 umgibt den Grundkörper 8 und ist somit ebenfalls durch diesen geführt.

Der Verstemmvorgang läuft wie folgt ab:

Zunächst wird das Verstemmwerkzeug 1 gemeinsam mit dem Bauteil 2 in die Aufnahme 3 eingesetzt. Dabei wird das Bauteil 2 am Grundkörper 8 durch eine magnetische Haltevorrichtung 11 in Form dreier Einzelmagnete gehalten und durch einen aus dem Grundkör­ per 8 herausgearbeiteten Zentrierbolzen 12 zentriert. Dieser Zentrier­ bolzen 12 übernimmt gemeinsam mit dem Außenwandbereich des Grundkörpers 8 im Bereich der Aufnahme 3 die Zentrierung des Verstemmwerkzeuges 1. Die Stempel 4, die Druckstücke 7, sowie die Druckhülse 10 befinden sich dabei bezüglich des Grundkörpers 8 in der in der linken Hälfte des Verstemmwerkzeuges dargestellten Position.

Anschließend wird auf das freie obere Ende der Druckhülse 10 ein Kraftimpuls aufgebracht. Die Druckhülse 10 sowie die Druckstücke 8 und die Stempel 4 bewegen sich dabei gemäß Pfeilrichtung 13 nach unten. Dabei werden die Druckstücke 7 aufgrund der konischen Form des Grundkörpers 8 im dem Punkt 9 gegenüberliegenden End­ bereich der Druckstücke 7 ausgelenkt und geringfügig um den Punkt 9 verschwenkt (Pfeil 14). Die Überlagerung der beiden Bewegungen gemäß den Pfeilen 13, 14 treibt die Stempel 4 in die Aufnahme-Sei­ tenwand 5 und führt zu einer Materialverformung gemäß dem in der rechten Hälfte von Fig. 1 dargestellten Ergebnis (Bezugsziffer 6).

Zurückgeführt in die Ausgangslage werden die Stempel 4 bzw. die Druckstücke 7 und die Druckhülse 10 durch eine Rückstellfeder 15, die innerhalb der Druckhülse 10 angeordnet ist und die sich am Grundkörper 8 abstützt. Das Rückverschwenken der Druckstücke 7 gegen die Pfeilrichtung 14 erfolgt dabei unter Einfluß eines die Druckstücke 7 umgebenden Federringes 16.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Druckstücke 7 im wesentlichen innerhalb des hohlzylindrischen Grundkörpers 8 ange­ ordnet. Hiermit kann der Grundkörper 8 über einen weiten Bereich innerhalb der Aufnahme 3 geführt werden und somit das Verstemm­ werkzeug 1 noch besser zentrieren. Analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Stempel 4, deren Verteilung über den Umfang aus Fig. 2a (Ansicht A aus Fig. 2) ersichtlich ist, in Bohrungen im Grundkörper 8 derart geführt, daß die Stempel 4 bei Krafteinwirkung auf das Druckstück 7 gemäß Pfeilrichtung 13 geneigt zur Aufnahme- Seitenwand 5 In diese eingetrieben werden. Zwischen dem Druck­ stück 7 sowie den Stempeln 4 sind dabei Kugel-Druckstücke 7′ vor­ gesehen die die erforderliche geringfügige Relativbewegung ermög­ lichen. Gehalten und ggf. gegen Verdrehung gesichert werden die Stempel 4 dabei durch jeweils einen Stifthalter 17.

Ferner unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 von dem gemäß Fig. 1 durch eine zentrale Schmiermittelzufuhr 18, die über eine Ringnut 19 sowie einen Längskanal 20 die Stempel 4 - ausgelöst durch die Bewegung des Druckstückes 7 in bzw. gegen Pfeilrichtung 13 - intermittierend mit Schmieröl versorgt. Vorgesehen ist ferner eine Distanzhülse 21, die den maximalen Hub h des Druckstückes 7 bzw. der Druckhülse 10 (Fig. 1) begrenzt. Gezeigt ist dieses Verstemmwerkzeug 1 in Fig. 2 in seiner Arbeitsstellung, d. h. die Stempel 4 sind in die Aufnahme-Seitenwand 5 eingetrieben. Die die Rückbewegung der Stempel 4 in ihre Ruhestellung initiierende Rückstellfeder 15 stützt sich abermals am Grundkörper 8 ab und greift am Druckstück 7 über einen Stützring 22 an. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist auf den Grundkörper 8 ferner eine mit einer Klemmschraube 23 fixierte Einstellhülse 24 aufgeschraubt, die der Höhenpositionierung des Verstemmwerkzeuges 1 bezüglich der Auf­ nahme 3 dient. Wie ersichtlich, liegt die Einstellhülse auf der Ober­ kante der Aufnahme 3 auf. Weiterhin dient die Einstellhülse 24 der Rückhubbegrenzung von Druckstück 7 und Stempeln 4. in Fig. 2a erkennt man darüber hinaus drei magnetische Haltevorrichtungen 11, mit denen das Bauteil 2 am Grundkörper 8 gehalten und somit ge­ meinsam mit dem Verstemmwerkzeug 1 auf einfachste Weise in die Aufnahme 3 eingesetzt werden kann. Detaillierte konstruktive Aus­ führungsformen können jedoch durchaus anderweitig gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verstemmen eines Bauteiles (2) in einer insbe­ sondere hohlzylindrischen Aufnahme (3), wobei die Aufnahme- Seitenwand (5) mittels eines Stempels (4) bereichsweise kalt­ verformt wird, derart daß diese das Bauteil (2) abschnitts­ weise überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Umfang der Aufnahme (3) verteilt zumindest zwei Stempel (4) geneigt zur Aufnahme- Seitenwand (5) in diese eingetrieben werden.

2. Verstemmwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (4) durch einen Grundkörper (8) geführt sind, der das Verstemmwerkzeug (1) bezüglich der Aufnahme (3) zentriert.

3. Verstemmwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die austauschbaren Stempel (4) an (einem) im wesentlichen parallel zur Aufnahme-Seiten­ wand (5) verschiebbaren Druckstück(en) (7, 7′) abstützen.

4. Verstemmwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am/an (den) Druckstück(en) (7) eine sich am Grundkörper (8) abstützende Rückstellfeder (15) angreift.

5. Verstemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (8) mit einer insbesondere magnetischen Haltevorrichtung (11) für das Bauteil (2) versehen ist.

6. Verstemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (8) mit einer Zentrierung (12) für das Bauteil (2) versehen ist.

7. Verstemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine zentrale Schmiermittelzufuhr (18) zu den Verstemm-Stempeln (4).