DE4424959A1 - Montagevorrichtung zum automatischen Zusammenbau eines Gelenkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zum auto­ matischen Zusammenbau eines Gelenkes, welches eine Nabe mit einem Kugelfenster aufweisenden Kugelkäfig und Kugeln sowie ein einen Radzapfen bildendes Außenteil hat, in welches die vorgenannten Bauteile eingesetzt sind.

Eine Montagevorrichtung der vorstehenden Art ist Gegen­ stand der DE-C-32 42 659. Bei ihr bewegen sich die Au­ ßenteile aufrecht stehend auf einer linearen Förderein­ richtung, so daß ihre offene Seite nach oben weist. Au­ ßerhalb der Fördereinrichtung werden in dem Kugelkäfig in zwei gegenüberliegenden Kugelfenstern jeweils eine Kugel montiert und dann die Nabe mit dem Kugelkäfig und den zwei Kugeln in das Außenteil eingesetzt. Anschließend wird das so weit montierte Bauteil auf der linearen För­ dereinrichtung zu weiteren Stationen gefahren, wo die noch fehlenden Kugeln in die jeweiligen Fenster des Ku­ gelkäfigs eingepreßt werden, wobei die Nabe mit dem Ku­ gelkäfig in eine teilweise aus dem Außenteil ragende Po­ sition gebracht wird.

Die bekannte Montagevorrichtung ist sehr aufwendig und deshalb störanfällig aufgebaut und vermag nicht mit hoher Leistung zu arbeiten, da das Außenteil nur drei Arbeits­ stationen durchläuft, in denen alle erforderlichen Ar­ beitsgänge erfolgen müssen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Montage­ vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr möglichst rasch Gelenke montiert werden kön­ nen, ohne daß hierzu die Montagevorrichtung unerwünscht aufwendig und dadurch störanfällig wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Rundtisch mit Spannzangen zur Aufnahme von Außentei­ len vorgesehen und der Rundtisch mit den Spannzangen zum Takten von einer Arbeitsstation zur anderen ausgebildet ist und daß die Montagevorrichtung an mehreren Arbeits­ stationen jeweils eine auf das Außenteil aufsetzbare Mon­ tageglocke mit einer Kugelöffnung zum Einführen zumindest einer Kugel und eine die eingeführte Kugel in das Kugelfenster drückende Kugeleindrückvorrichtung hat.

Aufgrund des Rundtisches baut die erfindungsgemäße Mon­ tagevorrichtung sehr kompakt und vermag eine hohe Monta­ geleistung zu erreichen. Beim Einsetzen der Nabe mit dem Kugelkäfig in das Außenteil und beim Einpressen der Ku­ geln in die Kugelfenster des Kugelkäfigs ist das Außen­ teil jeweils in einer Spannzange des Rundtisches festge­ halten, so daß die erforderlichen Kräfte ohne Probleme aufgenommen werden können. Die erfindungsgemäßen Montage­ glocken ermöglichen ein einfaches und leichtes Einsetzen der Kugeln.

Die Nabe kann zum Einkugeln in die richtige Winkelposi­ tion geschwenkt und beim Einkugeln fest im Außenteil ge­ halten werden, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung zum Einsetzen der Nabe mit dem Kugel­ käfig in das Außenteil und zum Verdrehen der Nabe um je­ weils ein solches Maß, daß ein Kugelfenster mit der Ku­ gelöffnung fluchtet, ein motorisch betätigbarer Einkugel­ arm vorgesehen ist.

Für den Montageablauf vorteilhaft ist es, wenn die Ar­ beitsstationen hintereinander als Beladestation, Einku­ gelstationen, Prüfstation und Sicherungs- und Entlade­ station ausgebildet sind.

Der Einkugelarm kann die Nabe beim Einkugeln zuverlässig halten und nach Beendigung des Einkugelvorganges an jeder Arbeitsstation durch einfaches Verfahren von der Nabe freikommen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Einkugelarm zum Halten der Nabe und des Ku­ gelkäfigs während des Einkugelns in stehender Position des Kugelkäfigs ausgebildet ist, in der jeweils ein Ku­ gelfenster in eine nach oben weisende Position zu drehen ist, und wenn der Einkugelarm Mittel zum Verschwenken der Nabe um 90° in eine vollständig in das Außenteil eintau­ chende Position hat.

Dem Drehtisch braucht zum Erzeugen der Spannkraft der Spannzangen keine Energie zugeführt zu werden, so daß keine elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen En­ ergieübertragungen zwischen feststehenden und beweglichen Teilen notwendig werden, wenn gemäß einer anderen Weiter­ bildung der Erfindung die Spannzangen jeweils eine sie in einen Spannzylinder einziehende und dadurch in Spannstel­ lung vorspannende Druckfeder aufweisen und wenn an der Beladestation und der Sicherungs- und Entladestation je­ weils ein die Druckfeder zusammendrückender und dadurch die Spannzange in Lösestellung bewegender Hubzylinder vorgesehen ist.

Das Einsetzen der die Radzapfen bildenden Außenteile in die Spannzangen auf der Beladestation kann mit geringem Aufwand erfolgen, wenn an der Beladestation ein von oben her in das zunächst von einem Greifer gehaltene Außenteil einfahrbarer und das Außenteil in die Spannzange schie­ bender, um seine Längsachse verdrehbarer Positionier­ stempel vorgesehen ist.

Die Nabe wird nach dem Passieren der ersten Einkugelsta­ tion bereits leicht verdrehbar und richtig ausgerichtet im Außenteil gehalten, wenn gemäß einer anderen Weiter­ bildung der Erfindung die Montageglocke der ersten Ein­ kugelstation zwei um die Teilung der Kugelfenster ver­ setzte Kugelöffnungen hat.

Das Verdrehen der Nabe um jeweils eine Kugelteilung kann durch ein für andere Zwecke ohnehin erforderliches Bau­ teil erfolgen, wenn der Einkugelarm zum Verdrehen der Na­ be um zumindest die Teilung der Kugelfenster ausgebildet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelgelenk mit auf ihm aufgesetzten Bauteilen der erfindungs­ gemäßen Montagevorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die komplette Montagevorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Beladestation der Mon­ tagevorrichtung,

Fig. 4 einen in Fig. 3 nicht zu sehenden Teilbereich der Beladestation,

Fig. 5 eine Einkugelstation der Montagevorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt den oberen Bereich eines ein Außenteil 1 bildenden Radzapfens. In dieses Außenteil 1 ist eine Nabe 2 eingesetzt, welche mit einem Kugelkäfig 3 eine Baueinheit bildet. Dieser Kugelkäfig 3 hat Kugelfenster 4, in die jeweils eine Kugel 5 eingesetzt ist. Während des Einkugelns wird die Nabe 2 von einem Einkugelarm 6 gehalten. Weiterhin sitzt beim Einkugeln von oben her ei­ ne Montageglocke 7 auf dem Außenteil 1 auf. Diese Monta­ geglocke 7 hat eine oder zwei Kugelöffnungen 8, durch welche bei der Montage die Kugeln 5 in die Kugelfenster 4 eingesetzt werden. Hierzu wird die Nabe 2 mittels des Einkugelarms 6 in eine gegenüber der Position in Fig. 1 um 90° verschwenkte, senkrecht stehende Position bewegt.

Die Fig. 2 zeigt einen Rundtisch 9, welcher um eine Achse 10 getaktet werden kann. Diesem Rundtisch 9 führt ein Greifer 11 von einem Zuführband 12 die Außenteile 1 zu. Wie Fig. 2 zeigt, sind auf dem Rundtisch 9 insgesamt acht -Arbeitsstationen I bis VIII vorgesehen. Bei der ersten Arbeitsstation I handelt es sich um eine Belade­ station. In der zweiten Arbeitsstation II werden zunächst die in Fig. 1 gezeigten Naben 2 in die Außenteile 1 eingesetzt, was in Fig. 4 gezeigt ist. Dann werden zwei Kugeln 5 in den Kugelkäfig 3 der Nabe 2 montiert. In den folgenden Arbeitsstationen III, IV, V und VI wird jeweils eine weitere Kugel 5 zugeführt und eingesetzt. Auf der Arbeitsstation VII wird das fertig montierte Gelenk über­ prüft. Auf der Arbeitsstation VIII erfolgt das Sichern und die Übergabe auf ein Abführband 13 mittels eines Greifers 14.

Die Fig. 3 zeigt, daß im Rundtisch 9 Spannzylinder 15 mit Spannzangen 16 angeordnet sind. Jede Spannzange 16 hat einen nach unten gerichteten Stößel 17, welcher von einer Druckfeder 18 nach unten hin vorgespannt wird, so daß die Spannzange 16 die Tendenz hat, sich in den Spann­ zylinder 15 hineinzuziehen und dadurch zu spannen. Zum Entspannen dient ein Hubzylinder 19, welcher von unten her gegen den Stößel 17 zu drücken vermag und dadurch un­ ter Zusammendrücken der Druckfeder 18 die Spannzange 16 anhebt, so daß sie sich zunehmend aus dem Spannzylinder 15 herausbewegt und in Lösestellung gelangt.

Die Fig. 3 zeigt weiterhin, daß der Greifer 11 ein Au­ ßenteil 1 vom Zuführband 12 genommen und in eine Position oberhalb der Spannzange 16 geschwenkt hat. Danach fährt von oben her ein Positionierstempel 20 in das Außenteil 1 hinein, dreht es in die richtige Position und drückt es in die Spannzange 16, wo es nach dem Absenken des Hubzylinders 19 eingespannt bleibt.

Fig. 4 zeigt die Arbeitsstation 11 des Rundtisches 9 mit dem in der Spannzange 16 eingespannten Außenteil 1. Zu sehen ist, daß in dieser Arbeitsstation 11 der Einkugel­ arm 6 einer Zuführung 21 die Nabe 2 mit dem Kugelkäfig 3 entnimmt. Anschließend setzt dieser Einkugelarm 6 diese Teile in das Außenteil 1 ein. Die Montageglocke 7 befin­ det sich dabei noch mit Abstand oberhalb des Außenteils 1. Sie wird später auf das Außenteil 1 abgesenkt, was die Fig. 5 zeigt. Dann läßt man aus einem Kugelbehälter 22 eine in Fig. 1 gezeigte Kugel 5 durch die Kugelöffnung 8 der Montageglocke 7 gelangen und drückt sie mit Hilfe ei­ ner auf der Montageglocke 7 vorgesehenen Kugeleindrück­ vorrichtung 23 in das Kugelfenster 4. Nicht gezeigt ist in Fig. 5, daß die Montageglocke 7 der Bearbeitungssta­ tion 11 zwei Kugelöffnungen 8 hat, so daß auf der Bear­ beitungsstation 11 zwei Kugeln 5 in den Kugelkäfig 3 ein­ gesetzt werden können.

Nach dem Einsetzen zweier Kugeln 5 auf der Bearbeitungs­ station 11 schwenkt man nach dem Abheben der Montage­ glocke 7 mit dem Einkugelarm 6 durch Ansteuern eines Kippzylinders 24 die Nabe 2 in eine horizontale Position und klinkt dann den Einkugelarm 6 aus der Nabe 2 aus. Der Rundtisch 9 taktet dann um eine Bearbeitungsstation wei­ ter, so daß auf ihr auf gleiche Weise eine weitere Kugel 5 eingekugelt werden kann.

Claims (8)

1. Montagevorrichtung zum automatischen Zusammenbau eines Gelenkes, welches eine Nabe mit einem Kugelfenster auf­ weisenden Kugelkäfig und Kugeln sowie ein einen Radzapfen bildendes Außenteil hat, in welches die vorgenannten Bau­ teile eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rundtisch (9) mit Spannzangen (16) zur Aufnahme von Au­ ßenteilen (1) vorgesehen und der Rundtisch (9) mit den Spannzangen (16) zum Takten von einer Arbeitsstation (I- VIII) zur anderen ausgebildet ist und daß die Montage­ vorrichtung an mehreren Arbeitsstationen (II-VI) je­ weils eine auf das Außenteil (1) aufsetzbare Montage­ glocke (7) mit einer Kugelöffnung (8) zum Einführen zu­ mindest einer Kugel (5) und eine die eingeführte Kugel (5) in das Kugelfenster (4) drückende Kugeleindrückvor­ richtung (23) hat.

2. Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Einsetzen der Nabe (2) mit dem Kugel­ käfig (3) in das Außenteil (1) und zum Verdrehen der Nabe (2) um jeweils ein solches Maß, daß ein Kugelfenster (4) mit der Kugelöffnung (8) fluchtet, ein motorisch be­ tätigbarer Einkugelarm (6) vorgesehen ist.

3. Montagevorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Arbeitsstationen (I-VIII) hintereinander als Beladestation, Einkugelstationen, Prüfstation und Sicherungs- und Entladestation ausgebil­ det sind.

4. Montagevorrichtung nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einku­ gelarm (6) zum Halten der Nabe (2) und des Kugelkäfigs (3) während des Einkugelns in stehender Position des Ku­ gelkäfigs (3) ausgebildet ist, in der jeweils ein Kugel­ fenster (4) in eine nach oben weisende Position zu drehen ist, und daß der Einkugelarm (6) Mittel zum Verschwenken der Nabe (2) um 90° in eine vollständig in das Außenteil (1) eintauchende Position hat.

5. Montagevorrichtung nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann­ zangen (16) jeweils eine sie in einen Spannzylinder (15) einziehende und dadurch in Spannstellung vorspannende Druckfeder (18) aufweisen und daß an der Beladestation (I) und der Sicherungs- und Entladestation (VIII) jeweils ein die Druckfeder (18) zusammendrückender und dadurch die Spannzange (16) in Lösestellung bewegender Hubzylin­ der (19) vorgesehen ist.

6. Montagevorrichtung nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Be­ ladestation (I) ein von oben her in den zunächst von ei­ nem Greifer (11) gehaltenes Außenteil (1) einfahrbarer und das Außenteil (11) in die Spannzange (16) schiebender Positionierstempel (20) vorgesehen ist.

7. Montagevorrichtung nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Monta­ geglocke (7) der ersten Einkugelstation (11) zwei um die Teilung der Kugelfenster (4) versetzte Kugelöffnungen (8) hat.

8. Montagevorrichtung nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einku­ gelarm (6) zum Verdrehen der Nabe (2) um zumindest die Teilung der Kugelfenster (4) ausgebildet ist.