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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Nockenwellen,
insbesondere für
die Verbrennungsmotoren mit Wechselkolben. Insbesondere betrifft
sie eine Vorrichtung, um die Ausrichtung um eine röhrenförmige Welle
einer flachen Nocke mit ovaler Kontur und einer Öffnung, durch die die Welle hindurchgeht,
zum Zwecke der Befestigung der Nocke auf dieser letztgenannten durch
Einwalzen der Welle aufrecht zu erhalten, sowie eine Matrix, umfassend
mehrere dieser Vorrichtungen, und eine Maschine zur Herstellung
von Nockenwellen, die mit mindestens einer solchen Matrix versehen
ist.
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Beispielsweise
aus den amerikanischen Patenten 4 781 076 und 4 858 295 ist bereits
ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Nockenwelle durch Einwalzen
bekannt, das darin besteht, die Nocken entlang einer röhrenförmigen Welle,
die sie durchquert, anzuordnen, dann die Welle radial mit plastischer
Verformung, durch Treiben eines Dehnungseinwalzgeräts in diese
aufzudehnen, um die Nocken auf der Welle zu befestigen. Um solche
Befestigungen sicherzustellen, umfasst die Öffnung der Nocken Konturunregelmäßigkeiten
in den Hohlräumen,
aus denen das Umfangsmaterial der radial auf gedehnten Welle eindringt.
EP-0 592 068-A beschreibt eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines vorteilhaften
Werkzeugs für
den Einsatz eines solchen Verfahrens.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung insbesondere eine Vorrichtung
nach Anspruch 1, um die Ausrichtung um eine Bezugsachse einer flachen
Nocke mit ovaler Umfangskontur und einer Öffnung, durch die eine röhrenförmige Welle
hindurchgehen kann, deren Achse nun mit der Bezugsachse zusammenfällt, um
die Nocke auf der Welle durch Einwalzen dieser letztgenannten zu
befestigen, aufrecht zu erhalten, wobei diese Vorrichtung umfasst
- – einen
Körper,
der mit einem Querdurchgang für die
Welle und einer Leitung zur Einführung
der Nocke versehen ist, wobei die Einführungsleitung auf einer Seite
in den Querdurchgang und auf der anderen Seite an der Peripherie
des Körpers mündet;
- – Mittel,
um die Nocke in ihrer Einführungsleitung in
einer Wartestellung zu halten, in der ihre Öffnung zumindest annähernd zum
Querdurchgang koaxial ist,
- – zwei
erste Gleitschieber, die in einem Abstand und parallel zueinander
angeordnet sind und hinsichtlich der Translation fest im Körper auf
mindestens im Wesentlichen orthogonale Weise zum Querdurchgang für die Welle
montiert sind, wobei die ersten Gleitschieber elastisch vom Querdurchgang
durch erste elastische Mittel beabstandet sind, deren äußere Enden
aus dem Körper
auf einer Seite desselben hinausragen, wobei ihre inneren Enden
gegenüber
einem Teil der ovalen Kontur der Nocke angeordnet sind, wenn sich
diese in Wartestellung befindet;
- – zwei
zweite Gleichschieber, die in einem Abstand und parallel zueinander
angeordnet und zu den ersten Gleitschiebern antagonistisch sind, und
die hinsichtlich der Translation fest im Körper auf mindestens im Wesentlichen
orthogonale Weise zum Querdurchgang für die Welle montiert sind,
wobei die zweiten Gleitschieber elastisch von dem Querdurchgang
durch zweite elastische Mittel beabstandet sind, deren äußere Enden
aus dem Körper
auf einer anderen Seite desselben hinausragen, wobei ihre inneren
Enden gegenüber einem
anderen Teil der ovalen Kontur der Nocke angeordnet sind, wenn sich
diese in Wartestellung befindet; und
- – eine
mechanische Verbindung, die die ersten und zweiten Gleitschieber
derart verbindet, dass, wenn die ersten Gleitschieber gegen die
Wirkung der ersten elastischen Mittel gedrückt werden, um die inneren
Enden der ersten Gleitschieber in Richtung des Teils der ovalen
Kontur der Nocke bis zum Kontakt mit derselben zu verschieben, die zweiten
Gleitschieber durch die mechanische Verbindung gegen die Wirkung
der zweiten elastischen Mittel gedrückt werden, um die inneren
Enden der zweiten Gleitschieber in Richtung des anderen Teils der
ovalen Kontur der Nocke bis zum Kontakt mit derselben zu verschieben.
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So
wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
jede Nocke aus ihrer Warteposition heraus in antagonistische Richtungen
von den ersten und zweiten Gleitschiebern gedrückt, was es ihr ermöglicht,
sich zu verschieben und um ihre Achse zu drehen, um einerseits den
Abstand ihrer Winkelposition auf Grund der Einführungenauigkeit in die Leitung, beispielsweise
durch einen Roboter, auszugleichen und andererseits die Präzisionsfehler
bei der Herstellung der Nocke zu kompensieren. Es ist somit leicht verständlich,
dass die Nocke nun präzise
zentriert und ausgerichtet ist, unabhängig von der Präzision bei
ihrer Herstellung und ihrer Anordnung in der Einführungsleitung.
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Daraus
ergibt sich, dass bei einer bestimmten Nockenkontur und Winkelausrichtung
der Nocke die relativen Längen
der ersten und zweiten Gleitschieber selbst bestimmt werden. Um
diese relativen Längen
und somit die Zentrierung und Ausrichtung jeder Nocke anpassen zu
können,
ist es vorteilhaft, wenn die ersten und zweiten Gleitschieber in
der Länge
einstellbar sind. Zu diesem Zweck können sie einen Teil von fester
Länge und
einen Teil von einstellbarer Länge
aufweisen, der beispiels weise von einem Satz von austauschbaren
Keilen mit unterschiedlichen Längen
gebildet ist, die es ermöglichen, die
Winkelposition der Nocke einzustellen. Um ferner die Zentrierung
und Ausrichtung der Nocke noch zu verbessern, ist es vorteilhaft,
wenn der Abstand zwischen den ersten Gleitschiebern und der Abstand zwischen
den zweiten Gleitschiebern in Abhängigkeit von der Kontur der
Nocke und der Winkelausrichtung derselben um die Welle bestimmt
werden. Diese Abstände
werden derart gewählt,
dass sie einen möglichst
großen
Hebelarm für
jeden Gleitschieber sicherstellen, um die Ausrichtung zu vereinfachen,
wobei ein fester Eingriff der Nocke in den ersten und zweiten Gleitschiebern
in der Warteposition gewährleistet
ist.
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Um
den Kontakt zwischen einerseits der Kontur der Nocke und andererseits
den inneren Enden des ersten und zweiten Gleitschiebers zu erleichtern,
sind diese letztgenannten mit Rollelementen, wie beispielsweise
Rollen, die auf der ovalen Umfangskontur rollen können, versehen.
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Vorzugsweise
umfassen die Mittel zum Halten der Nocke in ihrer Einführungsleitung
in Wartestellung eine Plattenpresse, die elastisch in Richtung einer
Bezugsplatte, die mit der Vorrichtung verbunden ist, gedrückt wird,
wobei die Plattenpresse elastisch von dieser Bezugsplatte bei der
flachen Einführung
der Nocken zwischen der Plattenpresse und der Bezugsplatte entfernt
wird. Es ist zu sehen, dass auf diese Weise die Nocke durch Reibung
gehalten wird, wobei sie zwischen die Plattenpresse und die Bezugsplatte
gedrückt
wird, und dass die Position der Nocke entlang der röhrenförmigen Welle
einfach einzustellen ist, wobei Dickenkeile vor und/oder hinter der
Bezugsplatte angeordnet werden. Vorzugsweise umfassen die Mittel
zum Halten der Nocke ein Anschlagsystem, an das die Plattenpresse
elastisch gedrückt
wird, wenn sich keine Nocke in Warteposition befindet, wobei dieses
Anschlagsystem zwischen der Plattenpresse und der Bezugsplatte einen
Mindestabstand erfordert, der kleiner als die Dicke der Nocke ist.
Insbesondere in diesem Fall kann die Plattenpresse eine Schräge umfassen,
auf die die Nocke bei ihrer Verschiebung in der Einführungsleitung
in Richtung ihrer Warteposition einen Druck ausübt, der den elastischen Abstand
der Plattenpresse in Bezug auf die Bezugsplatte vergrößert.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsart der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung bilden die Haltemittel eine aufgesetzte mechanische Einheit,
die in der Einführschaltung
befestigt ist. So kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Einheiten
vorgesehen werden, die jeweils spezifisch an eine besondere und
mit den anderen Einheiten austauschbare Nocke angepasst ist. So
kann die Vorrichtung für
Nocken unterschiedlicher Abmessungen und Formen verwendet werden.
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Um
leicht kompakt mit anderen ähnlichen Vorrichtungen
zusammengebaut werden zu können, ist
der Körper
der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise
in Form einer dicken Platte mit parallelen Seiten vorhanden. Für eine größere Kompaktheit eines
Zusammenbaus einer Vielzahl solcher Vorrichtungen können die
Gleitführungen
für die
ersten und zweiten Gleitschieber in eine erste der parallelen Seiten
der Platte eingearbeitet sein, während
die Einführungsleitung
nur teilweise in diese selbe Seite eingearbeitet ist, wobei die
zweite Seite der Platte derart ausgeführt ist, dass sie teilweise
die Einführungsleitung
einer anderen Platte bildet, deren erste Seite an die zweite Seite
der Platte angelegt werden kann.
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So
betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Matrix für die Herstellung
einer röhrenförmigen Nockenwelle
durch Einwalzen, insbesondere für
einen Verbrennungsmotor, wobei die Nocken entlang der Welle mit
spezifischen Ausrichtungen verteilt sind, wobei die Matrix ebenso
viele Vorrichtungen, die der oben beschriebenen ähnlich sind, wie die Welle
Nocken umfasst, wobei die Vorrichtungen nacheinander derart zusammengebaut
sind, dass ihre Querdurchgänge
ausgerichtet sind, um einen Kanal für die röhrenförmige Welle zu bilden, und
dass ihre Einführungsleitungen
der Nocke jeweils an der Stelle einer Nocke entlang der Welle angeordnet sind.
In einer solchen Matrix, die von einer Aufeinanderfolge solcher
Vorrichtungen mit Körpern
in Form einer dicken Platte gebildet ist, um die Stellen, die die Nocken
entlang der Welle einnehmen sollen, zu berücksichtigen, kann:
- – entweder
die Dicke der dicken Platte, die den Körper jeder Vorrichtung bildet,
in Abhängigkeit von
diesen stellen bestimmt werden;
- – oder
die Gesamtheit der Vorrichtungen mit dicken Platten mit identischer
Dicke hergestellt werden, und können
Dickenkeile vorgesehen werden, die dazu bestimmt sind, zwischen
den Vorrichtungen angeordnet zu werden.
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Eine
solche Matrix kann alleine oder mit mindestens einer identischen
Matrix auf einer Maschine zur Herstellung von Nockenwellen durch
Einwalzen montiert werden, die mit einem einzigen Betätigungselement
versehen ist, um gemeinsam die Gesamtheit der ersten Gleitschieber
der Matrix zu drücken,
wobei das Betätigungselement
auf der Maschine unabhängig
von der Matrix montiert ist. So ist das Steuerelement der Matrix
in die Maschine und nicht in die Matrix integriert, so dass die
Matrix leicht auf der Maschine montiert und von dieser demontiert
werden kann, beispielsweise um durch eine andere ersetzt zu werden.
Es ist anzumerken, dass solche Montagen und Demontagen einfach sind
auf Grund dessen, dass die Matrix, die von einem Zusammenbau von Platten
gebildet ist, kompakt ist. Sie ist somit einfach zu handhaben und
kann automatisch auf der Maschine montiert und von dieser demontiert
werden.
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Um
die Kompaktheit und die Einfachheit der Montage und Demontage der
Matrix noch zu erhöhen,
ist ferner vorgesehen, dass der Anschlag, der dazu bestimmt ist,
während
des Einwalzens der röhrenförmigen Welle
ein Ende derselben festzustellen, auch auf der Maschine und nicht
auf der Matrix montiert ist, unabhängig von der Matrix gegenüber dem Kanal
für die
röhrenförmige Welle.
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Vorzugsweise
umfasst die erfindungsgemäße Maschine
mindestens zwei solcher Matrices, wobei jede von mindestens einer
Nockenaufgabestation zu einer Einwalzstation und dann nach der Entnahme der
Welle mit eingewalzten Nocken von der Einwalzstation zur Aufgabestation übergehen
kann.
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So
ist zu sehen, dass dank der vorliegenden Erfindung die Einwalzmaschine
zahlreiche Vorteile aufweist:
- – auf Grund
dessen, dass sie Vorrichtungen zum Zentrieren und Ausrichten der
Nocke verwendet, die voneinander unabhängig und für jede Nocke spezifisch sind,
weist sie eine große
Modularität auf,
- – da
der Eingriff jeder Nocken in die Gleichschieber symmetrisch ist,
ist die Präzision
der Zentrierung und Ausrichtung hoch, unabhängig von der Einführungs-
und Herstellungspräzision
der Nocken;
- – die
Kompaktheit ist durch die Bildung der Matrix durch Vorrichtungen
in Form von Platten, die aneinander angelegt und miteinander zusammengebaut
sind, gesichert;
- – die
Austauschbarkeit der Matrix ist einfach, da diese kompakt ist und
wieder den Einwalzanschlag noch das Steuerelement der Gleitschieber trägt;
- – die
Anpassungen der Axialposition und Winkel position der Nocken können einfach
durch Keile, wie oben beschrieben, durchgeführt werden;
- – die
Flexibilität
der Matrix ist hoch, da sie für
das Einwalzen von Nockenwellen unterschiedlicher Typen verwendet
werden kann, wobei eine Mehrzahl von Standardelementen und ein Minimum von
für einen
besonderen Nockenwellentyp spezifischen Elementen verwendet werden.
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Die
Figuren der beiliegenden Zeichnungen zeigen sehr gut, wie die Erfindung
verwirklicht werden kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen ähnliche
Elemente.
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1 ist
eine Draufsicht einer Einwalzmatrix gemäß der vorliegenden Erfindung,
die für
die Herstellung einer röhrenförmigen Nockenwelle
bestimmt ist.
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Die 2 und 3 sind
Seitenansichten der Einwalzmatrix aus 1 nach den
Pfeilen II bzw. III dieser letztgenannten Figur.
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4 zeigt
in Draufsicht zwei Segmente der Matrix der 1 bis 3,
wobei das dickste dieser Segmente mit einer Einheit zum Halten der
Nocke versehen ist und seine Gleitschieber in einer entfernten Position
hat, während
das am wenigsten dicke Segment ohne Einheit zum Halten der Nocke
und mit seinen Gleitschiebern in angenäherter Position dargestellt
ist.
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5 ist
ein schematischer Aufriss von vorne eines Segments der Matrix der 1 bis 3, das
mit seiner Einheit zum Halten der Ausgangsnocke der Einführungsleitung
des Segments dargestellt ist.
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Die 6 und 7 zeigen
schematisch im Schnitt entlang der Linien VI-VI und VII-VII der 5 den Zusammenbau
eines dickeren Segments und eines weniger dicken Segments, wobei
die Segmente in 7 mit ihren Einheiten zum Halten
der Nocke, in denen sich jeweils eine solche Nocke befindet, dargestellt
sind.
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Die 8 und 9 zeigen
in Vorderansicht bzw. in Draufsicht in teilweiser Schnittansicht
eine Einheit zum Halten einer Nocke für ein Segment der Einwalzmatrix
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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10 stellt
in Vorderansicht ein Segment der Einwalzmatrix, die mit ihrer Einheit
zum Halten der Nocke versehen ist, in Einführposition einer solchen Nocke
dar.
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11 ist
eine Draufsicht der Einheit zum Halten der Nocke des Segments der 10 direkt nach
der Einführung
einer solchen Nocke zwischen ihre Plattenpresse und ihre Bezugsplatte.
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Die 12, 13 und 14 stellen
in schematischen Vorderansichten die Zentrierung und Winkelausrichtung
der Nocke aus 11 für drei unterschiedliche Werte
der Winkelausrichtung dar.
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15 ist
eine Draufsicht der Einheit zum Halten der Nocke des Segments der 10 nach
der Zentrierung und Winkelausrichtung der Nocke aus 11 im
Falle der 14.
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16 ist
eine schematische Planansicht einer Einwalzmaschine, die zwei Matrices
der 1 bis 3 umfasst.
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Die
Einwalzmatrix 1, die in den 1 bis 3 dargestellt
ist, ist für
die Herstellung einer Nockenwelle für einen Verbrennungsmotor bestimmt, bestehend
aus einer röhrenförmigen Welle 2 und
einer Vielzahl von Nocken 3, die entlang der röhrenförmigen Welle 2 ver teilt
sind. Wie in den 10 und 16 zu
sehen ist, ist jede Nocke 3 flach und weist eine ovale
Umfangskontur 4 auf. Ferner ist sie mit einer zylindrischen Öffnung 5 durchbohrt,
die mit Unregelmäßigkeiten
an der Oberfläche 6 versehen
ist. In 1 ist die Matrix 1 in
einer Position dargestellt, in der alle Nocken 3 mit einer
präzisen
Zentrierung und richtigen spezifischen Ausrichtungen gehalten und von
der röhrenförmigen Welle 2 durchquert
werden. In dieser Position ist die röhrenförmige Welle 2 bereit eingewalzt
zu werden, damit sich ihre äußere zylindrische
Wand, die plastisch durch ein Einwalzgerät aufgedehnt wird, in die Öffnungen 5 und
die Unregelmäßigkeiten 6 einfügt, um alle
Nocken 3 der röhrenförmigen Welle 2 zu
verbinden.
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In
dem besonderen Beispiel der Nockenwelle, die in den 1 und 16 dargestellt
ist, wurde eine paarweise Verteilung der Nocken 3 vorgesehen, wobei
der Axialabstand zwischen den beiden Nocken eines Paares kleiner
als der Axialabstand zwischen zwei aneinander grenzenden Paaren
ist.
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Die
Matrix 1 umfasst eine Basisplatte 7, die mit Mitteln
zum Zentrieren und/oder Befestigen 8 versehen ist. Auf
der Basisplatte 7 ist eine Vielzahl von Segmenten 9 montiert,
die miteinander verbunden sind. Die Segmente 9 sind mit
der Platte 7 beispielsweise durch Keile 10 (siehe 5)
verbunden und miteinander durch Zugstäbe 11, die mit Endmuttern 12 versehen
sind, verbunden. Der Zusammenbau der Segmente 9 wird an
seinen Enden durch Deckel 13 und 14 geschlossen,
von denen einer 13 eine einfache Endplatte sein kann, während der
andere 14 eine Struktur ähnlich jener der Segmente 9 aufweist und
nachstehend als ein Segment 9 betrachtet wird. Die Deckel 13 und 14 sind
auch mit Zentrier- und/oder Befestigungsmitteln 15 versehen.
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Jedes
Segment 9, das eine Vorrichtung ist, um eine Nocke 3 in
Ausrichtung um eine Bezugsachse 16 zu hal ten, – wobei
die Achse der Nocke 3 nun mit der Achse 16 zusammenfällt – umfasst
einen Körper 17,
der in Form einer dicken Platte mit parallelen Seiten 18 und 19 vorhanden
ist. In der Matrix 1 sind die Segmente 9 derart
zusammengebaut, dass die Seite 18 des einen an die Seite 19 eines
anderen angelegt ist. Wie in den 1 bis 4, 6 und 7 zu
sehen ist, haben manche Segmente 9 eine kleinere Dicke,
um dem Axialabstand zwischen den beiden Nocken eines Paares zu entsprechen,
während
andere Segmente 9 eine größere Dicke haben, um dem Axialabstand
zwischen zwei aneinander grenzenden Nockenpaaren zu entsprechen.
Ganz allgemein ist die Dicke eines Segments 9 durch die Stelle
bestimmt, die die Nocke 3 des angrenzenden Segments 9 in
der Matrix 1 entlang der röhrenförmigen Welle 2 einnehmen
soll.
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Im
Körper 17 jedes
Segments 9 sind ein Querdurchgang 20, der auf
der Bezugsachse 16 zentriert ist, und eine Radialleitung 21 für die Einführung einer
Nocke 3 vorgesehen. Die Einführungsleitung 21 mündet auf
einer Seite in den Querdurchgang 20 und auf der anderen
Seite an der oberen Peripherie des Körpers 17.
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In
der Matrix 1 sind ebenso viele Segmente 9 – wobei
der Deckel 14 mit derselben Struktur für ein Segment 9 zählt – wie Nocken 3 vorgesehen,
die auf der röhrenförmigen Welle 2 montiert
werden sollen, und die Segmente werden nacheinander derart zusammengebaut,
dass ihre Querdurchgänge 20 ausgerichtet
sind, um einen Kanal 22 mit einer Achse 16 zu
bilden, um die röhrenförmige Welle 2 aufzunehmen,
und dass ihre Einführungsleitungen 21 jeweils mit
der Position einer Nocke 3 entlang der Welle übereinstimmen.
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Um
den Längsplatzbedarf
der Matrix zu verringern, ist jede Einführungsleitung 21 einerseits
von einer Aussparung 21A, die in der Seite 18 des
betreffenden Segments 9 vorgesehen ist, und andererseits von
einer Aussparung 21B gebildet, die in der Seite 19 des
an grenzenden Segments 9 vorgesehen ist, die an die Seite 18 angelegt
wird.
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In
jeder Einführungsleitung 21 sind
Mittel 23 vorgesehen, um eine Nocke 3 in der Leitung
in einer Warteposition zu halten, in der ihre Queröffnung 5 zumindest
annähernd
zum entsprechenden Querdurchgang 20, d.h. zur Bezugsachse 16,
koaxial ist. Jedes Mittel 23 eines Segments 9 (siehe
die 7, 8 und 9) umfasst
eine Plattenpresse 24, die bei 25 in der Verlängerung
des Querdurchgangs 20 vorgesehen und in der Aussparung 21B des
angrenzenden Segments 9 angeordnet ist, sowie eine Bezugsplatte 26,
die ebenfalls bei 27 in der Verlängerung des Querdurchgangs 20 vorgesehen
und in der Aussparung 21A des entsprechenden Segments 9,
an dem sie befestigt ist, angeordnet ist. Die Plattenpresse 24 wird
elastisch in Richtung der Bezugsplatte 26, die mit Federn 28 verbunden
ist, gedrückt,
die sie an Anschläge 29 anlegt,
wenn sich keine Nocke 3 in Wartestellung in dem Haltemittel 23 befindet.
Die Anschläge 29 erfordern
zwischen der Plattenpresse 24 und der Bezugsplatte 26 einen
Mindestabstand e, der geringer als die Dicke E einer Nocke 3 ist.
Es ist somit leicht zu sehen, dass, wenn eine Nocke 3 flach
zwischen die Plattenpresse 24 und die Bezugsplatte 26 eingeführt wird,
die Plattenpresse 24 elastisch von den Anschlägen 29 und
der Bezugsplatte 26 gegen die Wirkung der Federn 28 entfernt
wird, und dass die Nocke durch Druck zwischen der Plattenpresse
und der Bezugsplatte gehalten wird.
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Um
die Einführung
einer Nocke 3 zwischen die Plattenpresse 24 und
die Bezugsplatte 26 zu erleichtern, umfasst die Plattenpresse 24 an
ihrem zur Seite des Eingangs der Leitung 21 gerichteten
Rand eine Schräge 30,
auf die die Nocke 3 bei der Einführung einen Druck ausübt, der
durch Keilwirkung die elastische Entfernung der Plattenpresse 24 in
Bezug zur Bezugsplatte 26 hervorruft.
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Wie
in den 5, 8 und 9 dargestellt,
bilden die Plattenpresse 24, die Bezugsplatte 26,
die Federn 28 und die Anschläge 29 eine Einheit 23,
die in eine Einführungsleitung 21 eingeführt und in
dieser befestigt werden kann.
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Wie
dies insbesondere in den 5 und 6 zu sehen
ist, sind ferner in der Seite 18 der Segmente 9 und
des Deckels 14 gerade Gleitführungen 31 vorgesehen
für:
- – zwei
erste gerade Gleitschieber 32, die voneinander beabstandet
und zueinander parallel sind und auf einer Seite des Querdurchgangs 20 angeordnet
und in entsprechenden Gleitführungen 31 montiert
sind, um in Translation in Bezug zum Körper 17 in eine Richtung
im Wesentlichen orthogonal zum Querdurchgang 20 gleiten
zu können. Die
ersten Gleitschieber 32 werden elastisch vom Querdurchgang 20 durch
eine Feder 33 entfernt, die am Körper 17 aufliegt.
Die inneren Enden der beiden Gleitschieber 32, die zum
Querdurchgang 20 gerichtet sind, sind mit Rollen 34 versehen.
Die äußeren Enden
der beiden Gleitschieber 32 ragen aus dem Körper 17 hinaus
und sind miteinander in Translation durch eine Schubstange 35 verbunden,
die eine Federausgleichsvorrichtung 36 trägt; und
- – zwei
zweite gerade Gleitschieber 37, die voneinander beabstandet
und zueinander sowie zu den ersten Gleitschiebern 32 parallel
sind und antagonistisch zu diesen letztgenannten auf der anderen Seite
des Querdurchgangs 20 angeordnet und in ihren entsprechenden
Gleitführungen 31 montiert sind,
um in Translation in Bezug zum Körper 17 in eine
Richtung im Wesentlichen orthogonal zum Querdurchgang 20 gleiten
zu können.
Die zweiten Gleitschieber 37 werden elastisch vom Querdurchgang 20 durch
eine Feder 38 entfernt, die auf dem Körper 17 aufliegt.
Die inneren Enden der beiden Gleitschieber 37, die zum
Querdurchgang 20 gerichtet sind, sind mit Rollen 34 versehen.
Die äußeren Enden
der beiden Gleitschieber 37 ragen aus dem Körper 17 hinaus
und sind miteinander in Translation durch eine Nockenstange 39 verbunden.
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Überdies
verbindet eine mechanische Verbindung 40 die beiden ersten
Gleitschieber 32 mit den beiden zweiten Gleitschiebern 37.
Diese mechanische Verbindung 40 umfasst eine Schubstange 41, die
mit einem ihrer Enden mit der Schubstange 35 und an ihrem
gegenüber
liegenden Ende mit einem der Enden eines Umlenkhebels 42 verbunden
ist, der schwenkbar um eine feste Zwischenachse 43, die vom
Körper 17 getragen
wird, befestigt ist. Das andere Ende des Umlenkhebels 42 stützt sich
an die Nockenstange 39. Wenn somit ein Betätigungselement 44 die
Schubstange 35 mit Hilfe der Ausgleichsvorrichtung 36 drückt, werden
die ersten Gleitschieber 32 gegen die elastische Wirkung
der Feder 33 gedrückt,
so dass sich ihre Rollen 34, die an ihren inneren Enden
vorgesehen sind, in Richtung der Einführungsleitung 21 verschieben.
Dasselbe gilt symmetrisch für
die Rollen 34, die an den inneren Enden der zweiten Gleitschieber 37 vorgesehen
sind, dank der Wirkung, die die Schubstange 41 und der
Umlenkhebel 42 über
die Nockenstange 39 auf die Feder 38 ausüben. Umgekehrt
schieben die Federn 33 und 38, wenn die Wirkung
des Betätigungselements 44 auf den
Stab 35 nachlässt,
die ersten und zweiten Gleitschieber elastisch zurück, wobei
sie sie von der Einführungsleitung 21 entfernen.
(Nicht dargestellte) Anschläge
sind vorgesehen, um den Rückweg
der Gleitschieber unter der Wirkung der Entspannung der Federn 33 und 38 zu
begrenzen.
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Die
Länge jedes
der Gleitschieber 32 und 37 kann durch austauschbare
Keile 45, die beispielsweise zwischen dem Schubstab 35 und
den äußeren Enden
der ersten Gleitschieber 32 bzw. zwischen der Nockenstange 39 und
den äußeren Enden
der zweiten Gleitschieber 37 angeordnet sind, angepasst werden.
Die Keile 45 können
mit den äußeren Enden der
Gleitschieber 32 und 37 und/oder der Stäbe 35 und 39 durch
Verbindungen des Typs Zapfen und Zapfenloch beispielsweise (nicht
dargestellt) verbunden sein.
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Überdies
können
in den Segmenten 9 der Abstand d1 zwischen den ersten Gleitschiebern 32 und/oder
der Abstand d2 zwischen den zweiten Gleitschiebern von einem Segment 9 zum
anderen unterschiedlich sein ( 10).
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Wie
in den 12 bis 14 dargestellt, wird
somit mit einer Nocke 3, die eine bestimmte Winkelposition
um die Bezugsachse 16 einnehmen soll, ein Segment 9 verbunden,
dessen Abstände
d1 und/oder d2 am besten dem Eingriff der Nocke entsprechen. Dann
wird mit Hilfe der austauschbaren Keile 45 die Länge der
Gleitschieber 32 und 37 auf den optimalen Wert
für das
Halten der Nocke 3 in dieser bestimmten Winkelposition
eingestellt. In jedem Fall wird die Auswahl eines Segments 9 mit
seinen besonderen Abstandswerten d1 und d2 durch Berechnung bestimmt,
und Einstellung der Länge
jedes der Gleitschieber 32 und 37 mit spezifischen
Keilen 45 erfolgt durch Messungen, die Nocken zum Eichen verwenden,
die mit den Nocken 3 identisch sind und in den für die Nocken 3 gewünschten
Winkelpositionen angeordnet werden. In den 12, 13 und 14 sind
drei Einstellbeispiele mit unterschiedlichen Abständen d1
und/oder d2 und unterschiedlichen Keilen 45 dargestellt,
wobei diese drei Beispiele für
die Nocken 3 einer vertikalen Position mit der Spitze nach
oben, einer horizontalen Position mit der Spitze nach links bzw.
einer 45°-Position
mit der Spitze nach oben und nach rechts entsprechen.
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Es
ist ferner anzumerken, dass die Axialposition jeder Nocke 3 entlang
der röhrenförmigen Welle 2 – auch durch
Tests – durch
einen Dickenkeil 46 (siehe 7), der
beispielsweise zwischen der Bezugsplatte 27 der Mittel 23 und
dem Körper 17 des
entsprechenden Segments 9 angeordnet ist, eingestellt werden
kann.
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So
kann in der Matrix 1, wenn die verschiedenen Auswahlen
d1, d2 und die verschiedenen Einstellungen mit Hilfe von Keilen 45 und 46 erfolgt
sind, die Nockenaufgabe 3 vorgenommen werden.
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Jede
Nocke 3, die beispielsweise vom Arm eines Roboters (nicht
dargestellt), getragen wird, wird über die entsprechende Einführungsleitung 21 zugeführt, so
dass sie zum Teil die Schräge 30 der betreffenden
Plattenpresse 24 überragt.
Der Roboter senkt die Nocke 3 ab, die sich auf die Schräge 30 stützt und
die Plattenpresse 24 gegen die Wirkung der Federn 28 zurückschiebt
und sie von der Bezugsplatte 26 entfernt. Die Nocke 3 kann
sich somit flach zwischen die Plattenpresse 24 und die
Bezugsplatte 26 einsetzen, die sie elastisch zwischen sich
einklemmen. Der Roboter führt
nun die Nocke 3 in eine Warteposition 3A, in der
ihre Öffnung 5 zumindest annähernd zur
Bezugsachse 16 koaxial ist. Eine solche Warteposition 3A,
in der die Nocke 3 durch Reibung gehalten wird, ist in
den 10 und 11 dargestellt.
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Nach
Aufgabe aller Nocken 3 in die Matrix 1 – wobei
sich jede derselben nun in ihrer Warteposition befindet – wirkt
das Betätigungselement 44,
das allen Segmenten 9 dieser letztgenannten gemeinsam ist,
auf die Gesamtheit der Schubstäbe 35 ein, so
dass die Rollen 34 der Gleitschieber 32 und die Rollen 34 der
Gleitschieber 37 in Richtung des Teils gegenüber der
ovalen Kontur 4 der Nocken 3 verschoben werden,
bis sie mit der Kontur in Kontakt kommen. Die Rollen 34 der
Gleitschieber 32 und 37 üben somit auf die Nocken 3 Kräfte und/oder
Momente aus, die die Zentrierung und Winkelausrichtung der Nocken 3 in Übereinstimmung
mit den gewählten
Abständen
d1, d2 und der Dicke der dazwischen angeordneten Keile 45 anpassen.
Alle Nocken 3 sind somit auf der Bezugsachse 16 mit
der Position und Winkelausrichtung, die für die Nockenwelle gewünscht sind
(siehe 12 bis 15), zentriert.
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Nach
Einführung
der röhrenförmigen Welle 2 durch
die Gesamtheit der in der Matrix 1 gehaltenen Nocken – entweder
vor oder nach Positionsfeststellung dieser letztgenannten – kann die
röhrenförmige Welle 2 – nach Positionsfeststellung
der Nocken 3 – eingewalzt
werden, um die Nocken 3 und die Welle 2 zu verbinden.
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Um
die so hergestellte Nockenwelle 2, 3 zu entnehmen,
wird das Betätigungselement 44 derart gesteuert,
dass der Druck, den es auf die Schubstäbe 35 ausübt, nachlässt. Die
Federn 33 und 38 schieben nun die Gleitschieber 32 und 37 zurück, so dass die
Nockenwelle 2, 3 aus der Matrix 1 entnommen werden
kann.
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In 16 ist
schematisch eine Maschine 47 für die Herstellung von eingewalzten
Nockenwellen gemäß der Erfindung
zu sehen, die zwei erfindungsgemäße Matrices 1 einsetzt,
die mit den Bezugszeichen 1.1 bzw. 1.2 bezeichnet
sind. Diese Matrices 1.1 und 1.2 werden von einem
beweglichen Träger 48,
der beispielsweise drehbar ist, getragen, der jede Matrix von einer
ersten Arbeitsstation P1 in eine zweite Arbeitsstation P2 und dann
von dieser in die erste Arbeitsstation P1 bringen kann, wobei sich
eine der Matrices 1.1 (oder 1.2) in der ersten
Arbeitsstation P1 befindet, während
sich die andere 1.2 (oder 1.1) in der zweiten
Arbeitsstation P2 befindet und umgekehrt.
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In
der ersten Arbeitsstation P1 wird jede Matrix mit Nocken 3 auf
die oben beschriebene Weise beladen. In der zweiten Arbeitsstation
P2 ist das gemeinsame Be tätigungselement 44 vorgesehen,
das die richtige Zentrierung und Winkelausrichtung der Nocken 3 sicherstellt.
In dieser Station ist es somit möglich,
die röhrenförmige Welle 2 in
die Nocken 3 der Matrices einzuführen, dass die Welle 2 mit
Hilfe eines Einwalzgeräts 49 einzuwalzen,
wobei die Welle nun an einem Anschlag 50 – der beispielsweise
einziehbar ist – anliegt,
der in der zweiten Station P2 vorgesehen ist.