DE3537234A1 - Verfahren zum zusammenbau von kreuzgelenken und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum zusammenbau von kreuzgelenken und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbau eines Kreuzge
lenkes, das aus zwei an ihren Enden Gabeln aufweisenden Wellen oder
dergleichen besteht, die mittels eines Gelenkkreuzes verbunden sind,
welches Zapfen aufweist, die in Bohrungen der Gabeln mittels einseitig
durch einen Boden verschlossener Lagerbüchsen gelagert sind, wobei die
Stirnflächen der Zapfen an den Böden der Lagerbüchsen anliegen, welches
Verfahren vorsieht, daß zunächst das Gelenkkreuz und die Wellen
zueinander zentriert und ortsfest gespannt werden und dann die
Lagerbüchsen in die Bohrungen der Gabeln eingepreßt und in diesen axial
festgelegt werden, wobei die Gabelarme gegebenenfalls radial nach außen
aufgeweitet und jedenfalls radial nach innen unverschieblich festgelegt
werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei Gelenkwellen liegen die Stirnfächen der Zapfen des Gelenkkreuzes ent
weder spielfrei oder unter Vorspannung an den Böden der Lagerbüchsen an,
um durch Spiel bedingte Geräusche während des Betriebs der Gelenkwelle
zu unterbinden, bzw. um durch das zwischen den Stirnflächen und den
Böden auftretende Reibmoment ein meist als Beugemoment bezeichnetes
Bremsmoment in Schwenkrichtung der Welle zu erzeugen, welches durch
sein Vorhandensein eine Kontrollmöglichkeit dafür bietet, ob die Böden der
Lagerbüchsen tatsächlich spielfrei an den Stirnflächen der Zapfen anliegen.
Die Größe dieses Beugemomentes soll innerhalb eng tolerierter Grenzen
liegen. Die zur Erzeugung des Beugemomentes erforderlichen Normalkräfte
zwischen den Stirnflächen der Zapfen und den Böden der Lagerbüchsen
werden dadurch erzeugt, daß die Gabelarme während des Einpressens und
des Festlegens der Lagerbüchsen elastisch radial nach außen aufgeweitet
und/oder die Böden der Lagerbüchsen beim Einpressen und Festlegen
elastisch nach außen durchgebogen werden. Das Zentrieren der Ge
lenkwellenteile zueinander und das ortsfeste Spannen ist erforderlich, um
sicherzustellen, daß die Gelenkwellenteile während der Montage,
insbesondere während des Einpressens und Festlegens der Lagerbüchsen,
eine zentrische Lage zueinander einnehmen, da ansonsten im Betrieb der
Gelenkwelle Unwuchterscheinungen, insbesondere bei hohen Drehzahlen un
erwünschte Geräusche und bei großen Beugungswinkeln der Gelenkwelle
periodische Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit, die sich unter
anderem auch in einem erhöhten Geräuschpegel auswirken, auftreten.
Ein bekanntes Verfahren, bei dem zwei einander gegenüberliegende Lager
büchsen gleichzeitg eingepreßt und dadurch festgelegt werden, daß
Material aus den Wandungen der Bohrungen der Gabeln durch Pragen
herausgeformt und an die Böden der Lagerbüchsen angelegt wird, hat bis
her sowohl hinsichtlich der Einhaltung der geforderten Größe des Beuge
momentes als auch hinsichtlich der Zentrizität der Gelenkwellenteile
durchaus befriedigende Montageergebnisse erbracht. Jedoch nehmen in
jüngerer Zeit die Forderungen an die Konstanz des Beugemomentes und die
Zentrizität der Gelenkwellen ständig zu, so daß abzusehen ist, daß das
bekannte Verfahren die erhöhten Anforderungen in Zukunft nicht zu
erfüllen vermag.
Die Unzulänglichkeiten des bekannten Verfahrens bei erhöhten Anforde
rungen bestehen vor allem darin, daß negative Einflüsse von Fertigungs
toleranzen der zu montierenden Teile auf das Montageergebnis, abgesehen
von den durch das bekannte Verfahren gut beherrschbaren Auswirkungen
der fertigungsbedingten Schwankungen der Federkonstanten der Gabelarme
auf die Genauigkeit der gegebenenfalls vorzunehmenden Aufweitung der
Gabelarme, nicht eliminiert werden können. So tritt in der Regel der Fall
ein, daß infolge unterschiedlicher Passungstoleranzen zum Einpressen und
Verprägen zweier einander gegenüberliegender Lagerbüchsen
unterschiedliche Kräfte erforderlich sind und somit die Böden beider
Lagerbüchsen nicht gleichzeitig an den Stirnflächen des Gelenkkreuzes zur
Anlage kommen. Da der Einpreßvorgang jeweils dadurch beendet wird, daß
der Stempel unter Zwischenschaltung des Bodens der Lagerbüchse an der
Stirnfläche des Zapfens anschlägt, wirkt im ungünstigsten Fall eine Kraft
auf das Gelenkkreuz, die der Differenz zwischen der tatsächlich erforder
lichen und der vom Stempel maximal aufbringbaren Kraft, die aus
Sicherheitsgründen größer als die an sich zu erwartende Höchstkraft ist,
entspricht, die gewöhnlich als Restkraft bezeichnet wird. Hierdurch
werden die Gelenkwellenteile und die sie haltenden Spannmittel elastisch
verformt, wodurch die Zentrizität der Gelenkwellenteile zueinander
nachteilig beeinflußt wird. Die beschriebenen Nachteile treten verstärkt
auf, wenn infolge von Fertigungstoleranzen die Stirnflächen der Zapfen des
Gelenkkreuzes unterschiedliche Abstände von der Gelenkwellenachse auf
weisen.
Ein weiterer Nachteil tritt dann auf, wenn, was in der Regel der Fall ist,
Lagerbüchsen montiert werden, deren Böden mit ihrem mittleren zu der
Stirnfläche des entsprechenden Zapfens hin vorspringenden Bereich an
diesem anliegen und unter elastischer Durchbiegung montiert werden. In
diesen Fällen liegt der Stempel beim Einpressen der Lagerbüchse zunächst
an der Außenseite von deren Boden radial außerhalb des zum Zapfen hin
vorspringenden Bereichs an. Außerdem liegt der Stempel am Ende des Ein
preßvorgangs mit seinem mittleren Bereich auch an der Außenseite des
zum Zapfen hin vorspringenden Bereichs des Bodens an, um an der Stirn
fläche des Zapfens anschlagen zu können. Um den Boden überhaupt vor
spannen zu können, überragt der an dem mittleren vorspringenden Bereich
des Bodens anliegende Bereich des Stempels den radial außerhalb des
vorspringenden Bereichs des Bodens anliegenden Bereich des Stempels um
ein Maß, das geringfügig geringer als der Abstand zwischen dem mittleren
Bereich des Bodens und dessen äußerem Rand ist, wobei die Differenz
beider Maße für die Durchbiegung des Bodens bestimmend und ent
sprechend der gewünschten Durchbiegung abgestimmt ist. Da der als Höhe
des Bodens bezeichnete Abstand zwischen dem vorspringenden mittleren
Bereich der Innenseite des Bodens und dem äußeren Rand von dessen
Außenseite Fertigungstoleranzen unterliegt, ergeben sich in der Praxis
unterschiedliche Durchbiegungen der Böden, die zu unterschiedlichen
Beugemomenten führen. Außerdem führen unterschiedliche Durchbiegungen
der Böden bei einander gegenüberliegenden Büchsen dazu, daß nach dem
Ausspannen der Gelenkwelle deren Zentrizität verlorengeht, da das Ge
lenkkreuz dann eine Lage einnimmt, in der die Durchbiegungen der Böden
bzw. die durch sie verursachten Kräfte gleich groß sind. Diesen Erschei
nungen kann bisher ausschließlich durch enge Fertigungstoleranzen der
Lagerbüchsen entgegengewirkt werden, was die Kosten für die Lager
büchsen erhöht.
Es ist zwar durch die DE-OS 33 33 666 ein Verfahren für das gleichzeitige
Einpressen und Festlegen zweier einander gegenüberliegender Lagerbüchsen
bekannt, bei dem durch Meßmittel die beginnende Mittenverschiebung der
Gelenkwellenteile zueinander infolge der Restkraft erfaßt und durch eine
entsprechende Regelung der Einpreßkräfte an den einander gegenüber
liegenden Einpreßstellen ausgeglichen werden soll, jedoch können mit Hilfe
dieses Verfahrens nur diejenigen Zentrizitätsfehler vermieden werden, die
durch die Restkraft verursacht werden. Fehler, die durch unterschiedliche
Durchbiegung der Böden entstehen, können hingegen nicht ausgeglichen
werden. Auch der Ausgleich der durch die Restkraft verursachten
Zentrizitätsfehler ist nur bedingt möglich, da einerseits solche Fehler erst
auftreten müssen, um den zu ihrem Ausgleich erforderlichen Rege
lungsvorgang auszulösen, und andererseits dieser Regelungsvorgang nur
wirksam sein kann, solange die Stempel noch nicht an den Stirnflächen der
Zapfen anschlagen. Sobald nämlich dies der Fall ist, ist es nur noch unter
Vergrößerung der Durchbiegung des Büchsenbodens möglich, die Gelenk
wellenteile in ihre zentrische Lage zueinander zu bringen. Dies hat aber
zur Folge, daß Fehler nur in sehr geringen Grenzen noch ausgeglichen
werden können, da die Böden der Lagerbüchsen nicht beliebig durchge
bogen werden können und außerdem durch den Ausgleich der Fehler das
Beugemoment, unter Umständen unzulässig, erhöht wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein
gangs genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, im wesentlichen
alle außer den auch im fertig montierten Zustand der Gelenkwelle
wirkenden Kräften während des Montagevorgangs vom Gelenkkreuz fernzu
halten, und bei dem Einflüsse von Fertigungstoleranzen auf die Größe der
Bodendurchbiegung und damit des Beugemomentes ausgeschlossen sind. Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für jede Lagerbüchse
die axiale Position in der entsprechenden Bohrung der Gabel, in der der
Boden der Lagerbüchse an der Stirnfläche des entsprechenden Zapfens
anliegt, meßtechnisch erfaßt oder bestimmt wird und der Einpreßvorgang
der Lagerbüchse entweder in dieser Position beendet oder ausgehend von
dieser Position unter elastischer Durchbiegung des Bodens der Lager
büchse um ein definiertes Maß fortgesetzt wird, wobei der Boden aus
schließlich an seinem äußeren Rand mit der Einpreßkraft beaufschlagt
wird.
Hierdurch wird zunächst erreicht, daß die Lagerbüchse exakt in derjenigen
Position in der Bohrung der Gabel festgelegt wird, in der Spielfreiheit
bzw. eine für ein bestimmtes Beugemoment erforderliche Normalkraft
zwischen dem Boden der Lagerbüchse und der Stirnfläche des Zapfens
gegeben ist, ohne daß die Fertigungstoleranzen des Gelenkkreuzes oder die
Passungstoleranzen zwischen den Bohrungen der Gabeln und den Lager
büchsen einen Einfluß auf die Genauigkeit des Montageergebnisses ausüben
können. Die Normalkraft zwischen dem Boden der Lagerbüchse und der
Stirnfläche des Zapfens kann durch geeignete Wahl des definierten Maßes,
das der Größe der elastischen Durchbiegung des Bodens entspricht, unter
Berücksichtigung der Federkennlinie des Bodens beliebig bestimmt werden.
Aufgrund der Tatsache, daß der Boden der Lagerbüchse wenigstens
während der Fortsetzung des Einpreßvorgangs um das definierte Maß aus
schließlich an seinem äußeren Rand mit der Einpreßkraft beaufschlagt
wird, treten während des gesamten Einpreßvorgangs keine Kräfte auf, die
nicht auch im fertigmontierten Zustand der Gelenkwelle auf das Gelenk
kreuz wirken würden. Dabei wirkt eine Kraft auf das Gelenkkreuz über
haupt nur dann, wenn die Lagerbüchse unter elastischer Durchbiegung des
Bodens montiert wird.
Da die Größe der elastischen Durchbiegung durch entsprechende Wahl des
definerten Maßes beliebig gewählt werden kann, entfällt die bei den be
kannten Verfahren erforderliche Abstimmung des Stempels, so daß eine er
hebliche Kostenreduzierung erzielt wird. Außerdem sind bei den bekannten
Verfahren für unterschiedliche Maße der Durchbiegung des Bodens unter
schiedlich abgestimmte Werkzeuge erforderlich, die nach dem erfindungs
gemäßen Verfahren ebenfalls entfallen.
Insbesondere dadurch, daß die Einpreßkraft wenigstens während der Fort
setzung des Einpreßvorgangs um das definierte Maß ausschließlich am
äußeren Rand des Bodens wirkt, wird vermieden, daß Kräfte, die größer
als die zum Einpressen und gegebenenfalls zum Festlegen der Lagerbüchse
erforderlichen Kräfte sind, überhaupt wirksam werden können. Eine
Restkraft wie bei den bekannten Verfahren, für deren Entstehung das An
schlagen des Stempels an der Stirnfläche des Zapfens verantwortlich ist,
tritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf. Ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt bei der Montage von Lager
büchsen vor, die an der Innenseite des vorspringenden Bereichs ihres
Bodens eine waffelartige Prägung zur Bildung eines Schmiermittel
reservoirs aufweisen. Während bei den bekannten Verfahren infolge der
beim Anschlagen des Stempels wirksamen Restkraft die Gefahr besteht,
daß sich die waffelartige Prägung in die Stirnfläche des Zapfens eindrückt
und so zu einer Schwergängigkeit der Gelenkwelle beim Schwenken führt,
ist dies bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gänzlich ausgeschlossen, da
zwischen dem Boden und der Stirnfläche des Zapfens nie Kräfte wirksam
werden, die größer als die im Betrieb auftretenden sind.
Es wird somit deutlich, daß es anders als bei bekannten Verfahren ohne er
heblichen Einfluß auf das Montageergebnis bleibt, wenn zwei einander ge
genüberliegende Lagerbüchsen gleichzeitig eingepreßt werden und der
Boden einer der beiden Lagerbüchsen vor dem anderen an der Stirnfläche
des Zapfens zur Anlage kommt. Die geringfügigen Ungenauigkeiten, die
dadurch dennoch verursacht werden können, wenn die Lagerbüchsen unter
elastischer Durchbiegung ihrer Böden montiert werden, können dadurch
eliminiert werden, daß der Einpreßvorgang der zuerst mit ihrem Boden an
dem entsprechenden Zapfen des Gelenkkreuzes anliegenden Lagerbüchse
unterbrochen wird, bis auch die andere Lagerbüchse mit ihrem Boden an
der Stirnfläche des entsprechenden Zapfens anliegt, und der Einpreßvor
gang beider Lagerbüchsen dann um das definierte Maß fortgesetzt wird.
Sollten sich auch bei dieser Verfahrensweise infolge des Umstandes, daß
einer der Böden, wenn auch mit einer äußerst geringen Kraft, zuerst an
der entsprechenden Stirnfläche anliegt, noch Mittenverschiebungen er
geben, können diese bei der Serienmontage dadurch eliminiert werden, daß
die definierten Maße, um die der Einpreßvorgang beider Lagerbüchsen
jeweils fortgesetzt wird, für die zuerst anliegende und die andere
Lagerbüchse derart korrigiert werden, daß das Gelenkkreuz infolge der im
gespannten Zustand der Gelenkwellenteile unterschiedlichen Vorspannungen
der Böden der Lagerbüchsen beim Ausspannen der Gelenkwelle eine exakt
zentrische Lage einnimmt. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei
dem der Mittenversatz der Gelenkwellenteile zueinander meßtechnisch er
faßt wird, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren somit eine Korrektur
ohne unzulässige Erhöhung der Durchbiegung der Böden bzw. des Beuge
momentes auch dann noch möglich, wenn die Lagerbüchsen mit ihren
Böden bereits an den Stirnflächen der Zapfen anliegen, da die Korrektur
zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem die Böden der Lagerbüchsen erst
äußerst geringfügig durchgebogen sind, während bei dem bekannten Ver
fahren die Korrektur unter Umständen erst dann vorgenommen wird, wenn
die zuerst an der Stirnfläche des Zapfens anliegende Lagerbüchse bereits
axial festgelegt und ihr Boden um das volle Maß durchgebogen ist.
Nach einer Variante der Erfindung wird die axiale Position, in der der
Boden der Lagerbüchse an der Stirnfläche des Zapfens anliegt vor dem
Einpressen der Lagerbüchse bestimmt, wobei dies nach einer Ausfüh
rungsform der Erfindung derart geschieht, daß vor dem Einpressen der
Lagerbüchse die Höhe von deren Boden und, nachdem das Gelenkkreuz und
die Welle zueinander zentriert gespannt sind, der Abstand der Stirnflächen
des entsprechenden Zapfens von der Wellenachse gemessen werden und die
Lagerbüchse in eine axiale Position eingepreßt wird, in der der Abstand
des äußeren Randes der Außenseite ihres Bodens von der Wellenachse der
Summe aus der Höhe ihres Bodens und dem Abstand der entsprechenden
Stirnfläche des Zapfens von der Wellenachse, gegebenenfalls vermindert
um das definierte Maß, entspricht.
Um eine Kontrollmöglichkeit dafür zu schaffen, daß die Lagerbüchse
schließlich tatsächlich die erforderliche axiale Position in der Bohrung
einnimmt, sieht eine Ausführung der Erfindung vor, daß während des
Einpreßvorgangs zusätzlich der Abstand des äußeren Randes der
Außenseite des Bodens der Lagerbüchse von der Wellenachse meßtechnisch
erfaßt, während des Einpreßvorgangs mit dem errechneten Abstand
verglichen und der Einpreßvorgang beendet wird, wenn der gemessene und
der errechnete Abstand übereinstimmen.
Nach einer Variante der Erfindung kann außerdem während des Einpreßvor
gangs der Beginn der elastischen Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse
meßtechnisch erfaßt und der Einpreßvorgang unterbrochen werden, falls
die Durchbiegung des Bodens beginnt, bevor der Abstand des äußeren
Randes der Außenseite des Bodens von der Wellenachse ein vorbestimmtes
Maß unterschritten hat. Es ist dann möglich zu erkennen, wenn sich
zwischen dem Boden der Lagerbüchse und der Stirnfläche des Zapfens ein
Fremdkörper befindet. Der Einpreßvorgang und gegebenenfalls das
Festliegen der Lagerbüchse kann dann unterbrochen werden, bevor Schäden
auftreten. Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn als Lagerbüchsen
Nadellager mit durch Fett gehalterten Nadeln Verwendung finden, da sich
hier hin und wieder eine Nadel aus der Halterung löst, die dann zwischen
dem Boden der Lagerbüchse und der Stirnfläche des Zapfens eingeklemmt
wird und die Gelenkwelle unbrauchbar macht.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die axiale
Position, in der der Boden der Lagerbüchse an der Stirnfläche des Zapfens
anliegt, während des Einpreßvorgangs meßtechnisch erfaßt wird, und bietet
somit den Vorteil, daß bei automatischer Serienmontage kein zusätzlicher
Zeitaufwand für Meßvorgänge erforderlich wird, der zu einer Verlängerung
der Taktzeiten führen könnte.
Nach einer Variante ist vorgesehen, daß die axiale Position, in der der
Boden der Lagerbüchse an der Stirnfläche des Zapfens anliegt, dadurch
erfaßt wird, daß der Beginn der elastischen Durchbiegung des Bodens der
Lagerbüchse erfaßt wird, wobei nach einer Variante der Erfindung für den
Fall, daß der Einpreßvorgang um ein definiertes Maß fortgesetzt wird,
vorgesehen ist, daß die Größe der elastischen Durchbiegung des Bodens
während des gesamten Einpreßvorgangs meßtechnisch erfaßt und dieser
beendet wird, wenn die Größe der Durchbiegung dem definierten Maß
entspricht. Es wird somit die für die Erzielung eines bestimmten
Beugemomentes erforderliche elastische Durchbiegung des Bodens un
mittelbar zur Beendigung des Einpreßvorgangs herangezogen. Nach einer
Variante der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, daß zusätzlich
während des Einpressens wenigstens vom Beginn der Durchbiegung des
Bodens der Lagerbüchse an der Abstand des äußeren Randes der
Außenseite von deren Boden von der Wellenachse meßtechnisch erfaßt wird
und der Einpreßvorgang beendet wird, wenn sich der zu Beginn der
Durchbiegung vorhandene Abstand um das definierte Maß verringert hat.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, daß der Abstand des äußeren
Randes der Außenseite des Bodens der Lagerbüchse von der Wellenachse
während des gesamten Einpreßvorgangs meßtechnisch erfaßt und der Ein
preßvorgang unterbrochen wird, falls die Durchbiegung des Bodens beginnt,
bevor der Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens von der
Wellenachse ein vorbestimmtes Maß unterschritten hat. Diese Maßnahme
dient dazu, das Vorhandensein von Fremdkörpern zwischen dem Boden der
Lagerbüchse und der Stirnfläche des Zapfens zu erkennen und den
Einpreßvorgang frühzeitig zu beenden.
Um dann, wenn die Lagerbüchse unter elastischer Durchbiegung ihres
Bodens montiert wird, sicherzustellen, daß die während des Einpressens der
Lagerbüchse auf das Gelenkkreuz wirkenden Kräfte exakt denen ent
sprechen, die im montierten Zustand der Gelenkwelle vorliegen, sieht eine
Variante der Erfindung vor, daß die Gabel um ein solches Maß elastisch
aufgeweitet wird, daß die dadurch hervorgerufene Kraft der aus der
elastischen Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchsen um das definierte
Maß resultierenden Kraft entspricht. Es treten dann nach dem Ausspannen
der fertigmontierten Gelenkwelle keinerlei Ausgleichsvorgänge auf, die
noch zu einer Veränderung der auf das Gelenkkreuz wirkenden Kräfte und
damit zu einer Veränderung von dessen Lage führen könnten.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Lagerbüchse dadurch axial festgelegt wird, daß spanlos, z. B. durch
Prägen, Werkstoff aus der Wandung der Bohrung der Gabel herausgeformt
und am äußeren Rand der Außenseite des Bodens der Lagerbüchse zur
Anlage gebracht wird. Dabei wird nach einer Ausführungsform der
Erfindung an wenigstens drei über den Umfang der Bohrung verteilten
Stellen in Umfangsrichtung örtlich begrenzt Werkstoff aus der Wandung
der Bohrung herausgeformt. Nach einer Ausführung der Erfindung
geschieht das Einpressen der Lagerbüchse und das Herausformen von Werk
stoff im wesentlichen gleichzeitig in einem Arbeitsgang.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsge
mäßen Verfahrens, bei dem die axiale Position, in der der Boden der
Lagerbüchse an der Stirnfläche des Zapfens anliegt, vor dem Einpressen
der Lagerbüchse bestimmt wird, weist ein Gestell, Mittel zum Zentrieren
und Spannen des Gelenkkreuzes und der Wellen, gegebenenfalls Mittel zum
Aufweiten und jedenfalls Mittel zum Festlegen der Gabelarme, einen
Stempel zum Einpressen und Mittel zum Festlegen der Lagerbüchse sowie
eine Steuereinrichtung für den Montagevorgang auf und ist dadurch ge
kennzeichnet, daß
- a) Meßmittel vorgesehen sind, welche die Höhe des Bodens der Lager büchse, und solche die den Abstand der Stirnfläche des Zapfens des Ge lenkreuzes von der Wellenachse messen, wobei die Meßmittel die durch sie ermittelten Maße an die Steuereinrichtung geben,
- b) Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs vorgesehen sind, welche durch die Steuereinrichtung betätigbar sind, und
- c) die Steuereinrichtung, in welcher gegebenenfalls das definierte Maß speicherbar ist, die von den Meßmitteln ermittelten Maße addiert, gegebenenfalls um das definierte Maß vermindert, und die Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs derart betätigt, daß am Ende des Einpreßvorgangs der Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens der Lagerbüchse von der Wellenachse dem zuvor errechneten Maß entspricht.
Da durch das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellungstoleranzen der
zu montierenden Teile den Montagevorgang nicht nachteilig beeinflussen
können, hängt die bei der Montage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erzielbare Genauigkeit sowohl hinsichtlich der Zentrizität als auch hin
sichtlich des Beugemomentes lediglich noch von der Genauigkeit ab, mit
der die Messungen durchgeführt und die Mittel zur Beendigung des Ein
preßvorgangs betätigt werden.
Die bei der Montage erzielbare Genauigkeit kann dann erhöht werden,
wenn die Vorrichtung nach einer Variante der Erfindung Meßmittel besitzt,
welche während des Einpreßvorgangs den Abstand des äußeren Randes der
Außenseite des Bodens von der Wellenachse erfassen und an die
Steuereinrichtung geben, welche den jeweils vorhandenen Abstand mit dem
errechneten vergleicht und die Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs
derart betätigt, daß dieser bei Gleichheit der Maße endet.
Um das Vorhandensein von Fremdkörpern zwischen dem Boden der Lager
büchse und der Stirnfläche des Zapfens erkennen zu können, besitzt die
Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung Meßmittel, welche
den Beginn der elastischen Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse
erfassen und an die Steuereinrichtung geben, in welcher ein vorbestimmtes
Maß für den Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens der
Lagerbüchse von der Wellenachse speicherbar ist und welche während des
Einpreßvorgangs das Maß des Abstands des Bodens von der Wellenachse
mit dem vorbestimmten Maß vergleicht und außerdem vorgesehene Mittel
zur Unterbrechung der Einpreßkraft oder die Mittel zur Beendigung des
Einpreßvorgangs derart betätigt, daß dieser endet, wenn die Meßmittel den
Beginn der Durchbiegung des Bodens erfassen, bevor das vorbestimmte
Maß unterschritten ist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsge
mäßen Verfahrens, bei dem die axiale Position, in der der Boden der
Lagerbüchse an der Stirnfläche des Zapfens anliegt, dadurch erfaßt wird,
daß der Beginn der elastischen Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse
erfaßt wird, weist ein Gestell, Mittel zum Zentrieren und Spannen des
Gelenkkreuzes und der Wellen, gegebenenfalls Mittel zum Aufweiten und
jedenfalls Mittel zum Festlegen der Gabelarme, einen Stempel zum
Einpressen und Mittel zum Festlegen der Lagerbüchse sowie eine
Steuereinrichtung für den Montagevorgang auf und ist dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) Meßmittel vorgesehen sind, welche den Beginn der Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse erfassen und an die Steuereinrichtung geben,
- b) Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs vorgesehen sind, welche durch die Steuereinrichtung betätigbar sind, und
- c) die Steuereinrichtung, in welcher gegebenenfalls das definierte Maß speicherbar ist, die Mittel für die Beendigung des Einpreßvorgangs der art betätigt, daß dieser bei Beginn der elastischen Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse oder nach Fortführung des Einpreßvorgangs um das definierte Maß endet.
Auch in diesem Falle können infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens die
Herstellungstoleranzen der zu montierenden Teile den Montagevorgang
nicht nachteilig beeinflussen, so daß die bei der Montage erzielbare
Genauigkeit nur durch die Genauigkeit eines einzigen Meßvorgangs und die
Genauigkeit mit der die Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs be
tätigbar sind, bestimmt wird.
Nach einer Variante der Erfindung erfassen die Meßmittel die Größe der
Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse während des gesamten Einpreß
vorgangs und betätigt die Steuereinrichtung die Mittel zur Beendigung des
Einpreßvorgangs derart, daß dieser endet, wenn die erfaßte Durchbiegung
des Bodens dem definierten Maß entspricht, wobei die Größe der Durchbie
gung des Bodens dadurch erfaßt werden kann, daß nach einer Ausführungs
form der Erfindung Meßmittel vorgesehen sind, welche ab Beginn der
Durchbiegung des Bodens der Lagerbüchse den Abstand des äußeren Randes
der Außenseite von deren Boden von der Wellenachse erfassen und an die
Steuereinrichtung geben, die die Mittel zur Beendigung des Einpreßvor
gangs derart betätigt, daß dieser endet, wenn sich der Abstand um das
definierte Maß verringert hat.
Das Vorhandensein von Fremdkörpern zwischen dem Boden der
Lagerbüchse und der Stirnfläche des Lagerzapfens kann dadurch erfaßt
werden, daß nach einer Variante der Erfindung die Meßmittel den Abstand
des äußeren Randes des Bodens von der Wellenachse während des gesamten
Einpreßvorgangs erfassen und an die Steuereinrichtung geben, in welcher
ein vorbestimmtes Maß für den Abstand des äußeren Randes der
Außenseite des Bodens der Lagerbüchse von der Wellenachse speicherbar
ist und welche während des gesamten Einpreßvorgangs das Maß des
Abstandes des Bodens von der Wellenachse mit dem vorbestimmten Maß
vergleicht und außerdem vorgesehene Mittel zur Unterbrechung der Ein
preßkraft oder die Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs derart be
tätigt, daß dieser endet, wenn die Meßmittel den Beginn der Durchbiegung
des Bodens erfassen, bevor das vorbestimmte Maß unterschritten ist.
Nach Varianten der Erfindung sind die Mittel zur Beendigung des Einpreß
vorgangs von durch die Steuereinrichtung betätigbaren Organen zur Be
endigung des Stempelweges gebildet, die als durch die Steuereinrichtung
verstellbare Anschläge ausgebildet sein können.
Um sicherzustellen, daß der Boden der Lagerbüchse ausschließlich an
seinem äußeren Rand mit der Einpreßkraft beaufschlagt wird, sieht eine
Ausführung der Erfindung vor, daß der Stempel einen ringförmigen
Vorsprung aufweist, mit dem er am äußeren Rand des Bodens der
Lagerbüchse anliegt.
Für den Fall, daß die Lagerbüchse dadurch axial festgelegt wird, daß
spanlos, z. B. durch Prägen, Werkstoff aus der Wandung der Bohrung der
Gabel herausgeformt und am äußeren Rand der Außenseite des Bodens der
Lagerbüchse zur Anlage gebracht wird, sieht eine Ausführungsform der Er
findung vor, daß die Mittel zum Festlegen der Lagerbüchse durch an der
äußeren Mantelfläche des Stempels angebrachte längsgerichtete Vorsprünge
gebildet sind, welche im Abstand von der Stirnfläche des ringförmigen
Vorsprungs des Stempels enden und deren Außenkanten auf einem Durch
messer liegen, der größer als der der Bohrung der Gabel ist. Es ist dann
möglich, das Einpressen und das Festlegen der Lagerbüchse in einem Ar
beitsgang zu bewerkstelligen, wobei der Abstand, in dem die Vorsprünge
von der Stirnfläche des ringförmigen Vorsprungs enden, derart bemessen
ist, daß das aus den Bohrungen der Gabeln herausgeformte Material aus
reichend Raum findet, um zu vermeiden, daß vor den Vorsprüngen ange
sammelter Werkstoff die Außenseite des Bodens der Lagerbüchse von dem
ringförmigen Vorsprung des Stempels abhebt.
Nach einer Variante der Erfindung sind die Meßmittel, die den Abstand der
Stirnflächen des Zapfens des Gelenkkreuzes von der Wellenachse messen,
durch einen induktiven Weggeber gebildet, dessen Anker längsverschieblich
im Stempel gelagert und dessen Spule ortsfest am Gestell angebracht ist.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Meßmittel, die die Höhe des
Bodens der Lagerbüchse messen, durch einen induktiven Weggeber gebildet
sind, dessen Anker längsverschieblich im Gestell gelagert und dessen Spule
ortsfest am Gestell angebracht ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Meßmittel, die den
Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens der Lagerbüchse
von der Wellenachse erfassen, durch einen induktiven Weggeber gebildet
sind, dessen Spule ortsfest am Gestell und dessen Anker am Stempel
befestigt ist.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Meßmittel, die die Durch
biegung des Bodens der Lagerbüchse erfassen, durch einen induktiven Weg
geber gebildet sind, dessen Anker längsverschieblich im Stempel ange
ordnet ist und im Zentrum von dessen Stirnfläche nach außen tritt und
dessen Spule ortsfest mit dem Stempel verbunden ist.
Nach einer letzten Ausführung der Erfindung umfassen die Meßmittel, die
den Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens der Lager
büchse von der Wellenachse und/oder die Durchbiegung des Bodens, er
fassen, zusätzlich einen induktiven Weggeber, dessen Spule am Stempel be
festigt ist und dessen Anker längsverschieblich in dem Stempel gelagert ist
und durch den ringförmigen Vorsprung nach außen tritt.
In den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in
schematischer Darstellung,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit A aus Fig. 1,
Fig. 3 ebenfalls einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vor
richtung in schematischer Darstellung und
Fig. 4 in vergrößerter Darstellung ein Detail einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zu
sammenbau einer Gelenkwelle nach einem erfindungsgemäßen Verfahren,
wobei die Zapfen 1 des Gelenkkreuzes 2 in den Bohrungen 3 der Gabel
arme 4 der Gabel 5 der Gelenkwelle durch dünnwandige Lagerbüchsen 6,
zwischen deren Bohrungen 7 und den äußeren Mantelflächen der Zapfen 1
Nadeln 8 abrollen, gelagert sind. Dabei ist in der rechten Hälfte der Fig. 1
ein Betriebszustand gezeigt, der zeitlich vor dem Einpressen und Festlegen
der Lagerbüchsen 6 liegt, während der in der linken Hälfte der Fig. 1 dar
gestellte Betriebszustand das Einpressen und Festlegen der Lagerbüchsen 6
wiedergibt.
Bei dem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchzuführenden Ver
fahren wird die axiale Position, in der die Böden 9 der Lagerbüchsen 6 an
den Stirnflächen der Zapfen 1 anliegen, vor dem Einpressen der Lager
büchsen 6 in die Bohrungen 3 meßtechnisch bestimmt.
Die Vorrichtung besitzt ortsfest an einem Gestell 10 angebrachte Spann-
und Zentriermittel 11 und 12, mittels derer das Gelenkkreuz 2 und die mit
einer Welle 13 verbundene Gabel 5 zueinander zentriert und gespannt
werden können. Außerdem sind zwei mit dem Gestell 10 ortsfest ver
bundene Gehäuse 14 vorgesehen, die radial außerhalb der Spann- und
Zentriermittel 11 und 12 angeordnet sind und in ihren Bohrungen 15 je
weils einen Zylinder 16 aufnehmen. Die Zylinder 16 sind in den Bohrungen
15 längsverschieblich angeordnet und nehmen jeweils einen Kolben 17 auf.
Die Kolben 17 tragen an ihren den Spann- und Zentriermitteln 11 und 12
zugewandten Enden jeweils einen Stempelabschnitt 18 zum Einpressen der
Lagerbüchsen 6 und können mittels durch die Leitungen 19 und 20 den
Zylindern 16 zuführbares Druckmittel in diesen hin- und herbewegt
werden. Die Gabel 5 und das Gelenkkreuz 2 sind in den Spann- und
Zentriermitteln 11 und 12 derart gehalten, daß die Längsachsen der
Zylinder 16, entlang derer die Kolben 17 mit ihren Stempelabschnitten 18
verschiebbar sind, mit der gemeinsamen Achse der Bohrungen 3 der Gabel
5 und der Achse der in diesen zentrierten Zapfen 1 des Gelenkkreuzes 2
übereinstimmen. Neben den bereits erwähnten Spann- und Zentriermitteln
11 und 12 sind zu diesem Zweck Zentrierbüchsen 21 vorgesehen, die in der
rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellt sind. Diese entsprechen in ihren
radialen Abmessungen den Lagerbüchsen 6 und werden nach dem Spannen
der Gelenkwellenteile wieder aus den Bohrungen 3 der Gabelarme 4 ent
fernt.
An den Zylindern 16 ist jeweils ein Haken 22 gelenkig befestigt, der den
jeweiligen Gabelarm 4 von radial innen hintergreift, so daß bei dem in der
linken Hälfte der Fig. 1 dargestellten Einpreßvorgang der Lagerbüchse 6
der Kraftfluß der von den Zylindern 16 aufgebrachten Einpreßkraft über
die Haken 22 geschlossen wird, ohne daß unter der Einwirkung der Ein
preßkraft eine Verschiebung der Gabelarme 4 nach radial innen auftritt.
Um, was in bestimmten Fällen wünschenswert ist, die Gabelarme 4 nach
radial außen aufweiten zu können, tragen sich axial entgegengesetzt zu
den Stempelabschnitten 18 erstreckende Fortsätze 23 der Kolben 17 An
schläge 24, die an mit den Gehäusen 14 verbundenen Anschlägen 25 zur
Begrenzung des Kolbenweges in Einpreßrichtung zur Anlage kommen.
Außerdem sind in den Gehäusen 14 Anschläge 26 vorgesehen, die den Ver
schiebeweg der Zylinder 16 in der der Einpreßrichtung entgegengesetzten
Richtung begrenzen, wobei die Zylinder 16 mit einem weiteren einstell
baren Anschlag 27 versehen sind, der ihren Verschiebeweg in Einpreßrich
tung im Zusammenwirken mit dem jeweiligen Anschlag 26 begrenzt. Da
zwischen den Rückwänden der Zylinder 16 und den Anschlägen 26 Druck
federn 28 angeordnet sind, nehmen die Zylinder 16, solange die Kolben 17
nicht von Druckmittel beaufschlagt sind, die in der rechten Hälfte der
Fig. 1 dargestellte Lage ein, in der sie so weit in Einpreßrichtung ver
schoben sind, wie dies der Anschlag 27, der dann am Anschlag 26 anliegt,
zuläßt.
Die Aufweitung der Gabelarme 4, deren Größe übrigens dem Weg ent
spricht, um den die Zylinder 16 in den durch die Anschläge 26 und 27 ge
setzten Grenzen, die durch Verstellen des Anschlags 27 variierbar sind,
axial in den Gehäusen 14 verschiebbar sind, kommt dadurch zustande, daß
die Kolben 17 am Ende des Einpreßvorgangs, wie in der linken Hälfte der
Fig. 1 gezeigt, mit ihren Anschlägen 24 an den Anschlägen 25 zur Anlage
kommen. Wird nun über die Leitungen 19 den Zylindern 16 weiter Druck
mittel zugeführt, verschieben sich, da die Kolben 17 keinen zusätzlichen
Weg mehr zurücklegen können, die Zylinder 16 unter der Wirkung des
Druckmittels entgegengesetzt zur Einpreßrichtung, bis sie entgegen der
Wirkung der Druckfedern 28 mit ihren Rückwänden an den Anschlägen 26
anliegen. Da die mit den Zylindern 16 verbundenen Haken 22 die Gabel
arme 4 hintergreifen, folgen diese der Bewegung der Kolben 17, wodurch
sich die gewünschte Aufweitung der Gabelarme 4 ergibt. Da infolge der
Einpreßkraft und der in entgegengesetzter Richtung wirkenden Haltekraft
der Haken 22 ein Biegemoment auf die Gabelarme 4 im Sinne einer Auf
weitung nach radial außen wirkt, kann bei geringen Maßen für die Aufwei
tung der Gabel 5 der Fall eintreten, daß die Zylinder 16 mit ihren Rück
wänden an den Anschlägen 26 zur Anlage kommen, bevor die Kolben 17
mit ihren Anschlägen 24 an den Anschlägen 25 anliegen.
Zum Festlegen der Lagerbüchsen 6 in den Bohrungen 3 der Gabelarme 4
tragen die Stempelabschnitte 18 leistenartige Vorsprünge 29, durch welche
während des Einpreßvorgangs Werkstoff aus den Wandungen der Bohrungen
3, wie aus Fig. 2 ersichtlich, herausgeformt und an den Außenseiten der
Böden 9 der Lagerbüchsen 6 zur Anlage gebracht wird.
Zur Steuerung des Montagevorgangs ist eine Steuereinrichtung 30 vorge
sehen, welche über Ventile 31, je nachdem ob die Kolben 17 in Einpreß
richtung oder entgegengesetzt zu dieser bewegt werden sollen, die
Leitungen 19 oder 20 mit der Druckmittelquelle 32 bzw. dem Druckmittel
reservoir 33 verbindet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem Meßmittel auf, welche
die Höhe der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 bzw. den Abstand der Stirn
flächen 34 der Zapfen 1 des Gelenkkreuzes 2 von der Wellenachse 35
messen.
Die Meßmittel zur Messung der Höhe der Böden 9 sind durch eine ortsfest
mit dem Gestell 10 verbundene Auflage 36 für den äußeren Rand der
Außenseite des Bodens 9 der Lagerbüchse 6 und einen induktiven Weggeber
gebildet. Die Spule 37 des Weggebers ist in einem ortsfest mit dem Ge
stell 10 verbundenen Bauteil 38, in dem der Anker 39 des Weggebers in
Achsrichtung der Lagerbüchse 6 längsverschieblich gelagert ist, aufge
nommen. Die Lagerbüchse 6 wird mit einem Greifer 40, der auch dazu
dient, sie in Einpreßposition zu bringen, derart gegen die Auflage 36 ge
halten, daß der äußere Rand ihres Bodens 9 an dieser anliegt. Die be
schriebenen Meßmittel sind in Fig. 1 aus Darstellungsgründen rechts ober
halb der sonstigen Vorrichtung dargestellt. In der Praxis sind diese Meß
mittel derart auf dem Gestell 10 angeordnet, daß die Lagerbüchsen 6
durch eine ebene Bewegung des Greifers 40 in Einpreßposition gebracht
werden können.
Die Meßmittel zur Messung der Abstände der Stirnflächen 34 von der
Wellenachse 35 sind ebenfalls durch induktive Weggeber gebildet. Deren
Spulen 41 sind ortsfest in den Gehäusen 14 angebracht, während ihre
Anker 42 in Richtung der Achsen der Zapfen 1 des Gelenkkreuzes 2 längs
verschieblich in den Kolben 17 gelagert sind und durch die Stirnflächen der
Stempelabschnittte 18 nach außen treten. Die Meßwerte für die Höhen der
Böden 9 und den Abstand der Stirnflächen 34 von der Wellenachse 35
werden durch Leitungen 43 und 44 an die Steuereinrichtung 30 gegeben.
Weiter weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zur Beendigung des
Einpreßvorgangs auf, die durch die bereits erwähnten Anschläge 25
gebildet sind. Diese werden über Leitungen 45 von der Steuereinrichtung
30 mittels der Stellmotore 46 betätigt. Zu diesem Zweck stehen an den
Wellen der Stellmotore 46 angebrachte Schneckenritzel 47 mit an ihrem
äußeren Umfang als Schneckenräder ausgebildeten Muttern 48, die
drehbar, aber radial und axial unverschieblich in den Gehäusen 14 gelagert
sind, in Eingriff. Die Muttern 48 stehen ihrerseits über Gewinde 49 mit
den Anschlägen 25 in Eingriff, die in den Gehäusen 14 axial verschieblich
und infolge der Stifte 50 undrehbar gelagert sind. Betätigungen der Stell
motoren 46 bewirken somit axiale Verschiebungen der Anschläge 25 in den
Gehäusen 14.
Die Stempelabschnitte 18 sind mit ringförmigen Vorsprüngen 51 versehen,
die sicherstellen, daß die Böden 9 der Lagerbüchsen 6 ausschließlich im
Bereich ihres äußeren Randes von der Einpreßkraft beaufschlagt werden.
Die bereits erwähnte Steuereinrichtung 30 selbst ist derart ausgebildet,
daß sie die Meßwerte des jeweiligen Abstandes der Stirnflächen 34 der
Zapfen 1 von der Wellenachse 35 und die Höhe der Böden 9 der zuge
hörigen Lagerbüchsen 6 addiert und mittels der Stellmotore 46 die An
schläge 25 jeweils so positioniert, daß bei Beendigung des Einpreßvorgangs,
das heißt, wenn die Kolben 17 mit ihren Anschlägen 24 an den Anschlägen
25 anliegen, der Abstand der Stirnflächen der ringförmigen Vorsprünge 51
der Stempelabschnitte 18 von der Wellenachse 35 der jeweiligen Summe
der genannten Meßwerte entspricht. Außerdem kann der Steuereinrichtung
30 von außen ein definiertes Maß f eingegeben werden, das der gegebenen
falls erwünschten elastischen Durchbiegung der Böden 9 der Lagerbüchsen
6 entspricht, und in der Steuereinrichtung 30 gespeichert wird. Vorausge
setzt ein Maß f ist in der Steuereinrichtung 30 gespeichert, subtrahiert
diese vor dem Betätigen der Stellmotore 46 dieses von den jeweiligen
Summen der Meßwerte und positioniert die Anschläge 25 mittels der Stell
motore 46 so, daß bei Beendigung des Einpreßvorgangs der Abstand der
Stirnflächen der ringförmigen Vorsprünge 51 der Stempelabschnitte 18 von
der Wellenachse 35 jeweils der zugehörigen Summe der Meßwerte
vermindert um das Maß f entspricht.
Die Montage eines Kreuzgelenkes mittels der erfindungsgemäßen Vorrich
tung geht nach einem erfindungsgemäßen Verfahren derart vor sich, daß
zunächst das Gelenkkreuz 2 mit seinen Zapfen 1 in die Gabel 5 eingefädelt
wird und die Gabel 5 und das Gelenkkreuz 2 mittels der Spann- und
Zentriermittel 11 und 12 unter Zuhilfenahme der Zentrierbüchsen 21 der
art zueinander zentriert und gespannt werden, daß die Achsen der Zapfen
1 des Gelenkkreuzes 2 mit den Achsen der Bohrungen 3 der Gabel 5 und
den Achsen der Kolben 17 bzw. der Stempelabschnitte 18 übereinstimmen.
Es werden dann wie in der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellt, die Anker
42 zur Messung des Abstandes der Stirnflächen 34 der Zapfen 1 von der
Wellenachse 35 mit den Stirnflächen 34 in Eingriff gebracht und die er
haltenen Meßwerte an die Steuereinrichtung 30 gegeben. Außerdem werden
die Lagerbüchsen 6 vor dem Einpressen zur Messung der Höhe ihrer Böden
9 mittels des Greifers 40 den beschriebenen Meßmitteln zugeführt, worauf
der Anker 39 des Weggebers mit dem Boden 9 der Lagerbüchse 6 in Ein
griff gebracht wird und der so ermittelte Meßwert für die Höhe des
Bodens 9 an die Steuereinrichtung 30 gegeben wird, wobei eine feste
Zuordnung zwischen einer Lagerbüchse 6 und einem bestimmten Zapfen 1
gewahrt wird. Die Lagerbüchsen 6 werden nach dem Meßvorgang durch den
Greifer 40 ihrer Einpreßposition am jeweiligen Zapfen 1 zugeführt. An
schließend verarbeitet die Steuereinrichtung 30 die Meßwerte in der oben
beschriebenen Weise, gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines
definierten Maßes f für die elastische Durchbiegung der Böden 9 der
Lagerbüchsen 6, und betätigt die Anschläge 25 für die Beendigung des Ein
preßvorgangs mittels der Stellmotore 46 so, daß wenn anschließend die
Ventile 31 derart betätigt werden, daß die Kolben 17 durch die Leitungen
19 mit Druckmittel beaufschlagt und die Lagerbüchsen 6 in die Bohrungen
3 eingepreßt werden, der Einpreßvorgang entweder beendet wird, wenn die
Böden 9 der Lagerbüchsen 6 gerade an den Stirnfiächen 34 der Zapfen 1
anliegen, oder unter elastischer Durchbiegung der Böden 9 der Lager
büchsen 6 noch um das definierte Maß f fortgesetzt wird, sofern ein
solches in der Steuereinrichtung 30 gespeichert ist. Gieichzeitig mit dem
Einpressen, bei dem die Lagerbüchsen 6 nur am äußeren Rand der Außen
seite ihrer Böden 9 von der Einpreßkraft beaufschlagt werden, werden
diese durch Herausformen von Werkstoff aus den Wandungen der Boh
rungen 3, der an den Böden 9 der Lagerbüchsen 6 zur Anlage gebracht
wird, axial festgelegt.
Sollen während des Montagevorgangs die Gabelarme 4 radiai aufgeweitet
werden, werden die Anschläge 27 in der oben beschriebenen Weise so ein
gestellt, daß die Zylinder 16 um das gewünschte Maß der Aufweitung in
den Gehäusen 14 axial verschieblich sind. Wenn sowohl eine elastische
Durchbiegung der Böden 9 um ein Maß f als auch eine Aufweitung der
Gabelarme 4 beabsichtigt ist, werden die Anschläge 27 vorzugsweise so
eingestellt, daß die durch die Verformung der Gabelarme 4 hervorgerufene
Kraft der aus der elastischen Durchbiegung der Böden 9 der Lagerbüchsen
6 resultierenden Kraft entspricht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zusätzliche induktive
Weggeber auf, die aus fest mit den Gehäusen 14 verbundenen Spulen 52
und an den Kolben 17 angebrachten Ankern 53 bestehen, die dazu dienen,
beim Einpreßvorgang die momentane Lage der Kolben 17 relativ zur
Wellenachse 35 und damit den Abstand der Außenseite des äußeren Randes
der Böden 9 von der Wellenachse 35 zu messen. Außerdem sind an den
Kolben 17 Spulen 54 angebracht, die gemeinsam mit den Ankern 42, die in
der in der linken Hälfte der Fig. 1 dargestellten Weise durch nicht
gezeigte Mittel während des Einpreßvorgangs in Kontakt mit den Böden 9
der Lagerbüchsen 6 gehalten werden, weitere induktive Weggeber bilden,
die dazu dienen, Relativbewegungen zwischen den Kolben 17 bzw. deren
Stempelabschnitten 18 und den Böden 9 der Lagerbüchsen 6 zu messen.
Solche Relativbewegungen treten dann auf, wenn die Böden 9 elastisch
durchgebogen werden. Die Spulen 52 und 54 sind durch Leitungen 55 und
56 mit der Steuereinrichtung 30 verbunden.
Die Steuereinrichtung 30 ist weiter derart ausgebildet, daß ihr ein be
stimmtes Maß s von außen eingebbar und in ihr speicherbar ist, wobei das
Maß s demjenigen Abstand des äußeren Randes der Außenseite der Böden 9
der Lagerbüchsen 6 bzw. der Stirnflächen der ringförmigen Vorsprünge 51
der Stempelabschnitte 18 von der Wellenachse 35 entspricht, bei dem
unter Berücksichtigung aller Herstellungstoleranzen der zu montierenden
Teile die Böden 9 der Lagerbüchsen 6 frühestens an den Stirnflächen 34
der Zapfen 1 des Gelenkkreuzes 2 anliegen können. Die Steuereinrichtung
30 vergleicht während des Einpreßvorgangs den von den aus den Spulen 52
und den Ankern 53 bestehenden induktiven Weggeber gemessenen Abstand
des äußeren Randes der Außenseiten der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 mit
dem Maß s und betätigt eines oder beide Ventile 31 derart, daß der
Einpreßvorgang unterbrochen wird, wenn einer der durch die Spulen 54 und
die Anker 42 gebildeten induktiven Weggeber eine Durchbiegung des
Bodens 9 der entsprechenden Lagerbüchse 6 meldet, bevor das Maß s
unterschritten ist. Tritt nämlich, bevor das Maß s unterschritten ist, eine
Durchbiegung des Bodens 9 einer der Lagerbüchsen 6 auf, bedeutet dies,
daß sich ein Fremdkörper zwischen dem Boden 9 der Lagerbüchse 6 und
der Stirnfläche 34 des entsprechenden Zapfens 1 befindet, so daß der
Einpreßvorgang unterbrochen werden muß, um Beschädigungen der
Vorrichtung, insbesondere des Stempelabschnitts 18 zu vermeiden.
Eine entsprechende Ausbildung der Steuereinrichtung 30 vorausgesetzt,
kann die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem stets eine elastische Durch
biegung der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 vorgenommen wird, auch so be
trieben werden, daß die Steuereinrichtung 30 ausgehend von dem für die
Höhe der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 und für die Abstände der Stirn
flächen 34 der Zapfen 1 von der Wellenachse 35 ermittelten Meßwerten
die Anschläge 25 mittels der Stellmotore 46 zunächst derart betätigt, daß
der Einpreßvorgang bis zur Anlage der Böden 9 an den Stirnflächen 34 in
der oben beschriebenen Weise durchgeführt wird. Ausgehend von dieser
Position werden die Anschläge 25 unter Aufrechterhaltung des den
Zylindern 16 durch die Leitungen 19 zugeführten Druckes mittels der
Stellmotore 46 durch die Steuereinrichtung 30, die die durch die aus den
Spulen 54 und den Ankern 42 gebildeten Weggeber gemessenen Durchbie
gung der Böden 9 mit dem definierten Maß f vergleicht, so lange in
Einpreßrichtung bewegt, bis die gemessenen Werte der Durchbiegungen der
Böden 9 jeweils mit dem Maß f übereinstimmen, worauf die Steuereinrich
tung 30 den Einpreßvorgang beendet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei entsprechender Ausbildung der
Steuereinrichtung 30 auch so betrieben werden, daß diese die Anschläge 25
mittels der Stellmotore 46 zunächst in ihre von der Wellenachse 35 ent
fernteste Position bringt und dann die Ventile 31 derart betätigt, daß die
Kolben 17 über die Leitungen 19 mit Druckmittel beaufschlagt werden.
Anschließend verstellt die Steuereinrichtung 30, die die durch die aus den
Spulen 52 und die Anker 53 gebildeten induktiven Weggeber gemessenen
Abstände der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 mit den zuvor errechneten
Maßen vergleicht, die Anschläge 25 mittels der Stellmotore 46 so lange in
Einpreßrichtung, bis die jeweils gemessenen Werte mit den entsprechenden
errechneten Werten für die Abstände der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 von
der Wellenachse 35 übereinstimmen, worauf die Steuereinrichtung 30 den
Einpreßvorgang beendet.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsge
mäßen Verfahrens, bei dem die axiale Position, in der die Böden 9 der
Lagerbüchsen 6 an den Stirnflächen 34 der Zapfen 1 anliegen, während des
Einpreßvorgangs erfaßt wird, ist in Fig. 3 dargestellt.
Die Vorrichtung nach Fig. 3 entspricht in ihrem mechanischen Aufbau der
zuvor beschriebenen Vorrichtung, von der sie sich jedoch hinsichtlich der
Meßmittel und der Steuereinrichtung unterscheidet.
Im einzelnen sind in den Kolben 17 Anker 57 längsverschieblich ange
ordnet, die mit ortsfest an den Kolben 17 befestigten Spulen 58 induktive
Weggeber bilden und durch Druckfedern 59 während des gesamten
Einpreßvorgangs mit den Böden 9 der Lagerbüchsen 6 in Eingriff gehalten
werden. Die Weggeber, deren Spulen 58 über Leitungen 60 mit einer
Steuereinrichtung 61 verbunden sind, dienen dazu, den Beginn und ge
gebenenfalls die Größe der elastischen Durchbiegung der Böden 9 der
Lagerbüchsen 6 anhand der Relativbewegung zwischen den Kolben 17 bzw.
den Spulen 58 und den Ankern 57 zu erfassen und an die Steuereinrichtung
61 zu geben.
Die Steuereinrichtung 61 selbst ist derart ausgebildet, daß ihr von außen
ein definiertes Maß f eingegeben werden kann, das der gegebenenfalls er
wünschten Durchbiegung der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 entspricht, und
in ihr speicherbar ist. Während des Einpreßvorgangs vergleicht die Steuer
einrichtung 61 die von den induktiven Weggebern ermittelten Werte für die
Durchbiegung der Böden 9 mit dem definierten Maß f, sofern ein solches
gespeichert ist. Ist kein Maß f gespeichert, stellt die Steuereinrichtung 61
lediglich den Beginn der elastischen Durchbiegung der Böden 9 fest. Die
Steuereinrichtung 61 steuert außerdem mittels der Ventile 31 die Be
wegung der Kolben 17 und betätigt über Stellmotore 46 die Anschläge 25.
Die Montage eines Kreuzgelenkes mittels der erfindungsgemäßen Vorrich
tung geht nach einem erfindungsgemäßen Verfahren derart vor sich, daß
die Kolben 17 vollständig zurückgezogen werden und die Anschläge 25 an
den an den Kolben 17 vorgesehenen Anschlägen 24 mittels der Stellmotore
46 von der Steuereinrichtung 61 zur Anlage gebracht werden. Die Zylinder
16 werden über die von der Steuereinrichtung 61 betätigten Ventile 31
durch die Leitungen 19 mit Druckmittel beaufschlagt und die Anschläge 25
durch die Steuereinrichtung 61 mittels der Stellmotore 46 so betätigt, daß
die Kolben 17 sich den Anschlägen 25 folgend in Einpreßrichtung bewegen.
Sobald die Lagerbüchsen 6 mit ihren Böden 9 an den Stirnflächen 34 der
Zapfen 1 zur Anlage kommen, tritt zwischen den Kolben 17 bzw. den
Spulen 58 und den Ankern 57 eine Relativverschiebung auf, die der Steuer
einrichtung 61 als Signal zugeführt wird. Wenn ein definiertes Maß f in der
Steuereinrichtung 61 gespeichert ist, wird der Einpreßvorgang für jede
Büchse 6 durch weiteres Verstellen der Anschläge 25 in Einpreßrichtung so
lange fortgesetzt, bis die Steuereinrichtung 61 durch ständiges Vergleichen
der von den induktiven Weggebern ermittelten jeweiligen Durchbiegungen
der Böden 9 mit dem Maß f feststellt, daß beide gleich groß sind. Der
Einpreßvorgang wird dann beendet. Für den Fall daß eine elastische
Durchbiegung der Böden nicht erwünscht ist, wird der Einpreßvorgang
jeder Büchse 6 durch die Steuereinrichtung 61 unterbrochen, sobald der
jeweilige induktive Weggeber durch das Vorhandensein eines Signals der
Steuereinrichtung 61 den Beginn der Durchbiegung des jeweiligen Bodens 9
meldet.
Eine eventuelle Aufweitung der Gabelarme 4 wird in der oben be
schriebenen Weise vorgenommen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem zusätzliche induktive
Weggeber auf, die aus fest mit dem Gestell 10 verbundenen Spulen 62 und
an den Kolben 17 angebrachten Ankern 63 bestehen, und dazu dienen,
während des Einpreßvorgangs die momentane Lage der Kolben 17 relativ
zur Wellenachse 35 und damit den Abstand des äußeren Randes der Außen
seite der Böden 9 der Lagerbüchsen 6 von der Wellenachse 35 zu erfassen.
Die Spulen 62 sind über Leitungen 64 mit der Steuereinrichtung 61 ver
bunden, die außerdem derart ausgebildet ist, daß ihr ein bestimmtes Maß s
von außen eingebbar und in ihr speicherbar ist, wobei das Maß s
demjenigen Abstand des äußeren Randes der Außenseite der Böden 9 der
Lagerbüchsen 6 bzw. der Stirnflächen der ringförmigen Vorsprünge 51 der
Stempelabschnitte 18 von der Wellenachse 35 entspricht, bei dem unter
Berücksichtigung aller Herstellungstoleranzen der zu montierenden Teile
die Böden 9 der Lagerbüchsen 6 frühestens an den Stirnflächen 34 der
Zapfen 1 des Gelenkkreuzes 2 anliegen können. Die Steuereinrichtung 61
vergleicht während des Einpreßvorgangs den von den aus den Spulen 62 und
den Ankern 63 bestehenden induktiven Weggebern gemessenen Abstand des
äußeren Randes der Außenseite der Böden 9 von der Wellenachse 35 mit
dem Maß s und betätigt eines oder beide Ventile 31 oder einen oder beide
Stellmotore 46 derart, daß der Einpreßvorgang unterbrochen wird, wenn
einer der aus den Ankern 57 und den Spulen 58 bestehenden induktiven
Weggeber eine Durchbiegung des jeweiligen Bodens 9 meldet, bevor das
Maß s unterschritten ist. Somit werden, wenn, wie in der rechten Hälfte
der Fig. 3 gezeigt, sich eine Nadel 8 aus der Fetthalterung in der
Lagerbüchse 6 gelöst hat und zwischen den Boden 9 der Lagerbüchse 6 und
die Stirnfläche 34 des entsprechenden Zapfens 1 eingeklemmt wird,
Beschädigungen der Vorrichtung, insbesondere des ringförmigen Vorsprungs
51 des Stempelabschnitts 18 vermieden.
Eine entsprechende Ausbildung der Steuereinrichtung 61 vorausgesetzt,
kann die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung eines erfin
dungsgemäßen Verfahrens, bei dem stets eine elastische Durchbiegung der
Böden 9 der Lagerbüchsen 6 vorgenommen wird, auch so betrieben werden,
daß die Anschläge 25 durch die Steuereinrichtung 61 zunächst in Einpreß
richtung verstellt werden, bis die durch die Spulen 58 und die Anker 57
gebildeten Weggeber jeweils den Beginn der elastischen Durchbiegung der
Böden 9 an die Steuereinrichtung 61 melden. Ausgehend von dieser
Position werden die Anschläge 25 durch die Steuereinrichtung 61, die den
ausgehend von dieser Position durch die aus den Spulen 62 und den Ankern
63 gebildeten induktiven Weggeber jeweils gemessenen Weg der Kolben 17,
der ein Maß für den Abstand des äußeren Randes der Außenseite des
Bodens 9 der jeweiligen Lagerbüchse 6 von der Wellenachse 35 darstellt,
mit dem definierten Maß f vergleicht, weiter in Einpreßrichtung verstellt,
bis sich der Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens 9 der
jeweiligen Lagerbüchse 6 von der Wellenachse 35 um das Maß f verringert
hat, worauf der Einpreßvorgang der jeweiligen Lagerbüchse 6 beendet
wird.
In Fig. 4 ist die Anordnung eines zusätzlichen induktiven Weggebers im
Stempelabschnitt 18 eines Kolbens 17 dargestellt, der sowohl bei der in
den Fig. 1 und 2 als auch der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung Verwen
dung finden kann, wobei der Weggeber aus einer im Stempelabschnitt 18
befestigten Spule 65 und einem in diesem längsverschieblichen Anker 66
besteht, der durch den ringförmigen Vorsprung 51 des Stempelabschnittes
18 nach außen tritt und durch eine Druckfeder 67 in ständigem Eingriff
mit dem Boden 9 der Lagerbüchse 6 gehalten wird. Dieser zusätzliche
induktive Weggeber dient dazu, Meßfehler zu vermeiden, die sowohl bei
der Ermittlung des Abstandes des äußeren Randes des Bodens 9 der Lager
büchse 6 von der Wellenachse 35 als auch bei der Messung der
Durchbiegung des Bodens 9 der Lagerbüchse 6 auftreten können, wenn, wie
in Fig. 4 dargestellt, in der Endphase des Einpreßvorgangs der äußere Rand
der Außenseite des Bodens 9 von dem ringförmigen Vorsprung 51 des
Stempelabschnitts 18 infolge von überschüssigem aus der Wandung der
Bohrung 3 des Gabelarmes 4 herausgeformten Werkstoff abhebt.
Im Falle der Ermittlung der elastischen Durchbiegung des Bodens 9 wie
auch im Falle der Ermittlung des Abstandes des Bodens 9 von der Wellen
achse 35 wird der Meßwert des induktiven Weggebers, der über Leitungen
68 der Steuereinrichtung 30 bzw. 61 zugeführt wird und dem Abstand des
äußeren Randes der Außenseite des Bodens 9 von der Stirnfläche des ring
förmigen Vorsprungs 51 entspricht, von dem Meßwert für die Durchbiegung
des Bodens 9 bzw. für den Abstand des Bodens 9 von der Wellenachse 35
durch die Steuereinrichtung 30 bzw. 61 subtrahiert.
In den Figuren ist jeweils nur das Einpressen und Festlegen der ersten
beiden einander gegenüberliegenden Lagerbüchsen 6 dargestellt. Die
Montage der beiden anderen Lagerbüchsen 6 vollzieht sich in einem
zweiten Arbeitsgang im wesentlichen in gleicher Weise. Es ist aber, eine
entsprechende Ausbildung der Vorrichtung vorausgesetzt, auch möglich,
sämtliche vier Lagerbüchsen 6 gleichzeitig nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren zu montieren.
In den Ausführungsbeispielen sind ausschließlich Verfahren und Vorrich
tungen beschrieben, bei denen die Lagerbüchsen 6 durch Herausformen von
Werkstoff aus den Wandungen der Bohrungen 3 der Gabel 5 festgelegt
werden. Es können jedoch auch andere Arten der Festlegung der Lager
büchsen 6, z. B. mittels der bekannten Telleranker, verwendet werden.
Unter Umständen erfolgen dann das Einpressen und das Festlegen der
Lagerbüchsen 6, anders als im Falle der Ausführungsbeispiele, in ge
trennten Arbeitsgängen. Dies kann übrigens auch im Falle des Festlegens
der Lagerbüchsen 6 durch Herausformen von Werkstoff aus den Wandungen
der Bohrungen 3 geschehen, wobei dann separate Stempel zum Einpressen
der Lagerbüchsen 6 und zum Herausformen des Werkstoffs erforderlich
sind.
Die in den Ausführungsbeispielen gezeigte Ausbildung der Vorrichtung, ins
besondere der Mittel zur Erzeugung der Einpreßkraft und zur Beendigung
des Einpreßvorgangs sowie der Meßmittel ist nur beispielhaft zu verstehen.
Im Rahmen der Erfindung können diese auch andersartig ausgebildet sein.
Um die zum Festlegen der Lagerbüchsen 6 durch Herausformen von Werk
stoff aus den Wandungen der Bohrungen 3 der Gabel 5 erforderlichen
Kräfte möglichst niedrig zu halten, kann es zweckmäßig sein, nach dem in
der beschriebenen Weise vorgenommenen Einpressen und Festlegen der
Lagerbüchsen 6 die Kolben 17 und damit die Stempelabschnitte 18 um
einen solchen Winkelbetrag zu verdrehen, daß bei nochmaligem Einfahren
der Stempelabschnitte 18 in die Bohrungen 3 an zusätzlichen Stellen von
deren Wandungen Werkstoff herausgeformt und an den Böden 9 der Lager
büchsen 6 zur Anlage gebracht wird. Mit den beschriebenen Vorrichtungen
kann dies auf besonders einfache Weise derart bewerkstelligt werden, daß
die Anschläge 25 nach dem Einpressen und Festlegen der Lagerbüchsen 6
in ihrer jeweiligen Position belassen, die Kolben 17 zurückgezogen und um
einen geeigneten Winkelbetrag verdreht und schließlich erneut in Einpreß
richtung bewegt werden, bis sie mit ihren Anschlägen 24 an den An
schlägen 25 zur Anlage kommen.
Schließlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der in
den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung auch massive Lagerbüchsen
ohne elastische Durchbiegung ihrer Böden montiert werden. Soll die axiale
Position, in der der Boden der massiven Lagerbüchse an der Stirnfläche 34
des Zapfens 1 anliegt, während des Einpressens bestimmt werden, scheidet
die elastische Durchbiegung als Kriterium für die Anlage des Bodens an
der Stirnfläche 34 infolge der massiven Ausbildung der Lagerbüchse aus.
Claims (30)
1. Verfahren zum Zusammenbau eines Kreuzgelenkes, das aus zwei an
ihren Enden Gabeln aufweisenden Wellen oder dergleichen besteht, die
mittels eines Gelenkkreuzes verbunden sind, welches Zapfen aufweist, die
in Bohrungen der Gabeln mittels einseitig durch einen Boden
verschlossener Lagerbüchsen gelagert sind, wobei die Stirnflächen der
Zapfen an den Böden der Lagerbüchsen anliegen, welches Verfahren
vorsieht, daß zunächst das Gelenkkreuz und die Wellen zueinander
zentriert und ortsfest gespannt werden und dann die Lagerbüchsen in die
Bohrungen der Gabeln eingepreßt und in diesen axial festgelegt werden,
wobei die Gabelarme gegebenenfalls radial nach außen aufgeweitet und
jedenfalls radial nach innen unverschieblich festgelegt werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß für jede Lagerbüchse (6) die axiale Position in der ent
sprechenden Bohrung (3) der Gabel (5), in der der Boden (9) der Lager
büchse (6) an der Stirnfläche (34) des entsprechenden Zapfens (1) anliegt,
meßtechnisch erfaßt oder bestimmt wird und der Einpreßvorgang der
Lagerbüchse (6) entweder in dieser Position beendet oder ausgehend von
dieser Position unter elastischer Durchbiegung des Bodens (9) der Lager
büchse (6) um ein definiertes Maß (f) fortgesetzt wird, wobei der Boden (9)
ausschließlich an seinem äußeren Rand mit der Einpreßkraft beaufschlagt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale
Position, in der der Boden (9) der Lagerbüchse (6) an der Stirnfläche (34)
des Zapfens (1) anliegt, vor dem Einpressen der Lagerbüchse (6) bestimmt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ein
pressen der Lagerbüchse (6) die Höhe von deren Boden (9) und, nachdem
das Gelenkkreuz (2) und die Welle (13) zueinander zentriert und gespannt
sind, der Abstand der Stirnfläche (34) des entsprechenden Zapfens (1) von
der Wellenachse (35) gemessen werden und die Lagerbüchse (6) in eine
axiale Position eingepreßt wird, in der der Abstand des äußeren Randes
der Außenseite ihres Bodens (9) von der Wellenachse (35) der Summe aus
der Höhe ihres Bodens (9) und dem Abstand der entsprechenden Stirnfläche
(34) des Zapfens (1) von der Wellenachse (35), gegebenenfalls vermindert
um das definierte Maß (f), entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des
Einpreßvorgangs zusätzlich der Abstand des äußeren Randes der Außen
seite des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) von der Wellenachse (35) meß
technisch erfaßt, während des Einpreßvorgangs mit dem errechneten
Abstand verglichen und der Einpreßvorgang beendet wird, wenn der
gemessene und der errechnete Abstand übereinstimmen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
während des Einpreßvorgangs der Beginn der elastischen Durchbiegung des
Bodens (9) der Lagerbüchse (6) meßtechnisch erfaßt und der Einpreßvor
gang unterbrochen wird, falls die Durchbiegung des Bodens (9) beginnt, be
vor der Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens (9) von der
Wellenachse (35) ein vorbestimmtes Maß (s) unterschritten hat.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale
Position, in der der Boden (9) der Lagerbüchse (6) an der Stirnfläche (34)
des Zapfens (1) anliegt, während des Einpreßvorgangs meßtechnisch erfaßt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale
Position, in der der Boden (9) der Lagerbüchse (6) an der Stirnfläche (34)
des Zapfens (1) anliegt, dadurch erfaßt wird, daß der Beginn der
elastischen Durchbiegung des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) erfaßt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Einpreßvorgang um ein
definiertes Maß fortgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe
der elastischen Durchbiegung des Bodens (9) während des gesamten Ein
preßvorgangs meßtechnisch erfaßt und dieser beendet wird, wenn die
Größe der Durchbiegung dem definierten Maß (f) entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
während des Einpressens wenigstens vom Beginn der Durchbiegung des
Bodens (9) der Lagerbüchse (6) an der Abstand des äußeren Randes der
Außenseite von deren Boden (9) von der Wellenachse (35) meßtechnisch er
faßt wird und der Einpreßvorgang beendet wird, wenn sich der zu Beginn
der Durchbiegung vorhandene Abstand um das definierte Maß (f) verringert
hat.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
während des gesamten Einpreßvorgangs der Abstand des äußeren Randes
der Außenseite des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) von der Wellenachse
(35) meßtechnisch erfaßt und der Einpreßvorgang unterbrochen wird, falls
die Durchbiegung des Bodens (9) beginnt, bevor der Abstand des äußeren
Randes der Außenseite des Bodens (9) von der Wellenachse (35) ein vorbe
stimmtes Maß (s) unterschritten hat.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Einpreßvor
gang um ein definiertes Maß fortgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gabel (5) um ein solches Maß elastisch aufgeweitet wird, daß die
dadurch hervorgerufene Kraft der aus der elastischen Durchbiegung des
Bodens (9) der Lagerbüchse (6) um das definierte Maß (f) resultierenden
Kraft entspricht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerbüchse (6) dadurch axial festgelegt wird, daß spanlos, z. B.
durch Prägen, Werkstoff aus der Wandung der Bohrung (3) der Gabel (5)
herausgeformt und am äußeren Rand der Außenseite des Bodens (9) der
Lagerbüchse (6) zur Anlage gebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an
wenigstens drei über den Umfang der Bohrung (3) verteilten Stellen in
Umfangsrichtung örtlich begrenzt Werkstoff aus der Wandung der Bohrung
(3) herausgeformt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Einpressen der Lagerbüchse (6) und das Herausformen von Werkstoff im
wesentlichen gleichzeitig in einem Arbeitsgang vorgenommen wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, welche
ein Gestell, Mittel zum Zentrieren und Spannen des Gelenkkreuzes und der
Wellen, gegebenenfalls Mittel zum Aufweiten und jedenfalls Mittel zum
Festlegen der Gabelarme, einen Stempel zum Einpressen und Mittel zum
Festlegen der Lagerbüchse sowie eine Steuereinrichtung für den Montage
vorgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) Meßmittel (39, 37 bzw. 41, 42) vorgesehen sind, welche die Höhe des Bodens der Lagerbüchse (6), und solche, die den Abstand der Stirn fläche (34) des Zapfens (1) des Gelenkkreuzes (2) von der Wellenachse (35) messen, wobei die Meßmittel (39, 37 bzw. 41, 42) die durch sie er mittelten Maße an die Steuereinrichtung (30) geben,
- b) Mittel (24, 25) zur Beendigung des Einpreßvorgangs vorgesehen sind, welche durch die Steuereinrichtung (30) betätigbar sind, und
- c) die Steuereinrichtung (30), in welcher gegebenenfalls das definierte Maß (f) speicherbar ist, die von den Meßmitteln (39, 37 bzw. 41, 42) er mittelten Maße addiert, gegebenenfalls um das definierte Maß (f) ver mindert und die Mittel (24, 25) zur Beendigung des Einpreßvorgangs der art betätigt, daß am Ende des Einpreßvorgangs der Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) von der Wellenachse (35) dem zuvor errechneten Maß entspricht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Meßmittel
(52, 53) vorgesehen sind, welche während des Einpreßvorgangs den Abstand
des äußeren Randes der Außenseite des Bodens (9) von der Wellenachse
(35) erfassen und an die Steuereinrichtung (30) geben, welche den jeweils
vorhandenen Abstand mit dem errechneten vergleicht und die Mittel (24,
25) zur Beendigung des Einpreßvorgangs derart betätigt, daß dieser bei
Gleichheit der Maße endet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Meßmittel
(42, 54) vorgesehen sind, welche den Beginn der elastischen Durchbiegung
des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) erfassen und an die Steuereinrichtung
(30) geben, in welcher ein vorbestimmtes Maß (s) für den Abstand des
äußeren Randes der Außenseite des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) von der
Wellenachse (35) speicherbar ist und welche während des Einpreßvorgangs
das Maß des Abstands des Bodens (9) von der Wellenachse (35) mit dem
vorbestimmten Maß (s) vergleicht und außerdem vorgesehene Mittel (31)
zur Unterbrechung der Einpreßkraft oder die Mittel (24, 25) zur Beendi
gung des Einpreßvorgangs derart betätigt, daß dieser endet, wenn die Meß
mittel (42, 54) den Beginn der Durchbiegung des Bodens erfassen, bevor
das vorbestimmte Maß unterschritten ist.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, welche
ein Gestell, Mittel zum Zentrieren und Spannen des Gelenkkreuzes und der
Wellen, gegebenenfalls Mittel zum Aufweiten und jedenfalls Mittel zum
Festlegen der Gabelarme, einen Stempel zum Einpressen und Mittel zum
Festlegen der Lagerbüchse sowie eine Steuereinrichtung für den
Montagevorgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) Meßmittel (57, 58) vorgesehen sind, welche den Beginn der Durchbie gung des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) erfassen und an die Steuerein richtung (61) geben,
- b) Mittel (24, 25) zur Beendigung des Einpreßvorgangs vorgesehen sind, welche durch die Steuereinrichtung (61) betätigbar sind, und
- c) die Steuereinrichtung (61), in welcher gegebenenfalls das definierte Maß (f) speicherbar ist, die Mittel (24, 25) für die Beendigung des Einpreß vorgangs derart betätigt, daß dieser bei Beginn der elastischen Durch biegung des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) oder nach Fortführung des Einpreßvorgangs um das definierte Maß (f) endet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßmittel (51, 58) die Größe der Durchbiegung des Bodens (9) der Lager
büchse (6) während des gesamten Einpreßvorgangs erfassen und die Steuer
einrichtung (61) die Mittel (24, 25) zur Beendigung des Einpreßvorgangs
derart betätigt, daß dieser endet, wenn die erfaßte Durchbiegung des
Bodens (9) dem definierten Maß (f) entspricht.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Meßmittel
(62, 63) vorgesehen sind, welche ab Beginn der Durchbiegung des Bodens
(9) der Lagerbüchse (6) den Abstand des äußeren Randes der Außenseite
von deren Boden (9) von der Wellenachse (35) erfassen und an die Steuer
einrichtung (61) geben, die die Mittel (24, 25) zur Beendigung des
Einpreßvorgangs derart betätigt, daß dieser endet, wenn sich der Abstand
um das definierte Maß (f) verringert hat.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßmittel (62, 63) den Abstand des äußeren Randes des Bodens (9) von der
Wellenachse (35) während des gesamten Einpreßvorgangs erfassen und an
die Steuereinrichtung (61) geben, in welcher ein vorbestimmtes Maß (s) für
den Abstand des äußeren Randes der Außenseite des Bodens (9) der Lager
büchse (6) von der Wellenachse (35) speicherbar ist und welche während
des gesamten Einpreßvorgangs das Maß des Abstandes des Bodens (9) von
der Wellenachse (35) mit dem vorbestimmten Maß (s) vergleicht, und
außerdem vorgesehene Mittel (31) zur Unterbrechung der Einpreßkraft oder
die Mittel (24, 25) zur Beendigung des Einpreßvorgangs derart betätigt,
daß dieser endet, wenn die Meßmittel (57, 58) den Beginn der Durchbie
gung des Bodens (9) erfassen, bevor das vorbestimmte Maß (s) unter
schritten ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mittel zur Beendigung des Einpreßvorgangs durch die
Steuereinrichtung (30, 61) betätigbare Organe zur Beendigung des
Stempelweges sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel
zur Beendigung des Einpreßvorgangs durch die Steuereinrichtung (30, 61)
verstellbare Anschläge (24, 25) für den Stempel (18) sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stempel (18) einen ringförmigen Vorsprung (51) aufweist,
mit der er am äußeren Rand des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) anliegt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel
zum Festlegen der Lagerbüchse (6) durch an der äußeren Mantelfläche des
Stempels (18) angebrachte längsgerichtete Vorsprünge (29) gebildet sind,
welche im Abstand von der Stirnfläche des ringförmigen Vorsprungs (51)
des Stempels (18) enden und deren Außenkanten auf einem Durchmesser
liegen, der größer als der der Bohrung (3) der Gabel (5) ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßmittel, die den Abstand der Stirnfläche (34) des
Zapfens (1) des Gelenkkreuzes (2) von der Wellenachse (35) messen, durch
einen induktiven Weggeber gebildet sind, dessen Anker (42) längsverschieb
lich im Stempel (18) gelagert und dessen Spule (41) ortsfest am Gestell
(10) angebracht ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßmittel, die die Höhe des Bodens (9) der Lagerbüchse
(6) messen, durch einen induktiven Weggeber gebildet sind, dessen Anker
(39) längsverschieblich im Gestell (10) gelagert und dessen Spule (37) orts
fest am Gestell (10) angebracht ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16, 20 oder 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßmittel, die den Abstand des äußeren Randes der
Außenseite des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) von der Wellenachse (35)
erfassen, durch einen induktiven Weggeber gebildet sind, dessen Spule (52,
62) ortsfest am Gestell (10) und dessen Anker (53, 63) am Stempel (18) be
festigt ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßmittel, die die Durchbiegung des Bodens (9) der
Lagerbüchse (6) erfassen, durch einen induktiven Weggeber gebildet sind,
dessen Anker (57) längsverschieblich im Stempel (18) angeordnet ist und im
Zentrum von dessen Stirnfläche nach außen tritt und dessen Spule (58)
ortsfest mit dem Stempel (18) verbunden ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder nach den Ansprüchen 29 und 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel, die den Abstand des äußeren
Randes der Außenseite des Bodens (9) der Lagerbüchse (6) von der
Wellenachse (35) und/oder die Durchbiegung des Bodens (9) erfassen,
zusätzlich einen induktiven Weggeber umfassen, dessen Spule (65) am
Stempel (18) befestigt ist und dessen Anker (66) längsverschieblich in dem
Stempel (18) gelagert ist und durch den ringförmigen Vorsprung (51) nach
außen tritt.
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