DE10161817A1

DE10161817A1 - Method for joining the two parts of the larger bearing seat in a crankshaft connecting rod more precisely, has an expanding vibrating mandrel inserted as the bolts are tightened

Info

Publication number: DE10161817A1
Application number: DE10161817A
Authority: DE
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-03-27

Abstract

The connecting rod (4) is held at the small bearing end on a fixed mandrel (52) as a fixed part (20) of an expanding mandrel engages the large bearing end and a rocking part (26) engages the bridge piece and is rotationally vibrated about an axis (24) by a cylinder (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fügeeinrichtung zum Fügen von Werkstücken nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Fügen von Werkstücken nach Patentanspruch 8. The present invention relates to a joining device for joining workpieces according to claim 1 and a Method for joining workpieces according to claim 8.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist dabei die Verschraubung von bruchgetrennten Werkstückteilen. Der Vorteil des Bruchtrennens besteht darin, daß sich eine Mikro- und Makroverzahnung zwischen den Bruchflächen der Werkstückteile ausbilden, die ein passgenaues Zusammenfügen ermöglichen, wodurch aufwendige Nacharbeiten entfallen. A preferred area of application is Screwing of break-separated workpiece parts. The advantage of breaking separation is that a micro and Macro toothing between the fracture surfaces of the workpiece parts train, which allow a precise fitting, which eliminates time-consuming rework.

Ein Nachteil der Mikro- und Makroverzahnung ist jedoch, daß sich bei einem sich anschließendem Fügevorgang, zum Beispiel einer Verschraubung, einzelne Partikel der Verzahnungen der gegenüberliegenden Bruchflächen verhaken, so daß ein späteres einfaches Lösen der Verbindung nicht möglich ist. Dadurch können Defekte in den Bruchflächen entstehen, die dem weiteren Einsatz der Werkstücke gefährden. Des Weiteren zeigen sich im Betrieb Setzerscheinungen der gefügten Werkstückteil, so daß nicht nur eine Verkürzung der Lebenserwartung dieser Werkstücke, sondern ebenfalls der Bauteile zu erwarten ist, in der die Werkstücke eine Funktion erfüllen. A disadvantage of micro and macro gearing is that in a subsequent joining process to Example of a screw connection, individual particles of the Interlock the teeth of the opposite fracture surfaces so that a later simple loosening of the connection is not possible is. This can cause defects in the fracture areas that endanger the further use of the workpieces. Of In addition, signs of settlement appear in operation joined workpiece part, so that not only a shortening of the Life expectancy of these workpieces, but also the Components are expected in which the workpieces have a function fulfill.

Eine bekannte Lösung (WO 01/28716 A1) zeigt ein Werkstückteil nach dem Bruchtrennen mit einer Vibration zu beaufschlagen, wobei bei jeder Hin- und Herbewegung dieses Werkstückteils ein leichter Kontakt mit den gegenüberliegenden Bruchflächen des korrespondierenden Werkstückteils hergestellt wird, so daß die Verzahnungen ineinander greifen und die losen bzw. gelockerten Partikel aus den Bruchflächen gerissen werden. A known solution (WO 01/28716 A1) shows one Workpiece part with a vibration after breaking break act upon it, with each back and forth movement this Workpiece part a light contact with the opposing fracture surfaces of the corresponding workpiece part is made so that the teeth interlock and the loose or loosened particles from the fracture surfaces be torn.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß beim Herauslösen der gelockerten Partikel kein Setzverhalten der Verbindung simuliert wird. Somit werden bevorzugt die Partikel aus den Bruchflächen entfernt, die sich in einem oberflächlichen gelockerten Zustand befinden. Dabei hat es sich gezeigt, daß durch derartig behandelte Bruchflächen ein Verhaken im späteren Betrieb nicht gänzlich vermeidbar ist. The disadvantage of this solution is that when the loosened particles no settling behavior of the connection is simulated. Thus, the particles from the Fractures removed, resulting in a superficial relaxed state. It has been shown that through fracture surfaces treated in this way, snagging in the later operation is not entirely avoidable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fügeeinrichtung zum Fügen von Werkstücken und ein Verfahren zu schaffen, die die genannten Nachteil beseitigen und so verbesserte Bruchflächen sowie eine verbesserte Fügeverbindung herstellen. The object of the present invention is a Joining device for joining workpieces and a method create that eliminate the disadvantage mentioned and so improved fracture areas as well as an improved Establish joint connection.

Diese Aufgabe wird durch eine Fügeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. This task is performed by a joining device with the Features of claim 1 and by methods with the Features of claim 8 solved.

Bei einer erfindungsgemäßen Fügeeinrichtung, insbesondere zum Fügen von geteilten Lagersitzen von Pleueln, wird zeitgleich oder zeitversetzt zu einer Verschraubung eine Schwingung auf das Werkstück aufgebracht. In the case of a joining device according to the invention, in particular for joining split bearing seats of connecting rods at the same time or with a time delay for a screw connection Vibration applied to the workpiece.

Die Fügeeinrichtung weist eine Spreizeinrichtung mit einen in den Lagersitz einfahrbaren Dorn auf. Der Dorn hat zumindest eine feststehende Spreizbacke und eine in Radialrichtung bewegbare Spreizbacke, die den in Fügerichtung verschiebbaren Lagerteil sowohl mit einer Spreizkraft, die entgegen der Fügerichtung wirkt, als auch zeitgleich oder zeitversetzt senkrecht zur Bruchtrennebene mit einer Schwingung beaufschlagt. The joining device has a spreading device a mandrel retractable into the bearing seat. The thorn has at least one fixed expanding jaw and one in Radially movable expanding jaw, which in the joining direction sliding bearing part with both a spreading force that acts against the joining direction, as well as simultaneously or with a time offset perpendicular to the fracture dividing plane Vibration applied.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der die bewegbare Spreizbacke nahe des Lagersitzes schwenkbar um eine Achse parallel zur Bruchtrennebene. Dabei wird die Spreizkraft über einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder an dem des Pleuels entgegengesetzten bewegbaren Spreizbackenende erzeugt und die Schwingung über eine Schwingeinrichtung, die in einem Abschnitt zwischen der Schwenkachse und dem Zylinder an der bewegbaren Spreizbacke angreift. Durch das Fügen des Lagersitzes und die damit verbundene Kontaktierung der bruchgetrennten Lagerteile breitet sich die Schwingung auf den gesamten Lagersitz aus und regt diesen entsprechend der angelegten Schwingungsfrequenz an. In an advantageous embodiment, the movable expanding jaw near the bearing seat pivotable by one Axis parallel to the break plane. The Spreading force via a hydraulic or pneumatic Cylinder on the movable one opposite the connecting rod Generating jaw end and the vibration over a Vibration device, which is located in a section between the Swivel axis and the cylinder on the movable expanding jaw attacks. By joining the bearing seat and with it connected contacting of the break-separated bearing parts the vibration spreads to the entire bearing seat and stimulates it according to the created Vibration frequency.

Die Ansteuerung der Schwingeinrichtung zur Erzeugung der dynamischen Kraft kann über ein elektrodynamisches, elektrohydraulisches, piezoelektrisches und elektromagnetisches Element erfolgen. Dabei befindet sich die Frequenz der aufgebrachten Schwingungen vorzugsweise nahe der Eigenfrequenz des Werkstücks. The control of the vibrating device for generating the dynamic force can be controlled via an electrodynamic, electrohydraulic, piezoelectric and electromagnetic element. Here is the frequency of the applied vibrations preferably close to the Natural frequency of the workpiece.

Die Verschraubung hat einen vorbestimmten Drehmomentenverlauf, wobei ein wiederholtes Lösen und Anziehen der Schrauben erfolgt. Dabei hat es sich gezeigt, daß besonders gute Ergebnisse zu erzielen sind, wenn das Drehmoment gesteigert wird. Die Frequenz der Schwingung wird in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des eingespannten Werkstücks und des Drehmoments des zu fügenden Lagersitzes gewählt. The screw connection has a predetermined one Torque curve, with repeated loosening and tightening the Screws. It has been shown that particularly good results are obtained when the torque is increased. The frequency of the vibration is in Dependence on the natural frequency of the clamped workpiece and the torque of the bearing seat to be joined.

Der Vorteil der Überlagerung des Drehmoments zur Verschraubung mit einer Schwingung besteht neben dem effektiven Enthaken der Bruchflächen darin, daß ein Setzverhalten der Verbindung simuliert wird, das Aufschlüsse über den Zustand der Werkstücke - in Ordnung oder defekt - gibt. Dabei sind die Defekte nicht nur frühzeitig erkennbar, sondern ebenfalls nach ihrer Ausprägung unterscheidbar. Somit ist es beispielsweise möglich, sogenannte Sekundärrißstellen rechtzeitig durch eine gesonderte Behandlung, zum Beispiel erneutes Brechen, zu entfernen. The advantage of superimposing the torque on Bolting with a vibration exists in addition to the effective one Entrapping the broken surfaces in that a setting behavior of the Connection is simulated, which provides information about the state of the workpieces - in order or defective - there. Are there the defects not only recognizable at an early stage, but also distinguishable according to their expression. So it is for example possible, so-called secondary tears in time through a separate treatment, for example breaking again to remove.

Des Weiteren wird durch das erfindungsgemäße Fügen ein späteres Setzen der Verbindung nahezu vermieden. Furthermore, by joining according to the invention later setting of the connection almost avoided.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß bei einer Verschraubung, bei der zeitgleich eine entsprechende Schwingung aufgebracht wird, ein kleineres Drehmoment notwendig ist, als wenn keine Schwingung erzeugt wird. Somit wird bei einem kleineren Drehmoment die gleiche Wirkung, d. h. Lösen von gelockerten Partikeln in den Bruchflächen, erzielt. It is also advantageous that at a Screw connection, at the same time a corresponding vibration is applied, a smaller torque is necessary than if no vibration is generated. Thus with one smaller torque the same effect, d. H. To solve loosened particles in the fracture areas.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, die bewegliche Spreizbacke über eine Anschlageinrichtung, die parallel zur Bruchtrennebene und diametral an der beweglichen Spreizbacke angeordnet ist, in seiner Pendelbewegung senkrecht zur Bruchtrennebene zu begrenzen. Another advantageous exemplary embodiment provides the movable expanding jaw via a stop device, the parallel to the fracture dividing plane and diametrically on the movable one Spreading jaw is arranged in its pendulum motion limit perpendicular to the fracture separation plane.

Eine derartige Anschlageinrichtung ist insofern vorteilhaft, als daß bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Anschlageinrichtung zum Beispiel mit je einem elektrischen Schalter an gegenüberliegenden Kontaktflächen zwischen der bewegbaren Spreizbacke und der Anschlageinrichtung, Hubbewegungen des hydraulischen oder pneumatischen Zylinders und somit die Pendelbewegung der bewegbaren Steuerbacke einstellbar sind/ist. In this respect, such a stop device is advantageous than that with an appropriate design the anchor device, for example with one each electrical switches on opposite contact surfaces between the movable expanding jaw and the Anchor device, lifting movements of the hydraulic or pneumatic cylinder and thus the pendulum movement of the movable control jaw are adjustable.

Ein anderes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, auf der der bewegbaren Spreizbacke gegenüberliegenden Lagerdeckelseite radial eine Rückführeinrichtung anzuordnen. Die Rückführeinrichtung ist an der bewegbaren Spreizbacke befestigt und bevorzugterweise bügelförmig ausgebildet. Another advantageous exemplary embodiment provides on the opposite of the movable expanding jaw Arrange a return device radially on the bearing cover side. The feedback device is on the movable expanding jaw attached and preferably formed bow-shaped.

Die Rückführeinrichtung eignet sich besonders zum Führen des für das Reinigen der Bruchflächen nach dem Bruchtrennen abgehobenen Lagerdeckel zurück in Richtung des Lagerbettes. The feedback device is particularly suitable for guiding for cleaning the broken surfaces after breaking separation lifted the bearing cover back towards the bed.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird das Pleuel über eine Fixierdorn auf einem Werkzeugtisch aufgespannt. Der Dorn der Fügeeinrichtung fährt in den Lagersitz ein, wobei unter Ansteuern des hydraulischen oder pneumatische Zylinders über die bewegbare Spreizbacke eine Spreizkraft an dem Lagersitz aufgebracht. Anschließend wird über den bewegbare Spreizbacke eine Schwingung auf den Lagersitz übertragen und der Lagersitz gefügt. Dabei wird einer ersten Verschraubung eine zweite Verschraubung angeschlossen, wobei zwischen den Verschraubungen die Bruchflächen über eine Ausblasstation gereinigt werden. Vorteilhafterweise ist die Ausblasstation in der Schwingeinrichtung integriert. Abschließend erfolgt die Prüfung des Fügesitzes, in der ein radialer und axialer Versatz gemessen wird. Parallel zu der Verschraubung werden die Lagersitze auf Defekte kontrolliert, so daß die schadhaften Lagersitze nachgearbeitet oder aussortiert werden. In a preferred method, the connecting rod is over a Fixing mandrel clamped on a tool table. The thorn of Joining device moves into the bearing seat, whereby under Activate the hydraulic or pneumatic cylinder via the movable expanding jaw has an expanding force on the bearing seat applied. Then the movable expanding jaw a vibration is transmitted to the bearing seat and the Bearing seat added. A first screw connection becomes a second screw connection, being between the Screw the fracture surfaces over a blow-out station getting cleaned. The blow-out station is advantageous integrated in the vibrating device. In conclusion the test of the fit, in which a radial and axial Offset is measured. Be parallel to the screw connection checked the bearing seats for defects so that the defective bearing seats reworked or sorted out become.

Es ist ebenfalls vorstellbar, bei den einzelnen Verschraubungen die Verbindung derartig zu lösen, daß aufeinanderfolgend geschraubt und gereinigt wird. It is also conceivable for the individual Screw connections to solve the connection in such a way that successively screwed and cleaned.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der Unteransprüche. Further advantageous embodiments are the subject of subclaims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den nachfolgenden schematischen Darstellung näher erläutert. Es zeigen Preferred embodiments are in the following schematic representation explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine perspektivische Sicht auf eine erfindungsgemäße Fügeeinrichtung mit eingespanntem Pleuel, Fig. 1 is a perspective view of an inventive joining device with clamped connecting rod,

Fig. 2 ein Schnittbild einer Seitenansicht der Fügeeinrichtung mit eingespanntem Pleuel, Fig. 2 is a sectional view of a side view of the joining means with the clamped rod,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines in einen Lagersitz eingefahrenen Dorns, Fig. 3 is a plan view of a preferred embodiment of a retracted in a bearing seat mandrel,

Fig. 4 ein Schnittbild gemäß Fig. 2 mit einer Anschlageinrichtung und einer Rückführeinrichtung und Fig. 4 is a sectional view of FIG. 2 with a stop device and a feedback device and

Fig. 5 eine Draufsicht gemäß Fig. 3 mit einer Rückführeinrichtung. Fig. 5 is a plan view of FIG. 3 with a feedback device.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Sicht auf eine erfindungsgemäße Fügeeinrichtung 2 zum Fügen von Werkstücken 4 mit einer Spreizeinrichtung 6 und einer Schwingeinrichtung 8. Zur Verdeutlichung der Lagerung dieser Elemente 4, 6, 8 ist in Fig. 2 ein Schnittbild einer Seitenansicht der Fügeeinrichtung 2 dargestellt. Fig. 1 shows a perspective view of an inventive joint device 2 for joining workpieces 4 with a spreader 6, and a vibrating device 8. In order to clarify the mounting of these elements 4 , 6 , 8 , a sectional view of a side view of the joining device 2 is shown in FIG. 2.

Das Werkstücke 4 ist zuvor in einer Trennstation, vorzugsweise einer Bruchtrennstation, entlang einer Bruchtrennebene 27, in Werkstückteile 10, 12, insbesondere in einen Lagerbett 10 und einen Lagedeckel 12 eines Lagersitzes 14, getrennt worden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Werkstück 4 ein Pleuel, jedoch sind ebenfalls bei entsprechender konstruktiver Bauweise der Fügeeinrichtung 2 auch andere bruchgetrennte Werkstücke, wie Lagersitze 14 von Kurbelwellengehäusen oder Gelenkwellen, zu fügen. The workpieces 4 have previously been separated in a separation station, preferably a break separation station, along a break separation plane 27 , into workpiece parts 10 , 12 , in particular into a bearing bed 10 and a position cover 12 of a bearing seat 14 . In the preferred embodiment, the workpiece 4 is a connecting rod, but other break-separated workpieces, such as bearing seats 14 of crankshaft housings or cardan shafts, are also to be joined if the joining device 2 is of a corresponding structural design.

Die Spreizeinrichtung 6 hat einen in den Lagersitz 14 des Pleuels 4 einfahrbaren Dorn 16 und einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 18 zur Erzeugung einer Spreizkraft FS. The spreading device 6 has a mandrel 16 which can be moved into the bearing seat 14 of the connecting rod 4 and a hydraulic or pneumatic cylinder 18 for generating a spreading force FS.

Der Dorn 16 weist eine feststehende Spreizbacke 20 und eine radial bewegbare Spreizbacke 22 auf. Die bewegbare Spreizbacke 22 ist um eine Schwenkachse 24 schwenkbar, die quer zur Einfahrtrichtung in den Lagersitz 14 in einem flanschförmigen Endabschnitt 26 der feststehenden Spreizbacke 20 ausgebildet ist. Die Ausrichtung des Pleuels 4 in der Fügeeinrichtung 2 ist dabei so zu wählen, daß die Schwenkachse 24 parallel zur Bruchtrennebene 27 des Lagersitzes 14 verläuft. Die bewegbare Spreizbacke 22 taucht derart in eine sich über die gesamte Länge verlaufende Längsnut 28 der feststehenden Spreizbacke 20 ein, so daß insbesondere nur eine Druckfläche 30 eines hakenförmig ausgebildeten Endabschnitt 31 zur Beaufschlagung des Lagersitzes 14 mit der Spreizkraft FS und mit einer Schwingung in Radialrichtung aus der Längsnut 28 herausragt. Der flanschförmige Endabschnitt 26 der feststehenden Spreizbacke 20 geht in einen zylindrischen Mittelabschnitt 32 über, dem sich ein konusartiger Endabschnitt 34 anschließt. Bei dem in den Lagersitz 14 eingefahrenen Dorn 16 wird der zylindrische Mittelabschnitt 32 der feststehenden Spreizbacke 20 von dem Lagerbett 10 und die Druckfläche 30 der bewegbaren Spreizbacke 22 von dem Lagerdeckel 12 derart umgriffen, daß beim Spreizen des Dorns 16 über die Druckfläche 30 die Spreizkraft FS aufgebracht wird, die senkrecht zur Bruchtrennebene 27 gegen einen Abschnitt 36 der Innenumfangsfläche 38 des Lagerdeckels 12 wirkt. The mandrel 16 has a fixed expanding jaw 20 and a radially movable expanding jaw 22 . The movable expanding jaw 22 can be pivoted about a pivot axis 24 , which is formed transversely to the direction of entry into the bearing seat 14 in a flange-shaped end section 26 of the fixed expanding jaw 20 . The orientation of the connecting rod 4 in the joining device 2 is to be selected so that the pivot axis 24 runs parallel to the fracture separation plane 27 of the bearing seat 14 . The movable expanding jaw 22 is immersed in a longitudinal groove 28 of the fixed expanding jaw 20 which extends over the entire length, so that in particular only one pressure surface 30 of a hook-shaped end section 31 for acting on the bearing seat 14 with the expanding force FS and with a vibration in the radial direction the longitudinal groove 28 protrudes. The flange-shaped end section 26 of the fixed expanding jaw 20 merges into a cylindrical middle section 32 , which is followed by a conical end section 34 . With the mandrel 16 retracted into the bearing seat 14 , the cylindrical central portion 32 of the fixed expanding jaw 20 is encompassed by the bearing bed 10 and the pressure surface 30 of the movable expanding jaw 22 by the bearing cover 12 in such a way that when the mandrel 16 is spread over the pressure surface 30, the expanding force FS is applied, which acts perpendicular to the fracture separation plane 27 against a portion 36 of the inner peripheral surface 38 of the bearing cap 12 .

Der Zylinder 18 ist über ein Drehelement 49 an einer Konsole 47 gelagert und mit seiner Kolbenstange 42 mit der bewegbaren Spreizbacke 22 verbunden. Dabei ist Kolbenstange 42 schwenkbar um eine Verbindungsachse 46 parallel zur Schwenkachse 24 in einer Ausnehmung 50 in dem der Druckfläche 30 gegenüberliegenden Endabschnitt 44 der bewegbaren Spreizbacke 22 geführt. The cylinder 18 is mounted on a bracket 47 via a rotary element 49 and is connected with its piston rod 42 to the movable expanding jaw 22 . Piston rod 42 is pivotably guided about a connecting axis 46 parallel to the pivot axis 24 in a recess 50 in the end section 44 of the movable expanding jaw 22 opposite the pressure surface 30 .

Durch den großen Abstand zwischen der Schwenkachse 24 und der Verbindungsachse 46 im Verhältnis zum kurzen Abstand zwischen der Schwenkachse 24 und der Druckfläche 30 der bewegbaren Spreizbacke 22 entsteht ein für den Zylinder 18 sehr günstiges Übersetzungsverhältnis, so daß der Zylinder 18 vergleichsweise klein ausgelegt werden kann. The large distance between the pivot axis 24 and the connecting axis 46 in relation to the short distance between the pivot axis 24 and the pressure surface 30 of the movable expanding jaw 22 results in a very favorable transmission ratio for the cylinder 18 , so that the cylinder 18 can be designed to be comparatively small.

Die Schwingeinrichtung 8 ist auf einem mittleren Abschnitt 64 der bewegbaren Spreizbacke 22 über eine Schrauben 66 lösbar befestigt, wobei sie sich in entgegengesetzter Richtung zum Zylinder 18 erstreckt. Jedoch sind auch andere Ausrichtungen der Schwingeinrichtung 8 zum Zylinder 18 vorstellbar. Dabei bestimmt wie schon beim Zylinder 18 zur Aufbringung der Spreizkraft FS unter anderem der Abstand der Schwenkachse 24 zur Befestigungsposition der Schwingeinrichtung 8 die dynamische Kraft, die während des Fügens auf den Lagerdeckel 12 aufzubringen ist. Die dynamische Kraft wird mittels eines elektrodynamischen, elektrohydraulischen, piezoelektrischen oder elektromagnetischen Elements 68 der Schwingeinrichtung 8 erzeugt. Diese versetzt die bewegbare Spreizbacke 22 in Hin- und Herbewegungen senkrecht zur Bruchtrennebene 27, die dieser in Form von Schwingungen an den Lagerdeckel und somit an den Lagersitz 14 und das gesamte Pleuel 4 weiterleitet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das eingespannte Pleuel 4 derart angeregt wird, daß es nahe seiner Eigenfrequenz schwingt, um so selbst bereits feinste aufgetretene Risse in der Makrostrutkur der Bruchflächen 70 durch selbstständiges Rißwachstum weiterzubilden und die entsprechend gelockerten Partikel aus den Bruchflächen 70 herauszulösen. The oscillating device 8 is detachably fastened on a central section 64 of the movable expanding jaw 22 by means of screws 66 , wherein it extends in the opposite direction to the cylinder 18 . However, other orientations of the oscillating device 8 to the cylinder 18 are also conceivable. As in the case of the cylinder 18 for applying the spreading force FS, the distance between the pivot axis 24 and the fastening position of the oscillating device 8 determines, among other things, the dynamic force which is to be applied to the bearing cover 12 during the joining. The dynamic force is generated by means of an electrodynamic, electrohydraulic, piezoelectric or electromagnetic element 68 of the oscillating device 8 . This sets the movable expanding jaw 22 in back-and-forth movements perpendicular to the fracture separating plane 27 , which it forwards in the form of vibrations to the bearing cover and thus to the bearing seat 14 and the entire connecting rod 4 . It is advantageous if the clamped connecting rod 4 is excited in such a way that it oscillates near its natural frequency in order to further develop even the finest cracks in the macrostructure of the fracture surfaces 70 through independent crack growth and to detach the correspondingly loosened particles from the fracture surfaces 70 .

Des Weiteren verfügt die Fügeeinrichtung 2 über einen vorzugsweise als Zylinder ausgebildeten Niederhalter 56 oberhalb eines mittleren Abschnitts 62 des eingespannten Pleuels 4, der Pleuelstange, der derart ausgelegt ist, daß das Pleuel 4 beim Abheben der Fügeeinrichtung nach dem Fügen gegen ein Prallelement 58 gedrückt wird, bis der Dorn 16 und der Zentrierdorn 52 aus den zugehörenden Pleuelaugen 14, 54 herausgefahren sind. Dadurch bleibt das Pleuel 4 in seiner Lage fixiert und wird nicht vom Werkzeugtisch abgehoben. Ein Abheben des Pleuels 4 vom Werkzeugtisch kann vornehmlich dann passieren, wenn beim Abheben der Fügeeinrichtung 2 die Dorne 16, 52 an den Innenumfangsflächen 38 haften bleiben, zum Beispiel durch Verunreinigungen. Furthermore, the joining device 2 has a hold-down 56 , which is preferably designed as a cylinder, above a central section 62 of the clamped connecting rod 4 , the connecting rod, which is designed such that the connecting rod 4 is pressed against a baffle element 58 when the joining device is lifted after the joining, until the mandrel 16 and the centering mandrel 52 have moved out of the associated connecting rod eyes 14 , 54 . As a result, the connecting rod 4 remains fixed in its position and is not lifted off the tool table. The connecting rod 4 can be lifted off the tool table primarily when the spikes 16 , 52 stick to the inner circumferential surfaces 38 when the joining device 2 is lifted, for example due to contamination.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines in einen Lagersitz 14 eingefahrenen Dorns 72. Dabei ist die feststehende Spreizbacke 74 an einem Abschnitt 75 seines Außenumfangs 77 derart abgeflacht, daß der Lagerdeckel 12 nur nahe der Bruchflächen 70 gestützt wird. Die Abflachung 76 kann durch einen entsprechend ausgebildeten Hohlschliff ersetzt werden. FIG. 3 shows a top view of a preferred exemplary embodiment of a mandrel 72 inserted into a bearing seat 14 . The fixed expanding jaw 74 is flattened on a section 75 of its outer circumference 77 in such a way that the bearing cover 12 is supported only near the fracture surfaces 70 . The flattened portion 76 can be replaced by an appropriately designed hollow section.

Die Abflachung 76 ist insofern vorteilhaft, als daß dadurch die Schwingungen konzentriert dort in das Pleuel 4eingeleitet werden, wo ihr Effekt ausgenutzt werden soll. D. h. es wird eine konzentrierte Schwingungseinleitung an den Bruchflächen 70 erreicht. The flattening 76 is advantageous in that the vibrations are concentrated in the connecting rod 4 where its effect is to be exploited. I.e. a concentrated introduction of vibration is achieved on the fracture surfaces 70 .

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) sieht vor, die Spreizkraft FS und die Schwingungen nicht über einen eigenen Dorn 16 auf den Lagersitz 14 zu übertragen, sondern über den Spreizdorn der Bruchtrennstation. Der Spreizdorn ist axial in den von ihm geteilten Lagersitz 14 eingefahren und überträgt über zumindest eine radial bewegbare Spreizbacke, die Spreizkraft FS und die Schwingungen auf den Lagersitz, wobei eine feststehende Spreizbacke die stützende und aufspannende Aufgabe der feststehenden Spreizbacke des Dorns 16 übernimmt. Dabei ist die Schwingeinrichtung 8 direkt an dem Spreizdorn gelagert. Another preferred exemplary embodiment (not shown) provides for the spreading force FS and the vibrations not to be transmitted to the bearing seat 14 via a separate mandrel 16 , but rather via the expanding mandrel of the fracture separation station. The expanding mandrel is axially retracted into the bearing seat 14 which it divides and transmits to the bearing seat via at least one radially movable expanding jaw, the expanding force FS and the vibrations, a fixed expanding jaw taking over the supporting and clamping task of the fixed expanding jaw of the mandrel 16 . The vibrating device 8 is mounted directly on the expanding mandrel.

Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht in einer Reduzierung notwendiger Bearbeitungsstationen. So kann in diesem Fall die Bruchtrennstation nicht nur zum Bruchtrennen verwandt werden, sondern ebenfalls als Element der Fügeeinrichtung 2. The advantage of this embodiment is the reduction in the number of processing stations required. In this case, the break separation station can not only be used for break separation, but also as an element of the joining device 2 .

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fügeeinrichtung 2 mit einer Anschlageinrichtung 82 und einer Rückführeinrichtung 84. Die beiden Einrichtungen 82, 84 sind selbstverständlich auch getrennt voneinander an der Fügeeinrichtung 2 anordbar. Fig. 4 shows a side view of a joining device 2 according to the invention with an abutment means 82 and a return means 84. The two devices 82 , 84 can of course also be arranged separately from one another on the joining device 2 .

Die Anschlageinrichtung 82 weist zumindest zwei Anschläge 86, 88 auf, die mit ihren Kontaktflächen 90, 92 parallel zur Bruchtrennebene ausgerichtet und diametral zueinander radial außerhalb der bewegbaren Spreizbacke 22 gelagert sind. D. h. die bewegbare Spreizbacke 22 ist zumindest abschnittsweise umgriffen, wobei über die Anschläge 86, 88 eine Pendelbewegung bzw. Schwenkwinkel 91, 92 der bewegbaren Spreizbacke 22 begrenzt ist/sind. Aus Gründen eines vereinfachten Zugangs zur Anschlageinrichtung 84 ist sie vorteilhafterweise zwischen dem Zylinder 18 und dem Element 68 angeordnet. Dabei kann die Anschlageinrichtung 84 verschiedene Funktionen übernehmen. Zur Verdeutlichung sind im drei dieser Funktionen näher erläutert. The stop device 82 has at least two stops 86 , 88 , which are aligned with their contact surfaces 90 , 92 parallel to the fracture separation plane and are mounted diametrically to one another radially outside of the movable expanding jaw 22 . I.e. the movable expanding jaw 22 is encompassed at least in sections, a pendulum movement or swivel angle 91 , 92 of the movable expanding jaw 22 being limited via the stops 86 , 88 . For reasons of simplified access to the stop device 84 , it is advantageously arranged between the cylinder 18 and the element 68 . The stop device 84 can perform various functions. For clarification, three of these functions are explained in more detail.

So ist es vorstellbar, die Anschläge 86, 88 als rein mechanische Begrenzungen für eine Pendelbewegung der bewegbaren Spreizbacke 22 zu verstehen, so daß fehlerhafte zu große Hubbewegung des hydraulischen oder pneumatischen Zylinders 18 nicht an die bewegbare Spreizbacke 22 weitergegeben werden und somit durch eine unerwartete maximale Schwingungsamplitude keine Schädigung der Bruchflächen 70 auftritt. So it is conceivable to understand the stops 86 , 88 as purely mechanical limitations for a pendulum movement of the movable expanding jaw 22 , so that faulty excessive stroke movement of the hydraulic or pneumatic cylinder 18 is not passed on to the movable expanding jaw 22 and thus by an unexpected maximum Vibration amplitude no damage to the fracture surfaces 70 occurs.

Es ist ebenfalls vorstellbar, die Kontaktflächen 90, 92 mit Schaltern zu versehen, so daß die Hubbewegung des Zylinders 18 über den jeweiligen Kontakt der bewegbaren Spreizbacke 22 mit den Kontaktflächen 90, 92 durch maximale Pendelbewegungen gesteuert wird. It is also conceivable to provide the contact surfaces 90 , 92 with switches, so that the lifting movement of the cylinder 18 is controlled by the maximum contact movement of the movable expanding jaw 22 with the contact surfaces 90 , 92 .

Des Weiteren ist es vorstellbar, die Kontaktflächen 90, 92 derart mit elektrischen Schaltern zu versehen, daß eine Ansteuerung des Zylinders 18 dann unterbrochen wird, wenn die bewegbare Spreizbacke 22 bei einem maximalen Ausschlag bzw. Schwenkwinkel φ1, φ2 einen der Schalter berührt. Furthermore, it is conceivable to provide the contact surfaces 90 , 92 with electrical switches in such a way that actuation of the cylinder 18 is interrupted when the movable expanding jaw 22 touches one of the switches at a maximum deflection or swivel angle φ1, φ2.

Andere Ausführungsbeispiele sehen vor, die Anschlageinrichtung 82 beispielsweise in elektromagnetischer oder optischer Art und Weise auszuführen. D. h. die Anschläge 86, 88 werden durch entsprechende von geeigneten Elementen ausgesendete Felder bzw. Signale ersetzt, so daß beim Kreuzen der Felder bzw. Signale die gleiche Wirkung erzielbar ist wie bei einer mechanische Anschlageinrichtung 82. Other exemplary embodiments provide for the stop device 82 to be designed, for example, in an electromagnetic or optical manner. I.e. the stops 86 , 88 are replaced by corresponding fields or signals emitted by suitable elements, so that the same effect can be achieved when crossing the fields or signals as in the case of a mechanical stop device 82 .

Die Rückführeinrichtung 84 ist vorzugsweise bügelförmig ausgebildet und derart an der bewegbaren Spreizbacke 22gelagert, daß sie bei auf dem Lagerbett 10 aufsitzenden Lagerdeckel 12 radial etwas von dem Lagerdeckel 2 senkrecht zur Bruchtrennebene 27 beabstandet ist. Idealerweise ist die Rückführeinrichtug 84 mit ihrer Druckfläche 94 diametral zum hakenförmigen Endabschnitt 31 der bewegbaren Spreizbacke 22 positioniert (Fig. 5), wobei sie sich über die gleichen radialen Abmessungen erstreckt. Des Weiteren ist die Rückführeinrichtung 84 so ausgebildet, daß die Schrauben 80 beim Fügen des Lagersitzes 14 für eine Verschraubungsstation (nicht dargestellt) frei zugänglich sind. Bevorzugterweise ist die Druckfläche 94 entsprechend dem konvexen Umfang des Lagerdeckels 12 konkav ausgebildet. The recirculation device 84 is formed preferably bow-shaped, and so mounted on the movable expanding jaw 22 so that they slightly radially spaced from the bearing caps 2 perpendicular to the cracking plane 27 when seated on the support bed 10 bearing cap 12th Ideally, the return device 84 is positioned with its pressure surface 94 diametrically to the hook-shaped end section 31 of the movable expanding jaw 22 ( FIG. 5), whereby it extends over the same radial dimensions. Furthermore, the feedback device 84 is designed such that the screws 80 are freely accessible for a screwing station (not shown) when the bearing seat 14 is joined. The pressure surface 94 is preferably concave in accordance with the convex circumference of the bearing cover 12 .

Der Vorteil einer derartigen Rückführeinrichtung 84 besteht darin, daß der zum Reinigen der Bruchflächen 70 durch das Ansteuern der bewegbaren Spreizbacke 22 vom Lagerbett 10 abgehobene Lagerdeckel 12 automatisch durch eine Bewegung der bewegbaren Spreizbacke 22 zurück in Richtung Lagerbett 10 mitgeführt wird. Somit wird der Lagerdeckel 12 richtig auf dem Lagerbett 10 aufgesetzt, so daß zum Beispiel ein Verkanten der Schrauben 80 beim Fügen des Lagersitzes 14 durch schräg zur Bruchtrennebene ausgerichtete Lagerdeckel 14 verhindert wird. The advantage of such a return means 84 is that of cleaning the fracture surfaces 70 lifted by the driving of the movable expanding jaw 22 of support bed 10 bearing cover 12 is automatically carried along by a movement of the movable expanding jaw 22 back towards the support bed 10 degrees. Thus, the bearing cap 12 is placed correctly on the support bed 10 so that for example, a tilting of the screw 80 is prevented during the joining of the bearing seat 14 by obliquely oriented to the fracture separation plane bearing cap fourteenth

Eine Kombination der Rückführeinrichtung 84 mit der Anschlageinrichtung 82 sieht vor, bei einer Abhebung des Lagerdeckels 14 vom Lagerbett 12 die Pendelbewegung der bewegbaren Spreizbacke 22 durch den Anschlag 92 zu begrenzen. Somit ist der Lagerdeckel 14 in einem definierten Abstand von dem Lagerbett 12 beispielsweise zum Reinigen der Bruchflächen 70 beabstandbar, ohne das es einer aufwendigen Ansteuerung des Zylinders 18 bzgl. seiner Hubbewegung bedarf. A combination of the return device 84 with the stop device 82 provides for the pendulum movement of the movable expanding jaw 22 to be limited by the stop 92 when the bearing cover 14 is lifted off the bearing bed 12 . Thus, the bearing cover 14 can be spaced at a defined distance from the bearing bed 12, for example for cleaning the fracture surfaces 70 , without the need for complex actuation of the cylinder 18 with regard to its lifting movement.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Pleuel über einen Zentrierdorn 52 in seinem kleinen Auge 54 auf dem Werkzeugtisch zentriert oder lagefixiert. Anschließend fährt der Dorn 16 in den Lagersitz 14 ein und der Lagersitz 14mittels zwei mit je einem Drehmoment, vorzugsweise maximal 200 Nm, beaufschlagte Schrauben 80 gefügt, bis eine leichte Erstkontaktierung zwischen den Bruchflächen 70 des Lagerbetts 10 und des Lagersitzes 12 erfolgt. Dabei werden weder eine Spreizkraft FS noch Schwingungen auf den Lagersitz 14 aufgebracht. Durch eine optische Fügeüberwachung der Erstkontaktierung werden schadhafte Lagersitze 14 frühzeitig erkannt und entweder in Nacharbeit behoben oder aussortiert. In a method according to the invention, the connecting rod is centered or fixed in position on the tool table via a centering mandrel 52 in its small eye 54 . The mandrel 16 then moves into the bearing seat 14 and the bearing seat 14 is joined by means of two screws 80 , each with a torque, preferably a maximum of 200 Nm, until a slight initial contact is made between the fractured surfaces 70 of the bearing bed 10 and the bearing seat 12 . Neither an expanding force FS nor vibrations are applied to the bearing seat 14 . Defective bearing seats 14 are identified at an early stage by optical joint monitoring of the initial contact and are either remedied in rework or sorted out.

Die nach dieser Erstkontaktierung nicht schadhaften Lagersitze 14 werden mit der Spreizkraft FS und zeitgleich oder zeitversetzt mit einer Schwingung über die bewegbare Spreizbacke 22 beaufschlagt. Die Verschraubung wird fortgeführt, wobei das Lagerbett 10 und der Lagerdeckel 12 über einen vorbestimmten Drehmomentenverlauf der Schrauben 80, die synchron und wiederholt angezogen und gelöst werden gefügt werden. Dabei sind prinzipiell drei verschiedene Verfahrensvarianten vorstellbar. The bearing seats 14, which are not defective after this initial contact, are subjected to the spreading force FS and, at the same time or with a time delay, an oscillation via the movable expanding jaw 22 . The screw connection is continued, the bearing bed 10 and the bearing cover 12 being joined over a predetermined torque curve of the screws 80 , which are tightened and loosened synchronously and repeatedly. In principle, three different process variants are conceivable.

Die erste Verfahrensvariante sieht vor, das Lagerbett 10 und den Lagerdeckel 12 wie vorbeschrieben in einer ersten Verschraubung (Vorverschraubung) zu fügen, wobei das Anzugsmoment der Schrauben gesteigert wird. Ist ein vorbestimmtes Setzverhalten des Lagersitzes 14 erreicht, wird der Lagersitz 4 über ein Lösen der Schrauben 80 derart getrennt, daß das Lagerbett 10 und der Lagerdeckel 12 voneinander abhebar sind, so daß die Bruchflächen 70 mit einer Ausblasstation, vorzugsweise Luftdüsen, von gelockerten Partikel gereinigt werden können. Vorteilhafterweise ist die Ausblasstation in die Fügeeinrichtung 2 integriert. Es ist jedoch auch vorstellbar, die Bruchflächen 70 über das Aufbringen einer Schwingung durch die Schwingeinrichtung 8 von den gelockerten Partikeln zu befreien. Nach dem Reinigen der Bruchflächen 70 wird der Lagersitz 4 in einer zweiten Verschraubung (Endverschraubung) derart erneut gefügt, daß die Bruchflächen 70 zueinander lagefixiert sind und somit nicht beschädigt werden können. Dabei kann das Endverschrauben sowohl mit oder ohne Aufbringen einer Spreizkraft oder Einbringen einer Schwingung erfolgen. The first variant of the method provides for the bearing bed 10 and the bearing cover 12 to be joined in a first screw connection (pre-screw connection) as described above, the tightening torque of the screws being increased. If a predetermined seating behavior of the bearing seat 14 is achieved, the bearing seat 4 is separated by loosening the screws 80 in such a way that the bearing bed 10 and the bearing cover 12 can be removed from one another, so that the fractured surfaces 70 are cleaned of loosened particles using a blow-out station, preferably air nozzles can be. The blow-out station is advantageously integrated into the joining device 2 . However, it is also conceivable to free the broken surfaces 70 from the loosened particles by applying a vibration through the vibrating device 8 . After cleaning the fracture surfaces 70 , the bearing seat 4 is joined again in a second screw connection (end screw connection) in such a way that the fracture surfaces 70 are fixed in position with respect to one another and therefore cannot be damaged. The end screwing can take place either with or without applying a spreading force or introducing a vibration.

Die zweite Verfahrensvariante sieht nach der Erstkontaktierung der Bruchflächen vor, das Lagerbett 10 und den Lagerdeckel 12 abwechselnd zu fügen und zu reinigen, so daß sich die Schritte Aufbringung Spreizkraft FS, Aufbringung Schwingung, Anziehen, Lösen, Reinigen der Bruchflächen bis zur Einstellung des vorbestimmten Setzverhalten des Lagersitzes 14 wiederholen. Dabei kann ebenfalls eine Anzugsmomentensteigerung vorgesehen sein. The second variant of the method provides, after the fracture surfaces have been contacted for the first time, alternately joining and cleaning the bearing bed 10 and the bearing cover 12 , so that the steps of applying spreading force FS, application of vibration, tightening, loosening, cleaning of the fracture surfaces until the predetermined setting behavior is set Repeat bearing seat 14 . An increase in the tightening torque can also be provided.

Der Vorteil besteht darin, daß sich bereits gelöste Partikel nicht negativ auf die Bruchflächen 70 und somit auf den Lagersitz 14 auswirken. The advantage is that already loosened particles do not have a negative effect on the fracture surfaces 70 and thus on the bearing seat 14 .

Die dritte Vefahrensvariante sieht vor, das Lagerbett 10 und den Lagerdeckel 12 in einer ersten Verschraubung ohne Beaufschlagung mit einer Schwingung zu fügen (Vorverschraubung). Nach Erreichen eines definierten Setzverhaltens wird der Lagersitz 14 mit einer Schwingung beaufschlagt. Anschließend werden die Schrauben 80 gelöst und die Bruchflächen 70 von den gelockerten Partikeln gereinigt. Abschließend erfolgt ein erneutes Verschrauben (Endverschrauben) mit oder ohne Beaufschlagung einer Schwingung. The third method variant provides for the bearing bed 10 and the bearing cover 12 to be joined in a first screw connection without being subjected to an oscillation (pre-screw connection). After a defined setting behavior has been reached, the bearing seat 14 is subjected to an oscillation. The screws 80 are then loosened and the broken surfaces 70 are cleaned of the loosened particles. Finally, a new screwing (final screwing) takes place with or without exposure to a vibration.

Die Frequenz der Schwingung richtet sich nach dem Drehmoment der Schrauben und nach der Resonanzfrequenz des eingespannten Pleuels 4. Vorteilhaft ist es, das eingespannte Pleuel 4 derart anzuregen, daß selbst feinste Risse in den Bruchflächen 70 wachsen, so daß möglichst viele gelockerte Partikel aus den Bruchflächen 70 herausgelöst werden. The frequency of the vibration depends on the torque of the screws and the resonance frequency of the connecting rod 4 . It is advantageous to excite the clamped connecting rod 4 in such a way that even the finest cracks grow in the fracture surfaces 70 , so that as many loosened particles as possible are released from the fracture surfaces 70 .

Parallel zur Verschraubung erfolgt eine komplexe Fügeüberwachung, bei der ein radialer und axialer Ist-Versatz des Lagersitzes in Abhängigkeit zum Anzugsmoment der Schrauben 80in einem Ist-Winkelmaß ausgegeben wird und mit einem Soll- Winkelmaß verglichen wird. Anhand der Abweichung von dem Istzum Soll-Winkelmaß lassen sich schadhafte Lagersitze 14 und die Art des Defektes erkennen und, wie schon bei der Erstkontaktierung, entweder durch Nacharbeit beheben oder aussortieren. Parallel to the screw connection, a complex joint monitoring is carried out, in which a radial and axial actual offset of the bearing seat is output as a function of the tightening torque of the screws 80 in an actual angular dimension and is compared with a nominal angular dimension. On the basis of the deviation from the actual to the nominal angular dimension, defective bearing seats 14 and the type of defect can be identified and, as with the initial contact, either remedied or rejected by reworking.

Somit wird ein Lagersitz 14 hergestellt, der durch die entfernten gelockerten Partikel kein gegenseitiges Verhaken des Lagerbetts 10 und des Lagerdeckels 12 erlaubt, wodurch ein leichtgängiges Abheben des Lagerdeckels 12 ermöglicht wird. Des Weiteren ist es vorteilhaft, daß selbst kleinste schadhafte Stellen an dem Lagersitz 14 frühzeitig erkannt und entsprechend bearbeitet werden können, wodurch die Lebensdauer des Lagersitzes 14 im Vergleich zu herkömmlich gefertigte Lagersitzen erheblich verlängert wird. A bearing seat 14 is thus produced which, owing to the loosened particles removed, does not allow the bearing bed 10 and the bearing cover 12 to get caught in one another, thereby enabling the bearing cover 12 to be lifted off easily. Furthermore, it is advantageous that even the smallest defective spots on the bearing seat 14 can be recognized early and processed accordingly, as a result of which the service life of the bearing seat 14 is considerably extended in comparison to conventionally manufactured bearing seats.

Offenbart ist eine Fügeeinrichtung zum Fügen von Werkstücken, die zuvor in einer Trennstation, vorzugsweise einer Bruchtrennstation in Werkstückteile getrennt sind, und beim Fügen mit einer Schwingung beaufschlagbar sind. Bezugszeichenliste 2 Fügeeinrichtung
4 Werkstück (Pleuel)
6 Spreizeinrichtung
8 Schwingeinrichtung
10 Lagerbett
12 Lagerdeckel
14 Lagersitz
16 Dorn
18 Zylinder
20 feststehende Spreizbacke
22 bewegbare Spreizbacke
24 Schwenkachse
26 flanschförmiger Endabschnitt
27 Bruchtrennebene
28 Längsnut
30 Druckfläche
31 hakenförmiger Endabschnitt
32 zylindrischer Mittelabschnitt
34 konusartiger Endabschnitt
36 Abschnitt
38 Innenumfangsfläche
42 Kolbenstange
44 Endabschnitt
46 Verbindungsachse
47 Konsole
49 Drehelement
50 Ausnehmung
52 Zentrierdorn
54 kleines Auge
56 Zylinder
58 Prallelement
60 Kolbenstange
62 mittlerer Abschnitt (Pleuelstange)
64 mittlerer Abschnitt
66 Schraube
68 Element
70 Bruchfläche
72 Dorn
74 feststehende Spreizbacke
75 Abschnitt
76 Abflachung
77 Außenumfang
80 Schraube
82 Anschlageinrichtung
84 Rückführeinrichtung
86 Anschlag
88 Anschlag
90 Kontaktfläche
92 Kontaktfläche
94 Druckfläche
Disclosed is a joining device for joining workpieces which have previously been separated into workpiece parts in a separating station, preferably a fracture separating station, and which can be subjected to an oscillation during the joining. LIST OF REFERENCE NUMBERS 2 joining device
4 workpiece (connecting rod)
6 spreading device
8 vibrating device
10 bed
12 bearing caps
14 bearing seat
16 thorn
18 cylinders
20 fixed expanding jaws
22 movable expanding jaws
24 swivel axis
26 flange-shaped end section
27 fracture parting plane
28 longitudinal groove
30 printing area
31 hook-shaped end section
32 cylindrical middle section
34 conical end section
36 section
38 inner circumferential surface
42 piston rod
44 end section
46 connecting axis
47 console
49 rotating element
50 recess
52 centering mandrel
54 little eye
56 cylinders
58 impact element
60 piston rod
62 middle section (connecting rod)
64 middle section
66 screw
68 element
70 fracture surface
72 thorn
74 fixed expanding jaw
75 section
76 flattening
77 outer circumference
80 screw
82 anchor device
84 Feedback device
86 stop
88 stop
90 contact surface
92 contact surface
94 printing area

Claims

1. Fügeeinrichtung (2) zum Fügen von Werkstücken (4), die zuvor in einer Trennstation, vorzugsweise einer Bruchtrennstation, in Werkstückteile (10, 12) getrennt sind, mit einer Spreizeinrichtung 6 zum Erzeugen einer Spreizkraft FS und mit einer Verschraubungsstation zum Verschrauben der Werkstücke, gekennzeichnet durch eine Schwingeinrichtung (8) zur Beaufschlagung des Werkstücks (4) mit Schwingungen, wobei die Schwingungen beim Fügen auf das Werkstück (4) aufgebracht werden. 1. Joining device ( 2 ) for joining workpieces ( 4 ), which are previously separated into workpiece parts ( 10 , 12 ) in a separation station, preferably a break separation station, with a spreading device 6 for generating a spreading force FS and with a screwing station for screwing the workpieces, characterized by a vibrating means (8) for acting on the workpiece (4) to vibrations, with the vibrations during the joining process on the workpiece (4) to be applied.

2. Fügeeinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügeinrichtung (2) einen Dorn mit einer bewegbaren Spreizbacke (22) und einer feststehenden Spreizbacke (20) hat, wobei die bewegbare Spreizbacke (22) schwenkbar an der feststehende Spreizbacke (20) gelagert ist. 2. Joining device ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the joining device ( 2 ) has a mandrel with a movable expanding jaw ( 22 ) and a fixed expanding jaw ( 20 ), the movable expanding jaw ( 22 ) being pivotable on the fixed expanding jaw ( 20 ) is stored.

3. Fügeeinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingeinrichtung (8) zur Erzeugung der Schwingungen ein elektrodynamisches oder ein elektrohydraulisches oder ein piezoelektrisches oder ein elektromagnetisches Element (68) hat. 3. Joining device ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the vibrating device ( 8 ) for generating the vibrations has an electrodynamic or an electrohydraulic or a piezoelectric or an electromagnetic element ( 68 ).

4. Fügeeinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizeinrichtung (6) die Spreizkraft FS über die Ansteuerung eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders erzeugt. 4. Joining device ( 2 ) according to claim 1 or 4, characterized in that the spreading device ( 6 ) generates the spreading force FS via the control of a hydraulic or pneumatic cylinder.

5. Fügeeinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkraft FS über die gleiche Druckfläche (30) wie die Schwingungen auf das Werkstück (4) aufgebracht wird. 5. Joining device ( 2 ) according to one of claims 4 and 5, characterized in that the spreading force FS is applied over the same pressure surface ( 30 ) as the vibrations on the workpiece ( 4 ).

6. Fügeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Spreizbacke (74) eine derartig ausgebildete Abflachung (76) am Außenumfang (77) hat, daß sie nur im Randbereich der Bruchflächen (70) das Werkstück (4) berührt. 6. Joining device according to one of the preceding claims, characterized in that the fixed expanding jaw ( 74 ) has such a flattened portion ( 76 ) on the outer circumference ( 77 ) that it only touches the workpiece ( 4 ) in the edge region of the fracture surfaces ( 70 ).

7. Fügeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkraft FS und die Schwingung senkrecht zur Bruchtrennebene (27) in das Werkstück (4) einleitbar sind. 7. Joining device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the spreading force FS and the vibration perpendicular to the fracture separation plane ( 27 ) in the workpiece ( 4 ) can be introduced.

8. Fügeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pendelbewegung der bewegbaren Spreizbacke (22) durch eine Anschlageinrichtung (82) begrenzt ist. 8. Joining device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a pendulum movement of the movable expanding jaw ( 22 ) is limited by a stop device ( 82 ).

9. Fügeeinrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (82) zumindest zwei senkrecht zur Bruchtrennebene (27) und diametral zueinander radial um die bewegbare Spreizbacke (22) angeordnete Anschläge (86, 88) hat. 9. Joining device ( 2 ) according to claim 8, characterized in that the stop device ( 82 ) has at least two perpendicular to the fracture separation plane ( 27 ) and diametrically mutually radially arranged around the movable expanding jaw ( 22 ) stops ( 86 , 88 ).

10. Fügeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Spreizbacke (22) mit einer Rückführeinrichtung (84) versehen ist, so daß daß der vom Lagerbett (10) senkrecht zur Bruchtrennebene (31) abgehobene Lagerdeckel (12) bei einer Bewegung der bewegbaren Spreizbacke (22) in Richtung des Lagerbett (10) mitführbar ist. 10. Joining device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the movable expanding jaw ( 22 ) is provided with a return device ( 84 ) so that the bearing cover ( 12 ) lifted off the bearing bed ( 10 ) perpendicular to the fracture separation plane ( 31 ) ) can be carried along when the movable expanding jaw ( 22 ) moves in the direction of the bearing bed ( 10 ).

11. Verfahren zum Fügen von Werkstücken (4), wobei beim Fügen eine Schwingung an das Werkstück (4) angelegt wird, mit den Schritten:

a) Einfahren eines Dorns (16)in den Lagersitz (14),

b) Vorverschauben der getrennten Werkstückteile (10, 12) bei zeitgleicher oder zeitversetzter Beaufschlagung des Werkstücks (4) mit einer Schwingung und/oder bei Entgegenwirkung einer gegen die Fügerichtung wirkende Spreizkraft FS,

c) Lösen der Fügeverbindung (14)

d) Reinigen der Bruchflächen (70), vorzugsweise durch Ausblasen, und/oder durch erneutes Aufbringen einer Schwingung,

e) optional Wiederholen zumindest einer der unter b), c),

f) genannten Schritte und

g) Endverschrauben der Werkstücke (4).

11. A method for joining workpieces ( 4 ), a vibration being applied to the workpiece ( 4 ) during the joining, with the steps:

a) insertion of a mandrel ( 16 ) into the bearing seat ( 14 ),

b) pre-screwing of the separated workpiece parts ( 10 , 12 ) when the workpiece ( 4 ) is subjected to vibration at the same time or with a time delay and / or in the event of counteraction of an expanding force FS acting against the joining direction,

c) loosening the joint ( 14 )

d) cleaning the fracture surfaces ( 70 ), preferably by blowing them out and / or by reapplying a vibration,

e) optionally repeating at least one of the b), c),

f) steps mentioned and

g) final screwing of the workpieces ( 4 ).

12. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Anziehen die Werkstückteile (10, 12) getrennt und vorzugsweise durch Ausblasen und/oder Aufbringen einer Schwingung gereinigt werden, bis ein vorbestimmtes Setzverhalten erreicht ist. 12. The method according to claim 11, characterized in that after each tightening the workpiece parts ( 10 , 12 ) separately and preferably cleaned by blowing and / or applying a vibration until a predetermined setting behavior is achieved.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß schadhafte Werkstücke (4) aussortiert und/oder nachgearbeitet werden. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that defective workpieces ( 4 ) are sorted out and / or reworked.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das eingespannte Werkstück (4) nahe seiner Resonanzfrequenz zum Schwingen gebracht wird. 14. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the clamped workpiece ( 4 ) is brought to oscillate near its resonance frequency.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen nahe der Bruchflächen (70) in das Werkstück (4) einleitet werden. 15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the vibrations near the fracture surfaces ( 70 ) are introduced into the workpiece ( 4 ).

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzugsmoment zum Verschrauben der Werkstückteile (10, 12) wirkt, das einen steigenden Drehmomentenverlauf hat. 16. The method according to any one of claims 11 to 15, characterized in that a tightening torque for screwing the workpiece parts ( 10 , 12 ) acts, which has an increasing torque curve.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein maximaler Drehmomentenwert von 200 Nm aufgebracht wird. 17. The method according to claim 16, characterized in that that a maximum torque value of 200 Nm is applied becomes.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen in ihren Frequenzen, vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Drehmomentenverlauf des Anzugsmoment, verändert werden. 18. The method according to any one of claims 11 to 17, characterized characterized that the vibrations in their frequencies, preferably depending on the torque curve the tightening torque.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pendelbewegung der bewegbaren Spreizbacke (22) durch ein Berühren einer Anschlageinrichtung (82) mit der bewegbaren Spreizbacke (22) begrenzt wird. 19. A method according to any one of claims 11 to 18, characterized in that an oscillating movement of the movable expanding jaw is delimited (22) by touching a stopper (82) with the movable expanding jaw (22).

20. Fügeeinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Lagerbett (10) senkrecht zur Bruchtrennebene (31) abgehobener Lagerdeckel (12) bei einer Bewegung der bewegbaren Spreizbacke (22) in Richtung des Lagerbetts (10) über eine Rückführeinrichtung (84), die vorzugsweise an der bewegbaren Spreizbacke (22) befestigt ist, mitgeführt wird. 20. Joining device ( 2 ) according to one of claims 11 to 19, characterized in that a bearing cover ( 12 ) lifted off the bearing bed ( 10 ) perpendicular to the fracture separation plane ( 31 ) when the movable expanding jaw ( 22 ) moves in the direction of the bearing bed ( 10 ) via a feedback device ( 84 ), which is preferably attached to the movable expanding jaw ( 22 ).