DE102021213755A1

DE102021213755A1 - clamping device

Info

Publication number: DE102021213755A1
Application number: DE102021213755.5A
Authority: DE
Inventors: Arthur Mello; Antonio Menonna
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-06-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (1) zum Halten sowie zum Positionieren und Fügen eines Bauteils (2) auf einer Welle (4), wobei das Bauteil (2) eine kreiszylindrische Ausnehmung (18) zur Aufnahme der Welle (4) aufweist und wobei die Spannvorrichtung (1) zumindest drei Spannelemente (6) aufweist.Um dabei ein Verkanten von eine Entformungsschräge (12) aufweisenden Bauteilen (2) beim Fügen auf der Welle (4) zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Spannelemente (6) derart ausgerichtet oder ausrichtbar sind, dass das Bauteil (2) lediglich punktförmig halten.The invention relates to a clamping device (1) for holding, positioning and joining a component (2) on a shaft (4), the component (2) having a circular-cylindrical recess (18) for receiving the shaft (4) and the Clamping device (1) has at least three clamping elements (6).In order to avoid tilting of components (2) having a draft angle (12) when being joined on the shaft (4), it is provided that the clamping elements (6) are aligned or can be aligned so that the component (2) is only held in a punctiform manner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Halten sowie Positionieren und Fügen eines Bauteils auf einer Welle, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Positionieren und Fügen eines Bauteils auf einer Welle mittels einer solchen Spannvorrichtung.The present invention relates to a clamping device for holding, positioning and joining a component on a shaft, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for positioning and joining a component on a shaft using such a clamping device.

Aus der EP 2 978 564 B1 ist eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zum Halten, Positionieren und Fügen eines Bauteils auf einer Welle bekannt, wobei das Bauteil ein Zentralteil mit einer kreiszylindrischen Ausnehmung zur Aufnahme der Welle besitzt. Die Spannvorrichtung weist darüber hinaus einen gabelförmigen Bereich zur Aufnahme des Bauteils auf, der eine Mehrzahl an Spannelementen umfasst, die die Winkelposition des Bauteils innerhalb des gabelförmigen Bereichs festlegen. Darüber hinaus besitzt der gabelförmige Bereich zwei gegenüberliegende Auflageflächen, die die Axialposition des Bauteils in beide axiale Richtungen formschlüssig festlegen. Eine der beiden Auflageflächen wird dabei durch einen verstellbaren Schieber gebildet, der in radialer Richtung zwischen einer Verspannstellung und einer Aufnahmestellung bewegt werden kann. Hierdurch ist es möglich, die Spannvorrichtung nach der Montage des Bauteils in radialer Richtung zu entfernen.From the EP 2 978 564 B1 a generic clamping device for holding, positioning and joining a component on a shaft is known, the component having a central part with a circular-cylindrical recess for receiving the shaft. The clamping device also has a fork-shaped area for receiving the component, which includes a plurality of clamping elements that fix the angular position of the component within the fork-shaped area. In addition, the fork-shaped area has two opposite bearing surfaces that positively define the axial position of the component in both axial directions. One of the two bearing surfaces is formed by an adjustable slide that can be moved in the radial direction between a bracing position and a receiving position. This makes it possible to remove the clamping device in the radial direction after the assembly of the component.

Beim Fügen von Bauteilen auf einer Welle, beispielsweise Nocken, kann es bei derartigen Nocken an ihrer Außenkontur bzw. Mantelfläche durch dort anpackende Greifer zu Fügespuren und erhöhten Winkelabweichungen kommen. Um eine möglichst optimierte radiale Winkelausrichtung der Nocken zu erreichen, werden diese üblicherweise über mehrere Spannelemente mit Rollen- oder Nadellager gegriffen, deren Drehachse fluchtend zur Fügeachse der Nocken angeordnet sind. Insbesondere bei Bauteilen, beispielsweise Nocken, mit variierenden Entformungsschrägwinkeln, das heißt mit einer, eine Entformungsschräge aufweisenden Mantelfläche, kann es bei einem Greifen durch die Spannvorrichtung zu einer Linienanlage an einem der Spannelemente, beispielsweise einer Rolle, kommen, was zu einer Schrägstellung des zu fügenden Bauteils, beispielsweise des Nockens, und damit zu einer Koaxialitätsabweichung zwischen Nocken und Welle kommen kann, was beim Fügen zu einer Kollision der Fügepartner bzw. auch zu einer Riefenbildung führen kann.When joining components on a shaft, for example cams, there can be traces of joining and increased angle deviations with such cams on their outer contour or lateral surface due to grippers gripping there. In order to achieve the best possible radial angular alignment of the cams, they are usually gripped via several clamping elements with roller or needle bearings, the axis of rotation of which is arranged in alignment with the joining axis of the cams. Particularly in the case of components, such as cams, with varying draft angles, i.e. with a lateral surface that has a draft angle, when the clamping device grips, there can be a linear contact with one of the clamping elements, for example a roller, which causes the part to be joined to be inclined Component, for example the cam, and thus can lead to a coaxiality deviation between the cam and the shaft, which can lead to a collision of the joining partners or also to scoring during joining.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.The present invention is therefore concerned with the problem of specifying an improved or at least an alternative embodiment for a clamping device of the generic type, which in particular overcomes the disadvantages known from the prior art.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention with the subject matter of independent claim 1 . Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einzelne Spannelemente einer Spannvorrichtung derart anzuordnen, dass sie ein über die Spannvorrichtung zu haltendes Bauteil lediglich punktförmig berühren, wodurch die bislang, insbesondere bei Bauteilen mit einer, eine Entformungsschräge aufweisenden Mantelflächen, zu befürchtende Abweichung der Koaxialität zwischen dem zu fügenden Bauteil und der Welle und damit einem Verkanten vermieden werden kann. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung zum Halten sowie zum Positionieren und Fügen eines Bauteils auf einer Welle, beispielsweise eines Nockens auf einer Nockenwelle bzw. einem Nockenwellenrohr, weist dabei zumindest drei Spannelemente auf. Das Bauteil selbst besitzt eine kreiszylindrische Ausnehmung zur Aufnahme der Welle. Erfindungsgemäß sind nun die Spannelemente derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass diese beim Halten des zu positionierenden bzw. zu fügenden Bauteils einen lediglich punktförmigen Kontakt mit diesem aufweisen. Hierdurch ist es möglich, eine unerwünschte Schrägstellung der Fügeachse in Bezug auf die Achse des Nockenwellenrohrs zumindest weitestgehend zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass bei einer entstehenden Fügekraft die dadurch reduzierte Haltekraft der Spannvorrichtung in axialer Fügerichtung eine Kompensation des Bauteils noch zulässt. Alles in allem kann mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung eine deutliche Kostenreduzierung beim Fügen von Bauteilen auf Wellen erreicht werden, da ein durch Fügeriefen entstehender Ausschuss nahezu vermieden werden kann. Darüber hinaus kann auch eine Erhöhung der Prozessfähigkeiten, wie beispielsweise eine Reduzierung von Ausreißern bezüglich eines Winkel-/Axialmaßes oder eines Planlaufes, erreicht werden.The present invention is based on the general idea of arranging individual clamping elements of a clamping device in such a way that they only touch a component to be held by the clamping device at points, which means that the deviation in coaxiality between the component to be joined and the shaft and thus tilting can be avoided. The clamping device according to the invention for holding and for positioning and joining a component on a shaft, for example a cam on a camshaft or a camshaft tube, has at least three clamping elements. The component itself has a circular-cylindrical recess for receiving the shaft. According to the invention, the clamping elements are designed or arranged in such a way that, when holding the component to be positioned or joined, they only have point-like contact with it. This makes it possible to at least largely avoid an undesired inclination of the joining axis in relation to the axis of the camshaft tube. The clamping device according to the invention also has the advantage that when a joining force is generated, the holding force of the clamping device that is reduced as a result in the axial joining direction still allows the component to be compensated. All in all, with the clamping device according to the invention, a significant cost reduction can be achieved when joining components on shafts, since scrap caused by joining grooves can be almost completely avoided. In addition, an increase in the process capabilities, such as a reduction in outliers with regard to an angular/axial dimension or axial run-out, can also be achieved.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung weisen die Spannelemente jeweils ein Wälzlager (insbesondere ein Kugel- oder Rollenlager) auf und sind zudem derart angeordnet bzw. anordenbar, dass sie einen lediglich punktförmigen Kontakt mit dem zu haltenden Bauteil aufweisen. Üblicherweise ist dazu eine jeweilige Drehachse des Wälzlagers schräg zur Achse des Bauteils ausgerichtet bzw. ausrichtbar. Werden mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung unterschiedlichste Bauteile gefügt, so ist auch eine Verstelleinrichtung an den jeweiligen Spannelementen denkbar, mittels welcher eine jeweilige Drehachse des Wälzlagers der Spannelemente hinsichtlich ihrer Ausrichtung zur Achse des Bauteils veränderbar ist. Hierdurch ist es möglich, unabhängig von dem zu fügenden Bauteil stets einen lediglich punktförmigen Kontakt zwischen dem jeweiligen Spannelement und dem zu haltenden bzw. zu fügenden Bauteil zu bewirken, wodurch insbesondere ein linienartiges Anliegen des Bauteils mit seiner, beispielsweise eine Entformungsschräge aufweisenden Mantelfläche an einem Außenring oder Rollen der Wälzlager und damit eine Schrägstellung der Achse des Bauteils hinsichtlich der Achse der Welle vermieden werden kann.In an advantageous development of the clamping device according to the invention, the clamping elements each have a roller bearing (in particular a ball or roller bearing) and are also arranged or can be arranged in such a way that they only have point contact with the component to be held. For this purpose, a respective axis of rotation of the roller bearing is usually aligned or can be aligned obliquely to the axis of the component. If a wide variety of components are joined with the clamping device according to the invention, an adjustment device on the respective clamping elements is also conceivable, by means of which a respective axis of rotation of the roller bearing of the clamping elements can be changed with regard to its alignment with the axis of the component. This makes it possible to independently gig of the component to be joined to always bring about only point-like contact between the respective clamping element and the component to be held or joined, whereby in particular a line-like contact of the component with its lateral surface, which has a draft angle, for example, on an outer ring or rollers of the roller bearings and so that an inclination of the axis of the component with respect to the axis of the shaft can be avoided.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung weist der Außenring oder die Rolle zumindest eines Wälzlagers eine ballige Oberfläche auf. Eine derartige ballige Oberfläche ermöglicht nahezu unabhängig von der Ausrichtung der Drehachse der jeweiligen Wälzlager einen lediglich punktförmigen Kontakt mit dem zu haltenden, zu positionierenden und zu fügenden Bauteil, wobei derartige ballige Wälzlager separat vorgefertigt und in vorgefertigtem Zustand in die Spannvorrichtung eingebaut werden können.In a further advantageous embodiment of the clamping device according to the invention, the outer ring or the roller of at least one roller bearing has a convex surface. Such a crowned surface enables only point contact with the component to be held, positioned and joined almost independently of the orientation of the axis of rotation of the respective roller bearing, with such crowned roller bearings being prefabricated separately and installed in the clamping device in a prefabricated state.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zum Positionieren und Fügen eines Bauteils auf einer Welle mittels einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Spannvorrichtung anzugeben, bei dem diese das zu fügende Bauteil über deren Spannelement so greift, dass die Spannelemente lediglich einen punktförmigen Kontakt mit dem zu fügenden bzw. zu haltenden und zu positionierenden Bauteil aufweisen. Durch den lediglich punktförmigen Kontakt kann insbesondere ein unbeabsichtigtes linienförmiges Anlegen des zu fügenden Bauteils an eine Rolle und damit eine Schrägstellung des zu fügenden Bauteils vermieden werden, wodurch insbesondere Beschädigungen beim Fügevorgang durch eine schräg gestellte Achse des Bauteils relativ zur Wellenachse vermieden werden können. Durch die besonderen Spannelemente ist insbesondere auch ein problemloses und vorzugsweise ausschussfreies Fügen der Bauteile auf der Welle möglich, wodurch selbst Bauteile mit unterschiedlichen Entformungsschrägen problemlos zu fügen sind.The present invention is also based on the general idea of specifying a method for positioning and joining a component on a shaft using a clamping device described in the previous paragraphs, in which this grips the component to be joined via its clamping element in such a way that the clamping elements only have a punctiform Have contact with the component to be joined or held and positioned. The fact that the contact is only point-like makes it possible to avoid inadvertent linear contact of the component to be joined with a roller and thus an inclined position of the component to be joined, which means that damage during the joining process due to an inclined axis of the component relative to the shaft axis can be avoided. Due to the special clamping elements, a problem-free and preferably waste-free joining of the components on the shaft is also possible, which means that even components with different draft angles can be joined without any problems.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Spannelemente jeweils ein Kugel- oder ein Rollenlager auf und werden in Abhängigkeit des zu fügenden Bauteils derart zu diesem ausgerichtet, dass diese einen lediglich punktförmigen Kontakt mit diesem aufweisen. Das Ausrichten kann dabei beispielsweise durch ein entsprechend adaptiertes Schrägstellen einer jeweiligen Drehachse des Kugellagers oder des Rollenlagers zur Achse des Bauteils erfolgen. Rein theoretisch ist hier auch denkbar, dass eine Verstelleinrichtung das jeweilige Kugellager bzw. Rollenlager entsprechend dem zu fügenden Bauteil schräg stellt. Selbst Bauteile mit an ihrem Außenumfang unterschiedlicher Entformungsschräge können so verkantungsfrei und damit vorzugsweise ausschussfrei gefügt werden.In an advantageous development of the method according to the invention, the clamping elements each have a ball bearing or a roller bearing and are aligned with the component to be joined in such a way that they only have point contact with it. The alignment can be done, for example, by a correspondingly adapted inclination of a respective axis of rotation of the ball bearing or the roller bearing to the axis of the component. Purely theoretically, it is also conceivable that an adjusting device tilts the respective ball bearing or roller bearing according to the component to be joined. Even components with different draft angles on their outer circumference can be joined without tilting and therefore preferably without rejects.

Zweckmäßig werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Bauteil ein Nocken und als Welle ein Nockenwellenrohr verwendet. Besonders das Fügen von Nocken auf Nockenwellen erfordert höchste Präzision, da bereits geringe Fehlstellungen bzw. Achsabweichungen zwischen einer Achse des zu fügenden Nockens und einer Achse des Wellenrohres zu einer Riefenbildung beim Fügen und damit zu einem Ausschuss führen können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch möglich, Nocken nahezu unabhängig von ihrer Form und auch nahezu unabhängig von ihrer Entformungsschräge koaxial auf das Nockenwellenrohr aufzuschieben und dadurch verkantungsfrei zu fügen.In the method according to the invention, a cam is expediently used as the component and a camshaft tube is used as the shaft. The joining of cams on camshafts in particular requires maximum precision, since even slight misalignments or axis deviations between an axis of the cam to be joined and an axis of the shaft tube can lead to scoring during joining and thus to rejects. With the method according to the invention, however, it is possible to push cams coaxially onto the camshaft tube almost independently of their shape and also almost independently of their draft angle and thus to join them without tilting.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description.

Dabei zeigen, jeweils schematisch:

1 eine Spannvorrichtung entsprechend dem Stand der Technik,
2 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,
3 eine Darstellung wie in 2, jedoch mit von der Spannvorrichtung gehaltenem und auf einer Welle gefügtem Bauteil.

Show, each schematically:

1 a state-of-the-art clamping device,
2 a sectional view through a clamping device according to the invention,
3 a representation as in 2 , but with the component held by the clamping device and joined on a shaft.

Entsprechend der 1 weist eine nicht unter die Erfindung fallende Spannvorrichtung 1' zum Halten sowie zum Positionieren und Fügen eines Bauteils 2', beispielsweise eines Nockens 3' auf einer Welle 4', beispielsweise ein Nockenwellenrohr 5', zumindest drei Spannelemente 6' auf, wovon in der Zeichenebene zwei dargestellt sind. Das Bauteil 2' besitzt eine kreiszylindrische Ausnehmung 18' zur Aufnahme der Welle 4'. Die Spannelemente 6' besitzen dabei einen Greiferarm 7', an welchem jeweils ein Kugellager 8' oder ein Rollenlager 9' um eine Drehachse 10' drehbar gelagert ist. Das zu fügende Bauteil 2' besitzt an einer Mantelfläche 11' eine Entformungsschräge 12', was beim Greifen durch die Spannvorrichtung 1' dazu führen kann, dass sich das Bauteil 2' mit seiner Entformungsschräge 12' linienförmig an ein Kugellager 8' oder ein Rollenlager 9' eines Spannelements 6', gemäß der 1 an das linke Kugellager 8' bzw. das linke Rollenlager 9', anlegt. Dies führt zu einer Abweichung einer Achse 13' des Bauteils 2' von einer Achse 14' der Welle 4', welche zwischen sich dann einen Winkel α einschließen. Das Bauteil 2' ist somit nicht mehr koaxial zur Welle 4' ausgerichtet, was bei einem Aufschieben des Bauteils 2' auf die Welle 4' zu einem Verkanten an einer Stelle 15' und nachfolgend zu Beschädigungen der Außenmantelfläche der Welle 4', beispielsweise durch eine Riefenbildung, führen kann.According to the 1 has a clamping device 1' not covered by the invention for holding, positioning and joining a component 2', for example a cam 3' on a shaft 4', for example a camshaft tube 5', has at least three clamping elements 6', of which in the plane of the drawing two are shown. The component 2' has a circular-cylindrical recess 18' for receiving the shaft 4'. The clamping elements 6' have a gripper arm 7' on which a ball bearing 8' or a roller bearing 9' is rotatably mounted about an axis of rotation 10'. The component 2' to be joined has on a lateral surface 11' a draft angle 12 ', which when gripped by the clamping device 1' can lead to the component 2 'with its draft angle 12' linearly to a ball bearing 8 'or a roller bearing 9' of a clamping element 6 ', according to the 1 to the left ball bearing 8' or the left roller bearing 9'. This leads to a deviation of an axis 13' of the component 2' from an axis 14' of the shaft 4', which then enclose an angle α between them. The component 2' is thus no longer coaxially aligned with the shaft 4', which when the component 2' is pushed onto the shaft 4' causes it to tilt at a point 15' and subsequently to damage to the outer surface of the shaft 4', for example by a scoring, can lead.

Anhand der nachfolgend beschriebenen 2 und 3 soll nun die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 und deren Funktionsweise beschrieben werden, wobei die bezüglich der 2 und 3 verwendeten Bezugszeichen analog zur 1 sind, jedoch ohne Apostroph.Using the methods described below 2 and 3 the clamping device 1 according to the invention and its mode of operation will now be described, with respect to the 2 and 3 reference numerals used analogous to 1 are, but without an apostrophe.

Entsprechend den 2 und 3 weist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 zum Halten sowie zum Positionieren und Fügen eines Bauteils 2, beispielsweise eines Nockens 3, auf einer Welle 4, beispielsweise einem Nockenwellenrohr 5, ebenfalls zumindest drei Spannelemente 6 auf, die jedoch derart ausgerichtet bzw. ausrichtbar sind, dass diese beim Greifen, das heißt beim Halten und Positionieren des Bauteils 2 einen lediglich punktförmigen Kontakt mit diesem aufweisen (vgl. 3). Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 weisen die Spannelemente 6 ebenfalls jeweils ein Kugellager 8 oder ein Rollenlager 9 auf und sind derart angeordnet bzw. anordenbar oder ausrichtbar, dass sämtliche Spannelemente 6 lediglich einen punktförmigen Kontakt mit dem zu haltenden Bauteil 2 aufweisen.According to the 2 and 3 the clamping device 1 according to the invention also has at least three clamping elements 6 for holding, positioning and joining a component 2, for example a cam 3, on a shaft 4, for example a camshaft tube 5, which, however, are aligned or can be aligned in such a way that they Gripping, i.e. having only point contact with the component 2 when holding and positioning it (cf. 3 ). In the clamping device 1 according to the invention, the clamping elements 6 also each have a ball bearing 8 or a roller bearing 9 and are arranged or can be arranged or aligned such that all clamping elements 6 have only point contact with the component 2 to be held.

Zumindest ein Außenring des Rollenlagers 9 oder ein Außenring des Kugellagers 8 kann dabei auch eine ballige Oberfläche aufweisen, wodurch ebenfalls die punktförmige Anlage begünstigt wird. Alternativ ist selbstverständlich auch denkbar, dass das Rollenlager 9 keinen Außen- und Innenring mit dazwischen angeordneten Rollen aufweist, sondern nur eine drehbare Rolle, die in direktem Kontakt mit dem Bauteil 2 steht.At least one outer ring of the roller bearing 9 or one outer ring of the ball bearing 8 can also have a crowned surface, which also promotes point contact. Alternatively, it is of course also conceivable that the roller bearing 9 does not have an outer and inner ring with rollers arranged in between, but only a rotatable roller which is in direct contact with the component 2 .

Gemäß der 2 ist dabei ein Aufnahmezustand gezeigt, bei welchem die einzelnen Spannelemente 6 noch nicht in Kontakt mit der Mantelfläche 11 des zu haltenden Bauteils 2 stehen. Die Spannelemente 6 werden dann in der 3 auf die Mantelfläche 11 des zu fügenden Bauteils 2 bewegt und treten mit diesem bzw. dessen Mantelfläche 11 jeweils lediglich an einem einzigen Punkt 16 in Kontakt, wodurch ein koaxiales Fügen des Bauteils 2 auf der Welle 4 möglich ist. Entsprechend der 3 verlaufen somit die Achse 13 des Bauteils 2 und die Achse 14 der Welle 4 koaxial zueinander. Darüber hinaus sind die einzelnen Spannelemente 6 bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 entsprechend den 2 und 3 schräg zur Achse 13 des Bauteils 2 angeordnet und nicht orthogonal, wie bei der aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtung 1' entsprechend der 1. Die jeweiligen Drehachsen 10 der Kugellager 8 bzw. der Rollenlager 9 verlaufen somit schräg zur Achse 14 der Welle 4, was gänzlich unterschiedlich ist zu der aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtung 1' entsprechend der 1, bei welcher die Drehachsen 10' parallel zur Achse 14' der Welle 4' verlaufen.According to the 2 a recording state is shown in which the individual clamping elements 6 are not yet in contact with the lateral surface 11 of the component 2 to be held. The clamping elements 6 are then in the 3 onto the lateral surface 11 of the component 2 to be joined and come into contact with it or its lateral surface 11 only at a single point 16, as a result of which a coaxial joining of the component 2 on the shaft 4 is possible. According to the 3 the axis 13 of the component 2 and the axis 14 of the shaft 4 thus run coaxially with one another. In addition, the individual clamping elements 6 in the clamping device 1 according to the invention 2 and 3 arranged obliquely to the axis 13 of the component 2 and not orthogonally, as in the known from the prior art clamping device 1 'corresponding to 1 . The respective axes of rotation 10 of the ball bearings 8 and the roller bearings 9 thus run obliquely to the axis 14 of the shaft 4, which is completely different from the known from the prior art clamping device 1 'according to FIG 1 , in which the axes of rotation 10' run parallel to the axis 14' of the shaft 4'.

Um dabei unterschiedlichste Bauteile 2 mit unterschiedlichsten Entformungsschrägen 12 zuverlässig halten, positionieren und fügen zu können, kann auch eine Verstelleinrichtung 17 (vgl. 2) vorgesehen sein, über welche sich ein Winkel zwischen den Drehachsen 10 der Kugellager 8 bzw. der Rollenlager 9 und der Achse 13 des zu fügenden Bauteils 2 bzw. der Achse 14 der Welle 4 verändern lässt. Durch eine derartige Verstelleinrichtung 17 ist es somit möglich, die Spannelemente 6 an unterschiedlichste Bauteile 2 mit unterschiedlichen Entformungsschrägen 12 an ihrer äußeren Mantelfläche 11 problemlos anzupassen.In order to be able to reliably hold, position and join a wide variety of components 2 with a wide variety of draft angles 12, an adjustment device 17 (cf. 2 ) may be provided, via which an angle between the axes of rotation 10 of the ball bearings 8 or the roller bearings 9 and the axis 13 of the component 2 to be joined or the axis 14 of the shaft 4 can be changed. Such an adjusting device 17 makes it possible to easily adapt the clamping elements 6 to a wide variety of components 2 with different draft angles 12 on their outer lateral surface 11 .

Generell werden bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 die Rollenlager 9 bzw. die Kugellager 8 bezüglich ihrer Drehachse 10 mit einem größeren Winkel β bezüglich der Achse 13 des Bauteils 2 auf die Mantelfläche 11 des Bauteils 2 zu bewegt, als ein Winkel γ der Entformungsschräge 12 groß ist. Der Winkel γ der Entformungsschräge 12 ergibt sich dabei zwischen der Achse 13 des Bauteils 2 bzw. einer Parallelen dazu und einer Geraden der Oberfläche der Entformungsschräge 12, wie dies gemäß der 2 dargestellt ist. Durch die Beziehung β größer γ kann somit immer ein punktförmiger Kontakt zwischen den Spannelementen 6 und dem zu fügenden Bauteil 2 erzwungen werden, ohne dass zu befürchten ist, dass das Bauteil 2 beim Greifen, das heißt beim Halten, verkippt und dadurch beim Fügen auf der Welle 4 verkantet.In general, in the clamping device 1 according to the invention, the roller bearings 9 or the ball bearings 8 are moved towards the lateral surface 11 of the component 2 with respect to their axis of rotation 10 at a larger angle β with respect to the axis 13 of the component 2 than an angle γ of the draft angle 12 is large . The angle γ of the draft angle 12 results between the axis 13 of the component 2 or a parallel thereto and a straight line on the surface of the draft angle 12, as is shown in 2 is shown. The relationship β greater than γ can thus always force a punctiform contact between the clamping elements 6 and the component 2 to be joined, without fear that the component 2 will tilt when gripping, i.e. when holding, and thus when joining on the Shaft 4 canted.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2978564 B1 [0002]EP 2978564 B1 [0002]

Claims

Spannvorrichtung (1) zum Halten sowie zum Positionieren und Fügen eines Bauteils (2) auf einer Welle (4), wobei das Bauteil (2) eine kreiszylindrische Ausnehmung (18) zur Aufnahme der Welle (4) aufweist und wobei die Spannvorrichtung (1) zumindest drei Spannelemente (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (6) derart ausgerichtet oder ausrichtbar sind, dass sie einen lediglich punkförmigen Kontakt mit dem zu haltenden Bauteil (2) aufweisen.Clamping device (1) for holding, positioning and joining a component (2) on a shaft (4), the component (2) having a circular-cylindrical recess (18) for receiving the shaft (4), and the clamping device (1) has at least three clamping elements (6), characterized in that the clamping elements (6) are or can be aligned in such a way that they only have point-like contact with the component (2) to be held.

Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (6) jeweils zumindest ein Wälzlager, insbesondere ein Rollenlager (9) oder Kugellager (8) aufweisen und derart angeordnet oder anordenbar sind, dass diese einen lediglich punkförmigen Kontakt mit dem zu haltenden Bauteil (2) aufweisen.tensioning device claim 1 , characterized in that the clamping elements (6) each have at least one roller bearing, in particular a roller bearing (9) or ball bearing (8) and are arranged or can be arranged in such a way that they only have point-like contact with the component (2) to be held.

Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Drehachse (10) des Rollenlagers (9) oder des Kugellagers (8) bei eingespanntem Bauteil (2) schräg zu einer Achse (13) des Bauteils (2) ausgerichtet ist.tensioning device claim 2 , characterized in that a respective axis of rotation (10) of the roller bearing (9) or of the ball bearing (8) is aligned obliquely to an axis (13) of the component (2) when the component (2) is clamped.

Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Drehachse (10) eines Rollenlagers (9) oder Kugellagers (8) verstellbar, insbesondere zur Achse (13) des Bauteils (2) kippbar, ist.tensioning device claim 3 , characterized in that at least one axis of rotation (10) of a roller bearing (9) or ball bearing (8) is adjustable, in particular tiltable relative to the axis (13) of the component (2).

Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Außenring des Rollenlagers (9) oder ein Außenring des Kugellagers (8) eine ballige Oberfläche aufweist.Clamping device according to one of claims 2 until 4 , characterized in that at least one outer ring of the roller bearing (9) or an outer ring of the ball bearing (8) has a convex surface.

Verfahren zum Positionieren und Fügen eines Bauteils (2) auf einer Welle (4) mittels einer Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spannvorrichtung (1) das zu fügende Bauteil (2) über deren Spannelemente (6) so greift, dass die Spannelemente (6) lediglich einen punkförmigen Kontakt mit dem zu fügenden Bauteil (2) aufweisen.Method for positioning and joining a component (2) on a shaft (4) by means of a clamping device (1) according to one of the preceding claims, in which the clamping device (1) grips the component (2) to be joined via its clamping elements (6). that the clamping elements (6) have only a punctiform contact with the component (2) to be joined.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (6) jeweils ein Rollenlager (9) oder Kugellager (8) aufweisen und in Abhängigkeit des zu fügenden Bauteils (2) derart zu diesem ausgerichtet werden, dass diese einen lediglich punkförmigen Kontakt mit dem Bauteil (2) aufweisen.procedure after claim 6 , characterized in that the clamping elements (6) each have a roller bearing (9) or ball bearing (8) and, depending on the component (2) to be joined, are aligned with this in such a way that they only have point-like contact with the component (2) exhibit.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Drehachse (10) des Rollenlagers (9) oder des Kugellagers (8) schräg zur Achse (13) des Bauteils (2) ausgerichtet wird.procedure after claim 7 , characterized in that a respective axis of rotation (10) of the roller bearing (9) or the ball bearing (8) is aligned obliquely to the axis (13) of the component (2).

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (2) mit einer eine Entformungsschräge (12) aufweisenden Mantelfläche (11) auf der Welle (4) gefügt wird, wobei eine Oberflächengerade der Entformungsschräge (12) einen Winkel γ zur Achse (13) des Bauteils (2) einschließt.Procedure according to one of Claims 6 until 8th , characterized in that a component (2) with a lateral surface (11) having a draft angle (12) is joined on the shaft (4), with a surface straight line of the draft angle (12) forming an angle γ to the axis (13) of the component ( 2) includes.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Drehachse (10) des Rollenlagers (9) oder des Kugellagers (8) so ausgerichtet wird, dass ein mit der Achse (13) des Bauteils (2) eingeschlossener Winkel β größer ist als der Winkel γ.procedure after claim 9 , characterized in that a respective axis of rotation (10) of the roller bearing (9) or the ball bearing (8) is aligned in such a way that an angle β enclosed with the axis (13) of the component (2) is greater than the angle γ.

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauteil (2) ein Nocken (3) und als Welle (4) ein Nockenwellenrohr (5) verwendet werden.Procedure according to one of Claims 6 until 10 , characterized in that a cam (3) is used as the component (2) and a camshaft tube (5) is used as the shaft (4).