DE3807817C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lagegenauen Be
festigen von mehreren, jeweils mit einer Öffnung versehenen
Teilen auf einem Hohlkörper, insbesondere von Nocken und/oder
Lagerhülsen auf einer hohlen Welle, wobei im Ausgangs
zustand die Öffnung in den Teilen größer als das entsprechende
Abmaß des Hohlkörpers an den jeweiligen Befestigungsstellen
ist und die Teile in die vorgegebene Position auf dem
Hohlkörper gebracht werden, bevor der Befestigungsvorgang
durch hydraulisches Aufweiten des Hohlkörpers zumindest im
Bereich der Befestigungsstellen erfolgt, wozu die zu be
festigenden Teile in Aussparungen einer in axialer Richtung
mindestens zweigeteilten Form eingelegt werden, der Hohlkörper
in die Öffnungen der Teile eingesetzt wird und die Formteile
durch ein sie umgebendes Gehäuse zueinander ausgerichtet und
gehalten werden.
Eine Vorrichtung der voranstehend beschriebenen Art ist aus
der DE 36 16 901 A1 bekannt. Sie dient zum Herstellen einer
Nockenwelle, die durch Aufschieben von Nockenscheiben auf eine
Hohlwelle, Einbringen der so gebildeten Konstruktion in eine
Form und Aufweiten der Hohlwelle hergestellt wird, wobei
dieses Aufweiten durch Einbringen eines unter hohem Druck
stehenden Fluids erfolgt. Die Form besteht aus zwei Form
hälften, die mit entsprechenden Aussparungen für die Nocken
scheiben versehen sind. Diese in axialer Richtung zweige
teilte Form wird während des Aufweitvorganges in ein eben
falls zweiteiliges Gehäuse eingesetzt, das die beiden Form
hälften zusammenhält.
Da es bei der Herstellung von Nockenwellen entscheidend
darauf ankommt, daß die einzelnen Nockenscheiben exakt auf
der Hohlwelle positioniert werden, damit eine spätere Bear
beitung der Nocken vermieden bzw. auf ein Minimum reduziert
werden kann, werden hohe Anforderungen sowohl an die Ausbil
dung der Form als auch an die Ausrichtung der Formhälften
während des Herstellungsvorgangs gestellt. Wenn sich die
Nockenscheiben innerhalb der Aussparungen der beiden Form
hälften verdrehen oder in axialer Richtung verlagern können
und wenn die beiden Formhälften nicht exakt zueinander ausge
richtet und in diesem ausgerichteten Zustand gehalten werden,
ergeben sich entweder unbrauchbare Nockenwellen oder es wird
erforderlich, die einzelnen Nocken mit großem Aufwand nachzu
arbeiten.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die die
Nocken umschließenden Formteile einfacher und kostengünstiger
herzustellen, die Vorrichtung durch einfachen und schnellen
Austausch der Formteile universeller anwendbar zu machen
sowie die Einstellung der Winkellage der einzelnen Nocken zu
einander zu vereinfachen.
Die Lösung dieser Aufgabe
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Form in mehrere quer zu
ihrer Längsachse geteilte Formabschnitte unterteilt ist, die
mit stirnseitigen Anlageflächen, axial verlaufenden, eine
Ausrichtung in Umfangsrichtung bewirkenden Führungsflächen
und einer äußeren konischen Mantelfläche ausgebildet sind,
auf die ein mit einer entsprechenden konischen Innenfläche
versehenes Gehäuse aufschiebbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Form in mehrere
axiale Formabschnitte lassen sich die Aussparungen in diesen
Formabschnitten besonders gut den jeweils aufzunehmenden, auf
dem Hohlkörper zu befestigenden Teilen anpassen, wobei
vorzugsweise jeder axiale Formabschnitt zur Aufnahme eines
derartigen Teiles ausgebildet wird. Mit Hilfe ihrer stirn
seitigen Anlageflächen werden die axialen Formabschnitte an
schließend an das Einlegen der Teile zur Bildung der Gesamt
form zusammengesetzt, wobei eine exakte Ausrichtung der Form
abschnitte in Umfangsrichtung durch
die in axialer Richtung verlaufenden Führungsflächen erfolgt. Über ihre konischen
Mantelflächen werden die axialen Formabschnitte schließlich
zentriert, wenn ein Gehäuse mit einer entsprechend der
konischen Mantelfläche der Formabschnitte ausgeführten
konischen Innenfläche auf die zusammengesetzte Form aufge
schoben wird. Die erfindungsgemäße, aus axialen Formab
schnitten bestehende Form bewirkt somit selbsttätig eine
lagegenaue Ausrichtung der auf dem Hohlkörper zu befestigen
den Teile, da über die Stirnseiten Anlageflächen eine exakte
Positionierung in axialer Richtung, über die axial verlaufen
den Führungsflächen eine Ausrichtung in Umfangsrichtung und
über die konischen Mantelflächen eine Zentrierung der
einzelnen Formabschnitte erfolgt, ohne daß Überbestimmungen
auftreten oder beim Zusammensetzen Spalte entstehen können.
Die axial verlaufenden Führungsflächen können bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindundg jeweils als eine in
jedem Teil der in axialer Richtung mindestens zweigeteilten
Formabschnitte ausgebildete Bohrung ausgeführt sein, in die
jeweils eine achsparallel im Gehäuse angeordnete Führungs
stange eingreift. In diesem Falle erfolgt die Führung und
Ausrichtung in Umfangsrichtung durch präzise und einfach her
zustellende zylindrische Bohrungen und Führungsstangen. Bei
einer alternativen Ausführungsform sind die axial verlaufen
den Führungsflächen als auf der konischen Mantelfläche jedes
Teils der in axialer Richtung mindestens zweigeteilten Form
abschnitte ausgebildete Führungsleisten oder Führungsnuten
ausgeführt, die mit einer entsprechenden Führungsnut oder
Führungsleiste in bzw. an der konischen Innenfläche des Ge
häuses zusammenwirken.
Erfindungsgemäß kann der Boden des Gehäuses als Anlagefläche
für den letzten Formabschnitt ausgebildet sein und der erste
Formabschnitt an der Anlagefläche eines Widerlagers anliegen,
das zugleich mit einer Führungs- und Dichtfläche für den
Hohlkörper versehen ist, so daß auch dessen Abdichtung nach
seinem Einsetzen in die Form selbsttätig erreicht wird.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der er
findungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erste Ausführungs
form,
Fig. 2 die Draufsicht gemäß der Schnittlinie II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III in
Fig. 1,
Fig. 4 den Schnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in
Fig. 1,
Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform,
Fig. 6 den Querschnitt gemäß der Schnittlinie VI-
VI in Fig. 5 und
Fig. 7 den Querschnitt gemäß der Schnittlinie VII-VII
in Fig. 5.
Die herzustellende Nockenwelle besteht aus einer Hohlwelle 1, auf der bei den
Ausführungsbeispielen jeweils insgesamt acht Nocken 2 und ein Flansch 3
befestigt werden sollen.
Um diese, jeweils mit einer Öffnung versehenen Teile 2 und 3
lagegenau auf der Hohlwelle 1 anzuordnen, wird eine Form ver
wendet, die bei den Ausführungsbeispielen aus insgesamt neun Form
abschnitten 4 besteht. Jeder Formabschnitt 4 ist in axialer
Richtung zweigeteilt, wie sich aus den Fig. 2 bis 3 bzw. 6
ergibt. Jeder dieser Formabschnitte 4 weist eine Aussparung
zur Aufnahme eines Nockens 2 bzw. des Flansches 3 auf, wie
wiederum am besten aus den Fig. 1 bzw. 5 hervorgeht.
Um die Formabschnitte 4 zur Gesamtform zusammensetzen zu
können, ist jeder Formabschnitt 4 mit stirnseitigen Anlage
flächen 4 a versehen, die bezüglich des mittleren Formab
schnittes 4 in Fig. 1 und 5 eingezeichnet sind. Über diese
stirnseitigen Anlageflächen 4 a liegen die in Achsrichtung auf
einanderfolgenden Formabschnitte 4 aneinander an, was eben
falls aus den Fig. 1 und 5 hervorgeht.
Jeder der zweiteiligen Formabschnitte 4 ist darüber hinaus mit
axial verlaufenden Führungsflächen 4 b versehen, die der Aus
richtung der Formabschnitte 4 in Umfangsrichtung dienen. Beim
ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 werden
diese Führungsflächen 4 b durch eine zylindrische Bohrung ge
bildet. Bei der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 5 und
6 bestehen die Führungsflächen 4 b aus axialen Nuten in der
Mantelfläche jedes zweiteiligen Formabschnittes 4 (siehe
Fig. 6).
Die Formabschnitte 4 sind schließlich mit konischen Mantel
flächen 4 c ausgebildet, so daß sich bei zusammengesetzten
Formabschnitten 4 insgesamt eine Form mit einer konischen
Mantelfläche ergibt, wie dies die unteren Hälften der Fig. 1
und 5 erkennen lassen.
Diese Darstellungen zeigen auch, daß der jeweils erste Formab
schnitt 4 auf der Anlagefläche 5 a eines Widerlagers 5 anliegt.
Dieses Widerlager 5 ist weiterhin mit einer Führungs- und
Dichtfläche 5 b für die Hohlwelle 1 versehen. An dieser
Führungs- und Dichtfläche 5 b liegt die Hohlwelle 1 dichtend
an, wenn diese durch die Öffnungen der Teile 2 und 3 hindurch
in ihre endgültige Position geschoben wird.
Sobald die Form in der voranstehend beschriebenen Weise zu
sammengesetzt und damit die Teile 2 und 3 relativ zur Hohl
welle 1 in ihrer Lage bestimmt worden sind, wird ein Gehäuse 6
auf die aus den Formabschnitten 4 zusammengesetzte Form aufge
schoben. Das Gehäuse 6 ist mit einer konischen Innenfläche 6 a
versehen, die beim Aufschieben des Gehäuses 6 selbsttätig ein
Zentrieren der einzelnen Formabschnitte 4 bewirkt. Gleich
zeitig erfolgt über die stirnseitigen Anlageflächen 4 a eine
axiale Lagebestimmung und über die Führungsflächen 4 b eine
Ausrichtung der Formabschnitte 4 in Umfangsrichtung. Bei
aufgeschobenem Gehäuse 6 liegt der letzte Formabschnitt 4 mit
seiner Anlagefläche 4 a an einer Anlagefläche 6 b des Gehäuses 6
an, die am Boden 6 c des einteilig in der Art einer Glocke
ausgebildeten Gehäuses 6 ausgebildet ist.
Beim ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4
greifen in die als Bohrungen ausgebildeten Führungsflächen 4 b der
Formabschnitte 4 Führungsstangen 7 ein, die im Inneren des
Gehäuses 6 angeordnet sind. Bei der zweiten Ausführungsform
nach den Fig. 5 und 6 wirken die in den Formabschnitten 4
in Form von Nuten ausgebildeten Führungsflächen 4 b mit
Führungsleisten 6 d zusammen, die in axialer Richtung aus der
Innenfläche 6 a des Gehäuses 6 hervorstehen.
Sobald die Form mit den zu befestigenden Teilen 2 und 3
zusammengesetzt, die Hohlwelle 1 eingeschoben und das Gehäuse
6 ordnungsgemäß aufgesetzt worden ist, erfolgt bei beiden Aus
führungsbeispielen das Aufweiten der Hohlwelle 1 mit Hilfe
eines in die Hohlwelle 1 eingebrachten Druckmittels. Dieses
Druckmittel wird mit Hilfe eines Mundstückes 8 zugeführt, für
das im Boden 6 c des Gehäuses 6 eine Durchtrittsöffnung 6 e vor
gesehen ist. Dieses Mundstück 8 drückt die Hohlwelle 1 einer
seits gegen die Führungs- und Dichtfläche 5 b des Widerlagers 5
und liegt andererseits dichtend am anderen Ende der Hohlwelle
1 an, so daß kein Druckmedium entweichen kann. Nach erfolgtem
Aufweitvorgang werden das Mundstück 8 entfernt, das Gehäuse 6
abgezogen und die Formabschnitte 4 seitlich abgenommen, so daß
die fertige Nockenwelle der Endbearbeitung zugeführt werden
kann.
Claims (4)
1. Vorrichtung zum lagegenauen Befestigen von mehreren,
jeweils mit einer Öffnung versehenen Teilen auf einem Hohl
körper, insbesondere von Nocken und/oder Lagerhülsen auf
einer hohlen Welle, wobei im Ausgangszustand die
Öffnung in den Teilen größer als das entsprechende Abmaß
des Hohlkörpers an den jeweiligen Befestigungsstellen ist
und die Teile in die vorgegebene Position auf dem
Hohlkörper gebracht werden, bevor der Befestigungsvorgang
durch hydraulisches Aufweiten des Hohlkörpers zumindest im
Bereich der Befestigungsstellen erfolgt, wozu die zu be
festigenden Teile in Aussparungen einer in axialer Richtung
mindestens zweigeteilten Form eingelegt werden, der Hohl
körper in die Öffnungen der Teile eingesetzt wird und die
Formteile durch ein sie umgebendes Gehäuse zueinander aus
gerichtet und gehalten werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Form in mehreren quer zu ihrer Längsachse geteilte
Formabschnitte (4) unterteilt ist, die mit stirnseitigen
Anlageflächen (4 a), axial verlaufenden, eine Ausrichtung in
Umfangsrichtung bewirkenden Führungsflächen (4 b) und einer
äußeren konischen Mantelfläche (4 c) ausgebildet sind, auf
die ein mit einer entsprechenden konischen Innenfläche (6 a)
versehenes Gehäuse (6) aufschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die axial verlaufenden Führungsflächen (4 b) jeweils als
eine in jedem Teil der in axialer Richtung mindestens
zweigeteilten Formabschnitte (4) ausgebildete Bohrung aus
geführt sind, in die jeweils eine achsparallel im Gehäuse
(6) angeordnete Führungsstange (7) eingreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die axial verlaufenden Führungsflächen (4 b) als auf der
konischen Mantelfläche (4 c) jedes Teils der in axialer
Richtung mindestens zweigeteilten Formabschnitte (4)
ausgebildete Führungsleisten oder Führungsnuten ausgeführt
sind, die mit einer entsprechenden Führungsnut oder
Führungsleiste (6 d) in bzw. an der konischen Innenfläche
(6 a) des Gehäuses (6) zusammenwirken.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6 c) des Gehäuses
(6) als Anlagefläche (6 b) für den letzten Formabschnitt
(4) ausgebildet ist und daß der erste Formabschnitt (4) an
der Anlagefläche (5 a) eines Widerlagers (5) anliegt, das
zugleich mit einer Führungs- und Dichtfläche (5 b) für den
Hohlkörper (1) versehen ist.
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