DE4032602C1

DE4032602C1 - Axial adjustment spacer for bearings - has oversize blank placed in press and upset between plates

Info

Publication number: DE4032602C1
Application number: DE19904032602
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 4290 Bocholt De Hellerhoff; Hans Te Dinxperlo Nl Beest; Eduard Dipl.-Ing. 4424 Stadtlohn De Mensing
Original assignee: A Friedrich Flender AG
Current assignee: A Friedrich Flender AG
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2010-10-16

Abstract

The spacer ring for axial alignment of parts such as bearings, shafts, gears, wheels etc. is mfd. from a blank (4), oversize and mfd. to coarse tolerances, of plastically deformable material. This blank is placed inn a press between upper and lower plates (1,2) and surrounded by a calibration block (3). It is upset to produce an element ready for use. ADVANTAGE - Economical method of mfr. of elements accurate to size.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen vom maßgenauen Abstandselementen durch plastische Verformung, insbesondere Ringen zur axialen Einstellung und Festlegung von Getriebeteilen, wie Wellen, Lager, Räder und dergl. und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for manufacturing from dimensionally accurate spacers through plastic deformation, especially rings for axial adjustment and determination of gear parts such as shafts, bearings, wheels and the like. and a Device for performing the method.

Es ist ein Verfahren zum Stauchen von Hülsen aus der Publikation "Wälzlager in der Antriebstechnik" Nr.WL 04 202 DA, Seite 45, von FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA bekannt. Diese Hülsen dienen der Anstellung von Kegelrollenlagern. Diese Hülsen werden während der Montage so weit gestaucht, bis der gewünschte Lageranstellwert erreicht ist. Diese Hülsen haben eine spezielle Form, und zwar sind diese in der Mitte mit einem speziellen Verformungsbereich ausgestattet, so daß nach anfänglich größerem Kraftaufwand die Verformungs-Kennlinie annähernd gleichbleibend verläuft. Die zu erwartende Hülsenlänge legt man in den konstanten Bereich der Verformungs-Kennlinie, damit die Vorspannkraft immer annähernd gleich bleibt. Dabei muß die Verspannkraft immer größer als die max. Betriebsbelastung sein.It is a process for upsetting sleeves from the publication "Rolling Bearings in the drive technology "No.WL 04 202 DA, page 45, from FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA known. These sleeves are used to adjust tapered roller bearings. These sleeves are compressed during assembly until the desired one Bearing pitch is reached. These sleeves have a special shape, namely are equipped with a special deformation area in the middle, so that after an initially greater effort, the deformation characteristic approximately runs steadily. The expected sleeve length is placed in the constant range of the deformation characteristic so that the preload is always remains approximately the same. The clamping force must always be greater than the max. Operating load.

Von der Fa. Timken Rollenlager GmbH, Düsseldorf-Nord, ist das CLAMP-SET Ver fahren aus der Publikation, The TIMKEN Company 5-187 4/74, zur genauen Ein stellung von Kegelrollenlagern bekannt. CLAMP-SET ist ein Verfahren, bei dem ein verformbarer Paßring zum Einsatz kommt. Der Paßring weist im Querschnitt ein V- Profil auf, welches bei der Montage auf die gewünschte Ringstärke verformt wird. Dieser Ring ermöglicht einen engen Einstellbereich sowohl bei Einstellung mit Spiel als auch mit Vorspannung. Der verformbare Paßring wird in seiner Form und vom Material her so ausgelegt, daß er sich unter einen für den Einbaufall vorge gebenen Axiallast plastisch verformt. Für dieses Verfahren wird ein spezieller Paßring benötigt.The CLAMP-SET Ver drive from the publication, The TIMKEN Company 5-187 4/74, to the exact entry position of tapered roller bearings known. CLAMP-SET is a procedure in which a deformable fitting ring is used. The pass ring has a V- in cross section Profile, which is deformed to the desired ring thickness during assembly. This ring allows a narrow setting range both when setting with Play as well as with preload. The deformable fitting ring is in its shape and The material is designed so that it is pre-selected for installation given axial load plastically deformed. A special one is used for this procedure Fit ring needed.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, womit maßgenaue Abstandselemente aus einfachen Rohlingen vor der Montage auf kostengünstige Weise erstellt werden können.The object of the invention is to demonstrate a method and a device, with which dimensionally accurate spacer elements made from simple blanks prior to assembly can be created inexpensively.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, wie in den Ansprüchen beschrieben wird To solve this problem, a method and a device are proposed, as described in the claims

Das Verfahren zum Herstellen von Abstandselementen ermöglicht auf einfache Weise, aus einem preiswerten Rohling mittels einer Presse ein einbaufertiges Abstands element durch einen oder mehrere Pressenhübe zu fertigen. Da der Rohling aus plastisch verformbarem Werkstoff besteht, muß beim Erstellen des Abstandselemen tes nur die Rückfederung berücksichtigt werden. Diese Berücksichtigung erfolgt entweder durch den Rechner oder die Wegbegrenzung der Presse mittels Kalibrier stücke bzw. eine stufenlos genau einstellbare Einrichtung.The method for producing spacer elements enables in a simple manner a ready-to-install distance from an inexpensive blank using a press element to be manufactured by one or more press strokes. Because the blank out plastically deformable material must be used when creating the spacer elements Only springback is taken into account. This is taken into account either by the computer or the path limitation of the press by means of calibration pieces or a continuously adjustable device.

Mittels des Rechners können viele Einflußgrößen erfaßt werden, und es ist auch möglich, mehrere Pressenhübe hintereinander erfolgen zu lassen, bis das ge wünschte genaue Maß erreicht ist. Hierbei kann der Rechner eine Optimierung selbsttätig vornehmen. Der Rohling kann im Verhältnis zum fertigen Abstandsele ment grobe Toleranzen aufweisen, so daß dieser sehr billig hergestellt werden kann. Beim Vorhandensein eines Wegmeßsystemes und eines Drucksensors kann der Rechner annähernd das genaue Längenmaß des Rohlings ermitteln, und die Presse so steuern, daß in möglichst wenigen Arbeitshüben ein einbaufertiges Abstandsele ment erzeugt wird.Many influencing variables can be recorded by means of the computer, and it is possible to have several press strokes in succession until the ge desired exact dimension is reached. The computer can do an optimization here carry out automatically. The blank can be in relation to the finished spacer ment have rough tolerances, so that they can be manufactured very cheaply can. In the presence of a displacement measuring system and a pressure sensor, the Calculator approximately determine the exact length of the blank, and so the press control that in as few working strokes a ready-to-install distance element ment is generated.

Einbaufertige, paßgenaue Abstandselemente werden insbesondere bei der Montage von Seriengetrieben benötigt. Wenn die Abstandselemente einfach und schnell her zustellen sind, können noch bei der Montage erkannte Fertigungsdifferenzen Be rücksichtigung finden, so daß optimale Einstellungen erzielt werden können. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigtReady-to-fit, precisely fitting spacers are particularly important during assembly required by series transmissions. If the spacers are simple and quick to be delivered, manufacturing differences detected during assembly can be find consideration so that optimal settings can be achieved. In The drawings show an embodiment of the invention. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine einfache erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 1 shows a cross section through a simple apparatus according to the invention,

Fig. 2 ausschnittweise einen Querschnitt einer Presse mit einer erfindungs gemäßen Vorrichtung. Fig. 2 shows a section of a cross section of a press with a device according to the Invention.

In Fig. 1 ist ein Rohling 4 dargestellt, der sich zwischen einer Oberplatte 1 und einer Unterplatte 2 befindet. Der Rohling 4 weist eine Ringform auf und besteht aus plastisch verformbarem Material, z. B. Stahl. Ober- und Unterplatte sind in einer nicht dargestellten Presse angeordnet. Konzentrisch um den Rohling herum ist ein Kalibrierstück 3 angeordnet, welches um das Maß "X" in der axialen Erstreckung kleiner ist als der Rohling. Beim Betätigen der Presse wird der Roh ling gestaucht, bis die Oberplatte am Kalibrierstück anliegt. Das Kalibrierstück dient als Anschlag zur Beendigung des Pressenhubes. Es ist so bemessen, daß es der Preßkraft ohne plastische Verformung widersteht und auch nur minimal, d. h. weniger als die Längentoleranz des einbaufertigen Abstandselements, einfedert. Der Federweg des Kalibrierstückes kann bei der Bestimmung der Kalibrierstück stärke mit berücksichtigt werden. Das Abstandselement, welches aus einem Rohling gefertigt wird, weist beim Öffnen der Presse eine Rückfederung auf, welche eben falls bei der Bestimmung der Kalibrierstückstärke zu berücksichtigen ist. Damit die Stirnflächen des fertigen Abstandselementes auch ausreichende Planparalleli tät aufweisen, ist der Kalibrierring 3 mit planparallelen Stirnflächen ausge stattet. Hierdurch wird erreicht, daß die Presse als solche keinen Einfluß auf die Planparallelität der Stirnflächen des fertigen Abstandselementes hat. Durch den Austausch des Kalibrierringes 3 können Abstandselemente unterschiedlicher Abmessung gefertigt werden.In Fig. 1, a blank 4 is shown, which is located between an upper plate 1 and a lower plate 2 . The blank 4 has an annular shape and consists of plastically deformable material, for. B. steel. The top and bottom plates are arranged in a press, not shown. A calibration piece 3 is arranged concentrically around the blank, which is smaller by the dimension "X" in the axial extent than the blank. When the press is pressed, the blank is compressed until the top plate is in contact with the calibration piece. The calibration piece serves as a stop at the end of the press stroke. It is dimensioned in such a way that it resists the pressing force without plastic deformation and also compresses only minimally, ie less than the length tolerance of the ready-to-install spacer element. The travel of the calibration piece can be taken into account when determining the thickness of the calibration piece. The spacer element, which is made from a blank, has a springback when the press is opened, which must also be taken into account when determining the thickness of the calibration piece. So that the end faces of the finished spacer also have sufficient plane parallelism, the calibration ring 3 is equipped with plane-parallel end faces. This ensures that the press as such has no influence on the plane parallelism of the end faces of the finished spacer element. By replacing the calibration ring 3 , spacer elements of different dimensions can be manufactured.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus einer rechnergesteuerten Presse dargestellt, welche einen Drucksensor 5 in der Oberplatte 1 sowie ein Wegmeßsystem 7 zwischen dem Vorrichtungs-Oberteil 11 und dem Vorrichtungs-Unterteil 12 aufweist. Der Rohling 4 ist zwischen dem Vorrichtungs-Oberteil 11 und dem Vorrichtungs-Unter teil 12 angeordnet. Zentrisch zum Rohling verläuft das Wegmeßsystem 7, welches induktiv bzw. fotoelektrisch oder in sonst bekannter Weise arbeitet. Beim Ab heben des Vorrichtungs-Oberteils kann der Rohling eingelegt bzw. das fertige Abstandselement herausgenommen werden, da das Wegmeßsystem 7 so gestaltet ist, daß es bei geöffneter Presse nicht im Wege steht. FIG. 2 shows a section of a computer-controlled press which has a pressure sensor 5 in the top plate 1 and a displacement measuring system 7 between the device upper part 11 and the device lower part 12 . The blank 4 is arranged between the upper part 11 of the device and the lower part 12 of the device. The measuring system 7 , which works inductively or photoelectrically or in any other known manner, runs centrally to the blank. When lifting the upper part of the device, the blank can be inserted or the finished spacer removed, since the measuring system 7 is designed so that it is not in the way when the press is open.

Vorrichtungs-Unterteil 12 und Oberplatte 1 sind in einer nichtdargestellten Presse angeordnet. Der Drucksensor 5 sowie das Wegmeßsystem 7 stehen mit einem Rechner in Verbindung, welcher den Preßvorgang steuert. Der Drucksensor 5 ar beitet über einen Druckstempel 6 auf ein Vorrichtungs-Oberteil 11, welches die Preßkraft auf den Rohling ausübt. In der Fig. 2 berühren sich der Druckstempel 6 und das Vorrichtungs-Oberteil 11 nicht. Wird die Presse betätigt, so berühren sich der an der Unterseite ballig ausgeführte Druckstempel 6 und das Vorrich tungs-Oberteil. Nun kann Preßkraft auf den Rohling ausgeübt werden. Der Druck stempel ist ballig ausgeführt, um die Kraft möglichst zentrisch auf das Vorrich tungs-Oberteil zu übertragen. Entsprechend der ausgeübten Preßkraft vermittelt der Drucksensor 5 ein Signal an den Rechner. Gleichzeitig gibt das Wegmeßsystem dem Rechner Signale, so daß der Stauchvorgang des Rohlings jederzeit bekannt ist und die Presse gezielt gesteuert werden kann. Mittels des Wegmeßsystemes kann sogar im Bedarfsfalle nach Abheben des Druckstempels aber bei noch auflie gendem Vorrichtungs-Oberteil das erreichte Maß des Abstandselementes ermittelt werden und im Bedarfsfall ein weiterer Pressenhub automatisch erfolgen. Durch diese Selbstkontrolle und mittels des Rechners kann die Anzahl der benötigten Pressenhübe automatisch oder von Hand minimiert werden.Device lower part 12 and top plate 1 are arranged in a press, not shown. The pressure sensor 5 and the displacement measuring system 7 are connected to a computer which controls the pressing process. The pressure sensor 5 ar works via a pressure stamp 6 on a device upper part 11 , which exerts the pressing force on the blank. In FIG. 2, the plunger 6 and the device top part 11 do not touch. If the press is actuated, the pressure stamp 6 , which is spherical on the underside, and the device upper part touch. Now pressing force can be exerted on the blank. The pressure stamp is spherical in order to transmit the force as centrally as possible to the upper part of the device. In accordance with the pressing force exerted, the pressure sensor 5 transmits a signal to the computer. At the same time, the position measuring system gives the computer signals, so that the upsetting process of the blank is known at all times and the press can be controlled in a targeted manner. By means of the position measuring system, the required dimension of the spacer element can even be determined if the pressure stamp is lifted, but if the upper part of the device is still lying on, and a further press stroke is carried out automatically if necessary. Through this self-control and by means of the computer, the number of press strokes required can be minimized automatically or by hand.

Um bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung die Planparallelität des fertigen Abstandselementes zu gewährleisten, werden das Vorrichtungs-Oberteil 11 und das Vorrichtungs-Unterteil 12 in einer Führung 13 genau geführt. Auch aus diesem Grunde ist der Druckstempel 6 an der Unterseite mit einer balligen Kontur ver sehen.In order to ensure the plane parallelism of the finished spacer element in the arrangement shown in FIG. 2, the upper device part 11 and the lower device part 12 are guided precisely in a guide 13 . For this reason, the pressure stamp 6 is seen ver on the underside with a spherical contour.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele dienen nur der Erklärung der Erfindung, schließen aber weitere Ausführungsmöglichkeiten keinesfalls aus. Vielmehr sind der Gestaltung der Vorrichtungen und Anordnung von Meßsystemen hiermit keine Grenzen gesetzt.The exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2 serve only to explain the invention, but in no way exclude further possible embodiments. Rather, there are no limits to the design of the devices and arrangement of measuring systems.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von maßgenauen Abstands elementen durch plastische Verformung, insbesondere Ringen zur axialen Einstellung und Festlegung von Ge triebeteilen, wie Wellen, Lager, Räder usw. dadurch gekennzeichnet, daß aus einem mit Überlänge und grober Toleranz gefertigten Rohling (4) aus plastisch verformbarem Werkstoff mittels einer Presse durch gezieltes Stauchen (plasti sche Verformung) ein einbaufertiges Abstandselement gefertigt wird.1. A method for producing dimensionally accurate spacing elements by plastic deformation, in particular rings for the axial adjustment and definition of Ge gear parts, such as shafts, bearings, wheels, etc., characterized in that from a blank made with excess length and rough tolerance ( 4 ) made of plastic deformable material by means of a press through targeted upsetting (plastic deformation) a ready-to-install spacer element is produced.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse rechner gesteuert ist und nach Eingabe der Istwerte des Rohlings (4) und des genauen Sollabstandsmaßes des zu fertigenden Abstandselementes dieser automatisch in einem oder mehreren Pressenhüben gefertigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the press is computer controlled and after input of the actual values of the blank ( 4 ) and the exact target distance dimension of the spacer element to be manufactured, this is automatically manufactured in one or more press strokes.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse zum geziel ten Stauchen mit einem Anschlag ausgerüstet ist, der entweder mittels Kali brierstücke (3) oder einer stufenlos einstellbaren Vorrichtung genau nach Er fahrungswerten oder errechneten Werten einstellbar ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the press for targeted th upsetting is equipped with a stop which is adjustable either by means of potash brier pieces ( 3 ) or an infinitely adjustable device according to experience values or calculated values.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse mit einem Wegmeßsystem (7) ausgerüstet ist, welches den Stauchweg genau erfaßt und dem Rechner übermittelt.4. The method according to claim 2, characterized in that the press is equipped with a displacement measuring system ( 7 ) which detects the upsetting path exactly and transmits it to the computer.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse mit einem oder mehreren Drucksensoren (5) ausgerüstet ist, welche mit dem Rechner verbunden sind, so daß die Pressenkraft jederzeit den Erfordernissen mittels Rechner angepaßt wird.5. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the press is equipped with one or more pressure sensors ( 5 ) which are connected to the computer, so that the press force is adapted to the requirements at any time by means of a computer.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkraft einer hydraulischen Presse mittels eines Rechners gesteuert wird, wobei die Istwerte des Rohlings und das genaue Soll-Abstandsmaß des fertigen Abstandselementes und die Rückfede rung durch ein Rechnerprogramm berücksichtigt werden, und ein Wegmeßsystem (7) den Stauchweg und ein Druckmeßsystem (5) die Preßkraft dem Rechner ange ben. 6. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2 or 4 or 5, characterized in that the pressing force of a hydraulic press is controlled by means of a computer, the actual values of the blank and the exact target distance dimension of the finished spacer and the spring back tion be taken into account by a computer program, and a path measuring system ( 7 ) the compression path and a pressure measuring system ( 5 ) the pressing force of the computer.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Presse hydraulisch angetrieben wird, und die Preßkraft ein stellbar ist, und der Hub am Ende des Stauchvorganges durch einen genau fixierbaren Anschlag so begrenzt wird, daß keine weitere Stauchung des zu fertigenden Abstandselementes mehr erfolgt.7. The device for performing the method according to claim 3, characterized records that the press is driven hydraulically, and the pressing force is adjustable, and the stroke at the end of the upsetting process by one fixable stop is limited so that no further compression of the manufacturing spacer more takes place.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus auswechselbaren Kalibrierstücken (3) besteht.8. The device according to claim 7, characterized in that the stop consists of interchangeable calibration pieces ( 3 ).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einer stufenlos genau einstellbaren Einrichtung besteht, die entweder von Hand oder motorisch einstellbar ist.9. The device according to claim 7, characterized in that the stop an infinitely adjustable device, which is either from Can be adjusted manually or by motor.