Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING ARTICULATED JOINTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/059771
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing articulated joints by assembling prefabricated parts, which comprise a pin defining an axis on which at least one articulated part having a bearing hole is to be pivotally mounted by means of a bearing bush. The parts are randomly delivered and, if required, automatically processed in a machine to assemble the joints. Cost-effective production of articulated joints with freely adjustable torques using automatic can be achieved machines by carrying out the following steps: determining the actual dimensions of the bearing holes, the pin and at least one of the two bearing bushes; comparing the determined actual dimensions and the values derived therefrom, especially the ratios, with the threshold values that can be fixed in order to obtain the desired result and inputting control commands into the automatically working machine with the purpose of processing at least one of the parts before assembling the latter.

Inventors:
MUELLER ARNDT (DE)
GOHRBANDT UWE (DE)
OTTE VIKTOR (DE)
OTTE RALF (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001475
Publication Date:
November 25, 1999
Filing Date:
May 15, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHARWAECHTER ED GMBH (DE)
MUELLER ARNDT (DE)
GOHRBANDT UWE (DE)
OTTE VIKTOR (DE)
OTTE RALF (DE)
International Classes:
B23P19/02; B23P19/04; E05D3/00; B23Q17/20; G05B19/401; E05D5/12; E05D11/08; (IPC1-7): B23P19/04; G05B19/401; B23Q17/20; E05D3/00
Foreign References:
DD260179A31988-09-21
DE4102899A11991-08-08
EP0317539A21989-05-24
EP0499443A21992-08-19
DE19522503A11997-01-02
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 618 (M - 1510) 15 November 1993 (1993-11-15)
Attorney, Agent or Firm:
Bonnekamp, Horst (Bankstrasse 1 Düsseldorf, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Gelenken durch Zusammenbau von vorgefertigten Teilen, umfassend einen eine Achse definierenden Stift, auf den wenigstens ein anzulenkendes Teil mit einer Lageraugenbohrung mittels einer Lagerbuchse schwenkbar zu lagern ist, bei dem die Teile regellos angeliefert werden und automatisch auf einer Maschine zu Gelenken bei Bedarf bearbeitet und zusammengebaut werden, gekennzeichnet durch die Schritte Ermitteln der tatsächlichen Istmaße von Lageraugenbohrung, Stift und wenigstens einer der beiden Lagerbuchsen ; Vergleichen der ermittelten Istmaße und von hieraus abgeleiteten Werten, insbesondere Verhältnissen, mit Schwellenwerten, die im Hinblick auf ein beabsichtigtes Ergebnis voreinstellbar sind ; und Ausgeben von Steuerbefehlen an die automatisch arbeitende Maschine hinsichtlich der Bearbeitung wenigstens eines der Teile vor Zusammenbau der Teile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach dem Ermitteln der Istmaße diese ferner mit jeweils zugelassenen Toleranzen verglichen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schwellenwerte, mit denen die ermittelten Istmaße verglichen werden, durch gespeicherte Erfahrungswerte bei der Erlangung eines bestimmten Drehwiderstandes, ausgehend von bekannten Maßen zusammengebauter Gelenke, voreingestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Erfahrungswerte unter Einsatz eines neuronalen Netzwerks ermittelt und dann gespeichert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem an die automatisch arbeitende Maschine das Maß der Verformung der Lagerbuchsen bestimmende Steuerbefehle ausgegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem sich die von der Steuereinrichtung an die automatisch arbeitende Maschine ausgegebenen Steuerbefehle jeweils auf die Auswahl eines Bearbeitungswerkzeuges und dessen Kraftbeaufschlagung beziehen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die an die automatisch arbeitende Maschine ausgegebenen Steuerbefehle auf die Auswahl eines Kalibrierdornes für die Kalibrierung der Lagerbuchsen beziehen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die automatisch arbeitende Maschine eine Mehrzahl von Kalibrierdornen unterschiedlicher Durchmesser umfaßt, wobei die Auswahl eines bestimmten Kalibrierdornes in Abhängigkeit von den für die jeweils zu einem Gelenk zusammenzufügenden Teilen ermittelten Istmaß des Stiftes erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem eine Kalibrierung der Buchsen auf ein solches Sollmaß vorgenommen wird, das gegenüber dem ermittelten Istmaß des Stiftes ein im Hinblick auf das gewünschte Moment bzw. auf den gewünschten Widerstand geeignetes charakteristisches Untermaß entspricht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Untermaß der Kalibrierung der Buchse gegenüber dem Istmaß des Stiftes derart ermittelt wird, daß einem kalibrierten Buchsendurchmesser stets eine Größe zur gleichzeitigen Berücksichtigung der Buchsenwandstärke zugeordnet wird, die gemäß der statistischen Verteilung ausgewählt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Material, aus dem die Lagerbuchsen wenigstens zum Teil bestehen, ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend formerholungsfähige Materialien und Memorymaterial.
12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die lichte Weite der Buchse aus formerholungsfähigem Material mit einem für die Erzielung eines gewünschten Momentes charakteristischen Übermaß gegenüber dem ermittelten Istmaß des Stiftes kalibriert wird, welches so ausgewählt wird, daß sich aus der Formerholung der Lagerbuchsen nach einer vorbestimmten Zeitspanne ein beabsichtigtes Untermaß gegenüber dem Istmaß des Stifts ergibt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das hergestellte Gelenk ein Drehgelenk ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das hergestellte Gelenk ein Schwenkgelenk ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das hergestellte Gelenk ein Kraftfahrzeugscharnier ist.
Description:
Verfahren zum Herstellen von Gelenken Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Herstellen von Gelenken durch Zusammenbau von vorgefertigten Teilen, umfassend einen eine Achse definierenden Stift, auf den wenigstens ein anzulenkendes Teil mit einer Lageraugenbohrung mittels einer Lagerbuchse schwenkbar zu lagern ist, bei dem die Teile regellos angeliefert werden und automatisch auf einer Maschine zu Gelenken bei Bedarf bearbeitet und zusammengebaut werden.

Stand der Technik Aus der Praxis ist bekannt, mit einer Lagerung durch Buchsen aus einem wartungsfreien Lagermaterial ausgestattete Scharniere, vor allem für Kraftwagentüren, derart zusammenzusetzen, daß eine ein Scharnierauge bildende Lagerbohrung einer Scharnierhälfte mit vorzugsweise als Kragenbuchsen ausgebildeten Lagerbuchsen aus einem wartungsfreien Lagermaterial ausgekleidet und anschließend ein die Gelenkachse bildender Scharniergelenkstift in die mit den Lagerbuchsen ausgekleidete Lagerbohrung eingetrieben wird. Der Scharniergelenkstift weist dabei gegenüber dem lichten Durchmesser der in die Lagerbohrung eingesetzten Lagerbuchsen ein gewisses Übermaß auf, woraus sich ein gewisses Schwenkmoment des Gelenks einstellt. Da das Schwenkmoment in Abhängigkeit von der Summe der Toleranzen der Einzelteile schwankt, erfordert die Fertigung eines Gelenks bzw. eines Scharniers mit einem nur in engen Grenzen schwankenden

Schwenkmoment ein aufwendiges manuelles Sortieren und Vermessen oder eine hochpräzise Fertigung, die für Massenprodukte nicht wirtschaftlich ist.

Aus der Praxis des Einsetzens von Lagerbuchsen in Lagerbohrungen, z. B. eines Scharnierauges, ist ferner bekannt, die Lagerbuchsen mittels eines Kalibrierdornes in die Lagerbohrung einzufuhren. Hierzu wird stets ohne Rücksicht auf eventuelle Toleranzen in der Lagerbohrung oder der Wandstärke der Lagerbuchsen derselbe Kalibrierdorn vorgesehen, so daß sich insbesondere durch die Toleranzen des einzusetzenden Stiftes immer noch ein innerhalb weiter Grenzen streuendes Schwenkmoment der Gelenke bzw. der Scharniere ergibt. Diese Streuung ist unerwünscht und fuhrt in der Serienfertigung zu einem erhöhten Aufwand an Sortierung vor oder nach der Montage der Gelenke.

Aus der Praxis ist ferner bekannt, für die Herstellung von Scharnieren den Scharnierstift selbst als Kalibrierdorn auszubilden und an seinem in Eintreibrichtung vorne liegenden Ende mit einer die Kalibrierung der Lagerbuchsen erleichternden Form auszustatten, beispielsweise mit einem Andruckrand und/oder mit einer glättende Teilkugelform. Mit dieser Maßnahme kann zwar auf eine Vereinheitlichung des resultierenden Schwenkmoments hingewirkt werden, allerdings ist es nicht möglich, das Schwenkmoment in Serienfertigung gezielt zu beeinflussen oder gar abweichend von dem einheitlichen Moment zu gestalten. Ferner erfordert dieses Verfahren für den einmalig als Dorn vorgesehenen Scharnierstift eine zusätzliche Bearbeitung seiner Spitze und zumeist auch ein festeres Material als für seine eigentliche Funktion unbedingt erforderlich, wodurch dieses Verfahren wenig wirtschaftlich ist.

Darstellung der Erfindung Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Herstellen von Gelenken, insbesondere von Dreh-oder Schwenkgelenken wie Scharnieren für Kraftwagentüren, anzugeben, mit dem Gelenke mit beliebig einstellbaren Momenten auf automatisch arbeitenden Maschinen kostengünstig gefertigt werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst durch die Schritte Ermitteln der tatsächlichen Istmaße von Lageraugenbohrung, Stift und wenigstens einer der beiden Lagerbuchsen ; Vergleichen der ermittelten Istmaße und von hieraus abgeleiteten Werten, insbesondere Verhältnissen, mit Schwellenwerten, die im Hinblick auf ein beabsichtigtes Ergebnis voreinstellbar sind ; und Ausgeben von Steuerbefehlen an die automatisch arbeitende Maschine hinsichtlich der Bearbeitung wenigstens eines der Teile vor Zusammenbau der Teile.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Gelenke aus den vorgefertigten Teilen derart zusammenzubauen, daß vorzugsweise ohne vorheriges Sortieren und Kommissionieren die angelieferten Teile jeweils zusammengebaut werden, wobei eine gegebenenfalls erforderliche Bearbeitung der Teile bei Bedarf erfolgen kann, wobei das für die Bearbeitung vorgegebene Sollinaß bereits im Hinblick auf das erwünschte Moment bzw. den erwünschten Dreh-bzw. Schwenkwiderstand des Gelenks ausgewählt wird. Hierdurch kann-falls erforderlich-jedes Gelenk mit einer sehr geringen Momententoleranz hergestellt werden, wodurch z. B. bei Scharnieren, die in großen Serien hergestellt werden, beispielsweise für Kraftfahrzeugtüren, eine gleichmäßig gute und reproduzierbare Qualität erzielt wird. Darüber hinaus sinkt die Ausschußquote, da durch das gezielte

Bearbeiten auch solche Teile zu funktionierenden Scharnieren zusammengebaut werden können, die bereits außerhalb der Fertigungstoleranz der jeweils vorgefertigten Teile liegen. Eine Vorsortierung der Teile, die bei regelloser Anlieferung der Teile zeit-und platzaufwendig ist, ist nicht erforderlich.

Die im ersten Verfahrensschritt zu ermittelnden tatsächlichen Istmaße sind vorzugsweise der Bohrungsinnendurchmesser, die Wandstärke der Lagerbuchsen und der Durchmesser des Gelenkstiftes. Diese Istmaße werden mit für die Erzielung eines gewünschten Momentes, beispielsweise Schwenkmomentes, ausschlaggebenden Werten, insbesondere einem Über- oder Untermaßes der kalibrierten lichten Weite der in die Lagerbohrung eingesetzten Lagerbuchsen, gegenüber dem Istmaß des Durchmessers des Gelenkstifts in ein Verhältnis gesetzt, um unter Berücksichtigung der möglicherweise vorliegenden positiven oder negativen Toleranzsummen eine für die Erzielung eines kalibrierten, dem zugehörigen Gelenkstiftdurchmesser gegenüber wenigstens ein exakt bemessenes, Über-oder Untermaß des lichten Durchmessers der in die Lagerbohrung eingesetzten Lagerbuchsen sicherzustellen. Damit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Vorgabe eines beliebigen Schwenkmomentes, wobei die Vorgabe darüber hinaus ohne weitere Eingriffe in den Herstellungsprozeß geändert werden kann.

In einer für die praktische Durchfuhrung des vorstehend aufgezeigten Verfahrens vorteilhaften Weiterbildung kann noch vorgesehen werden, daß in einem zwischen den ersten und den zweiten Verfahrensschritt eingeschalteten weiteren Verfahrensschritt die im ersten Verfahrensschritt ermittelten tatsächlichen Abmessungen mit den jeweils zugelassenen Toleranzen verglichen werden, was in manchen Fällen das Auffinden des für die Erzielung eines bestimmten Schwenkmomentes erforderlichen lichten

Durchmessers der kalibrierten Lagerbuchsen und damit des hierfür einzusetzenden, in der Maschine vorhandenen Kalibrierdornes erleichtern kann bzw. im Interesse einer Erhöhung der Sicherheit, mit welcher der geeignetste Kalibrierdorn aufgefunden und eingesetzt wird, zweckmäßig sein kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß hinsichtlich der Bemessung der für die Erzielung eines bestimmten Schwenkmomentes im Verhältnis zum Ist- Durchmesser des Gelenkstiftes einzustellenden lichten Durchmessers der kalibrierten Lagerbuchsen in Abhängigkeit von der Wandungsstärke der Lagerbuchsen ein Zu-oder Abschlag vorgesehen wird.

Zwar gibt es hinsichtlich der für die Erzielung eines gewünschten Schwenkmomentes ausschlaggebenden Kriterien absolute Größen, deren absolute Ermittlung und Einhaltung jedoch einen nicht tragbaren Aufwand erfordern würde. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß die in den beiden ersten Verfahrensschritten ermittelten Werte mit einem für die Erlangung eines bestimmten Schwenkmomentes des Schwenkgelenkes maßgebenden Erfahrungswert bzw. einem statischen Wert verglichen werden und daß für die Ermittlung eines für die Erlangung eines bestimmten Schwenkmomentes des Schwenkgelenkes maßgebenden Erfahrungswertes sog. neuronale Netzwerke eingesetzt werden. Als Erfahrungswert ist hier derjenige Bereich von möglichen Kombinationen im Verhältnis von Buchsenwandstärke und lichter Weite der kalibrierten Buchse zu einem gegebenem Durchmesser des Scharnierstiftes zu verstehen, innerhalb dessen die Einhaltung eines gewünschten Schwenkmomentes noch mit hinreichender Genauigkeit gewährleistet werden kann.

Die für die Erlangung der Kenntnis die Auswirkung der einzelnen Kriterien bzw. des Einflusses einzelner Kriterien für die Vergrößerung oder

Verkleinerung des Schwenkmomentes erfolgt vorzugsweise durch den Einsatz lernender elektronischer Schaltungen bzw. Rechner, die anhand einer Anzahl bzw. Vielzahl gemessener Ausgangswerte einer Anzahl von Teilen und anhand des aus dem beim Zusammenfugen dieser Teile resultierenden Schwenkmoment einen statistischen Erfahrungswert ermitteln, welcher noch zu einem im Sinne der Einhaltung eines vorgegebenen Schwenkmomentes führt. Dies vereinfacht die Ausbildung der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzusetzenden Vorrichtung bzw. automatisch arbeitenden Maschine und ferner den zu deren Betrieb erforderlichen Installationsaufwand dahingehend, daß sich die Vorrichtung oder Maschine den sich aus verschiedenen Größen eines Schwenkgelenkes bzw. Scharniers und damit den sich aus unterschiedlichen Größen von Scharnierstiften und Lageraugen ergebenden Variationen in den für die Einhaltung eines gleichbleibenden vorgegebenen Schwenkmomentes ausschlaggebenden Kriterien selbsttätig anpassen kann.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß an die automatisch arbeitende Maschine ausgegebene Steuerbefehle das Maß der Verformung der Lagerbuchsen vorgeben, wobei sich die von der Steuereinrichtung an die automatisch arbeitende Maschine ausgegebenen Steuerbefehle jeweils auf die Auswahl eines Bearbeitungswerkzeuges und/oder die Steuerung dessen Kraftbeaufschlagung beziehen, insbesondere dahingehend, daß sich der an die automatisch arbeitende Maschine ausgegebene Steuerbefehl auf die Auswahl eines Kalibierdornes für die Kalibrierung der Lagerbuchsen bezieht.

Vorteilhafterweise verfügt die automatisch arbeitende Maschine über einen Satz von mehreren Kalibrierdornen unterschiedlicher Durchmesser, die in Abhängigkeit von den für die jeweils zu einem Gelenk zusammenzufügenden Teilen ermittelten Istmaßen wahlweise zum Einsatz gebracht werden können.

Hierbei erfolgt die Auswahl des Kalibrierdorndurchmessers in Abhängigkeit von dem für den Gelenkstift ermittelten Istmaß, wobei der lichte Durchmesser der kalibrierten Lagerbuchsen ein gewisses und stets gleichbleibendes Untermaß gegenüber dem jeweils gegebenen Gelenkstiftdurchmesser aufweist.

Die Kalibrierung der Buchsen erfolgt demgemäß jeweils mit einem für die Erzielung eines gewünschten Schwenkmomentes charakteristischen Untermaß gegenüber dem ermittelten Istmaß des Gelenkstiftes, was bei zumindest teilweise aus einem formerholungsfähigen Material oder einem Memorymaterial bestehenden Lagerbuchsen auch dadurch erreicht werden kann, daß, falls für die Lagerung des Gelenkstiftes wenigstens zu einem Teil aus einem formerholungsfähigen Material bestehende Buchsen verwendet werden, die Lagerbuchsen mit einem für die Erzielung eines gewünschten Schwenkmomentes charakteristischen Übermaß gegenüber dem ermittelten Istmaß des Gelenkstiftes kalibriert werden. Hierbei ist als ausschlaggebende Größe für die zu kalibrierende lichte Weite der Lagerbuchsen deren tatsächlicher lichter Durchmesser in einem Zeitraum von 20 oder mehr Sekunden nach der Kalibrierungsmaßnahme einzusetzen.