專利名稱：用來制造剖分型軸承結構的方法及加工裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來制造剖分式軸承結構的方法，其中在許多工位中通過引入一個力經過一切斷過程使軸承上部與一和它連成一體的軸承底部在一規定的斷裂平面內分開，接著通過一至少具有兩個螺釘的螺釘連接重新相互連接。
其次本發明涉及一種用來制造剖分型軸承結構的加工裝置，其中由一軸承底部和一與它連成一體的軸承上部組成的工件輸送給至少一個切斷工位，將軸承上部從軸承底部上切下，并輸送給一個擰緊工位，以便借助于至少一個具有兩個螺釘的螺釘連接將軸承上部與軸承底部重新連接。
上述類型的軸承結構具有例如曲軸箱、連桿等工件。
因為在切斷過程中斷裂曲線是不同的，必須確保，每個切下的軸承上部(在連桿的情況下通常稱為“蓋”)保持和所屬的軸承底部(在連桿的情況下通常稱為“桿”)相配。
在大多數已知的方法和加工裝置中通過這樣的方法確保這種配對，即在切斷過程本身開始之前裝入螺釘連接的螺釘，從而使相應的軸承底部與所屬的軸承上部連接，從而排除了換錯或混淆的可能性。
當然如果螺釘沒有完全擰入，亦即相對于螺釘縱軸留有幾毫米的間隙。則存在這樣的危險，即在切斷過程中螺釘至少受到沖擊，如果沒有彎曲的話，這造成螺釘連接的損壞，抗拉強度的減小，結果導致損害連接質量。
由于這個原因已經實現了這樣的方法和加工裝置，其中相應的軸承上部在切斷過程后與軸承底部分開，從過程中甩出，并在結束后重新輸送給在切斷過程后所要求的工序。
但是由于過程分隔這種加工方式要求可觀的物流、工藝和設備費用，而沒有完全排除配對差錯。
本發明的目的是，提供一種方法及加工裝置，用它們完全排除螺釘損壞及相對于軸承上部的配對差錯。
按照本發明這個目的在方法方面通過這樣的方法實現，即軸承底部和軸承上部固定在一從一個工位輸送到另一個工位的適配裝置上，軸承上部至少在一些工序中在工位內通過一設置在適配裝置上的并在螺釘連接區域之外作用在軸承上部上的可退回的輔助支承固定。
這個目的在加工裝置方向按照本發明通過這樣的方法實現，即設置一輸送裝置，通過它將支承工件的適配裝置從一個工位輸送到至少一個接下來的工位，其中適配裝置配備一可拉回的輔助支承，它這樣固定可裝在適配裝置上，使它在螺釘連接區域之外作用在工件的軸承上部上。
本發明以這樣的構想為基礎，即普通的在切斷過程前安裝螺釘的方法和加工裝置的優點與不帶螺釘的切斷方法的優點相結合。
按照本發明這通過設置一在整個加工流程上配設于兩個軸承部分的輔助支承達到，輔助支承最終以新的方式替代了插入螺釘的功能，并確保，在整個加工流程中相應的軸承上部保持在所屬軸承底部上。換言之輔助支承不配設于一特定的工位，而是由于其設置在適配裝置上在整個加工過程中都保持在兩個軸承部分區域內，從而保持在工件上。
原則上輔助支承可以按各式各樣的方式設計。它可以由一個或幾個支承元件組成，它們根據造型的不同作用在軸承上部上的合適的部位上。輔助支承可以機械、氣動或液壓操作。
雖然在生產線領域內在具有許多工位的生產過程中采用適配裝置來容納和固定工件。但是應用在制造剖分型軸承結構的方法中并在適配裝置上安裝輔助支承，以及其特殊的結構與進給和退回的可能性的結合是全新的，并對于工藝流程而言帶來許多意想不到的可能性。
這些可能性之一是輔助支承送進和退回的可能性。例如在一定的工序時和特別是從一個工位輸送到下一個工位時要求，將軸承上部牢固固定在軸承底部上。但是在一定的工序和一些工位中必需，使輔助支承至少不受力，或完全拉回，而且是在還沒有或者還沒有完全建立或設置螺釘連接的階段。通過送進或退回的可能性在各式各樣工序中實現迄今為止沒有達到的靈活性，而且不限制在采用適配裝置的情況下加工的優點。
為了確保可靠的加工，必須將軸承底部在的所有工位中牢固夾緊在適配裝置上。這種牢固夾緊可以通過內部的或外部的夾緊裝置實現。但是如果為了將軸承底部牢固夾緊在適配裝置上，設置一個或幾個與適配裝置上相應的對應止擋共同作用的夾緊氣缸，那么便得到一種特別有利的方案。
原則上輔助支承可以設計成這樣，使它在切斷過程中承擔將軸承上部固定在軸承底部上的功能。但是對于一特定的材料和工件形狀而言，在切斷工位內設置從外部作用的主支承可能是適宜的，它們在切斷過程中彈性地作用在軸承上部上。
原則上在切斷過程后將工件直接輸送給擰緊工位。但是如果軸承上部和軸承底部在切斷后在斷裂平面內經歷一次分離和清洗過程，是適宜的。
這個分離和清洗過程可以用各式各樣方法進行。
如果分離過程通過振動或沖擊作用進行，是有利的。為此可以在相應的工位內設置一振動或沖擊裝置，它作用在軸承上部上，并使軸承上部以較快的順序在斷裂平面內與軸承底部接觸。用這種方法可以去除通過切斷過程產生的、松散地留在斷裂面上的金屬顆粒。這個過程可以通過吹風、抽吸或刷掃裝置支持。
在振動或沖擊作用階段軸承上部相對于軸承底部必須平行于斷裂平面位置精確地固定，同時在垂直于斷裂平面的方向上保持松動。有利的是，這里設置一具有可插入螺釘孔內的固定以及支承心軸的固定裝置。在這個過程中輔助支承縮回，以便進行吹風，抽吸或刷掃等清洗過程，從而軸承上部可以從軸承底部后退比較遠，甚至形成一縫隙，然而不消除這兩個部分之間的連接，從而不會出現開頭所述的配對差錯。
原則上可以以任何方式設置固定以及支承心軸。但是對于具有兩個螺釘的螺釘連接而言有利的是，將這里所需要的兩個固定以及支承心軸在一個末端通過一梁相互連接，并借助于一用來進行所需要的送進和退回運動的送進氣缸操縱這個梁。
實際上已經證實有利的是，在切斷過程之前為了確定斷裂平面首先在工件上加工一個所謂的斷裂切口。此切口可以用各式各樣方法制造。如果借助于激光在斷裂平面區域內加工出切口是有利的。
這里借助于激光在一個緊接在切斷工位之前的單獨的工位內加工斷裂切口是適宜的。
有利的是，在分離和清洗過程后立即將用于螺釘連接的螺釘插入必需的孔內，最后用規定的扭矩擰緊。這個過程適宜于在一緊接分離以及清洗工位之后的單獨的擰緊工位內進行。
但是不是在插入和擰緊螺釘之前，而是在插入和擰緊螺釘之后進行分離和清洗過程也可能是適宜的。為此要求，在擰緊螺釘后重新松開螺釘，并擰開到這種程度，使得軸承上部可以從軸承底部上略微抬起。然后在這個階段可以通過振動或沖擊作用進行上述分離過程，以及通過吹風、抽吸或刷掃支持。由于安裝了螺釘這時輔助支承處于后退位置。當然此后需要重新擰入和擰緊螺釘。根據工藝流程的不同這可以通過從分離以及清洗工位退回到擰緊工位或在一附加的擰緊工位內進行。
原則上工件從一個工位到另一個工位的輸送可以用任何分別與空間條件、加工以及待加工工件相匹配的形狀進行。但是這里升降臺結構證明是特別合適的，圍繞它設置各個工位，并通過它將適配裝置輸送給各個工位或從各個工位送出。例如在升降臺結構區域內可以設置上料工位、卸料工位、激光工位、切斷工位、分離以及清洗工位以及擰緊工位。
但是如果在這種加工設備中，上料以及卸料工位、擰緊工位和激光工位、切斷工位和分離及清洗工位分別合并成雙工位，那么便得到特別優良的結構。用這種方法可以在不同的工位內同時進行不同的工序，使得每個工位的停機時間減小到最小的程度。因此按這種方法設計的加工裝置能夠在單位時間內加工比用普通的順序連接的工位和待加工工件步進式通過的方法更多數量的工件。
下面參照附圖詳細描述和說明本發明的主要元件、觀點和工步。
圖1表示一適配裝置的實施例，該適配裝置具有曲軸箱形式的工件，該工件具有作用在曲軸箱的軸承上部上的、亦即送進的輔助支承；圖2表示按圖1的結構，具有從曲軸箱的軸承上部上后退的輔助支承；圖3a-3l示意表示按圖1和2的曲軸箱的軸承上部，輔助支承處在不同的加工階段和在本發明加工裝置的不同工位；圖4表示一本發明的配備升降臺結構的用來實施本發明方法的加工裝置的示意機器總圖。
在圖1和圖2中以垂直剖視圖表示的適配裝置1的實施例支承在一輸送裝置2上，并且基本上設計成槽形，亦即在橫截面內成U形。
曲軸箱3形式的工件放在槽形適配裝置1的內部，并且(在圖紙平面內觀察)配備許多順序設置的軸承結構4，它們分別由一軸承底部5以及一軸承上部6組成。
曲軸箱3以其底面支承在對應止擋7上，并在朝向軸承結構4的一側緊靠在對應止擋8上。
在背向軸承結構4的一側上，適配裝置配備兩個夾緊氣缸9，通過它們將曲軸箱3壓緊在對應止擋7和8上，并可以用這種方法牢固夾緊在適配裝置內。
為了將軸承結構4分開，必須將軸承上部6沿一斷裂平面10從與它連成一體的軸承底部5上切下。這通過在一所謂的切斷工位內用已知的切斷過程進行，在切斷工位內用已知方法通過一大多分成兩件的切斷心軸將切斷力輸入軸承結構4的孔內。
如由圖1和2可見，在適配裝置1的與夾緊氣缸9相對的一側上設置相互成一銳角布置的各支承頂桿11，它們安裝在支承氣缸12的前端上，它們共同構成用于軸承上部6的輔助支承13。已經說過，圖1表示輔助支承13在作用在軸承上部上的位置，亦即送進的位置上，而圖2表示輔助支承13的支承頂桿11在后退的位置，亦即從軸承上部6上抬起的位置上。
在圖中所示的實施例中在切斷過程進行后，軸承上部6通過一具有兩個螺釘的螺釘連接固定在軸承底部5上。
為此在一未示出的鉆孔工位內在切斷過程之前在軸承上部6和軸承底部5上用已知方法加工出用于螺釘的安裝孔以及為此所需要的螺紋。然后將用這種方式準備好的曲軸箱借助于輸送裝置2通過適配裝置1輸送到加工裝置的第一個工位內，在該工位內在斷裂平面10內加工斷裂切口14。這種工藝是公知的，并可以用不同方法，但尤其是通過用激光切除材料進行。
在圖3a中示意表示這個過程。在這個階段輔助支承13縮回。
在加工斷裂切口14后曲軸箱3通過輸送裝置2在適配裝置1中輸入切斷工位。因為在這個階段軸承上部6還與軸承底部連成一體，輔助支承13還處于縮回狀態，如由圖3b所見。
在所示實施例中在后續的切斷過程之前主支承15被送進，它們以已知方法彈性地作用在軸承上部6上并在切斷過程中防止所謂的旋轉斷裂。
只有在完成切斷過程后輔助支承13才送進，接著主支承15退回，如圖3c中示意表示的那樣。在這種情況下輔助支承13用來，使在這個階段已經從軸承底部5上切下的軸承上部6不會從軸承底部5上掉下，并在這時不會與其它軸承上部混淆。
在主支承15退回后-如圖3d中示意表示的那樣-固定裝置16被送進。在本實施例中固定裝置16具有兩個固定以及支承心軸17，它們通過一梁18相互連接。
其次在固定裝置區域內設置一振動或沖擊裝置19。
如由圖3e可見，固定以及支承心軸17在另一個工步中插入螺釘孔內，并用這種方法使軸承上部6相對于軸承底部5平行于斷裂平面10位置精確地固定，同時在垂直于斷裂平面的方向上保持松動。然后在這個階段輔助支承13退回，振動和沖擊裝置19送進，并緊靠在軸承上部6上，如在圖3e中示意表示的那樣。接著便實施振動或沖擊功能，從而去除可能附著在斷裂平面上的金屬顆粒。
由于軸承上部6通過固定以及支承心軸17松動地支承，軸承上部在必要情況下甚至可以從軸承底部5上抬起一有限的量，并通過吹風、抽吸或刷掃附加地清洗斷裂面。
然后在下一個工步中重新送進輔助支承13，從而使軸承上部6相對于軸承底部5精確固定。然后在這個階段便可以脫開振動或沖擊裝置19，并將固定裝置16退回。
然后在一接著的工步中使得釘到位并插入孔內，如在圖3g和3h中示意表示的那樣。在螺釘送入后在一緊接的工步中擰緊裝置20進給。接著用規定扭矩擰緊螺釘，如圖3k中示意表示的那樣。
在所述階段內(圖3f至3k)中軸承上部6始終精確地固定在軸承底部5上，從而不僅排除了開頭所述的混淆，而且確保，軸承上部6在軸承底部5上可靠地固定在與切斷過程之前的位置精確對應的位置上，亦即一個零件的斷裂面的凹坑和突起與另一個零件的斷裂面的凹坑和突起精確地吻合。此外按照本發明在整個加工過程中都確保這種狀態，因為軸承上部在軸承底部上或通過輔助支承13或(如圖3e中所示)通過固定以及支承心軸17保持在精確配對的位置上。
本發明方法的另一個優點在于，在切斷過程結束后才輸入和擰緊螺釘，從而始終確保高質量的螺釘連接。因此排除了在切斷過程中的螺釘損壞或甚至螺釘彎曲。
在利用一個預定的扭矩擰緊螺釘后，輔助支承被退回，并且通過這種方式加工的曲軸箱通過適配裝置1和輸送裝置2輸送到一個另外的工位。
在圖4中示意示出的加工裝置中，一個所謂的升降臺結構21被選作中心輸送裝置2，圍繞其邊緣設置各個工位。
這個特殊結構的另外一個特征在于，每兩個工位合并成一個工位。
在圖4中通過箭頭表示從一個工位到與它相連的工位的輸送。順序分別通過在一圓周內給出的位置號得到，它們除了表示不同的工位外，還表示升降臺結構上的流程。
具體來說在圖4中所示的加工裝置中的流程如下在工位1中工件裝入適配裝置中、校正并借助于夾緊氣缸牢固夾緊。這時輔助支承位于退回位置(參見圖2)。
適配裝置連同牢固夾緊的工件從位置1，亦即上料工位輸送到升降臺結構上(位置2)，并從那里輸送給激光工位(位置3)。
在激光工位加工出斷裂切口后，適配裝置連同工件被送回升降臺結構，進入位置4，并通過升降臺結構的旋轉運動到位置5，然后它從那里輸送給切斷工位(位置6)，并在切斷后輸送給分離以及清洗工位(位置7)。
然后適配裝置帶著切斷和清洗過的工件重新到達升降臺結構(位置8)上，通過升降臺結構的旋轉送入位置9，然后適配裝置連同工件輸送給擰緊工位(位置10)，在這里擰入螺釘并用規定的力矩擰緊。
在這個工序后適配裝置經過在升降臺結構上的位置11輸送給卸料工位(位置12)。在那里將完工工件從適配裝置中取出并輸出。
一方面采用升降臺結構21作為中央輸送裝置和上、卸料工位的結構，另一方面擰緊以及激光工位，以及切斷工位和分離及清洗工位分別做成一雙工位，有這樣的優點，即可以同時進行下列工序，亦即不用等上一個已經完工的工件卸料后才開始新工件的裝料。
因此由于升降臺結構21可以這樣地選擇流程，使得在工件在激光工位內配備斷裂切口的時間段內，一已經配備斷裂切口的工件同時在切斷工位內經歷切斷過程，并在分離以及清洗工位內可以去除可能的金屬顆粒。用這種方法可以在各個工位內縮短停機時間，并提高單位時間內的加工件數。
權利要求
1.用來制造剖分式軸承結構的方法，其中在許多工位中通過引入一個力經過一切斷過程使軸承上部與一和它連成一體的軸承底部在一規定的斷裂平面內分開，接著通過一至少具有兩個螺釘的螺釘連接重新相互連接，其特征在于軸承底部和軸承上部固定在一從一個工位輸送到另一個工位的適配裝置上，并且軸承上部至少在一些工序中在工位內通過一設置在適配裝置上并在螺釘連接區域之外的作用在軸承上部上的可退回的輔助支承固定。
2.按權利要求1的方法，其特征為在所有加工工位中軸承底部都牢固夾緊在適配裝置上。
3.按權利要求1的方法，其特征為在切斷過程中主支承彈性地作用在軸承上部上。
4.按權利要求1的方法，其特征為軸承底部和軸承上部在切斷過程后在斷裂平面內經歷一次分離以及清洗過程。
5.按權利要求4的方法，其特征為分離過程通過振動或沖擊作用進行。
6.按權利要求4的方法，其特征為清洗過程通過吹風、抽吸或刷掃進行。
7.按權利要求4、5或6的方法，其特征為軸承上部在分離和清洗過程期間相對于軸承底部平行于斷裂平面位置精確地固定，同時在垂直于斷裂平面的方向上保持松動。
8.按權利要求1的方法，其特征為在切斷過程之前借助于激光在斷裂平面內加工出一分斷切口。
9.按上述權利要求1至8之一項或幾項的方法，其特征為在分離以及清洗過程后插入螺釘，并用規定的扭矩擰緊。
10.按上述權利要求1至9之一項或幾項的方法，其特征為適配裝置輸入各個工位或從工位中輸出是通過升降臺結構進行的。
11.用來制造剖分式軸承結構的加工裝置，其中由軸承底部(5)和與它連成一體的軸承上部(6)組成的工件輸送給至少一個用來使軸承上部(6)與軸承底部(5)分離的切斷工位和一用來使軸承上部與軸承底部借助于至少一個具有兩個螺釘的螺釘連接重新連接的擰緊工位，其特征為設置一輸送裝置(2)，攜帶工件的適配裝置(1)通過此輸送裝置從一個工位輸送到至少一個相連的工位，其中適配裝置(1)配備一可退回的輔助支承(13)，此輔助支承這樣地固定安裝在適配裝置上，使得它在螺釘連接區域之外作用在工件的軸承上部(6)上。
12.按權利要求11的用以實施按權利要求2的方法的加工裝置，其特征為為了將軸承底部(5)牢固夾緊在適配裝置(1)上，設置安裝在所述適配裝置上的夾緊氣缸(9)，所述夾緊氣缸和對應止擋(7，8)共同作用。
13.按權利要求11或12的用來實現按權利要求3的方法的加工裝置，其特征為在切斷工位內設置主支承(15)，它們在切斷過程中彈性地緊靠在軸承上部(6)上。
14.按權利要求11、12或13的用來實現按權利要求4的方法的加工裝置，其特征為緊接切斷工位之后設置一分離以及清洗工位。
15.按權利要求14的用以實施按權利要求5的方法的加工裝置，其特征為分離以及清洗工位配備一作用在軸承上部(6)上的振動或沖擊裝置(19)。
16.按權利要求14的用來實現按權利要求6的方法的加工裝置，其特征為分離以及清洗工位配備一吹風、抽吸或刷掃裝置。
17.按上述權利要求之一項或幾項的用來實現按權利要求7的方法的加工裝置，其特征為設置一固定裝置(16)，以便進行位置精確地固定和松動地支承。
18.按權利要求17的加工裝置，其特征為固定裝置(16)具有可插入螺釘孔內的固定以及支承心軸(17)。
19.按權利要求18的加工裝置，對于具有兩個螺釘的螺釘連接，其特征為設置兩個固定以及支承心軸(17)，它們在一端通過一梁(18)相互連接。
20.按權利要求19的加工裝置，其特征為梁(18)與一進給氣缸相連。
21.按上述權利要求之一項或幾項的用來實施按權利要求8的方法的加工裝置，其特征為在切斷工位前設置一激光工位。
22.按上述權利要求之一項或幾項的用來實施按權利要求9的方法的加工裝置，其特征為在分離以及清洗工位后面設置一擰緊工位，在該工位內插入螺釘并通過擰緊裝置用規定的扭矩擰緊螺釘。
23.按權利要求11至22之一項或幾項的用來實施按權利要求10的方法的加工裝置，其特征為輸送裝置(2)基本上設計成升降臺結構(21)，各工位圍繞升降臺結構的邊緣設置。
24.按權利要求23的加工裝置，其特征為在升降臺結構(21)區域內設置上料工位、卸料工位、激光工位、切斷工位、分離以及清洗工位以及擰緊工位。
25.按權利要求24的加工裝置，其特征為上料以及卸料工位；擰緊工位和激光工位；以及切斷工位和分離及清洗工位分別合并成雙工位。
全文摘要
本發明涉及一種用來制造剖分式軸承結構的方法，其中在許多工位中通過引入一個力經過一切斷過程使軸承上部與一和它連成一體的軸承底部在一規定的斷裂平面內分開，接著通過一至少具有兩個螺釘的螺釘連接重新相互連接。軸承底部和軸承上部固定在一從一個工位輸送到另一個工位的適配裝置上，并且軸承上部至少在一些工序中在工位內通過一設置在適配裝置上并在螺釘連接區域之外的作用在軸承上部上的可退回的輔助支承固定。
文檔編號F16C7/02GK1933933SQ200580008817
公開日2007年3月21日 申請日期2005年2月22日 優先權日2004年3月19日
發明者S·漢施, J·格羅斯, M·G·施密德, E·許格勒 申請人:阿爾馮·凱斯勒專用機械制造有限公司