DE69419206T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines metallischen Teils - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauelements für eine Verbindung, insbesondere eine Kugelgelenk-Verbindung.
• Die Erfindung kann mit Vorteil - jedoch nicht ausschließlich - zur Herstellung eines metallischen Bauelements verwendet werden, welches an einem Ende einer Betätigungsstange angeschlossen ist und einen Kopf mit einer Sitzfläche zur Aufnahme eines anderen Bauelements und einen Schaft aufweist, der üblicherweise zylindrisch und integral am Kopf angesetzt ist. Der Schaft ist im allgemeinen mit einer Sackbohrung versehen, welche von dem dem Kopf gegenüberliegenden Ende des Schafts aus geht und zur formschlüssigen Aufnahme des Endabschnitts der zugeordneten Betätigungsstange geeignet ausgebildet ist.
• Normalerweise wird das vorstehend beschriebene Verbindungs- Bauelement dadurch mechanisch hergestellt, daß es aus einer Stange, und zwar vorzugsweise einer im Querschnitt kreisförmigen Stange spanend bearbeitet wird. Diese Herstellungsweise ist jedoch extrem kostenaufwendig, was für den Fall einer Großserienherstellung von nicht vernachlässigbarer Wichtigkeit ist. Während der spanenden Bearbeitung wird tatsächlich eine erhebliche Materialmenge nicht verwendet, da sie Späne bildet, welche nur unter hohen Kosten zurückzugewinnen sind. Außerdem erfordert der vorstehend beschriebene Herstellungsprozeß den Einsatz einer erheblichen Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen in Arbeitsstationen, die - zusätzlich zur Tatsache, daß sie selbst relativ teuer sind - nicht unerhebliche Betriebs- und Wartungskosten zur Folge haben und somit die Kosten je hergestelltem Verbindungs-Bauelement wesentlich erhöhen.
• Alternativ kann das oben beschriebene Verbindungs-Bauelement durch eine Reihe von Bearbeitungsschritten erzeugt werden, welche einen anfänglichen, von einer bleibenden Warmverformung gebildeten Arbeitsschritt einschließen, bei welchem ein Halbfertigprodukt aus einem Stangen- oder Stababschnitt gebildet wird, und eine äußere Form hat, welche dem herzustellenden Werkstück ähnlich ist, und die eine zweite Bearbeitung umfaßt, bei welcher eine spanende Abtragung erfolgt.
• Dieses Herstellungsverfahren ist deshalb in hohem Maße unzufriedenstellend, da es die Produktionsrate begrenzt. Tatsächlich erfordert das beschriebene Herstellungsverfahren eine erhebliche Zeit zur Erhitzung der Stab- oder Stangenabschnitte auf die Bearbeitungstemperatur, ebenso wie spezielle technische Vorkehrungen, um sicherzustellen, daß die ursprünglichen Materialeigenschaften im wesentlichen unverändert bleiben. Außerdem erfordern die verschiedenen, an den Stangen- bzw. Stababschnitten auszuführenden Arbeitsschritte den Einsatz spezieller Handhabungsausrüstung, da das Stabmaterial während verschiedener Stufen der Bearbeitungsschritte unterschiedliche Temperaturen hat.
• Außerdem ist die Ausbildung von hinterschnittenen Abschnitten an solchen metallischen Verbindungs-Bauelementen in besonderem Maße schwierig.
• Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von metallischen Verbindungs-Bauelementen ist in der US-A-5 129 251 beschrieben. In dieser Veröffentlichung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsöse mit einem sphärischen Kopf und einem integral angeformten zylindrischen Verbindungsteil beschrieben, bei welchem der zylindrische Verbindungsteil durch eine Anzahl von Umformungsschritten erzeugt wird. Eine spezielle Ausgestaltung zur bleibenden Kaltverformung eines Endabschnitts des zylindrischen Verbindungsteils an dem zum Kopf entgegengesetzten Ende ist jedoch nicht angesprochen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauelements für Verbindungszwecke zu schaffen, welches die vorstehend dargelegten Nachteile in einfacher und wirtschaftlicher Weise vermeidet.
• Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauelements für eine Verbindung, insbesondere eine Kugelgelenk-Verbindung mit
• - Scher-Einrichtungen zum Abtrennen eines im wesentlichen zylindrischen Werkstücks aus Metall,
• - wenigstens einer Umform-Baugruppe zur Kaltumformung eines ersten Endabschnitts des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks, welche jeweils ein Obergesenk und ein Untergesenk aufweist;
• - einer zweiten Umform-Baugruppe zur Kaltextrusion eines zweiten Endabschnitts des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks, welche ein Obergesenk, ein Untergesenk und einen Dorn aufweist;
• - Handhabungs-Einrichtungen zum Bewegen des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks zwischen besagten Baugruppen und
• - einer Steuereinheit zur Steuerung der Bearbeitungsschritte vorgeschlagen,
• welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtung außerdem
• - eine Stauchbaugruppe zur bleibenden Kaltumformung des zweiten Endabschnitts des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks aufweist, in welcher ein Obergesenk, ein Untergesenk und eine zwischen dem Obergesenk und dem Untergesenk angeordnete Halterungseinrichtung für das im wesentlichen zylindrische Werkstück vorgesehen ist, wobei die Halterungseinrichtung in eine Anzahl von Sektoren unterteilt ist, welche mit einer eine axiale Gleitbewegung entlang einer Achse ermöglichenden zugeordneten Führung zusammenwirkt, und wobei die zur Halterung des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks vorgesehene radiale Verschiebung der Sektoren aufgrund des axialen Arbeitshubs des Obergesenks entlang der besagten Achse erfolgt.
• Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche ein nicht in beschränkendem Sinn zu verstehendes Ausführungsbeispiel darstellt und in denen:
• Fig. 1 eine im Schnitt dargestellte seitliche Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Herstellung von metallischen Verbindungs-Bauelementen gemäß der Erfindung ist;
• Fig. 2 das metallische Bauelement in aufeinanderfolgenden Stufen seiner Bearbeitung zeigt; und
• Fig. 3 bis 7 verschiedene Details der Fig. 1 im Schnitt und in vergrößertem Maßstab zeigen.
• In Fig. 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauelements 2 (Fig. 2e) gezeigt, welches zur Ausbildung eines Teils einer (nicht gezeigten) Kugelgelenk-Verbindung und zum Anschluß an ein Antriebs-Bauelement, vorzugsweise eine (nicht gezeigte) motorgetriebene Betätigungsstange bestimmt ist.
• Wie insbesondere in Fig. 2e dargestellt ist, weist das Bauelement 2 einen Kopf 3 und einen mit dem Kopf 3 integralen, eine eigene Achse 5 bildenden zylindrischen Schaft 4 auf. Der Kopf 3 weist zwei ebene Seitenflächen 6 auf, die parallel zueinander und zur Achse 5 verlaufen und einen Abstand voneinander haben, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Schafts 4 ist und außerdem zwei weitere konvexe Seitenflächen 7, die symmetrisch zu einer rechtwinklig zu den Flächen 6 durch die Achse 5 verlaufenden Ebene angeordnet sind. Der Kopf 3 weist eine mittige Aufnahme 10 auf, die vorzugsweise zylindrisch und von zwei Abschnitten 8 und 9 gebildet ist, von denen der Abschnitt 8 im wesentlichen Teil einer sphärischen Kappe mit einem quer zur Achse 5 verlaufenden, im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt ist. Der Abschnitt 9 ist andererseits im wesentlichen kegelstumpfförmig, wobei seine größere Basisfläche ebenfalls rechtwinklig verläuft und mit einer Basisfläche des Abschnitts 8 zusammenfällt.
• Der Schaft 4 tritt von der kleineren Basisfläche des Abschnitts 9 vor und ist mit einer Sackbohrung 11 versehen, welche vom dem Kopf 3 gegenüberliegenden Ende des Schafts aus koaxial zur Achse 5 ausgeht und mit Gewinde versehen ist, so daß das Bauelement 2 mit dem mit Gewinde versehenen Ende einer (nicht gezeigten) Betätigungsstange in Eingriff gebracht werden kann. Der Schaft 4 weist außerdem eine, seinen freien Endabschnitt umgebende umlaufende Rippe oder einen umlaufenden Flansch 12 auf.
• Wie in Fig. 1 erkennbar ist, weist die Vorrichtung 1 ein Traggestell 13 auf, welches seinerseits eine feststehende ebenflächige Grundplatte 14 trägt, welche die Basis für die Vorrichtung 1 bildet und außerdem eine bewegliche obere Platte 15, welche parallel zur und mit Abstand von der Grundplatte 14 vorgesehen ist und mit der letztgenannten einen Zwischenraum 16 veränderbarer Größe bildet, in welchem eine Anzahl von Preßstationen zur Herstellung des Bauelements 2 vorgesehen sind. Insbesondere wird das Bauelement 2 hergestellt aus einem zylindrischen Abschnitt 17 aus ferritischem Material, vorzugsweise Blei enthaltendem Stahl oder einem Mangan-Silizium-Stahl, welcher von einer (nicht dargestellten) Rolle des Stabmaterials mittels einer bekannten, schematisch dargestellen Schereinrichtung abge trennt ist, welche in einer Scherstation 19 angeordnet und von einer bekannten Steuereinheit 19a gesteuert wird.
• Die Vorrichtung 1 weist - immer noch mit bezug auf Fig. 1 - zusätzlich zur Scherstation 19 Kalt-Umform-Baugruppen 20, 21 und 22 auf, die innerhalb des Zwischenraums 16 seitlich nebeneinander und neben der Scherstation 19 angeordnet sind und jeweils zugeordnete Umform-Baugruppen 23, 24 und 25 zur durch die Steuereinheit 19a gesteuerten Formung des Kopfs aufweisen.
• Die Vorrichtung 1 weist außerdem zwei weitere Kalt-Umform- Baugruppen 26 und 27 auf, die ebenfalls in Nebeneinanderordnung im Zwischenraum 16 angeordnet und von der Steuereinheit 19a gesteuert werden, welche jeweils eine Extrudierstation 28, in welcher die Sackbohrung 11 gebildet wird, und eine Stauchstation 29, in welcher der umlaufende Flansch 12 gebildet wird, aufweisen.
• Die in den Fig. 1 und 3 erkennbare Baugruppe 20 ist mit einer Presse 30 versehen, die ihrerseits ein Obergesenk 31 und ein Untergesenk 32 aufweist, die auf einer senkrechten Achse 33 fluchtend angeordnet sind, wobei das Untergesenk als in einem Tragkörper 34 (Fig. 3) gehalterter Einsatz ausgebildet und fest auf der Grundplatte 14 befestigt und das Obergesenk 31 als beweglicher Stempel ausgebildet ist. In der Schließstellung bilden die Gesenke 31 und 32 einen Formhohlraum 35, der über zwei zylindrische Kanäle 36 und 37 mit der Außenseite in Verbindung steht, welche in den Gesenken 31 und 32 in koaxialer Ausrichtung zur Achse 33 vorgesehen sind und jeweils einen Durchmesser aufweisen, der größer als der Durchmesser der das Werkstück bildenden Abschnitte 17 ist. Der Formhohlraum 35 wird von zwei ebenflächigen, parallel zueinander und zur Achse 33 in einer im wesentlichen dem Durchmesser der Kanäle 36 und 37 entsprechenden Abstand vorgesehenen Seitenflächen 38 abgeschlossen. Weiterhin wird der Formhohlraum 35 von zwei konvexen Seitenflächen 39 begrenzt, die symmetrisch zu einer rechtwinklig zu den Flächen 38 durch die Achse 33 verlaufenden Ebene angeordnet sind.
• Das Obergelenk 31 wird von einem rohrförmigen Träger 40 gehaltert, der in Axialrichtung gleitend verschieblich in einem rohrförmigen Führungskörper 41 aufgenommen ist, der seinerseits starr an der Platte 15 befestigt ist, die in der durch den Pfeil A veranschaulichten Richtung parallel zur Achse 33 in Richtung auf die Grundplatte 14 und von ihr weg verschieblich ist, so daß das Obergesenk 31 unter der Einwirkung einer bekannten Betätigungseinrichtung 42, vorzugsweise einer von der Steuereinheit 19a gesteuerten mechanischen Betätigungseinrichtung in Richtung auf das Untergesenk 32 und von ihm weg beweglich ist. Zwischen dem Träger 40 selbst und dem Führungskörper 41 ist im Träger 40 eine Druckfeder 43 angeordnet, und außerdem ein zylindrischer Körper 44, der durch die Einwirkung eines mechanischen Betätigungselements 45 entlang der Achse 33 verschieblich ist und an dem ein zylindrischer Stößel 46 befestigt ist. Dieser Stößel 46 hat einen Durchmesser, der geringfügig kleiner als der Durchmesser des Kanals 36 ist und ist im Kanal 36 und in Bohrungen in der Platte 15 und in der Aufnahme 41 axial gleitend verschieblich aufgenommen.
• Schließlich weist die Baugruppe 20 noch einen koaxial zur Achse 33 angeordneten und im Kanal 37 sowie in der Grundplatte und im Körper 34 gebildeten Bohrungen gleitend verschiebbare Ansenk-Stempel 47 auf. Der Ansenk-Stempel 47 läuft in ein koaxial zur Achse 33 zugespitztes Ende 48 aus und ist unter der Wirkung einer mechanischen Betätigungseinrichtung 49 entlang der Achse 33 relativ zum Untergesenk 32 zwischen einer zurückgezogenen Stellung (Fig. 1 und 3) und einer - nicht gezeigten - vorgeschobenen Stellung verschieblich.
• Die Presse 30 ermöglicht es, daß ein erster Endabschnitt 50 (Fig. 1) des Abschnitts oder Werkstücks 17 durch Kaltumformung gebildet wird, wodurch ein in Fig. 2a gezeigtes Vorstufen-Werkstück 17a erzeugt wird, welches einen länglichen Kopf 51 und einen zylindrischen Schaft 52 aufweist, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Werkstücks 17 ist, und der mit einer vom zugespitzten Ende 48 erzeugten kegelförmigen Zentriervertiefung 48a versehen ist. Der Kopf 51 weist einen ersten Abschnitt 53 und einen zweiten Abschnitt 54 auf, die jeweils die Form eines konischen Pyramidenstumpfs mit im wesentlichen rechteckiger Basisfläche (Fig. 2a) haben. Die größeren Basisflächen der Abschnitte 53 und 54 liegen aneinander an und die kleinere Basisfläche des Abschnitts 54 ist am Schaft 52 angeschlossen. Der Kopf 51 weist zwei parallele Seitenflächen 55 auf, die in einem im wesentlichen dem Durchmesser des Schafts 52 entsprechenden Abstand stehen und weist außerdem zwei konvexe Seitenflächen 56 auf, die symmetrisch zu einer rechtwinklig zu den Flächen 55 und der durch die Achse des Schafts 52 gelegten Ebene angeordnet sind.
• Aus Fig. 1 und insbesondere Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Baugruppe 21 eine weitere Bearbeitung des Kopfs 51 ermöglicht und sich von der Baugruppe 20 lediglich in einigen strukturellen Einzelheiten unterscheidet. In der folgenden Beschreibung sind die Bauteile oder Komponenten der Baugruppe 21 - soweit möglich - mit den gleichen Bezugszeichen versehen, die für die entsprechenden Teile der Baugruppe 20 verwendet werden.
• Wie am besten in Fig. 4 erkennbar ist, unterscheidet sich die Baugruppe 21 von der Baugruppe 20 darin, daß sie ein fluchtend auf einer Achse 59 parallel zur Achse 33 angeordnetes Obergesenk 57 und Untergesenk 58 aufweist, wobei diese sich von den Gesenken 31 und 32 dadurch unterscheiden, daß sie einen Formhohlraum 60 bilden, der sich seinerseits vom Formhohlraum 35 darin unterscheidet, daß er ebenso wie die Seitenflächen 38 von zwei Seitenflächen 61 begrenzt ist, von denen jede stärker gekrümmt ist als die Flächen 39.
• Die Baugruppe 21 unterscheidet sich, wie den in Betracht stehenden Fig. 1 und 4 weiter zu entnehmen ist, von der Baugruppe 20 dadurch, daß das Obergelenk 57 von einem rohrförmigen Träger 62 gehaltert ist, der mit der Platte 15 fest verbunden ist und zwei in der Achse 59 fluchtende Körper 63 mit einer zwischen ihnen wirkenden Druckfeder 64 aufnimmt.
• Was das Untergesenk 58 betrifft, so ist dieses in einer Aufnahme 65 gehaltert, die mit ihrem Tragkörper 34 entgegen der Wirkung eines Paars von dazwischen angeordneten Federn 66 gleitend verschiebbar ist.
• Das teil-fertiggestellte Werkstück 17a wird in der Baugruppe 21 in das in Fig. 2b gezeigte teil-fertiggestellte Werkstück 17b umgeformt, welches sich vom Werkstück 17a dadurch unterscheidet, daß sein Kopf jeweils Flächen 68 aufweist, die deutlich mehr gekrümmt sind als die Flächen 56 des Werkstücks 17a. Das Werkstück 17b weist außerdem einen Schaft 52a auf, der kürzer als der Schaft 52 ist.
• Die in Fig. 1 und - insbesondere - in Fig. 5 dargestellte Baugruppe 22 ist der Baugruppe 21 ähnlich und die entsprechenden Teile sind - soweit möglich - mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile der Baugruppe 21 bezeichnet. Die Baugruppe 22 unterscheidet sich im besonderen von der Baugruppe 21 dadurch, daß sie ein Obergesenk 69 und ein Untergesenk 70 aufweist, welches in einer zur Achse 33 parallelen Achse 7lin Flucht stehen und die einen Formhohlraum 72 bilden, der sich vom Hohlraum 60 nur dadurch unterscheidet, daß er ebenfalls von zwei Seitenflächen 38 und durch zwei konkaven Seitenflächen 73 begrenzt wird, die im wesentlichen symmetrisch zu einer rechtwinklig zu den Seitenflächen 38 durch die Achse 71 gelegten Ebene angeordnet sind, die beide in stärkerem Maße gekrümmt sind als die Flächen 61 und einen sphärischen Abschnitt aufweisen.
• In der Baugruppe 22 kann der Kopf 67 des vorbearbeiteten Werkstücks 17b weiter so bearbeitet werden, daß ein in Fig. 2c gezeigtes Vorstufen-Werkstück 17c entsteht, welches sich vom Werkstück 17b dadurch unterscheidet, daß es einen Kopf 74 von im wesentlichen gleicher Form und Abmessung wie der Kopf 3 des Bauelements 2 und einen Schaft 68' hat, der im wesentlichen dem Schaft 52a entspricht.
• Weiterhin unter Bezugnahme auf Fig. 1 und insbesondere Fig. 6 entspricht die Baugruppe 26 im wesentlichen der Baugruppe 22 und ihre jeweiligen Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Bauteile der Baugruppe 22 bezeichnet. Die Baugruppe 26 ist eine Stauch- Baugruppe, welche die Einarbeitung der Sackbohrung 11 in einem zweiten Endabschnitt 80 des Werkstücks 17 in einem dem ersten Abschnitt 50 (Fig. 1) gegenüberliegenden Bereich ermöglicht und Teile des Schafts 4 ist. Die Baugruppe 26 weist ein Obergesenk 75 und ein Untergesenk 76 auf, welche fluchtend auf einer Achse 77 und parallel zur Achse 33 ausgerichtet sind und im wesentlichen den Gesenken 69 und 70 entsprechen. Die Baugruppe 26 unterscheidet sich von der Baugruppe 22 darin, daß das Untergesenk 76 so an der Grundplatte 14 angekoppelt ist, daß es unter Zwischenschaltung eines Paars von Federn 78 entlang der Achse 77 gleitend verschiebbar ist, wobei der den Gesenken 32, 58 und 70 zugeordnete Ansenk-Stempel 47 durch einen Ansenk-Stempel 79 ersetzt ist, der einen Durchmesser aufweist, der gleich dem Durchmesser der Sackbohrung 11 ist und sich durch eine Hülse 79a erstreckt, deren oberer Endabschnitt teilweise im Kanal 37 liegt und dessen unterer Endabschnitt auf einer durch die Grundplatte 14 getragenen Schulter aufsitzt.
• Mit der Stauch- oder Extrusions-Baugruppe 26 ist es möglich, nur den Abschnitt 80 zu bearbeiten, wobei ein weiteres, teil-fertiggestelltes Werkstück 17d gemäß Fig. 2d erhalten wird, welches einen mit einer Bohrung versehenen Schaft 81a aufweist, der länger als der Schaft 4 ist.
• Die Rippe oder der Flansch 12 des Bauelements 2 auf dem Schaft 4 kann mittels der in Fig. 7 dargestellten Baugruppe 27 eingeformt werden, welche sich von der Baugruppe 26 lediglich in einigen konstruktiven Einzelheiten unterscheidet und im speziellen ein im wesentlichen dem Gesenk 75 entsprechendes Obergesenk 81 und ein Untergesenk 82 aufweist, welches auf einer parallel zur Achse 77 verlaufenden Achse 82a fluchtend angeordnet ist. Das Untergesenk 82 weist zwei Abschnitte 83 und 84 auf, von denen der Abschnitt 83 mit einem Hohlraum 85 zur komplementären Erzeugung des Flanschs 12 versehenes Gesenk ist, während der Abschnitt 84 ein zwischen dem Gesenk 83 und dem Obergesenk 81 eingesetzter Ringkörper ist, der den Hohlraum 85 teilweise verschließt. Im speziellen Fall ist der den Abschnitt 84 bildende ringförmige Körper in drei Sektoren 86 unterteilt, die miteinander in an sich bekannter Weise gekoppelt sind und einander zugeordnete Ausricht- und Führungsansätze aufweisen, von denen jeder in eine zugeordnete Führung 88 eingreift und eine axiale Gleitverschiebung ermöglicht. Die Führungen 88 sind in einem mit dem zugehörigen Tragkörper 34 gekoppelten Körper 88a derart ausgebildet, daß sie unter Zwischenschaltung eines Paars von Federn 89 axial und zur Platte 14 gleitend verschiebbar sind. Der der Baugruppe 27 zugeordnete Ansenk-Stempel 79 erstreckt sich durch den Abschnitt 83 des Gesenks 82 und durch die zugeordnete Hülse 79a hindurch und steht unter der Vorspannung einer Feder 93, die zwischen einer Schulter des Stempels 79 und einer ebenen Wand eines durch die Betätigungseinrichtung 49 gesteuerten Antriebszylinders eingesetzt ist.
• In Fig. 1 ist erkennbar, daß die Vorrichtung schließlich noch eine an sich bekannte Handhabungseinrichtung 90 zur gleichzeitigen Überführung der jeweils teil-fertiggestellten Werkstücke 17a, 17b, 17c und 17d von der jeweiligen Bearbeitungs-Baugruppe zur nächsten aufweist. Insbesondere weist die Handhabungseinrichtung 90 für jede Baugruppe 20, 21, 22, 26 und 27 ein Paar von Klauen 91, welche in formschlüssige Verbindung mit dem Endabschnitt 80 eines teilfertiggestellten Werkstücks bringbar sind, und eine an sich bekannte - nicht gezeigte - Einheit zur Steuerung der Klauen 91 auf.
• Nachstehend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung 1 in Verbindung mit einem einzigen Werkstück 17 beschrieben, wobei von dem Zustand ausgegangen wird, in welchem die Platte 15 in angehobener Stellung steht, so daß die Gesenke in jeder Baugruppe 20, 21, 22, 26 und 27 jeweils in ihrer geöffneten Stellung stehen, und die Ansenk-Stempel 47 der Baugruppen 20, 21 und 22 und die Hülsen 79a jeweils in vorgeschobenen zugeordneten Stellungen stehen, in welchen sie an jeweils einem zugeordneten Kanal anliegen und in welcher der Ansenk-Stempel 79 der Baugruppe 26 in eine Position zurückgezogen ist, in welcher er außer Eingriff mit seinem Untergesenk 76 steht. Der Ansenk-Stempel 79 der Baugruppe 27 steht unter der Wirkung der Feder 93 in einer vorgeschobenen Stellung, während die Stößel 46 der Baugruppen 20 und 21 jeweils einen zugeordneten Kanal 36 durchsetzen und die Klauen 91 stehen in ihrer geöffneten Position.
• Von diesem Zustand ausgehend wird von einem auf einer (nicht gezeigten) Rolle aufgewickelten metallischen Stabmaterial mittels der Scher-Baugruppe 18 ein das Werkstück 17 bildender Abschnitt abgetrennt, welches dann entgegen dem Ansenk-Stempel 47 in das Untergelenk 32 eingeführt wird. Die Betätigungseinrichtung 42 wird dann auslöst und verschiebt die obere Platte 50, wobei das Obergelenk 31 in Anlage an die Oberfläche des Untergelenks 23 gestellt wird und so den Formhohlraum 35 bildet, wobei sich das Untergesenk aufgrund der Wirkung der Feder 43 relativ zur Platte 15 rückwärts verschiebt. Während des Hubs der Platte 15 wird der Endabschnitt 50 des Werkstücks 17 in zunehmendem Maß zwischen dem Stößel 46, welcher an der Platte 15 abgestützt ist, und dem Ansenk-Stößel 47 verformt, und das zugespitzte Ende 48 dringt in die Endfläche des Abschnitts 80 des Werkstücks 17 ein. Am Ende dieses Arbeitsschritts, in welchem das teilweise bearbeitete Werkstück 17a entsteht, wird die Betätigungseinrichtung 42 in entgegengesetzter Richtung betätigt und bewegt die Platte 15 in eine der vorausgehenden Richtung entgegengesetzte Richtung, wobei das Obergelenk 31 und das Untergelenk 32 wieder voneinander getrennt werden. Die Betätigungseinrichtung 49 wird aktiviert und drängt das teil-bearbeitete Werkstück 17a mittels des Ansenk-Stempels 47 aus dem Kanal 37. An diesem Punkt wird die Handhabungseinrichtung 90 ausgelöst und ein geeignetes Paar von Klauen 91 hebt das teil-bearbeitete Werkstück 17a an und bewegt es zur Achse 59 der Gesenke 57 und 58. Die Betätigungseinrichtung 42 wird dann wieder ausgelöst und bewegt die Platte 15 und den Stößel 46, die anfänglich vortreten, wieder zurück, was dazu führt, daß die Seitenflächen 38 unter dem Einfluß der Feder 64 in das Obergesenk 57 eingeführt werden. Gleichzeitig verschiebt die Platte 15 das Gesenk 57 in Richtung auf das Untergesenk 58, welches von der Feder 66 getragen ist, wodurch der Formhohlraum 60 gebildet wird, in welchen das teil-bearbeitete Werkstück 17a weiter derart verformt wird, daß das teil-bearbeitete Werkstück 17b entsteht. Das teil-bearbeitete Werkstück 17b wird dann aus den Gesenken 57 und 58 unter Durchführung derselben Verfahrensschritte entfernt, wie dies für die Gesenke 31 und 32 beschrieben wurde, und wird in die Achse 71 zwischen den beiden Gesenken 69 und 70 gestellt, worauf - wiederum in der bereits beschriebenen Weise - das Gesenk 69 in Richtung zum Gesenk 70 verschoben und das teilbearbeitete Werkstück 17b derart umgeformt wird, daß das weiter teil-bearbeitete Werkstück 17c entsteht.
• Am Ende dieses Arbeitsschritts wird das Gesenk 69 vom Gesenk 70 weg bewegt und das teil-bearbeitete Werkstück 17c wird entfernt und mittels der bereits beschriebenen Schritte, nach welchen das teil-bearbeitete Werkstück 17 entsteht, in die benachbarte Baugruppe 26 überführt und zwischen den Gesenken 75 und 76 gehalten. Als Ergebnis eines weiteren Arbeitshubs der Platte 15 dringt der Ansenk- Stempel 79 in den Schaft 68' des teilbearbeiteten Werkstücks 17c ein und bildet die Sackbohrung 11 durch Verdrängung, wodurch der Schaft 68' sich verlängert und wodurch das teil-bearbeitete Werkstück 17d entsteht.
• An diesem Punkt wird das teil-bearbeitete Werkstück 17d in die Baugruppe 27 überführt und koaxial zur Achse 82a ausgerichtet, worauf dann durch die nachfolgende Auslösung der Platte 15 der gefederte Stößel 46 das teil-bearbeitete Werkstück 17d in Richtung zur Platte 14 drängt, bis der Ansenk-Stempel 79 vollständig in die im Schaft 81a gebildete Bohrung eingreift und so das teil-fertiggestellte Werkstück 17d zu haltern vermag. Infolge eines weiteren Hubs der Platte 15 verdrängt das Gesenk 81 die drei Sektoren 86, welche in radialer Anordnung um den Schaft 81a des teilbearbeiteten Werkstücks 17b angeordnet sind, und verschiebt gleichzeitig sowohl den von Federn 89 gehalterten Körper 88a als auch das teil-bearbeitete Werkstück 17d, dessen freies Ende zunächst in Anlage an der Abschlußwandung des Hohlraums 85 angelegt und dann zunehmend in den Hohlraum 85 hineinverformt und so der umlaufende Flansch 12 gebildet wird. Nach Abschluß dieses Arbeitsgangs werden die Gesenke 81 und 82 wiederum voneinander getrennt und das fertige Bauelement 2 wird dem Untergesenk 82 entnommen, worauf die Aufnahme- oder Lagerfläche 10 durch spanende Bearbeitung erzeugt wird. Bei normalen Betriebsbedingungen wird bei jedem Zurückziehen der Platte 15 von den Klauen 91 jeweils ein teil-fertiggestelltes Werkstück von einer Baugruppe zur nächsten geführt, und somit wird nach jedem Rückhub der Platte 15 ein Bauelement 2 erhalten.
• Bei einer nicht dargestellten Variante wird die Platte 15 durch eine feste Platte ersetzt und die Gesenke 31, 57, 69, 75 und 81 werden durch eine Vielzahl von durch die Steuereinheit 19a betätigten unabhängigen, an der festen Platte angeschlossenen Betätigungseinheit bewegt.
• Aus den vorstehenden Darlegungen ist klar, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur die Herstellungskosten der Bauelemente dadurch wesentlich verringert, daß sie die Entstehung von Abfallmaterial während des Herstellprozesses vermeidet, sondern daß gleichzeitig die Produktionsrate der Bauelemente erhöht wird. Weiter ist die Vorrichtung 1 von relativ einfachem Aufbau und arbeitet extrem zuverlässig. Insbesondere sind keine komplizierten Einstell- oder Wartungsschritte erforderlich, wobei sie andererseits die Eigenschaft hat, besonders kompakt ausgebildet zu sein und daher relativ geringen Raum erfordert.

Claims (8)

1. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines metallischen Bauelements (2) für eine Verbindung, insbesondere eine Kugelgelenk-Verbindung mit:

- Scher-Einrichtungen (18) zum Abtrennen eines im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17) aus Metall,

- wenigstens einer Umform-Baugruppe (20; 21; 22) zur Kaltumformung eines ersten Endabschnitts (50) des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17), welche jeweils ein Obergelenk (31; 57; 69) und ein Untergesenk (32; 58; 70) aufweist;

- einer zweiten Umform-Baugruppe (26) zur Kaltextrusion eines zweiten Endabschnitts (80) des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17), welche ein Obergesenk (75), ein Untergesenk (76) und einen Dorn (79) aufweist;

- Handhabungs-Einrichtungen (90) zum Bewegen des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17) zwischen besagten Baugruppen (20; 21; 22; 26; 27) und mit

- einer Steuereinheit (19a) zur Steuerung der Bearbeitungsschritte;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung (1) außerdem

- eine Stauch-Baugruppe (27) zur bleibenden Kaltumformung des zweiten Endabschnitts (80) des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17) aufweist, in welcher ein Obergesenk (81), ein Untergesenk (82, 83) und eine zwischen dem Obergesenk (81) und dem Untergesenk (82, 83) angeordnete Halterungseinrichtung (84) für das im wesentlichen zylindrische Werkstück (17) vorgesehen ist, wobei die Halterungseinrichtung (84) in eine Anzahl von Sektoren (86) unterteilt ist, welche mit einer eine axiale Gleitbewegung entlang einer Achse (82a) ermöglichenden zugeordneten Führung (88) zusammenwirkt, und wobei die zur Halterung des im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17) vorgesehene radiale Verschiebung der Sektoren (86) aufgrund des axialen Arbeitshubs des Obergesenks (81) entlang der besagten Achse (82a) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Anzahl von Sektoren (86) aus drei Sektoren (86) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die wenigstens eine Umform-Baugruppe (22) ein erstes und ein zweites entlang einer zweiten Achse (71) fluchtende Gesenke (69; 70) und zweite Antriebseinrichtungen (15; 42) zur Bewegung der Gesenke (69, 70) relativ zueinander aufweist, wobei die Gesenke (69, 70) zwischen sich einen ersten Hohlraum (72) bilden, der von einem ersten Paar von parallel zueinander und zur zweiten Achse (71) verlaufenden ebenen Flächen (38) und einem zweiten Paar von konkaven Flächen (73) begrenzt wird, und wenigstens einen zweiten Hohlraum (36, 37) einschließt, welcher mit dem ersten Hohlraum (72) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die zweiten gekrümmten Flächen im wesentlichen symmetrisch zu einer rechtwinklig zur ersten Fläche (38) und parallel zur zweiten Achse (71) verlaufenden Ebene angeordnet sind und wobei der zweite Hohlraum (36, 37) ein koaxial zur zweiten Achse (71) verlaufender zylindrischer Hohlraum ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher die erste(n) Umform-Baugruppe(n) (20, 21, 22) auch eine dritte Umform-Baugruppe (21) umfaßt, welche weitere Gesenke (57, 58) aufweist, die einen dritten Hohlraum (60) bilden, der von einem Paar von parallelen ebenen Flächen (38) und von dritten konkaven Flächen (61), welche von den zweiten gekrümmten Flächen (73) abweichende Krümmungen haben, begrenzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher die erste(n) Umform-Baugruppe(n) (20, 21, 22) eine vierte Umform-Baugruppe (20) umfassen, welche weitere Gesenke (31, 32) aufweist, welche einen vierten Hohlraum (35) bilden, der von einem Paar von parallelen ebenen Flächen (38) und von vierten konkaven Flächen (39), welche von den dritten gebogenen Flächen (61) abweichende Krümmung haben, begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, welche den Gesenken (31, 32) (57, 58) zugeordnete Auswerfer-Einrichtungen (47) zum Auswerfen des von den Gesenken (31, 32) (57, 58) selbst verformten Werkstücks (17) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei welcher eine der ersten Umform-Baugruppen (20, 21, 22) und der zweiten Umform-Baugruppe (26, 27) zugeordnete Stößel-Einrichtungen (48) zum Pressen des zweiten Endabschnitts (80) des besagten im wesentlichen zylindrischen Werkstücks (17) aufweist.