Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von Wälzkörpern in den Spalt zwischen Außenring und Innenring eines Wälzlagers. Wälzlager werden in der Industrie und im Fahrzeugbau häufig verwendet, wenn eine sich drehende Achse oder Welle möglichst leichtgängig gelagert werden soll. Wälzlager bestehen aus zwei konzentrischen Ringen, dem Innenring und dem Außenring, zwischen denen sich ein Abwälzbereich oder ein Spalt befindet, und Wälzkörpern, wie Kugeln, Rollen oder Nadeln, und eventuell Käfigen oder Abstandselementen, in diesem Spalt.

Bei einem als Radiallager ausgebildeten Wälzlager sind die Wälzkörper in der Regel voneinander beabstandet angeordnet, da ein Befüllen des Lagers mit den - natürlich inkompressiblen - Wälzkörpern, nur möglich ist, wenn Innenring und Außenring aus ihrer koaxialen Position gebracht sind, damit eine ausreichende Lücke zwischen beiden zum Einführen der Wälzkörper entsteht. Nach Einbringen der Wälzkörper werden diese durch einen Lagerkäfig relativ zueinander in Umfangsrichtung fixiert. Diese Art der Montage begrenzt allerdings die Anzahl der Wälzkörper und so die Gesamttragfähigkeit des Lagers. Das Problem des Einbringens in den Spalt betrifft nicht nur Wälzkörper, sondern auch andere einzubringende Komponenten, wie zum Beispiel Abstandshalter oder Käfigbauteile.

Vorrichtungen zur Herstellung von Kugellagern mit Käfigen mit einem Verschieben von Innen- und Außenring sind aus der CN 1 03 047 300 A, der JP 2015 139 846 A und der EP 2 940 332 A1 bekannt.

Will man den Befüllvorgang weiter automatisieren, kann man einen Industrieroboter einsetzen. Aus der EP 3 214 333 A1 ist eine Vorrichtung zum Einbringen von Wälzkörpern in den Spalt zwischen Außenring und Innenring eines Wälzlagers bekannt, die eine Lagermanipulationseinheit, die den Innenring und den Außenring hält, eine Zu- führeinrichtung für die Wälzkörper, und einen Roboter umfasst, dessen Arm einen Wälzkörper erfassen, zu dem Lager transportieren und im Spalt ablegen kann. Diese Vorrichtung bildet den Oberbegriff des Anspruchs 1 . Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass auch mit ihr nur Lager mit Käfig und nicht die tragfähigeren vollkugeligen Lager oder Vierpunkt- und Kreuzrollenlager befüllt werden können, da ihr Befüllvorgang auf zeitweiliger Exzentrizität zwischen Innen- und Außenring beruht.

Aus der DE 10 2016 209 777 A1 ist ein tragfähigeres Lager bekannt, bei dem die Anzahl der Wälzkörper erhöht ist bis hin zu einem sogenannten vollkugeligen, vollrolligen oder vollnadeligen Lager, bei dem die Wälzkörper über den Umfang direkt nebeneinander liegen. Allerdings kann ein solches Lager nicht mehr so wie eben beschrieben montiert werden. Es muss entweder einer der Ringe geteilt ausgeführt sein oder es ist eine Einfüllöffnung vorgesehen, die nach dem Einbringen der Wälzkörper mit einem Stopfen geschlossen wird. Solche Lager werden bisher von Hand befüllt.

Dies gilt auch für Vierpunktlager oder Kreuzrollenlager, bei denen die Wälzkörper von Abstandshaltern getrennt sind, die mit im Spalt liegen, und bei denen ähnlich wie bei vollkugeligen Lagern den Spalt vollständig mit Wälzkörpern und Abstandshaltern ausgefüllt ist. Auch sie müssen über eine Befüllöffnung für die Wälzkörper und die Abstandshalter befüllt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Einbringen von Komponenten in den Spalt zwischen Außenring und Innenring dahingehend weiterzubilden, dass von ihr auch Lager mit Befüllöffnung automatisch befüllt und montiert werden können.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung zum Einbringen von Komponenten, wie Wälzkörpern, Abstandshaltern oder Käfigbauteilen, in den Spalt zwischen Außenring und Innenring eines Wälzlagers vorgeschlagen, mit einer Lagermanipulationseinheit, die den Innenring und den Außenring hält, mit einer Zuführeinrichtung für die Komponenten, und mit einem Roboter, dessen Arm eine Komponente erfassen, zu dem Lager transportieren und im Spalt ablegen kann, wobei die Vorrichtung für Wälzlager mit Befüllöffnung ausgelegt ist, die Lagermanipulationseinheit den Innenring und/oder den Außenring unabhängig voneinander drehen kann, und wobei der Arm des Roboters mindestens ein Ausstoßwerkzeug für die Komponenten hat, um diese aktiv in die Befüllöffnung einschieben zu können.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vollkugelige Lager mit Einfüllöffnung automatisch befül It werden. Das Drehen von Innenring oder Außenring unabhängig voneinander erlaubt einerseits das exakte Positionieren der Befüllöffnung am Übergabepunkt des Roboterarms und andererseits das Weiterdrehen des teilgefüllten Lagers, um die bisher eingefüllten Komponenten von der Befüllöffnung weg zu bewegen und die Befüllöffnung wieder für die nächste Komponente frei zu bekommen. Wenn die Befüllöffnung am Außenring ist, wird der Außenring so positioniert und/oder gedreht, dass die Befüllöffnung dort liegt, wo der Roboterarm seinen Übergabepunkt hat. Der Innenring wird dann nach Einbringen einer Komponente ein Stück weitergedreht, um Platz für die nächste Komponente am Einfüllort zu schaffen. Wenn die Befüllöffnung am Innenring ist, wird der Innenring so positioniert und/oder gedreht, dass die Befüllöffnung dort liegt, wo der Roboterarm seinen Übergabepunkt hat. Der Außenring wird dann nach Einbringen einer Komponente ein Stück weitergedreht, um Platz für die nächste Komponente am Einfüllort zu schaffen.

Während beim genannten Stand der Technik der Innenring und der Außenring in einer einfachen Halteeinheit exzentrisch gelagert werden, ist erfindungsgemäß eine computergesteuerte Einheit vorgesehen, die den Innenring und den Außenring unabhängig voneinander bewegen und/oder drehen kann. Währen der Stand der Technik beim Einbringen der Wälzkörper Innen- und Außenring auf einer Schräge lagert und so die Schwerkraft benutzt, kann erfindungsgemäß das Lager in beliebigen Positionen befüllt werden, ohne dass die Schwerkraft eingesetzt werden muss. So lassen sich auch an- dere Komponenten sicher einfüllen, ob schwerere oder leichtere, wie Abstandshalter. Die Bewegungsrichtungen können linear oder in beliebigen Bögen sein. Die Bewegungsrichtungen können auch horizontal oder vertikal liegen.

In einer Ausführung der Erfindung weist die Lagermanipulationseinheit eine Zentrier- und Drehvorrichtung für den Innenring und/oder eine Zentrier- und Haltevorrichtung für den Außenring auf. Die Lagermanipulationseinheit kann also den Innenring und den Außenring unabhängig voneinander bewegen, bevorzugt drehen und/oder linear verschieben. So ist ein einfaches Zentrieren oder Positionieren auf einen bestimmten Ort, zum Beispiel ein Positionieren der Einfüllöffnung an den Ort, an dem der Roboterarm den Wälzkörper übergibt, möglich. Bevorzugt werden die Lagermanipulationseinheit und der Roboterarm von einer gemeinsamen Computersteuerung angesteuert.

Die Verschiebungen von Innenring und Außenring in der Lagermanipulationseinheit können in unterschiedliche Richtungen erfolgen. So können entweder der Innenring allein oder der Außenring allein verschoben werden oder es werden beide verschoben. Bevorzugt weist die Lagermanipulationseinheit eine Vertikalverschiebungseinheit und/oder eine Horizontalverschiebungseinheit für den Innenring und/oder den Außenring auf, so dass die Verschieberichtungen unabhängig voneinander sind. Bevorzugt können sie senkrecht zueinander stehen, wobei dann die eine Verschiebemöglichkeit in der horizontalen Arbeitsebene (links - rechts, vorne - hinten) erfolgt und die andere senkrecht dazu (vertikal verlaufend, auf - ab), so dass der gesamte notwendige Raum abgedeckt ist, wodurch sich eine einfachere, intuitivere Programmierung der Steuerung ergibt.

Die Zuführeinrichtung hat die Aufgabe, die gewünschten Komponenten zu bevorraten und dort bereitzustellen, wo der Roboterarm sie übernehmen kann. Wenn nur eine Art von Komponenten, zum Beispiel Wälzkörper, eingebracht werden soll, also bei vollkugeligen Lagern ohne Käfig und Abstandshalter, reicht ein einziger Vorratsbehälter für diese Komponenten in der Zuführeinrichtung. Bevorzugt weist die Zuführeinrichtung allerdings zwei, drei, vier, fünf oder mehr Vorratsbehälter für Komponenten, also Wälzkörper, Abstandshalter oder Käfigteile, auf. Die Gesamtvorrichtung ist dann deutlich flexibler einsetzbar und kann neben vollkugeligen oder vollrolligen Lagern auch solche mit Abstandselementen, Käfigen oder Käfigbauteilen automatisch befüllen, sie kann also unterschiedlichste Lagertypen befüllen.

Die Zuführeinrichtungen können die gewünschten Komponenten auf beliebige Art, zum Beispiel mittels Federkraft oder elektrisch, pneumatisch oder anderweitig angetrieben, zum Übergabepunkt befördern. Bevorzugt weist sie aber eine oder mehrere geneigte Rutschen auf, auf denen die Komponenten gelagert sind und dann mittels Schwerkraft zum Übergabepunkt rutschen oder rollen. Die Rutsche kann auch als Schiene oder Rinne bezeichnet werden, also eine Einrichtung, die die Komponenten vereinzelt und schwerkraftgetrieben selbsttätig am Übergabepunkt bereitstellt. Ein eigener Antrieb ist dann nicht notwendig, was die Herstell- und die Betriebskosten reduziert.

Das Ergreifen der Komponenten (Wälzkörper, Abstandshalter oder Käfigteile) durch den Roboterarm kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Kugeln können angesaugt, angeheftet, geklebt, mit Magnet angezogen oder anderweitig kurzfristig gehalten werden. Bevorzugt weist der Roboterarm an seiner Spitze mindestens einen Greifmechanismus, in der Art einer Pinzette, für die Komponenten auf.

Das direkte Einbringen der Kugeln, der anderen Wälzkörper oder der anderen Komponenten kann durch Hineinschieben mittels des Greifers des Roboterarmes oder auch durch Fallenlassen, wenn die Einbringstelle richtig zum Roboterarm liegt, erfolgen. Günstig ist, wenn der Arm mindestens ein Ausstoßwerkzeug für die Komponenten hat, um diese aktiv in den Spalt oder die Befüllöffnung einschieben zu können. Dieses Ausstoßwerkzeig kann im einfachsten Fall ein Stab oder ein Schieber sein, der durch Vorwärtsbewegung die Komponente in das Lager schiebt. Der Roboterarm kann - wie häufig - ein einzelnes Werkzeug an seiner Spitze tragen, was sich speziell empfiehlt, wenn nur eine einzige Sorte von Komponenten einzubringen ist, zum Beispiel nur Kugeln. In einer bevorzugten Ausführung sind am Arm aber mehrere (zwei, drei oder vier) Werkzeuge angebracht, die darauf angepasst sind, je verschiedene Komponenten sicher zu greifen und einzuführen. So kann der Arm zum Beispiel ein Abstandshaltermanipulationswerkzeug und ein Wälzkörpermanipulationswerkzeug aufweisen, die gewechselt werden können, um die Flexibilität zu erhöhen. Besonders bevorzugt ist zum Wechseln ein Werkzeugwechsler vorgesehen, der auf einen einfachen Steuerungsbefehl hin das gewünschte Werkzeug an die Stelle fährt oder dreht, die dann zum Übergabepunkt an der Zuführeinrichtung und an der Übergabestelle am Lager greift. Vorteilhaft dabei ist, dass die Bewegungen des Arms völlig gleichbleiben, wenn ein Werkzeug genau an die Stelle gebracht wird, an der vorher das andere Werkzeug war. Dies vereinfacht die Programmierung der Steuerung.

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Herstellen von Wälzlagern unter Verwendung einer Vorrichtung mit einem oder mehreren der vorbeschriebenen Merkmale, sowie Wälzlager, hergestellt auf einer Vorrichtung mit einem oder mehreren der vorbeschriebenen Merkmale.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Vorrichtung zum Einbringen von Wälzkörpern in Lager, Fig. 2: zwei Manipulationswerkzeuge an einem Roboterarm, Fig. 3: ein Wälzkörpermanipulationswerkzeug in Detail, Fig. 4: eine Zuführeinrichtung, Fig. 5: ein Detail einer Zuführeinrichtung und Fig. 6: eine Lagermanipulationseinheit

Fig. 7 bis 9 Lager, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefüllt wurden. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Einbringen von Komponenten 10, wie Wälzkörpern 10, Abstandshaltern 10 oder Käfigbauteilen, in ein Lager 5. Auf einem Montagetisch 4 befindet sich eine Lagermanipulationseinheit 3, in der das Lager 5 gehaltert ist, und eine Zuführeinrichtung 2 für die Komponenten 10. Neben dem Montagetisch 4 befindet sich ein Industrieroboter, von dem der Roboterarm 6 zu sehen ist, der den Bereich zwischen Lagermanipulationseinheit 3 und der Zuführeinrichtung 2 überstreichen kann. Nicht gezeigt sind die Basis des Roboters und seine Steuerung. Gezeichnet sind jedoch ein Teil des Manipulators oder Roboterarms 6 und der an dessen Ende befestigte Effektor (Ausleger oder Roboter-Wirkglied), also das Werkzeug oder der Greifer. In dieser Ausführung sind zwei Werkzeuge vorgesehen, nämlich ein Abstandshaltermanipulationswerkzeug und ein Wälzkörpermanipulationswerkzeug (beide detaillierter in Fig. 2 beschrieben). Das zu befüllende Lager 5 ist in einer festen Position in der Lagermanipulationseinheit 3 positioniert, wobei die Einfüllöffnung des Lagers 5 an einen bestimmten Punkt (die Sollstellung) gebracht wurde. Die Werkzeuge ergreifen nacheinander die notwendigen Komponenten (Wälzkörper 10 oder Abstandshalter 10) aus der Zuführeinrichtung 2 und führen sie in das Lager 5 ein. Die Lagermanipulationseinheit 3 verdreht den Lagerinnenring leicht, um Raum für die nächste einzuführende Komponente 10 zu machen. Dieser Prozess wird wiederholt, bis die gewünschte Anzahl an Komponenten 10 in das Lager 5 eingebracht ist. Der Roboterarm 6 fährt in seine Grundstellung zurück und das befüllte Lager 5 kann entnommen werden.

Fig. 2 zeigt das (Werkzeug-) Ende des Roboterarms 6 mit hier zwei Manipulationswerkzeugen, nämlich einem Abstandshaltermanipulationswerkzeug 8 und einem Wälzkörpermanipulationswerkzeug 9. Beide Werkzeuge 8 und 9 sind über einen Werkzeugwechsler 7 am Roboterarm 6 seitlich ausragend angeordnet, hier in einem 90° Winkel beabstandet. Der Werkzeugwechsler 7 ist drehbar und erlaubt der Robotersteuerung, zwischen dem Abstandshaltermanipulationswerkzeug 8 und dem Wälzkörpermanipulationswerkzeug 9 umzuschalten. Möglich ist auch die Ausrüstung mit mehr oder weniger weiteren Werkzeugen, um weitere oder andere notwendige Komponenten in das Lager 5 (gezeigt in Fig. 1 ) einzubringen. Das Abstandshaltermanipu- lationswerkzeug 8 hat an seiner Spitze zwei kürzere Finger und dazwischen einen längeren Finger, die je unabhängig voneinander bewegt werden können. Damit können Abstandshalter oder Käfige oder Käfigteile an der Zuführeinheit 3 aufgenommen und in die Einfüllöffnung des Lagers 5 eingeführt werden. Das Wälzkörpermanipulationswerkzeug 9 hat an seiner Spitze zwei Greifer und einen Außstoßmechanismus, die je unabhängig voneinander bewegt werden können. Damit können Wälzkörper 10 an der Zuführeinrichtung 2 (gezeigt in Fig. 1 ) aufgenommen und in die Einfüllöffnung des Lagers 5 eingeführt werden. Wie man sieht, kann durch eine Vierteldrehung des Werkzeugwechslers 7 das eine oder das andere Werkzeug (8 und 9) von der Bereitschaftsstellung in die Arbeitsstellung gebracht werden. Im Rahmen der Erfindung sind natürlich auch drei oder mehr Werkzeuge am Werkzeugwechsler 7.

In Fig. 3 wird das Wälzkörpermanipulationswerkzeug 9 nochmals in Detail genauer gezeigt. Der Wälzkörper 10 ist vom Greifmechanismus 12 mit den Greifern 13 und dem Ausstoßwerkzeug 14 am Träger 15 des Wälzkörpermanipulationswerkzeugs 9 am Werkzeugwechsler 7 (gezeigt in Fig. 2) an der Spitze des Roboterarms 6 (gezeigt in Fig. 1 ) gehalten. Weiterhin sind zwei Ausstoßmechanismen 11 vorgesehen, die die Bauteile 12, 13 und 14 bewegen können. Die Ausstoßmechanismen 11 können Elektromotoren oder Stellmotoren oder Stellzylinder enthalten, die über geeignete Getriebe die Bauteile 12 bis 14 vor- und zurückschieben oder öffnen und schließen.

Zum Einbringen des Wälzkörpers 10 (oder auch des Abstandshalters 10) wird dieser von den Greifern 13 des Greifmechanismus 12 an der Zuführeinrichtung 2 aufgenommen, wobei die Greifer 13 von der Robotersteuerung aktiviert werden. Der Roboterarm 6 bewegt den Wälzkörper 10 dann zur Einfüllöffnung des Lagers 5, das Ausstoßwerkzeug 14 wird aktiviert und schiebt den Wälzkörper 10 in die Einfüllöffnung des Lagers 5. Diese Einführbewegung erfolgt in dieser Ausführung der Erfindung durch aktives Einschieben und nicht durch Schwerkraft, wie bei manchen Vorrichtungen des Standes der Technik. Die Einführbewegung kann deshalb in jede gewünschte Richtung erfolgen, während bei Nutzung der Schwerkraft nur bestimmte Richtungen erlaubt sind - also zum Beispiel nach unten fallend oder längs einer vorgegebenen Rutsche. Der Roboterarm 6 zieht sich dann wieder zurück, während der Greifmecha- nismus 12 und seine Bauteile (11 , 12, 13, 14) in ihre Ausgangslagen zurückfahren, um den Prozess erneut starten zu können. Danach ergreift die Vorrichtung die nächste notwendige Komponente 10 (Wälzkörper 10 oder Abstandshalter 10), um sie - wie eben beschrieben - dem Lager 5 zuzuführen.

Fig. 4 zeigt eine Zuführeinrichtung 2 für die einzubauenden Komponenten 10 (Wälzkörper 10, Abstandshalter 10) mit hier zwei senkrecht stehenden Trägern 16 und vier Schienen, Rinnen oder Rutschen 17, 18, 19 und 20. Die Anzahl der Rutschen 17 bis 20 kann zwischen eins, zwei, drei, vier und deutlich mehr variieren und richtet sich nach der Art und Anzahl der zu verbauenden Komponenten 10. Damit die Zuführeinrichtung 2 in dieser Ausführung passiv arbeiten kann, also keine eigenen Antriebe braucht, sind mehrere Rutschen 17 bis 20 vorgesehen, die durch ihre geneigte, nach unten gerichtete oder schräg nach unten verlaufende Montage an den Trägem 16 die bevorrateten Komponenten 10 rein über die Schwerkraft nach vorne unten an den Übergabepunkt (in der Fig. 4 je links unten) bewegen. Die in den Rutschen 17 bis 20 hintereinander gelagerten Komponenten 10 werden durch die Schwerkraft in die jeweils richtigen Übergabepunkte bewegt, von wo sie mit dem Roboterarm 6 aufgenommen werden können. Sie rutschen oder rollen selbsttätig.

Fig. 5 zeigt ein Detail der Zuführeinrichtung 2 der Fig. 4. Am Träger 16 ist hier eine als Kanal dienende Rutsche 21 schräg nach unten verlaufend befestigt. In der Rutsche 21 befinden sich hier beispielhaft Abstandshalter 10. Ebenso können es natürlich auch Wälzkörper oder andere zu verbauende Komponenten sein. Hinter den Komponenten 10 befinden sich hier ein Schieber 22 und/oder eine Kugel 23. Die Rutsche 21 ist so geformt, dass alle Komponenten 10 hintereinander in einer Reihe am Grund der Rutsche 21 - hier also in der Mitte der Rinne - liegen. Der Schieber 22 ist so geformt, dass er als Abschlußelement für die Reihe der Komponenten 10 dient und in der Rutsche 21 gleitend verschiebbar ist. Statt eines Schiebers kann auch einfach ein Gewicht oder eine Kugel vorgesehen sein, die die Komponenten per Schwerkraft nach unten fördern. Hier ist der Schieber 22 mit zwei Nasen versehen, die seitlich in zwei Schienen der Rutsche 21 eingreifen. Der Schieber 22 kann also nicht herausfallen, sondern ist immer nur längs der Rutsche 21 verschiebbar. Wenn der Schieber 22 schwer genug ausgebildet ist, reicht seine von der Gravitation erzeugte Schubkraft zum Befördern der Komponenten 10. Ist er leichter ausgebildet, kann hinter ihm - wie hier in dieser Ausführung der Fig. 5 gezeigt - eine schwerere Kugel 23 vorgesehen sein, deren Gewicht eine ausreichende Schubkraft erzeugt. Die vorderste, ganz links in der Fig.5 gezeichnete Komponente 10 befindet sich am Übergabepunkt, also an dem Ort, an dem der Roboterarm 6 (gezeigt in Fig. 1 ) sie ergreifen kann.

Diese Komponente 10 und die in der Reihe folgenden Komponenten 10 werden vom Schieber 22 nach unten und vorne (in der Fig. 5 nach links) gedrückt, wobei die relativ große und damit schwere Kugel 23 als Schwerkraftantrieb wirkt. Die Kugel 23 und der Schieber 22 bilden so ein einfaches und absolut passiv arbeitendes System zum Nachfördern von Komponenten 10 an die Übergabestelle.

Fig. 6 zeigt eine Lagermanipulationseinheit 3 mit den Bauteilen Innenring-Zentrier- und Drehvorrichtung 24, Vertikalverstellträger 25, Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung 26, Vertikalverstellmotor 27 und Horizontalverstellmotor 28. In dieser Ausführung sind rund um die Innenring-Zentrier- und Drehvorrichtung 24 drei Vertikalverstellträger 25 vorgesehen, die eine Art Brücke tragen, die die Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung 26 hält. Diese umfasst und hält den Außenring des Lagers 5. Mit dem Vertikalverstellmotor 27 können die Brücke und der Außenring vertikal, also nach oben und unten, verschoben werden. Mit dem Horizontalverstellmotor 28 kann das den Außenring tragende Bauteil 26 horizontal, also zum Beispiel nach links und rechts, verschoben werden. Die beiden Motoren 27 und 28 arbeiten hier über Spindeltriebe, wobei jedoch auch jede andere bekannte Antriebsart für Verstellmotoren oder Verstellzylinder eingesetzt werden kann.

Zur Vorbereitung der Befüllung des Lagers 5 kann wie folgt vorgegangen werden: Das Lager 5 wird auf die Innenring-Zentrier- und Drehvorrichtung 24 aufgelegt. Diese zentriert den Innenring, hier durch Erfassen mit drei den Innenring von innen unten erfassenden radial verschiebbaren Greifelementen, und hält ihn in der gewünschten Position. Der Außenring wird von der Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung 26 gehalten. Diese greift hier mit zwei Armen von außen oben an den Außenring und fixiert ihn. Dann kann der Vertikalverstellmotor 27 aktiviert werden und die Brücke mit der Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung 26 und dem Außenring in die richtige Höhe oder Vertikalposition bringen. Danach kann der Horizontalverstellmotor 28 aktiviert werden und die Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung 26 mit dem Außenring in die richtige Horizontalposition bringen und dort in Position halten. Das Lager kann nun vom Roboterarm 6 (gezeigt in Fig. 1 ) befüllt werden.

Nach Einbringen der gewünschten Komponente oder Komponenten kann die Innen- ring-Zentrier- und Drehvorrichtung 24 das Ganze, also den Innenring oder den Innenring und den Außenring, ein Stück verdrehen, um Platz für das Einbringen der nächsten Komponente(n) zu schaffen. Dann wiederholt sich der Vorgang. Am Ende des Be- füllprozesses, wenn alle Komponenten eingebracht sind und das Lager 5 fertig befüllt ist, kann der Roboterarm 6 in seine Grundstellung zurückfahren, der Horizontalverstellmotor 28 wird aktiviert, die Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung 26 gelöst und in ihre Grundstellung verfahren, der Vertikalverstellmotor 27 wird aktiviert und hebt die Brücke vom Lager 5 weg, so dass mehr Platz ist, um es besser zu ergreifen und zu bewegen. Schließlich wird die Innenring-Zentrier- und Drehvorrichtung 24 aktiviert, lässt das Lager 5 los und fährt in ihre Grundstellung. Nun liegt das befüllte Lager 5 frei und kann aus dieser Station herausgenommen werden, was ebenfalls automatisch oder robotergetrieben erfolgen kann.

Die beschriebenen Schritte können selbstverständlich auch in anderen Reihenfolgen durchgeführt werden. Mit dem beschriebenen Verfahren können vor allem kleine und mittlere Lager zusammengebaut werden. Es können sowohl Lager, die nur Rollen oder Kugeln haben, als auch solche mit Abstandshaltem, Käfigen oder anderen Komponenten in ihren Käfigkonstruktionen maschinell befüllt werden. Die Vorrichtung beherrscht nämlich auch die „klassische“ Spaltbefüllung durch Radialverschiebung von Innenring zu Außenring, sodass ein sichelförmiger Spalt entsteht. Auch können bei jedem Befüllschritt entweder einzelne Komponenten oder gleich mehrere Komponenten eingebracht werden. Fig. 7 zeigt ein Lager 5, dessen Laufbahn mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Komponenten (Wälzkörpern und/oder Abstandshaltem) vollständig befüllt wurde. Zu erkennen sind der Innenring 30 und der Außenring 31. Eine mit einem Stopfen verschlossene Befüllöffnung 29 ist hier im Außenring 31 seitlich so angeordnet, dass sie nach Entfernen des Stopfens das Einbringen von Komponenten in exakt radialer Richtung in den Spalt oder die Laufbahn ermöglicht. Die Komponenten 10 werden also durch die kleine Öffnung 29, die senkrecht zur Drehachse des Lagers 5 ausgerichtet ist, eingefüllt. Das Lager 5 kann ein vollkugeliges Lager, ein Vollrollenlager, ein Vollnadellager, ein Vierpunktlager oder ein Kreuzrollenlager sein, wobei die beiden letzteren Typen auch Axialkräfte aufnehmen können.

Fig. 8 zeigt das Lager der Fig. 7 mit Innenring 30 und Außenring 31 und geöffneter Befüllöffnung 29. Die geöffnete Befüllöffnung 29 erlaubt den Blick in den Spalt oder die Laufbahn und zeigt die Möglichkeit des Einbringens von Komponenten.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch ein befülltes Kreuzrollenlager 5 - gleich oder ähnlich denen der Fig. 7 und 8 - mit Innenring 30 und Außenring 31 und entferntem Stopfen, also mit geöffneter Befüllöffnung 29. Zu erkennen sind die Komponenten 10 in der Laufbahn, links im Bild eine Rolle (rolling element) 10, rechts im Bild eine Rolle 10 und ein Abstandshalter (spacer) 10, der bei dieser Sorte Lager jeweils zwischen zwei Rollen liegt, die um 90° gegeneinander verkippt sind und so auch axiale Kräfte gut aufnehmen können. Das Befüllen geschah mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die jeweils wie eine Pinzette eine Rolle 10 aufnahm und in den quadratischen, von den Laufbahnen gebildeten Kanal ablegte. Danach wurde der Innenring 30 etwas verdreht, so dass die Rolle 10 hinter der Befüllöffnung 29 wegbewegt wurde und Platz machte für einen Abstandshalter 10, der als nächstes Bauteil folgte. Nach einem Weiterdrehen des Innenrings 30 wurde hinter der Befüllöffnung Platz für eine neue Komponente 10 geschaffen. Dann wiederholte sich der Prozess und die zweite Rolle 10 und ein zweiter Abstandshalter 10 wurden eingebracht. Dies wiederholte sich, bis der ganze Kanal abwechselnd mit Rollen und Abstandshaltem gefüllt war. Nach Verschließen der Befüllöffnung 29 war das Lager fertig befüllt und sah aus wie das Lager der Fig. 7. Bezuqszeichenliste

Vorrichtung zum Einbringen von Wälzkörpern

Zuführeinrichtung

Lagermanipulationseinheit

Montagetisch

Lager

Roboterarm, Arm

Werkzeugwechsler

Abstandshaltermanipulationswerkzeug

Wälzkörpermanipulationswerkzeug

Wälzkörper, Abstandshalter, Komponente, Rolle

Ausstoßmechanismus

Greifmechanismus

Greifer

Ausstoßwerkzeug

Träger

Träger bis 21 Rutsche(n)

Schieber

Kugel

Innenring-Zentrier- und Drehvorrichtung

Vertikalverstellträger

Außenring-Zentrier- und Haltevorrichtung

Vertikalverstellmotor

Horizontalverstellmotor

Befüllöffnung

Innenring

Außenring