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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage wenigstens eines Kolbenrings
an einem Kolben. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Die
DE 699 12 490 T2 offenbart
ein Verfahren zum Montieren eines Kolbenringstrukturkörpers, wobei
in einem ersten Schritt eine Schlauchfeder in eine Kolbenringnut
eingepasst wird. In einem zweiten Schritt wird ein Kolben von einer
Oberseite mit einer Ringführung überdeckt,
die einen kegelstumpffömigen
Abschnitt aufweist, der in Richtung eines zylindrischen Abschnitt
vergrößert ist,
der an einen äußeren Umfang
des Kolbens angepasst ist, so dass ein unteres Ende des zylindrischen
Abschnitts nahe an dem Zentrum eines Stegs angeordnet ist, der unmittelbar
oberhalb der Kolbenringnut angeordnet ist. In einem dritten Schritt
wird ein innerer Ring in die Kolbenringnut mit Hilfe des kegelstumpförmigen Abschnitts
der Ringführung
eingepasst. In einem vierten Schritt erfolgt ein Einpassen eines äußeren Rings
in die Kolbenringnut mit Hilfe des kegelstumpffömigen Abschnitts der Ringführung in
einem Zustand, in dem der so in die Kolbenringnut eingepasste und
durch die Schlauchfeder nach außen
gepresste innere Ring durch eine Innenring-Spannvorrichtung radial
nach innen gepresst wird, um zu verhindern, dass ein äußerster
Abschnitt des inneren Rings aus der Kolbenringnut hervorragt.
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Aus
der
DD 201 001 A1 ist
eine Einrichtung zum Einbauen von Kolbenringen bekannt, die im Zentrum
eines Rundtisches eine Führungssäule mit Hubvorrichtung
besitzt. Auf der Hubvorrichtung ist eine Deckplatte mit höhenverstellbaren
Ringträgern befestigt,
die jeweils über
einer Aufnahme stehen. Den Ringträgern ist jeweils ein Tastarm
mit einem Verbindungsstück
und einem Tastschuh zugeordnet.
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Die
DD 236 045 A1 offenbart
eine Einrichtung zum Aufziehen von Kolbenringen eines Kolbens, wobei
ein Druckhebel über
Laschen mit einer Druckstangenführung
und einer Schwertaufnahme verbunden ist. Druckstangen sind über die
Druckstangenführung
mit einem Druckstempel und einem Schwert befestigt. Ferner ist ein
Magazin mit einem Vereinzeler über
einem Ringträger
angeordnet, der mit einem Ringträgerabsatz
versehen ist.
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Die
JP 08 071 946 A beschreibt
ein Verfahren zur Montage eines Kolbenrings, der mittels eines Konus
aufgeweitet wird. Der Kolbenring wird dann mittels eines Spannwerkzeugs
auf einem Durchmesser gehalten, der größer als der Außendurchmesser eines
Kolbens ist und auf den Kolben aufgeschoben. Befindet sich der Kolbenring
auf Höhe
einer Kolbennut, wird das Spannwerkzeug gelöst, woraufhin der Kolbenring
aufgrund seine Eigenspannung in die Nut einspringt.
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Die
JP 09 085 550 A offenbart
eine Kolbenringmontagevorrichtung mit einer in mehrere separate
Segmente unterteilte Spreizhülse
zur Aufnahme von Kolbenringen. Eines der Segmente ist länger als die
anderen Segmente ausgebildet, sodass das Einspringen eines von der
Spreizhülse
aufgenommenen Kolbenrings in eine Ringnut eines Kolbens in zwei Schritten
erfolgt. In einem ersten Schritt wird der Kolbenring von den kürzeren Segmenten
abgestreift und springt teilweise in die Ringnut ein. Dabei sitzt
der Kolbenring aber noch auf einer Spitze des längeren Segments. In einem zweiten
Schritt wird dann der Kolbenring auch von der Spitze des längeren Segments
abgestreift und springt vollständig
in die Ringnut ein.
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Aus
der
JP 2002 326 131
A ist eine Vorrichtung zur Montage eines Kolbenrings bekannt,
wobei die Außenfläche von
Spreizarmen als Gleitfläche
für einen
Kolbenring verwendet wird. Schubarme werden abgesenkt und Bewegen
der Kolbenring mit ihren Endabschnitten entlang der Außenfläche, wobei der
Kolbenring aufgeweitet wird. Der Kolbenring wird dann weiter bis
auf einen Anlageabschnitt geschoben, wonach der Kolbenring in eine
Ringnut eines Kolbens einspringt.
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Die
JP 2005 334 988 A offenbart
eine Kolbenringmontagevorrichtung, wobei mehrere Kolbenringe auf
der Außenfläche eines
Führungszylinders mit
einer Kappe sitzen, in die ein Kolben teilweise eingreift. Durch
Schwenken eines Hebels wird eine Schraube gedreht, sodass eine Mutter
und ein Hubglied nach oben bewegt werden. Der Schwenkweg des Hebels
ist dabei durch Anschläge
begrenzt, sodass das Hubglied lediglich um eine Kolbenringdicke nach
oben bewegt wird. Somit wird nur ein Kolbenring vom oberen Ende
der Kappe abgestreift und springt in eine Ringnut des Kolbens ein.
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Bei
bekannten Verfahren für
die Montage von Kolbenringen werden sowohl für das Öffnen der Kolbenringe als auch
für das
Aufnehmen der Kolbenringe Spreizgreifer oder Ähnliches eingesetzt. Dabei ist
zu berücksichtigen,
dass sich beim Öffnen
der Kolbenringe die Krümmung
an deren Enden nicht verändert
und geringer bleibt als die Krümmung
am gesamten Umfang des Kolbenrings, so dass die Gefahr besteht,
dass die Ringe zu stark geöffnet
werden, was zu ihrem Bruch führen
kann. Die daraus folgende Anforderung, die Kolbenringe bei der Montage
nur auf ein Mindestmaß zu öffnen, führt aber
zu einer minimalen Wandstärke
der Spreizbacken, was einen sehr hohen Verschleiß der Backen und eine niedrige Prozesssicherheit
zur Folge hat.
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Ferner
werden bei den bekannten Verfahren für die Montage von Kolbenringen
die Ringe einzeln durch einen Montagekopf aufgenommen und danach einzeln
auf den Kolben montiert, was zu langen Taktzeiten und zu geringer
Produktivität
führt.
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Der
Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, das Verfahren
für die
Montage von Kolbenringen so zu ändern,
dass die Montage der Kolbenringe mit einem kleinstmöglichem Öffnen der
Ringe und höherer
Prozesssicherheit durchgeführt
werden kann.
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Diese
Problemstellung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach
Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen
gegeben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben unter Verwendung
eines konusförmigen Öffners und eines
Montagekopfes, der ein Gehäuse
und eine in dem Gehäuse
verschiebbar montierte Aufnahmehülse
aufweist, umfasst folgende Verfahrensschritte:
- 1.1
Eintauchen des konusförmigen Öffners in
den Kolbenring,
- 1.2 Aufsetzen der Aufnahmehülse
auf den Öffner,
- 1.3 Durchdrücken
des Öffners
durch den Kolbenring und Aufbringen des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse, wobei
während
des Durchdrückens des Öffners durch
den Kolbenring der Kolbenring mittels einer (zweiten) Halterung
gehalten wird,
- 1.4 Überführen des
Montagekopfes mit dem Kolbenring in eine Montageposition zu dem
Kolben,
- 1.5 Abstreifen des Kolbenrings von der Aufnahmehülse durch
Eintauchen der Aufnahmehülse
in das Gehäuse.
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Das
Aufweiten des Kolbenrings erfolgt erfindungsgemäß durch das Durchdrücken des
konusförmigen Öffners durch
den Kolbenring, wobei die Innenfläche des Kolbenrings an der
konusförmigen oder
kegelstumpfförmigen
Außenmantelfläche des Öffners anliegt.
Der Öffner
wird derart ausgerichtet durch den Kolbenring hindurchgedrückt, dass
der Durchmesser des an dem Kolbenring anliegenden Bereichs der Außenmantelfläche des Öffners während des
Durchdrücken
zunimmt. Da die größtmögliche Öffnung des
Kolbenrings durch den größten Durchmesser
des konusförmigen Öffners vorgegeben
ist, kann eine unbeabsichtigt überhöhte Öffnung des
Kolbenrings nicht mehr auftreten. Ungenauigkeiten wie bei aus dem
Stand der Technik bekannten Spreizgreifern können somit vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
daher die Montage der Kolbenringe mit einem kleinstmöglichen Öffnen bzw.
Aufweiten der Kolbenringe. Ferner erfolgt die Montage des wenigstens
eines Kolbenrings insbesondere automatisch. Da der Kolbenring mittels des
konusförmigen Öffners und
nicht mittels Spreizbacken aufgeweitet wird, können diese auch nicht verschleißen, so
dass die Prozesssicherheit erhöht wird.
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Bei
dem Kolbenring handelt es sich bevorzugt um einen geschlitzten Kolbenring.
Insbesondere kann der Kolbenring federelastisch aufgeweitet werden,
sodass dieser in seine ursprüngliche
Form vor dem Aufweiten selbsttätig
zurückkehren
kann, wenn die die Aufweitung bewirkenden Maßnahmen entfallen.
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Während des
Eintauchens der Aufnahmehülse
in das Gehäuse
stößt der Kolbenring
bevorzugt an einem Anschlag oder einer Stirnseite des Gehäuses an
und wird somit von der Aufnahmehülse
abgestreift.
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Durch
das Abstreifen des Kolbenrings von der Aufnahmehülse wird der Kolbenring auf
den Kolben aufgebracht. Insbesondere wird der Kolbenring auf die
Außenmantelfläche des
Kolbens aufgebracht, so dass der Kolbenring den Kolben umringt.
Bevorzugt weist der Kolben wenigstens eine Nut auf, in die der Kolbenring
durch das Abstreifen oder nach dem Abstreifen einspringt. Die Nut
ist insbesondere ringförmig
ausgebildet und bevorzugt in der Außenmantelfläche des Kolbens vorgesehen.
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Bevorzugt
wird der Öffner
aus einer Ausgangsposition entlang einer ersten Richtung in eine Abholposition
verfahren, wonach der Öffner
entlang einer zweiten Richtung in den Kolbenring eingetaucht wird.
Die beiden Richtungen verlaufen insbesondere senkrecht zueinander.
Während
des Verfahrens des Öffners
aus der Ausgangsposition in die Abholposition und/oder während des
Eintauchens des Öffners
in den Kolbenring, wird der Öffner
bevorzugt mittels einer ersten Halterung gehalten, die insbesondere
als Greifer ausgebildet ist. Der Kolbenring wird danach von der
ersten Halterung gelöst,
die dann die Abholposition verlässt
und bevorzugt in die Ausgangsposition zurückkehrt.
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Während des
Eintauchens des konusförmigen Öffners in
den Kolbenring und/oder während
des Aufsetzens der Aufnahmehülse
auf den Öffner und/oder
während
des Durchdrückens
des Öffners durch
den Kolbenring und/oder während
des Aufbringens des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse wird der
Kolbenring bevorzugt mittels der zweiten Halterung gehalten, die
insbesondere als Greifer ausgebildet ist. Bevorzugt wird der Kolbenring
in der Abholposition von der zweiten Halterung gehalten, bis das Überführen des
Kolbenrings in die Montageposition beginnt. Zum Überführen des Kolbenrings in die Montageposition
wird der Kolbenring von der zweiten Halterung gelöst.
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Der
Kolbenring kann der Abholposition und/oder der zweiten Halterung
manuell oder automatisch zugeführt
werden. Insbesondere ist eine Vereinzelungsvorrichtung vorgesehen,
welche die zweite Halterung aufweist und/oder dieser den Kolbenring vor
dem Eintauchen des Öffners
in den Kolbenring übergibt.
Die Vereinzelungsvorrichtung dient insbesondere dazu, den Kolbenring
aus einer Mehrzahl von Kolbenringen zu isolieren und für die Übergabe an
die zweite Halterung in geeigneter Weise bereitzustellen.
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Die
zweite Halterung kann an einem Drehmodul vorgesehen sein, welches
wenigstens eine zusätzliche
Halterung zum Aufnehmen von Kolbenringen aufweist. In diesem Fall
kann die zusätzliche
Halterungen mit einem anderen Kolbenring bestückt werden, während die
zweite Halterung mit dem Öffner
oder mit dem Montagekopf in der Abholposition zusammenwirkt. Nach
dem Aufsetzen des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse kann die zusätzliche Halterung
mittels des Drehmoduls in die Abholposition geschwenkt werden, sodass
die zweite Halterung mit einem nächsten
Kolbenring bestückt
werden kann. Die zweite Halterung und die zusätzliche Halterung sind insbesondere
gleichartig ausgebildet.
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Während des
Durchdrücken
des Öffners durch
den Kolbenring kann die zweite Halterung zusammen mit dem Kolbenring
aufgeweitet werden. Dieses Aufweiten erfolgt bevorzugt gegen die
Kraft wenigstens einer Feder, welche dem Aufweiten der zweiten Halterung
entgegenwirkt. Die zweite Halterung kann dazu federbelastete Klemmbacken
aufweisen, die den Kolbenring radial klemmen und somit festhalten.
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Zum
Aufbringen der Aufnahmehülse
auf den Öffner
wird der Montagekopf bevorzugt entlang einer dritten Richtung und
entlang einer vierten Richtung verfahren, die insbesondere senkrecht
zu der dritten Richtung verläuft.
Dabei kann die dritte Richtung mit der ersten Richtung zusammenfallen,
entgegengesetzt oder parallel zu dieser verlaufen. Ferner kann die
vierte Richtung mit der zweiten Richtung zusammenfallen, entgegengesetzt
oder parallel zu dieser verlaufen. Insbesondere wird der Montagekopf
aus der Montagposition entlang der dritten Richtung in die Abholposition
verfahren und anschließend
zum Aufsetzen der Aufnahmehülse
auf den Öffner
entlang der vierten Richtung verfahren. Bevorzugt wird dabei der
Montagekopf solange entlang der vierten Richtung verfahren, bis
die Aufnahmehülse
auf dem Öffner
aufsitzt. Ragt die Aufnahmehülse
vor dem Aufsetzen auf den Öffner
nicht oder nicht weit genug aus dem Gehäuse heraus, so wird die Aufnahmehülse bevorzugt
aus dem Gehäuse
herausgeschoben, insbesondere bevor die Aufnahmehülse auf
den Öffner aufgesetzt
wird.
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An
den Bereich größten Außendurchmessers
des konusförmigen Öffners schließt sich
bevorzugt ein zylindrischer Abschnitt an, dessen Außendurchmesser
kleiner als der größte Außendurchmesser
des konusförmigen Öffners ist,
so dass eine radiale Schulter ausgebildet wird. Der zylindrische
Abschnitt ist insbesondere fest mit dem konusförmigen Öffner verbunden oder einstückig mit
diesem ausgebildet, so dass der zylindrische Abschnitt und der konusförmige Öffner bevorzugt
einen gemeinsamen Körper
bilden. Zum Aufsetzen der Aufnahmehülse auf den Öffner und/oder
zum Durchdrücken
des Öffners
durch den Kolbenring wird die Aufnahmehülse bevorzugt auf den zylindrischen
Abschnitt aufgeschoben, bis diese stirnseitig an der radialen Schulter anliegt.
Dafür weist
die Aufnahmehülse
an ihrem dem Gehäuse
abgewandten Ende einen Innendurchmesser auf, der insbesondere größer oder
gleich dem Außendurchmesser
des zylindrischen Abschnitts ist.
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Die
Aufnahmehülse
weist an ihrem dem Gehäuse
abgewandten Ende bevorzugt einen Außendurchmesser auf, der kleiner
oder gleich dem größten Außendurchmesser
des konusförmigen Öffners ist,
sodass der Kolbenring auf die Aufnahmehülse aufgebracht werden kann,
ohne dass der Kolbenring an einer Stufe zusätzlich aufgeweitet werden muss.
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Das
Durchdrücken
des Öffners
durch den Kolbenring erfolgt bevorzugt durch Bewegen des Montagekopfes
und/oder der Aufnahmehülse
in Richtung auf den Kolbenring bzw. in Richtung auf die zweite Halterung
zu. Diese Richtung fällt
insbesondere mit der vierten Richtung zusammen.
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Zum
Aufbringen des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse wird der Kolbenring bevorzugt
auf die Außenmantelfläche der
Aufnahmehülse
aufgebracht, so dass der Kolbenring die Aufnahmehülse umringt. Dazu
wird die Aufnahmehülse
insbesondere in den Kolbenring eingeschoben bzw. eingetaucht. Danach wird
der Montagekopf aus der Abholposition bevorzugt in die Montageposition
verfahren.
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Vor
dem Abstreifen des Kolbenrings von der Aufnahmehülse wird diese bevorzugt auf
den Kolben aufgeschoben, wobei der Kolbenring in einer Montagehöhe an dem
Kolben positioniert wird. Insbesondere wird der Kolbenring dabei
in der Höhe
der Nut des Kolbens positioniert, in die der Kolbenring einspringen
soll.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung werden mehrere Kolbenringe von der Aufnahmehülse aufgenommen,
bevor diese in die Montageposition gebracht oder in dieser abgesetzt
werden. Die Kolbenringe können
mittels des Montagekopfes dann nacheinander in einer dem jeweiligen
Kolbenring zugeordneten Montagehöhe
des Kolbens positioniert und von der Aufnahmehülse abgestreift werden. Das Abstreifen
der Kolbenringe von der Aufnahmehülse erfolgt insbesondere durch
schrittweises Eintauchen der Aufnahmehülse in das Gehäuse. Somit
ist es möglich,
eine Montage von mehreren Kolbenringen in einem Zyklus zu realisieren.
Insbesondere kann eine Reduzierung der Kosten und der Taktzeit bei
der Montage von mehreren Kolbenringen in einem Zyklus erreicht werden.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Montage wenigstens
eines Kolbenrings an einem Kolben, mit einer ersten Lineareinheit,
einer zweiten Lineareinheit, die an oder mittels der ersten Lineareinheit
verschiebbar geführt
ist, einer ersten Halterung, die an oder mittels der zweiten Lineareinheit verschiebbar
geführt
ist, einem konusförmigen Öffner, der
von der ersten Halterung lösbar
gehalten ist oder gehalten werden kann, einer dritten Lineareinheit,
die an oder mittels der ersten Lineareinheit verschiebbar geführt ist,
einem Montagekopf, der an oder mittels der dritten Lineareinheit
verschiebbar geführt
ist und ein Gehäuse
und eine Aufnahmehülse aufweist,
die verschiebbar in dem Gehäuse
montiert ist und auf den Kolben aufgeschoben werden kann, und einer
zweiten Halterung, von welcher der Kolbenring lösbar gehalten werden kann,
wobei die Aufnahmehülse
auf den Öffner
aufsetzen kann und der Öffner
durch Bewegen des Montagekopfes und/oder der Aufnahmehülse durch
den Kolbenring hindurchgedrückt
werden kann, bis der Kolbenring auf die Aufnahmehülse aufgeschoben
ist. Die erste Halterung und/oder die zweite Halterung sind dabei
bevorzugt jeweils als Greifer ausgebildet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist insbesondere zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen und kann gemäß allen
vorgenannten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Ferner ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bevorzugt zur automatischen Montage des wenigstens eines Kolbenrings
ausgebildet. Dafür
können
Antriebe oder Aktuatoren vorgesehen sein, mittels welchen die betätigbaren
oder/oder bewegbaren Komponenten der Vorrichtung betätigbar und/oder
bewegbar sind. Ferner können
die Antriebe oder Aktuatoren mittels einer Steuereinrichtung zum
Durchführen
des Verfahrens gesteuert werden.
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Bevorzugt
kann die zweite Halterung aufgeweitet werden, insbesondere durch
Eindrücken
des Öffners
in den von dieser gehaltenen Kolbenring. Dafür kann, wie vorstehend bereits
erläutert,
die zweite Halterung Klemmbacken aufweisen, die gegen Federkraft
auseinandergedrückt
werden.
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An
den Bereich größten Außendurchmessers
des konusförmigen Öffners schließt sich
bevorzugt ein zylindrischer Abschnitt an, dessen Außendurchmesser
kleiner als der größte Außendurchmesser
des konusfömigen Öffners ist,
so dass eine radiale Schulter ausgebildet wird. Der zylindrische
Abschnitt ist insbesondere fest mit dem konusförmigen Öffner verbunden oder einstückig mit
diesem ausgebildet, so dass der zylindrische Abschnitt und der konusförmige Öffner bevorzugt
einen gemeinsamer Körper
bilden. Der zylindrische Abschnitt kann sich unmittelbar an den
konusförmigen Öffner anschließen, so
dass die radiale Schulter am Übergangsbereich
zwischen dem konusförmigen Öffner und
dem zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist. Gemäß einer Alternative ist aber
zwischen dem konusförmigen Öffner und
dem zylindrischen Abschnitt ein zusätzlicher zylindrischer Abschnitt
vorgesehen, dessen Außendurchmesser
dem größten Außendurchmesser
des konusförmigen Öffners entspricht.
In diesem Fall ist die radiale Schulter an dem Übergangsbereich zwischen dem
zylindrischen Abschnitt und dem zusätzlichen zylindrischen Abschnitt
ausgebildet. Der zusätzliche
zylindrische Abschnitt ist insbesondere fest mit dem konusförmigen Öffner verbunden
oder einstückig
mit diesem ausgebildet. Ferner ist der zylindrische Abschnitt insbesondere
fest mit dem zusätzlichen
zylindrischen Abschnitt verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet.
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Der
konusförmige
Körper
weist bevorzugt eine durchgehende Öffnung auf. Ferner können der zylindrische
Abschnitt und/oder der zusätzliche
zylindrische Abschnitt jeweils als hohlzylindrischer Abschnitt ausgebildet
sein.
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Die
Aufnahmehülse
kann insbesondere auf den zylindrischen Abschnitt aufgeschoben werden, bis
diese stirnseitig an der radialen Schulter anliegt. Dafür weist
die Aufnahmehülse
an ihrem dem Gehäuse
abgewandten Ende einen Innendurchmesser auf, der insbesondere größer oder
gleich dem Außendurchmesser
des zylindrischen Abschnitts ist. Ferner ist der Außendurchmesser
der Außenhülse an ihrem
dem Gehäuse
abgewandten Endbereich insbesondere kleiner oder gleich dem größten Außendurchmesser
des konusförmigen Öffners.
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Zusammenfassend
kann somit eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geschaffen werden, die einen konusförmigen Öffner aufweist, der entlang
von zwei Verfahrachsen von einer Ausgangsposition in die Mitte des
in einer Vereinzelungsvorrichtung befindlichen Kolbenrings verfahren
werden kann. Ein Montagekopf besitzt dabei eine Aufnahmehülse, die
verschiebbar in einem Gehäuse
des Montagekopfs positioniert ist und mit dem Öffner gekoppelt werden kann.
Der Montagekopf ist ebenfalls entlang von zwei Achsen verfahrbar und
kann dadurch sowohl in eine Position der Aufnahme des Kolbenrings
als auch in eine Position des Abspringen des Kolbenrings in eine
entsprechende Nut eines Kolbens gebracht werden. Der konusförmige Öffner wird
insbesondere entlang zweier Verfahrachsen in die Mitte des Kolbenrings
positionert und nach dem Aufsetzen des Montagekopfes auf den Öffner durch
Bewegung entlang einer der Verfahrachsen des Montagekopfes durch
den Kolbenring durchgedrückt.
Dabei erfolgt eine Übernahme
des Kolbenrings durch die Aufnahmehülse des Montagekopfes. Nach
dem Positionieren des Montagekopfes über oder auf den Kolben in
einer entsprechenden Höhe des
Kolbens, erfolgt das Eintauchen der Aufnahmehülse in das Gehäuse. Hat
der Kolbenring keinen Halt mehr auf der Aufnahmehülse, so
springt er in die Nut des Kolbens ab, womit die Montage des Rings abgeschlossen
ist. Gemäß einer
Weiterbildung kann die Aufnahmehülse
auch mehrere Kolbenringe aufnehmen, die in die Montageposition gebracht
werden. Durch das stufenweise Eintauchen der Aufnahmehülse in das
Gehäuse
und das schrittweise Verfahren des Montagekopfes entlang des Kolbens
entsprechend der Nutabstände,
erfolgt das Absetzten der Kolbenringe in die Nuten des Kolbens,
ohne das der Montageprozess für
das Holen von neuen Kolbenringen unterbrochen wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
bieten somit die Vorteile, mit geringstem Öffnen der Kolbenringe diese prozesssicher
auf dem Kolben montieren zu können. Durch
die zusätzliche
Möglichkeit,
in einem Schritt mehrere Kolbenringe montieren zu können, werden sowohl
eine Kostenreduzierung als auch eine Taktzeitreduzierung erzielt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1:
eine schematisch und teilweise im Schnitt dargestellte Vorrichtung
zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung,
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2:
die Vorrichtung nach 1 in einem Zustand vor dem Eintauchen
des konusförmigen Öffners in
den Kolbenring,
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3:
die Vorrichtung nach 1 in einem Zustand, in dem der
konusförmige Öffner in
den Kolbenring eingetaucht ist,
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4:
die Vorrichtung nach 1 in einem Zustand, in dem der
konusförmige Öffner durch
den Kolbenring durchgedrückt
und der Kolbenring auf die Aufnahmehülse aufgebracht ist, und
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5:
die Vorrichtung nach 1 in einem Zustand, in dem die
den Kolbenring tragende Aufnahmehülse auf den Kolben aufgeschoben
ist.
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Aus
den 1 bis 5 ist eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Unterbau 1 ersichtlich, an dem eine horizontal angeordnete
Lineareinheit 2 befestigt ist, die eine in einer Richtung
X1 verfahrbare Schlitteneinheit 3 und eine in einer Richtung
X2 verfahrbare Schlitteneinheit 4 aufweist. Beide Schlitteneinheiten 3 und 4 können gleichzeitig
verfahren werden.
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Die
Schlitteneinheit 3 trägt
eine Lineareinheit 5, auf der ein Greifer 6 montiert
ist. Der Greifer 6 kann mittels der Lineareinheit 5 entlang
einer vertikalen Richtung Y1 verfahren werden und weist mehrere Klemmbacken
auf, die gemäß der 1 in
eine durchgehende Öffnung
eines konusförmigen Öffners 7 eingreifen
und diesen kraftschlüssig
halten. In 1 sind die Schlitteneinheit 3 und
die Lineareinheit 5 in einer Ausgangsposition A dargestellt,
wobei der Greifer 6 den Öffner 7 für den Start
des erfindungsgemäßen Montageverfahrens
bereithält.
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Die
Schlitteneinheit 4 trägt
eine Lineareinheit 8, auf der ein Montagekopf 15 installiert
ist, der ein Gehäuse 9 und
eine Aufnahmehülse 10 aufweist.
Der Montagekopf 15 ist mittels der Lineareinheit 8 in
einer vertikalen Richtung Y2 verfahrbar. Ferner ist die Aufnahmehülse 10 relativ
zu dem Gehäuse 9 in
der vertikalen Richtung Y2 verfahrbar.
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In 1 ist
der Montagekopf 15 sowohl in einer Abholposition B als
auch in einer Montageposition C dargestellt, wobei das Verfahren
des Montagekopfes 15 von der Abholposition B in die Montageposition
C auf der Lineareinheit 2 erfolgt. Diese doppelte Darstellung
des Montagekopfes 15 dient hier lediglich der Erläuterung
und bedeutet nicht, dass die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
zwei Montageköpfe 15 aufweist.
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In
der Abholposition B ist ein Drehmodul 11 mit zwei Greifern 12 angeordnet,
von welchen zu montierende Kolbenringe 13 aufgenommen sind.
Alternativ können
die Kolbenringe 13 auch manuell der Abholposition B zugeführt werden.
In der Montageposition C ist ein Kolben 14 angeordnet,
auf den in 1 bereits Kolbenringe 13 montiert
sind. Der Kolben 14 kann entweder manuell oder automatisch
in die Montageposition C gebracht werden.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben:
Der Greifer 6 befindet
sich zusammen mit dem Öffner 7 in
einer oberen Stellung in der Ausgangsposition A. Ferner ist der
Montagekopf 15 in einer oberen Stellung der Montageposition
C angeordnet. Dieser Startzustand ist auch aus 2 ersichtlich.
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Nachdem
der Drehmodul 11 den zu montierenden Kolbenring 13 mittels
des Greifers 12 in die Abholposition B gebracht hat, erfolgt
das Positionieren des Öffners 7 in
die Mitte des Kolbenrings 13. Dazu wird die Schlitteneinheit 3 aus
der Ausgangsposition A nach rechts bis in die Abholposition B verfahren,
wonach der Greifer 6 in Richtung Y1 nach unten bewegt wird
und den Öffner 7 in
den Kolbenring 13 eintaucht. Dieser Zustand ist aus 3 ersichtlich. Danach öffnet sich
der Greifer 6, wird hochgefahren und ohne den Öffner 7 wieder
in die Ausgangsposition A zurückgebracht.
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Nun
fährt die
Schlitteneinheit 4 aus der Montageposition C in die Abholposition
B. Der Montagekopf 15 verfährt nach unten, bis die Aufnahmehülse 10 auf
den Öffner 7 aufsetzt,
so dass ein spaltfreier Übergang
von dem Öffner 7 zu
der Aufnahmehülse 10 gebildet
wird. Ist dieses Koppeln der Aufnahmehülse 10 mit dem Öffner 7 abgeschlossen,
erfolgt das Durchdrücken
des Öffners 7 durch
den Kolbenring 13, bis der Kolbenring 13 auf die
Aufnahmehülse 10 aufgeschoben
ist. Dieser Zustand ist aus 4 ersichtlich.
Ragt die Aufnahmehülse 10 vor
dem Aufsetzen auf den Öffner 7 nicht
oder nicht weit genug aus dem Gehäuse 9 heraus, so wird
die Aufnahmehülse 10 aus
dem Gehäuse 9 herausgeschoben,
bevor die Aufnahmehülse 10 auf
den Öffner 7 aufgesetzt
wird. Das Durchdrücken
des Öffners 7 durch den
Kolbenring 13 erfolgt durch ein Verschieben des Montagekopfes 15 bzw.
der Aufnahmehülse 10 in Richtung
Y2 nach unten.
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Danach
fährt der
Montagekopf 15 mit dem Kolbenring 13 nach oben
und mittels der Schlitteneinheit 4 nach rechts in die Montageposition
C. Anschließend
wird der Montagekopf 15 nach unten verfahren und schiebt
die Aufnahmehülse 10 mit
dem Kolbenring 13 auf den Kolben 14 auf, bis der
Kolbenring 13 in einer Höhe einer Nut 16 des
Kolbens 14 angeordnet ist, in die der Kolbenring 13 montiert
werden soll. Dieser Zustand ist aus 5 ersichtlich.
Durch das folgende Eintauchen der Aufnahmehülse 10 in das Gehäuse 9 stößt der Kolbenring 13 an
der unteren Stirnseite des Gehäuses 9 an
und wird von der Aufnahmehülse 10 abgestreift,
wodurch ein Einspringen des Kolbenrings 13 in die Nut 16 des
Kolbens 14 ausgelöst
wird. Ferner wird der Öffner 7 während des Überführens des
Kolbenrings 13 in die Montageposition C und/oder während der
Montage des Kolbenrings 13 an dem Kolben 14 mittels
des Greifers 6 erfasst, was aus 5 ersichtlich
ist. Danach wird der Öffner 7 mittels
des Greifers 6 dem Greifer 12 entnommen und in
die Ausgangsposition A zurückgefahren.
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Sollen
in einem Montagetakt mehrere Kolbenringe 13 montiert werden,
so erfolgt zunächst
ein Aufbringen von mehreren Kolbenringen 13 auf die Aufnahmehülse 10,
indem der oben beschriebene Vorgang des Aufbringens oder Aufdrückens von
Kolbenringen 13 auf die Aufnahmehülse 10 mehrere Male
wiederholt wird, bis die gewünschte
Anzahl von Kolbenringen 13 auf der Aufnahmehülse 10 sitzt. Während dieses
Aufbringens von mehreren Kolbenringen 13 setzt der Montagekopf 15 die
Kolbenringe 13 nicht in der Montageposition C ab.
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Sobald
die gewünschte
Anzahl von Kolbenringen 13 auf die Aufnahmehülse 10 aufgebracht
ist, führt
der Montagekopf 15 in die Montageposition C und positioniert
den zuerst zu montierende Kolbenring 13 in einer Höhe des Kolbens 14,
in die der zuerst zu montierende Kolbenring 13 montiert
werden soll. Die Aufnahmehülse 10 taucht
danach so weit in das Gehäuse 9 ein,
bis der zuerst zu montierende Kolbenring 13 in die diesem
zugeordnete Nut des Kolbens 14 einspringt.
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Durch
Verfahren des Montagekopfes 15 entlang des Kolbens 14 wird
der nächste
von der Aufnahmehülse 10 aufgenommene
Kolbenring 13 in die Höhe
einer anderen Nut des Kolbens 14 gebracht, in die der nächste Kolbenring 13 montiert
werden soll. Danach folgt das Absetzten des nächsten Kolbenrings 13 in
die andere Nut des Kolbens 14 durch das weitere Eintauchen
der Aufnahmehülse 10 in
das Gehäuse 9.
Dieser Ablauf wird solange wiederholt, bis die gewünschte Anzahl
von Kolbenringen 13 an dem Kolben 14 montiert
ist.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
schafft einen robusten prozesssicheren Ablauf, da sowohl der Öffner als
auch die Aufnahmehülse
bevorzugt homogene, geschlossene und verschleißbeständige Oberflächen aufweisen.
Ferner ermöglichen
der konusförmige Öffner und
Aufnahmehülse
eine Kolbenringmontage mit geringsten Öffnen der Kolbenringe.
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Durch
die Möglichkeit,
dass mehrere Kolbenringe gleichzeitig auf der Aufnahmehülse sitzen
und nacheinander in die Nuten des Kolbens abgesetzt werden können, sind
die Kosten für
die Kolbenringmontage reduzierbar und der Prozess flexibel gestaltbar.
-
- 1
- Unterbau
- 2
- Lineareinheit
- 3
- Schlitteneinheit
- 4
- Schlitteneinheit
- 5
- Lineareinheit
- 6
- Greifer
- 7
- Öffner
- 8
- Lineareinheit
- 9
- Gehäuse
- 10
- Aufnahmehülse
- 11
- Drehmodul
- 12
- Greifer
- 13
- Kolbenring
- 14
- Kolben
- 15
- Montagekopf
- 16
- Nut
- X1
- horizontale
Richtung
- X2
- horizontale
Richtung
- Y1
- vertikale
Richtung
- Y2
- vertikale
Richtung
- A
- Ausgangsposition
- B
- Abholposition
- C
- Montageposition