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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Montage von Sicherungsringen, wie insbesondere von Sprengringen.
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Stand der Technik
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Sicherungsringe, wie beispielsweise Sprengringe, werden sehr häufig zum Sichern von Bauteilen oder Bauteilgruppen in durchaus auch komplexen Anlagen oder Aggregaten, wie bei Getrieben oder bei Motoren etc. verwendet. Vorteilhaft dienen diese Sicherungsringe der Fixierung beispielsweise auf Wellen oder auch in Bohrungen, so dass zwischen zwei Typen von Sicherungsringen unterschieden wird. Dabei sind Außen- und Innensicherungsringe bekannt, die entweder außen auf einer Welle in eine dort vorgesehene Nut eingebracht wird oder die in einer Bohrung in eine dort vorgesehene Nut eingebracht wird. Im Weiteren wird der Begriff Sicherungsring und der Begriff Sprengring synonym verwendet und es wird keine weitere Unterscheidung getroffen, auch wenn der Sicherungsring die generische Bezeichnung ist, die auch Sprengringe umfasst. Die Erfindung betrifft insbesondere auch die mit der Benennung eines Herstellers bekannt gewordenen so genannten Seegerringe als oben genannte Sicherungsringe. Die nach DIN 471 und DIN 472 bekannt gewordene Ausführungsform von solchen Seegerringen ist als flacher offener Ring beispielsweise gestanzt sowie gegebenenfalls vorteilhaft geschliffen und der offene Ring weist an seinen beiden Endbereichen des offenen Rings zwei Lochungen zur Demontage und Montage mittels einer speziellen Sicherungsringzange auf.
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Zur optimierten Montage sind automatisierte Montagevorrichtungen notwendig, welche die automatisierte Montage der Sprengringe erlauben. Solche Montagevorrichtungen zum Aufziehen von geschlitzten Sprengringen oder Seegerringen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt.
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Beispielsweise ist durch die
DE-OS 25 35 231 eine solche Montagevorrichtung bekannt geworden. Diese Druckschrift offenbart, dass der Sprengring auf einen größeren Innendurchmesser aufgeweitet wird, auf das Werkstück aufgeschoben wird und anschließend die Aufspreizung wieder aufgehoben wird. Dazu wird ein längsverschiebbarer Dorn mit Lamellen verwendet. Solche Vorrichtungen sind jedoch technisch sehr aufwändig gestaltet und erlauben dennoch keine hohe Prozessgeschwindigkeit.
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Für die Montage von Wellensicherungsringen ist in der
DD 270 672 A1 bereits eine Montagevorrichtung mit Zuführungseinrichtung vorgeschlagen worden, mit der flache, offen federnde Ringe auf Wellenenden oder auf Wälzlager fügbar sind. Ziel der hierzu konzipierten Vorrichtung ist es, dass zum Beschichten der Vorrichtung und während des Fügevorgangs keine definierte Lage des Ringspalts erforderlich ist und der Ringspalt daher nicht räumlich erkannt und erfasst werden muss. Eine solche Vorrichtung ist daher für die Montage von Sicherungsringen mit zwei Lochungen nicht geeignet.
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Auch das mit der
DE 297 22 088 U1 vorgeschlagene Sprengringmontagewerkzeug ist für die Montage von mit Lochungen oder Ösen versehenen Sicherungsringen nicht geeignet.
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Aus der
DE 10 2004 030 946 A1 ist eine Vorrichtung zur Montage von Baueinheiten bekannt, mit einer Bevorratungseinrichtung zur Aufnahme einer Vielzahl von Bauelementen und mit einem Detektionsfeld zur Identifikation der Lage des Bauelementes und mit einer Vereinzelungsvorrichtung mit Vereinzelungsschiebern zur Ablage und mit einem Greifer zur Aufnahme der Bauteile bekannt.
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Die
DE 10 2005 001 386 T5 schlägt eine Sprengringzange vor. Diese wird über Griffe bedient, die relativ zueinander durch eine Bedienperson bewegbar sind, wobei die Zange einen Greifer mit zwei Greiferbacken zum Aufweiten oder reduzieren der Weite eines Sicherungsringes vorsieht.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Montage von Sprengringen zu schaffen, welche den Nachteil des Standes der Technik zumindest mindert und eine schnelle und zuverlässige Montage von Sprengringen auch mit unterschiedlichen Durchmessern erlaubt.
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Dies wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1, wonach eine Vorrichtung zur automatisierten Montage von Sicherungsringen, wie insbesondere von Sprengringen oder Seegerringen, geschaffen wird mit einem Magazin zur Aufnahme einer Vielzahl von Sicherungsringen, wie insbesondere von Sprengringen oder so genannten Seegerringen, und mit einer Sicherungsringe in einem Beobachtungsfeld zur Identifikation der Lage des Sicherungsrings und mit einer Vereinzelungsvorrichtung mit Vereinzelungsschieber zur Ablage der und mit einem Greifer mit zwei Greiferbacken, insbesondere mit Stiften, Spitzen oder Dornen zur Aufnahme der Enden der Sicherungsringe, wie insbesondere der Sprengringe oder Seegerringe, zum Aufweiten bzw. Reduzieren der Weite des Sicherungsrings, wie insbesondere des Sprengrings, wobei die Aufweitung bzw. Reduzierung der Weite mittels eines Antriebsmotors motorangetrieben erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft die Lage der Sicherungsringe detektiert werden und zum Greifen durch die Greifer eindeutig die Greiferposition auf die Lage des Sicherungsrings angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass die Lage und ggf. die Beschaffenheit der Augen (Durchbohrungen) oder Ösen des aufzunehmenden Ringes detektiert und ausgewertet werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Beobachtungsfeld durch eine optische Aufnahmevorrichtung ausgestattet ist, mittels welcher die Lage oder Ausrichtung zumindest eines Sicherungsrings detektierbar ist.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die optische Aufnahmevorrichtung eine Kamera umfasst. Damit kann die Lage des Sicherungsrings vorteilhaft erkannt werden und ggf. auch, ob der Sicherungsring als solcher fehlerhaft ist.
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Vorteilhaft ist dabei, wenn der Greifer zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ist mit zwei benachbart angeordneten Greiferbacken zur Aufnahme der Enden der Sicherungsringe, wie insbesondere der Sprengringe. Insbesondere sind Stifte, Spitzen oder Dornen vorgesehen, mit denen die Augen oder Ösen des Sicherungsringes zur Aufnahme durchgriffen werden.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn zumindest im Wesentlichen koaxial zu dem Greifer eine Montage- bzw. Abstreifhülse vorgesehen ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Backen motorangetrieben verschwenkbar sind.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Backen motorangetrieben jeweils um einen parallel zur Ebene der Sicherungsringe, wie insbesondere der Sprengringe, ausgerichteten Bolzen verschwenkbar sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zweckmäßig dafür geeignet, Sicherungsringe, wie insbesondere Sprengringe oder Seegeringe aller Größen, insbesondere mit einer Weite von etwa 20 mm bis 60 mm montieren zu können.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass sowohl Innensicherungsringe, wie insbesondere Innensprengringe als auch Außensicherungsringe, wie insbesondere Außensprengringe, montierbar sind.
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Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn eine optische Überwachung beispielsweise mittels Kameraüberwachung, die auch zur Qualitätssicherung dient, erfolgt.
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Figurenliste
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Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine Ansicht einer Kamera zur Erkennung der Lage eines Sicherungsrings, und
- 4 eine Ansicht einer Kamera zur Erkennung der Lage eines Sicherungsrings.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine Teilvorrichtung 2 einer Vorrichtung 1 zur automatisierten Montage von Sicherungsringen, wie insbesondere von Sprengringen 3, wobei die Teilvorrichtung 2 dazu dient, die Sprengringe 3 zu vereinzeln und der Montagevorrichtung zuzuführen.
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In 1 ist zu erkennen, dass auf einer Grundplatte 4 ein zylinderförmiges Magazin 5 für die Aufnahme und Bevorratung von Sprengringen 3 vorgesehen ist, wobei die Sprengringe 3 unten aus dem Magazin entnommen werden und der Montage zugeführt werden. Dabei kann das Magazin vorteilhaft von oben nachbefüllt werden oder alternativ kann das gesamte Magazin gegen ein zwischenzeitlich befülltes Magazin 5 getauscht werden. Vorteilhaft können die Sprengringe in das Magazin manuell nachbefüllt werden oder sie sind über einen Sortierkopf automatisiert befüllbar. Dies ist in 1 jedoch nicht zu erkennen. Das zylinderförmige Magazin 5 ist mittels einer Halterung 6 an der Grundplatte 4 montierbar und kann mittels Verschraubung 7,8 in der Lage justiert und eingestellt werden.
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Zur Entnahme und Weiterleitung zur Montagevorrichtung dient ein Vereinzelungsschieber 9, welcher mittels eines Antriebs 10, wie eines Elektromotors, axial verschiebbar ausgebildet ist, verschiebt die Sprengringe 3 von unterhalb des Magazins 5 in lateraler Richtung, so dass sie aus dem Magazin 5 vereinzelt werden und der Montagevorrichtung zuführbar sind. In 1 ist der Antrieb ein Elektromotor mit einer Gewindestange 11, wie den Schieber 9 aufgrund der Drehung der Gewindestange 11 axial verschiebt.
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Vorteilhaft kann der Vereinzelungsschieber 9 manuell oder automatisiert auf unterschiedliche Durchmesser der Sprengringe eingestellt werden. Bei manueller Einstellung kann die Weite des Schiebers manuell verändert werden. Bei automatisierter Einstellung kann dies vorteilhaft über eine angesteuerte Betätigung beispielsweise eines motorangetriebenen Aktuators erfolgen.
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Vorteilhaft kann der Vereinzelungsschieber 9 manuell oder automatisiert auf unterschiedliche Varianten und/oder Dicken der Sprengringe eingestellt werden. Bei manueller Einstellung kann die Höhe des Schiebers manuell verändert werden. Bei automatisierter Einstellung kann die Höhe vorteilhaft über eine angesteuerte Betätigung beispielsweise eines motorangetriebenen Aktuators 12 erfolgen.
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In 1 ist weiterhin eine Kamera 13 zu Beobachtung des Verfahrensablaufs und zur Qualitätskontrolle vorgesehen, welche vorzugsweise zur Erfassung des Greifermerkmals in Lage, Position und Größe verwendet wird, um die Sprengringmontage automatisiert steuern zu können. Vorteilhaft ist oberhalb und/oder unterhalb der Grundplatte 4 eine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, um die Sicherungsringe während des Erkennungsprozesses vorteilhaft beleuchten zu können, die Lage der Sicherungsringe besser und eindeutig zu erkennen.
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Die 2 zeigt eine weitere Teilvorrichtung 14, welche einen Greifer 15 zum Greifen der Sprengringe 3 aufweist. Der Greifer 15 ist etwa zylindrisch ausgebildet und besteht vorteilhaft aus Teilzylinderstücken oder Zylindersegmentstücken, die relativ zueinander verlagerbar sind, um einen Sprengring aufzunehmen und aufzuweiten bzw. zusammenzudrücken, je nach dem, ob der Sprengring ein Außensprengring oder ein Innensprengring ist.
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Dabei kann der Sprengring alternativ auch zwischen zwei Backen 16,17 aufgenommen werden, um die beiden offenen Enden der Sprengringe 3 auseinanderzubiegen bzw. zusammenzubiegen. Dabei weisen die Backen an ihren unteren Enden Stifte, Spitzen oder Dornen 18,19 auf, die in Öffnungen des Sprengrings eingreifen, um den Sprengring aufzuweiten bzw. zusammenzudrücken. Die Lagerung der Greiferbacken erfolgt vorzugsweise durch parallel zu der Ebene der Sprengringe ausgerichtete Bolzen 20, mittels welchen bzw. um welche die Greiferbacken 16,17 verschwenkt werden können, um den Sprengring zu beaufschlagen und zu biegen.
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Vorteilhaft erfolgt die Betätigung der Greiferbacken 16,17 mit einer Synchronisierung im Krafthub 21 durch die gezielte Steuerung der Betätigung der Greiferbacken und deren Betätigung durch einen Antriebsmotor 22, wie beispielsweise Elektromotor. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Antriebsmotor 22 ein Motor ist, der auch gleichzeitig eine Positionsbestimmung der Greiferposition erlaubt. Dies kann vorteilhaft dadurch erfolgen, dass der Motor 22 ein Elektromotor mit integrierter Sensorik zur Überwachung der Motorstellung bzw. Motordrehung, so dass aufgrund der Motorposition und/oder Motordrehung die aktuelle Position der Greiferbacken bestimmt werden kann.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn der Freigang der Greiferarme mit einer Überwachung des Entspannungsvorgangs des Sprengrings vorteilhaft in der Montagenut erfolgt. Dies kann vorzugsweise durch eine Kraftmessung und/oder Wegmessung der Greiferbacken im Entspannungsvorgang erfolgen. Dazu ist es aber auch vorteilhaft, wenn ein entsprechender Kraftsensor 23 vorgesehen ist, welcher die auf die Greiferbacken ausgeübte Kraft detektiert.
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Vorteilhaft ist weiterhin eine Montage- bzw. Abstreifhülse 24 vorgesehen, welche zumindest etwa koaxial um den zumindest im Wesentlichen zylindrischen Greifer 15 angeordnet ist und welche in axialer Richtung angetrieben gesteuert verlagerbar ist, um die Sprengringe 3 in der entsprechenden vorgesehenen Position abzustreifen.
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Weiterhin zu erkennen ist eine Verriegelung 25 einer Montagehülse zur Verriegelung und auch zur Entriegelung der Montagehülse zu deren Austausch, wobei der Wechsel manuell oder automatisiert erfolgen kann. Vorzugsweise ist weiterhin ein Sensorelement 26 vorgesehen, mittels welchem eine Abfrage der Montagehülse und des Montagevorgangs durchgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn neben dem Magazin oder statt des Magazins eine Sortiervorrichtung oder ein Sortierelement vorgesehen ist, aus welchem die Sprengringe entnehmbar sind und aus welchem die Sprengringe einer optischen Kontrolle und/oder Vermessung zugeführt werden, wobei vorteilhaft die montagerelevanten Daten bzw. Maße ermittelt bzw. berechnet werden.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Montagegreifer sich mittels Antriebsmotor, wie einem Servomotor, verstellt und so das erforderliche Greifermaß einnimmt und so den Sprengring auf die geeignete Vorspannung bringt, so dass der Sprengring über die Welle bzw. in die Bohrung eingesetzt werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Montagegreifer mittels Roboterarm zu dem Bauteil gebracht wird, an welchem er montiert werden soll, wobei der Roboterarm die benötigte Positionspräzision einstellt.
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Vorteilhaft wird die Positionsbestimmung durch die Vermessung des Sprengrings und der mechanischen Umgebung und des Bauteils, an bzw. in welches der Sprengring montiert werden soll, berechnet.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn nach dem Setzvorgang auf der Welle bzw. in der Bohrung der Montagevorgang in die Nut durch den Greifer überwacht wird, indem das Greifermerkmal, wie die Weite der Greifer und/oder die aufzuwendende Kraft etc. bei dem Fügevorgang kontrolliert wird.
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Die 3 und 4 zeigen vorteilhaft die Anordnung einer Kamera 13 zur Detektierung der Lage eines Sprengrings 3 in einem so genannten Nest 30. Das Nest 30 bezeichnet das Beobachtungsfeld der Ablageposition des Sicherungsrings 3 zur Bestimmung der Lage des Sprengrings und insbesondere der Augen oder Ösen eines Seegerings, vor der Aufnahme des Sprengrings 3 mit den Greiferbacken 16,17 zur weiteren Montage des Sicherungsrings. Mit den Stiften, Spitzen oder Dornen 18, 19, die in die Augen oder Ösen dann zielgerichtet eingeführt werden können, wird dann durch eine entsprechende Schwenkbewegung der Ring geöffnet oder geschlossen. Dabei wird das Nest 30 vorteilhaft gebildet durch eine Platte 32, auf der der Sprengring von dem Magazin 5 durch den nicht dargestellten Vereinzelungsschieber in den Beobachtungsbereich des Nests 30 befördert wird.
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Unterhalb der Platte 32 ist vorteilhaft ein Spiegel 31 vorgesehen, mittels welchem das Nest 30 beleuchtet werden kann. Statt des Spiegels kann vorteilhaft auch eine andere Art der Beleuchtung vorgesehen sein, wie mittels einer Lampe.
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Durch die Beleuchtung ist es wesentlich prozesssicherer, die Öffnungen des Sicherungsrings zu erkennen, um die eindeutige Lage des Sicherungsrings zu erkennen, damit die Greifer den Sicherungsring definiert und sicher greifen können. Auch kann die Lochlage und auch der Lochabstand der Löcher des Sicherungsrings eindeutig festgestellt werden. Dies ist zum Greifen der Sicherungsringe mit den Greifern zweckmäßig, da der Prozess dadurch sicher uns schnell durchgeführt werden kann.
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Zum Halten der Sicherungsringe durch den Greifer ist es weiterhin vorteilhaft, wenn diese durch den Greifer radial aufgeweitet oder radial zusammengedrückt werden, damit sie aufgrund der Spannung beim Greifen durch den Greifer nicht vom Greifer abfallen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Sprengringmontage
- 2
- Teilvorrichtung
- 3
- Sicherungsring, Sprengring
- 4
- Grundplatte
- 5
- Magazin
- 6
- Halterung
- 7
- Verschraubung
- 8
- Verschraubung
- 9
- Vereinzelungsschieber
- 10
- Antrieb
- 11
- Gewindestange
- 12
- Aktuator
- 13
- Kamera
- 14
- Teilvorrichtung
- 15
- Greifer
- 16
- Backen
- 17
- Backen
- 18
- Stifte/Spitzen/Dornen
- 19
- Stifte/Spitzen/Dornen
- 20
- Bolzen
- 21
- Steuerung des Krafthubs
- 22
- Antriebsmotor
- 23
- Kraftsensor
- 24
- Montage- bzw. Abstreifhülse
- 25
- Verriegelung
- 26
- Sensorelement
- 30
- Nest
- 31
- Spiegel
- 32
- Platte
