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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umsetzen eines, aus einer Vielzahl von mit einem Stoß versehenen Einzelkolbenringen bestehenden, Kolbenringpakets.
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Die
DE 196 46 124 C1 offenbart eine Vorrichtung zum Spannen von paketierten unrunden, einen geschlossenen Ringumfang aufweisenden, Werkstücken, insbesondere von Kolbenringrohlingen, mittels an den beiden Stirnflächen des Werkstückpakets angreifenden Axialspannkörpern. Mindestens ein Axialspannkörper weist im Bereich der Stirnfläche des Werkstückpakets radial in Richtung der Stirnfläche des Werkstückpakets zustellbare Spannsegmente auf, welche radial von außen nach innen und/oder von innen nach außen der Stirnfläche des Werkstückpakets zuführbar sind, um einen axialen Spanndruck einzuleiten.
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Der
GB 715,719 ist eine Aufnahmevorrichtung sowie eine Transfereinrichtung für Kolbenringe zu entnehmen. Paketierte Kolbenringe werden durch ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug aufgeschnitten, so dass ein Stoß entsteht. Über entsprechende Rutschen werden die Kolbenringe weitertransportiert und über ein Spannmittel gespannt.
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Durch die
JP 62208831 A ist ein Verfahren zur Herstellung nicht runder Kolbenringe bekannt geworden. Eine Vielzahl von gegossenen oder gesinterten unrunden Körpern wird zusammengespannt und durch ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug im Bereich der äußeren, respektive inneren Umfangsfläche bearbeitet.
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Schließlich offenbart die
DE 37 35 878 C1 eine Vorrichtung zum Beladen eines Spanndorns mit Kolbenringen und Zwischenringen.
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Auch wenn bei der Herstellung von Kolbenringen vielfach Maschinen eingesetzt werden, gibt es immer noch Handhabungen, die von Menschenhand durchgeführt werden und bei entsprechendem Kraftaufwand, über die Zeit gesehen, zu Schäden, wie Sehnenscheidenentzündungen oder dergleichen, führen können.
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Vielfach werden Kolbenringe durch so genannte Railwickel erzeugt, die nach dem Trennen in einer Trennmaschine, beispielsweise durch eine Aufspreizbuchse, stabilisiert werden, damit sie nach dem Trennvorgang nicht einfallen. Nach dem Trennen befinden sich ca. 300 einzelne Rails als Paket auf der genannten Spreizbuchse. Diese werden nun von Hand mit einer Spreizzange beispielsweise auf einen Unrunddorn umgesetzt. Das Umsetzen der Railpakete erfordert hierbei sehr viel Geschick, da die sehr dünnen Rails durch das Aufspreizen vertwisten können. Nach dem Umsetzen des Railpakets mit der Spreizzange muss der Bediener das jeweilige Paket anschließend noch auf dem Unrunddorn verdichten, so dass die Kolbenringe erst in diesem Zustand einer Weiterbearbeitung zugeführt werden können. Dieser manuell durchgeführte Arbeitsschritt ist zeitaufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bisher manuell durchgeführten Arbeitsgang maschinell vornehmen zu können, um auf diese Weise einerseits Körperschäden der Bedienpersonen weitestgehend auszuschließen und andererseits den Ausstoß zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Umsetzen eines, aus einer Vielzahl von mit einem Stoß versehenen Einzelkolbenringen bestehenden, Kolbenringpakets, beinhaltend folgende Verfahrensschritte:
- – ein Kolbenringwickel wird auf eine mit einem Längsschlitz versehene Spreizbuchse aufgeschoben und aufgetrennt,
- – das so erzeugte Kolbenringpaket wird zusammen mit der Spreizbuchse in eine Radialspannvorrichtung eingebracht und radial gespannt,
- – das Kolbenringpaket wird durch eine Axialspannvorrichtung axial gespannt,
- – das Kolbenringpaket wird im Bereich seines Stoßes, relativ zur Spreizbuchse, so weit aufgespreizt, bis kein Kontakt mehr zur Spreizbuchse besteht,
- – das so gespreizte radial und axial verspannte Kolbenringpaket wird von der Spreizbuchse abgehoben,
- – die Spreizbuchse wird aus der Radialspannvorrichtung entfernt und durch einen Unrunddorn ersetzt,
- – das Kolbenringpaket wird in gespreiztem und axial verspanntem Zustand auf den Unrunddorn aufgeschoben,
- – die Spreizung des Kolbenringpakets wird aufgehoben, so dass sich das Kolbenringpaket an dem Unrunddorn anlegt,
- – die axiale und die radiale Verspannung werden gelöst,
- – das aufgedornte Kolbenringpaket wird mit dem Unrunddorn aus der Radialspannvorrichtung herausgenommen und seiner weiteren Verwendung zugeführt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Zu Beginn des Umsetzvorgangs stellt eine Bedienperson die mit dem Kolbenringpaket bestücke Spreizbuchse mit dem Kolbenringstoß links und rechts der Spreizelemente in Position. Diese manuelle Tätigkeit kann bedarfsweise auch durch einen Manipulator oder dergleichen erledigt werden.
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Zumindest die Radial- und die Axialspannvorrichtung kann hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden.
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Vorteilhafterweise werden jedoch auch die Aufspreizvorrichtung und die Hebe- sowie die Absenkmittel für das Kolbenringpaket hydraulisch oder pneumatisch betätigt.
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Zur Vermeidung von Verunreinigungen wird vorteilhafterweise ein pneumatischer Antrieb für sämtliche der Spann- und Spreizvorrichtungen und der Hebe- sowie Absenkmittel eingesetzt.
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Die Radialspannvorrichtung beinhaltet mindestens drei, insbesondere rohrartig ausgebildete, Andruckelemente, die einzeln oder gemeinsam radial in Richtung des Kolbenringpakets bewegt und an der äußeren Umfangfläche des Kolbenringpakets mit definierter radialer Spannkraft angedrückt werden.
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Die Axialspannvorrichtung beinhaltet mehrere obere und mehrere untere Klemmkörper, die jeweils an dem ersten sowie letzten Einzelkolbenring des Kolbenringpakets angelegt und mit vorgebbarer axialer Spannkraft an den jeweiligen ersten sowie letzten Kolbenring des Kolbenringpakets angepresst werden.
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Die Spreizvorrichtung beinhaltet einzelne Spreizelemente, die im Anschluss an die radiale und axiale Verspannung des Kolbenringpakets in geschlossenem Zustand in den Stoß des Kolbenringpakets eingeführt werden, wobei die Aufspreizung des Kolbenringpakets durch Öffnen und gegenläufige Bewegung der einzelnen Spreizelemente erfolgt.
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Diese Aufgabe wird auch gelöst durch eine Einrichtung zum Umsetzen eines, aus einer Vielzahl von mit einem Stoß versehenen Einzelkolbenringen bestehenden, Kolbenringpakets, zumindest beinhaltend eine Radialspannvorrichtung für das Kolbenringpaket, eine Axialspannvorrichtung für das Kolbenringpaket, eine Spreizvorrichtung für das Kolbenringpaket, Hebe- und Absenkmittel für das Kolbenringpaket sowie Betätigungsmittel für die Radial- und die Axialspannvorrichtung, die Spreizvorrichtung sowie die Hebe- und Absenkmittel.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den zugehörigen gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Radialspannvorrichtung besteht vorteilhafterweise aus mindestens drei länglich ausgebildeten, insbesondere rohrförmigen, Andruckelementen, wobei die Andruckelemente radial in Richtung auf das Kolbenringpaket zustellbar sind.
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Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, ist die Axialspannvorrichtung durch obere und untere Klemmkörper gebildet, die an die jeweiligen Flankenflächen des ersten sowie des letzten Einzelkolbenrings des Kolbenringpakets unter axialer Krafteinwirkung, anlegbar sind.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, die Aufspreizeinrichtung durch in den Stoß des Kolbenringpakets eingreifende Spreizelemente auszubilden, die zum Aufspreizen des Kolbenringpakets in entgegengesetzte Richtung bewegbar sind.
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Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
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1 Räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Umsetzen eines Kolbenringpakets;
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2 Darstellung der 1 in verschiedenen Ansichten;
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3 Andere Sichtweise gemäß 1 in räumlicher Darstellung;
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4 Darstellung der 3 in verschiedenen Ansichten;
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5 Räumliche Darstellung gemäß 3, jedoch mit aufgespreiztem Kolbenringpaket;
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6 Darstellung der 5 in verschiedenen Ansichten;
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7 Räumliche Darstellung gemäß 5, jedoch mit hochgefahrenem Kolbenringpakte, Spreizbuchse bleibt stehen;
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8 Darstellung der 7 in verschiedenen Ansichten;
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9 Räumliche Darstellung gemäß 7, jedoch mit Unrunddorn;
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10 Darstellung der 9 in verschiedenen Ansichten.
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Die 1 bis 10 zeigen in räumlichen Darstellungen und weiteren Ansichten die erfindungsgemäße Einrichtung 1 zum Umsetzen eines Kolbenringpakets 2. Neben dem Kolbenringpaket 2 sind noch folgende Bauteile erkennbar: eine Spreizbuchse 3, rohrförmig ausgebildete Andruckelemente 4, 5, 6. Die Andruckelemente 4, 5, 6 bilden die Radialspannvorrichtung für das Kolbenringpaket 2.
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Des Weiteren dargestellt sind obere 7, 8, 9 und untere Klemmkörper 10, 11, 12. Ferner erkennbar ist eine durch einzelne Spreizelemente 13, 14 gebildete Spreizvorrichtung 15.
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Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass der Arbeitsschritt „Aufbringen eines Kolbenringwickels auf die Spreizbuchse 3 und Auftrennen in Einzelkolbenringe” bereits durchgeführt wurde. In der Beschreibung wurde darauf hingewiesen, dass Railwickel nach dem Trennen in einer Trennmaschine durch eine Aufspreizbuchse stabilisiert werden, damit sie nach dem Trennen nicht einfallen. Auf der Spreizbuchse 3 befinden sich etwa 300 einzelne Kolbenringe und bilden das Kolbenringpaket 2.
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Die 1 bis 10 zeigen lediglich Prinzipskizzen der erfindungsgemäßen Einrichtung, die aus Gründen der besseren Übersicht hier nicht vollständig dargestellt ist.
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Im Folgenden wird der Arbeitsablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der 1 bis 10 kurz erläutert.
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Wie vorab angedeutet, sind die einzelnen Kolbenringe in stoßausgerichteter Form auf der mit einem Längsschlitz 16 versehenen Spreizbuchse 3 aufgebracht und liegen hierbei mit ihrer inneren Umfangsfläche 17 an der äußeren Umfangsfläche 18 der Spreizbuchse 3 an. Das Kolbenringpaket 2 ist mit einem, ebenfalls durchgehenden Stoß 19 versehen.
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Die Andruckelemente 4, 5, 6 sind rohrförmig ausgebildet und erstrecken sich etwa über die gesamte Höhe des Kolbenringpakets 2 und stehen gleichzeitig mit den oberen Klemmkörpern 7, 8, 9 sowie den unteren Klemmkörpern 10, 11, 12 in Verbindung. Das auf der Spreizbuchse 3 befindliche Kolbenringpaket 2 wird nun in die durch die Andruckelemente 4, 5, 6 gebildete Radialspannvorrichtung eingesetzt, wobei die Andruckelemente 4, 5, 6 auseinander gefahren sind. Hierbei stecken die Andruckelemente 4, 5, 6 axial oberhalb der Spreizbuchse 3. Das Kolbenringpaket 2 wird dergestalt in die Radialspannvorrichtung eingesetzt, dass der Stoß 19 des Kolbenringpakets 2 der Spreizvorrichtung 15 gegenüberliegt. Hierfür können bedarfsweise Zentriermittel vorgesehen werden, die in dieser Figur jedoch nicht dargestellt sind. Im Maschinenautomatikbetrieb wird dann die erfindungsgemäße Einrichtung 1 axial in Richtung der Spreizbuchse 3 heruntergefahren, das Kolbenringpaket 2 radial mit den Andruckelementen 4, 5, 6 fixiert. Die Bewegung soll in diesem Beispiel pneumatisch mit nicht dargestellten Andruckzylindern herbeigeführt werden. In diesem Beispiel soll das Andruckelement 4 als erstes in Richtung des Kolbenringpakets 2 bewegt werden. Im Anschluss daran bewegen sich gleichzeitig die Andruckelemente 5 und 6 in Richtung des Kolbenringpakets 2. Nach Anlage der Andruckelemente 4, 5, 6 am Kolbenringpaket 2 werden selbige mit definierter radialer Andruckkraft an das Kolbenringpaket 2 gedrückt und in diesem Zustand gehalten.
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2 zeigt den axialen Spannvorgang des Kolbenringpakets 2.
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Das axiale Spannen erfolgt durch ebenfalls nicht dargestellte Pneumatikzylinder, welche die oberen Klemmkörper 7, 8, 9 sowie die unteren Klemmkörper 10, 11, 12 an die zugehörige Flankenfläche 20, 21 des ersten und letzten Einzelkolbenrings des Kolbenringpakets 2 anlegen und das Kolbenringpaket 2 mit vorgebbarer axialer Vorspannkraft zwischen sich fixieren.
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Zur Vermeidung von Problemen, beispielsweise durch Herunterfallen von Einzelkolbenringen bei Strom- oder Druckluftausfall, wird eine nicht dargestellte pneumatische Klemmung, beispielsweise durch Klemmeinheiten einer Kolbenstange, als Sicherungselement eingesetzt.
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Die 3 bis 6 zeigen nun den Spreizungsvorgang des Kolbenringpakets 2.
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Ist das Kolbenringpaket 2 nun radial und axial gespannt, erfolgt das Aufspreizen des Kolbenringpakets 2 durch die aus Spreizelementen 13, 14 gebildete Spreizvorrichtung 15. Wie vorab bereits angesprochen, hat die Bedienperson das Kobenringpaket 2 im ersten Arbeitsschritt mit dem Stoß 19 in die Spreizelemente 13, 14 eingeführt. Die Spreizfinger 22, 23 der Spreizelemente 13, 14 sind in diesem Zustand geschlossen.
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Die Spreizfinger 22, 23 der Spreizelemente 13, 14 werden nun in entgegengesetzter Richtung auseinander gefahren, und zwar so weit, bis das radial und axial gespannte Kolbenringpaket 2 problemlos von der Spreizbuchse 3 abgehoben werden kann. Der Abhebevorgang des Kolbenringpakets 2 von der Spreizbuchse 3 ist in den 7 und 8 dargestellt. Hierbei werden das Kolbenringpaket 2, die Andruckelemente 4 bis 6, die damit verbundenen oberen und unteren Klemmkörper 7 bis 12 nach oben gefahren, während die Spreizbuchse 3 stehen bleibt.
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In einem weiteren Arbeitsschritt wird die Spreizbuchse 3 nun aus der Maschine entfernt (nicht dargestellt) und durch einen Unrunddorn 24 ersetzt, der ebenfalls in vorgebbarer Position wieder in der Einrichtung positioniert wird. Dies ist in den 9 und 10 erkennbar.
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Im Anschluss daran werden das Kolbenringpaket 2, die Andruckelemente 4, 5, 6, die oberen und unteren Klemmkörper 7 bis 12 sowie die einzelnen Spreizelemente 13, 14 wieder nach unten bewegt, d. h. das Kolbenringpaket 2 wird auf dem Unrunddorn 24 platziert.
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Im Anschluss daran wird die radiale Aufspreizung des Kolbenringpakets 2 durch die Spreizelemente 13 und 14 aufgehoben, indem die Spreizelemente 13, 14 wieder zusammenfahren werden. Da die Andruckelemente 4, 5, 6 noch unter der radialen Anlegekraft stehen wird das Kolbenringpaket 2 radial an den Unrunddorn 24 gedrückt. Danach fahren pneumatisch gleichzeitig die oberen Klemmkörper 7, 8, 9 und die unteren Klemmkörper 10, 11, 12 auseinander, dann erfolgt das Zurückfahren der Andruckelemente. Als erstes fahren die Andruckelemente 5 und 6 auseinander, als letztes wird das Andruckelement 4 bewegt.
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Damit die Bedienperson den Unrunddorn 24 mit dem fertig angelegten Kolbenringpaket 2 entnehmen kann, fahren die Andruckelemente 4, 5, 6, die oberen und unteren Klemmkörper 7 bis 12 wieder nach oben. Der Unrunddorn 24 samt Kolbenringpaket 2 wird entnommen und eine neue Spreizbuchse 3 samt neuem Kolbenringpaket 2 wird wie bereits beschrieben in der Radialspannvorrichtung positioniert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einrichtung (Radialspannvorrichtung)
- 2
- Kolbenringpaket
- 3
- Spreizbuchse
- 4
- Andruckelement
- 5
- Andruckelement
- 6
- Andruckelement
- 7
- oberer Klemmkörper
- 8
- oberer Klemmkörper
- 9
- oberer Klemmkörper
- 10
- unterer Klemmkörper
- 11
- unterer Klemmkörper
- 12
- unterer Klemmkörper
- 13
- Spreizelement
- 14
- Spreizelement
- 15
- Spreizvorrichtung
- 16
- Längsschlitz
- 17
- innere Umfangsfläche Kolbenring
- 18
- äußere Umfangsfläche Spreizbuchse
- 19
- Stoß
- 20
- obere Flankenfläche
- 21
- untere Flankenfläche
- 22
- Spreizfinger
- 23
- Spreizfinger
- 24
- Unrunddorn
