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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Einsetzen eines elastischen Ringes in eine Werkstücköffnung, die einen kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Ringes hat, mit einer an die Öffnung ankoppelbaren Führung, die ein Einführende für den Ring und ein an die Öffnung angrenzendes Auslassende aufweist, wobei die Führung einen sich im Querschnitt zum Auslassende hin verringernden Kanal zum Stauchen des Rings hat, sowie zumindest einen Stempel, mittels dessen der Ring mit seiner Mittelachse zur Kanalachse ausgerichtet in Einführrichtung vom Einführende zum Auslassende und in die Öffnung gedrückt werden kann.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren, durch die Ringe mit kleinen Ringabmessungen, aber großer Schnurstärke (Innendurchmesser/Schnurstärke kleiner 1,5) sowie vorzugsweise kreisförmigem Schnurquerschnitt (O-Ringe) insbesondere vollautomatisch verbaut werden. Elastische Ringe, die in Werkstücköffnungen mit oder ohne innenliegende Nuten erfindungsgemäß eingesetzt werden, sind üblicherweise aus einem Elastomer und dienen als Dämpf- oder Dichtringe. Sie haben üblicherweise eine Härte ≤ 70 Shore. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte limitiert, diese Werte definieren aber Bereiche, bei denen die elastischen Ringe besonders instabil und damit schwer automatisch in eine innenliegende Nut auf automatische Weise eingebracht werden können. Die häufigste Art dieser Dichtringe sind O-Ringe.
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Damit diese elastischen, kleinen Ringe überhaupt in Werkstücköffnungen eingebaut werden können, müssen sie erst deformiert und in die Werkstücköffnung geschoben werden. Vom „Schieben“ eines Rings spricht man, wenn die Schnur druckbelastet ist.
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Bei Ringen mit kleinem Nenndurchmesser und großer Schnurstärke wird bei der Innenmontage häufig nicht in eine Bauteilnut, sondern direkt in die Werkstücköffnung montiert, gegebenenfalls auch gegen eine Schulter in der Öffnung. Dies hat den Hintergrund, dass fertigungstechnisch und werkzeugtechnisch Probleme bestehen, um überhaupt eine Nut in eine kleine Werkstücköffnung einbringen zu können. Darüber hinaus gibt es aber auch Montageprobleme, um den kleinen Ring mit der großen Schnurstärke durch die Öffnung in die Nut zu montieren. Diese Montage der Ringe in die entsprechenden Werkstücköffnungen erfolgt üblicherweise durch einen Stempel, der den Ring in die Öffnung drückt und dabei staucht. Damit die Montage überhaupt ermöglicht wird, haben die Werkstücköffnungen meist eine Einführfase an der Öffnungsmündung, in welcher der Stempel den Ring quetscht und dabei staucht. Das Problem hierbei besteht jedoch darin, dass der Durchmesser des Stempels nicht so groß sein kann wie der größte Durchmesser der Einführschräge, sodass ein Spalt zwischen dem Außenrand des Stempels und der Einführschräge in diesem Bereich besteht, in welchen der deformierte Ring ausweichen kann. Hier kann es zum Quetschen des Ringes kommen. Es entsteht nämlich eine hohe Reibung im Bereich der Einführschräge zwischen Ring und Werkstück, sodass die Schiebekraft relativ groß ist.
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Das Stauchen des Ringes muss jedoch sehr gleichmäßig erfolgen, weil eine ungleichmäßige Stauchung zu einer ungleichen Verteilung der inneren Kräfte und Spannungen im Ring führt. Der Ring ist bestrebt, diese ungleichmäßigen Spannungen zu vergleichmäßigen, d.h., er kann sich selbst in der Öffnung bewegen und wird aus der ursprünglichen Montageposition herauswandern. Aufgrund dieser ungleichen inneren Spannungen weicht der Ring in eine stabile Lage aus, indem er sich um 90° dreht, wobei sich die Ringlängsachse (Achse, um die die Schnur herum verläuft) aus der mit der Längsachse der Öffnung ausgerichteten Position um 90° verändert. In dieser Position ist der Ring komplett falsch positioniert und muss wieder demontiert werden. Diese inneren Spannungen entstehen u. a. auch durch eine sogenannte Drehbewegung des Rings, wenn er an seinem Außenumfang durch die hohe Reibkraft förmlich an der Innenseite der Öffnung „klebt“, durch den Stempel aber tiefer in die Öffnung hineingedrückt wird. Dann rollt die Schnur im Querschnitt gesehen am Außenumfang ab. Mit anderen Worten folgt eine Art Stülpen des Rings, was am Umfang ungleichmäßig erfolgen kann. An der einen oder anderen Stelle rollt der Ring ab, an einer anderen Stelle wiederum gleitet er an der Innenseite der Wand. Die vollautomatische Montage solcher Ringe wird durch geringste Abweichungen zahlreicher Faktoren von optimalen Werten behindert, nämlich Faktoren wie Material und Oberfläche des Rings, Beschichtung des Rings oder der Innenseite der Werkstücköffnung, Material der Werkstücköffnung, eventuelle Gleitbeschichtung (Öl oder Fett) der Öffnung, Geschwindigkeit, mit der der Stempel den Ring einführt, und Abmessungen des Rings, der Öffnung und der Einführschräge.
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Um diese Faktoren möglichst auszuschalten, werden häufig Gleitmittel eingesetzt, die die Reibung zwischen Ring und Innenseite der Werkstücköffnung verringern und dadurch die vorgenannte Drehbewegung verhindern sollen. Der Nachteil, der durch die Verwendung von Gleitmitteln entsteht, ist jedoch die ungeplante Veränderung der Ringlage schon während der Montage oder auch nach einer längeren Zeitspanne. Geringe innere Spannungen des Ringes erlauben es dem Ring dann nämlich bereits, sich in seiner Lage zu verändern.
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Die
DE 10 2005 001 225 A1 beschreibt ein Montagewerkzeug für O-Ringe mit einem mit spreizbaren Finger versehenen Greifer, dessen Finger außenseitig den O-Ring erfassen und dehnen, um ihn durch einen Trichter in ein Werkstück zu schieben.
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Ein hierzu sehr ähnliches Montagewerkzeug ist in der
DE 77 19 941 U1 beschrieben.
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Ein weiteres Montagewerkzeug zeigt die
FR 2 682 446 A1 .
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Wichtig ist bei den Vorrichtungen und Verfahren zum Einsetzen von elastischen Ringen in kleine Werkstücköffnungen, dass der Ring auf jeden Fall in einer Ebene bleibt (senkrecht zu seiner Längsachse) und möglichst nur in dieser Ebene verformt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Einsetzen eines elastischen Ringes, insbesondere eines Dichtringes, in eine Werkstücköffnung zu schaffen, die extrem prozesssicher sind und bei denen der Ring lagesicher in der Werkstücköffnung auch dauerhaft positioniert bleibt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art weist erfindungsgemäß der Kanal wenigstens eine umlaufende Stufe auf, in der der Querschnitt des Kanals in Einführrichtung hin vergrößert ist, um einen Hinterschnitt in Einführrichtung zu bilden, wobei sich der Querschnitt des Kanals in Einführrichtung nach der Stufe wieder verringert, um kleiner als in Einführrichtung unmittelbar vor der Stufe zu werden, wobei die Stufe angrenzende Kanalabschnitte voneinander trennt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet eine oder mehrere umlaufende Stufen, die Hinterschnitte bilden, in denen sich beim Einführen der Querschnitt wieder abrupt vergrößert. Dieser Querschnittssprung erlaubt es dem Ring, während des Stauchvorgangs kurz etwas zu entspannen, sodass sich die inneren Spannungen ausgleichen, und die Verwindung der Schnur wird rückgängig gemacht. Damit wird in der Vorrichtung die Voraussetzung dafür geschaffen, dass der Ring spannungsfrei, aber gestaucht in die Öffnung eingeschoben wird.
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Der Kanal kann auch mehrere Stufen aufweisen, die Kanalabschnitte begrenzen. Die Kanalabschnitte haben an ihren Enden (die Enden sind auf die Einführrichtung bezogen) jeweils einen kleineren Querschnitt als der jeweils in Einführrichtung unmittelbar vorhergehende Kanalabschnitt an dessen Ende. Das bedeutet, der Kanal läuft trotz der Querschnittserweiterungen insgesamt immer weiter zu, ähnlich einem Bambus oder einem Tannenbaumsymbol von dessen bodenseitigem Ende bis zu dessen Spitze.
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Jeder Kanalabschnitt, der durch zwei Stufen begrenzt ist, sollte sich in Einführrichtung in seinem Querschnitt kontinuierlich verjüngen, d. h. möglichst keinen zylindrischen Abschnitt aufweisen.
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Auch der sich bis zum Auslassende des Kanals hin erstreckende Kanalabschnitt kann sich im Querschnitt bis zum Auslassende hin verjüngen, um eine kurze Bauhöhe der Vorrichtung zu ermöglichen.
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In der Stufe erfolgt der Querschnittssprung vorzugsweise dadurch, dass am Ende des vorhergehenden Kanalabschnitts die Kanalwand 90° zur Einführrichtung, die mit der Kanallängsachse zusammenfällt, nach außen verläuft, um dann in einem stumpfen Winkel in den sich verjüngenden Abschnitt des nachfolgenden Kanalabschnitts überzugehen.
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Auch der mit dem Einführende beginnende Kanalabschnitt kann bereits am Einführende des Kanals selbst bis zur angrenzenden Stufe hin verjüngt sein.
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Die Führung kann ferner außerhalb der Stufen ausschließlich sich kontinuierlich in Einführrichtung verjüngende Kanalabschnitte haben, um die axiale Baulänge der Vorrichtung gering zu halten.
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Die sich verjüngenden Abschnitte sind vorzugsweise konische Verjüngungen, wobei der Konuswinkel in den Kanalabschnitten vorzugsweise gleich ist, insbesondere zwischen 4° und 20° beträgt.
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Am Übergang der Führung zur Öffnung kann die Führung einen umlaufenden Kragen besitzen, der dann auch das Auslassende definiert. Der entsprechende ankoppelbare Kanalabschnitt besitzt am Kragen eine geringere Wandstärke als im übrigen Teil. Damit ergibt sich auf der radialen Außenseite vor Beginn des Kragens ein Absatz, mit dem die Führung auf dem Werkstück aufliegen kann. Der Kragen selbst ist in die Öffnung einschiebbar und kann mit seiner Außenseite in einer leichten Spielpassung in der Öffnung sitzen. Damit wird die Führung zur Werkstücköffnung ausgerichtet.
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Die Fertigung der Führung wird optimiert, wenn diese aus mehreren in Längsrichtung der Führung hintereinander angeordneten, separaten Führungsteilen zusammengesetzt ist. Damit müssen die Stufen nicht durch eine komplizierte Innenbearbeitung der Führung hergestellt werden, sondern sie ergeben sich einfach am Übergang der beiden aneinandergrenzenden Führungsteile, indem das Ende des vorhergehenden Führungsteils einen kleineren Kanalquerschnitt hat als der Beginn des darauffolgenden Führungsteils. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass es ein Baukastensystem ermöglicht. So können zum Einsetzen kleinerer Ringe einfach noch zusätzliche Führungsteile angekoppelt werden, gegebenenfalls mit einem eigenen letzten Führungsteil mit Kragen. Bei größeren Ringen kann wiederum das eine oder andere Führungsteil im Bereich des Auslassendes weggelassen werden, und mögliche weitere Führungsteile können am Einführende hinzukommen, um für einen größeren Querschnitt des Kanals am Einführende zu sorgen.
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Ein ähnliches Baukastensystem lässt sich in Bezug auf die Stempel erzeugen. Vorzugsweise sind nämlich mehrere im Querschnitt unterschiedlich große Stempel vorgesehen, deren Querschnitte so auf den Kanal abgestimmt sind, dass sie unterschiedlich tief in den Kanal eingeschoben werden können, insbesondere wobei ein Stempel bis zum Auslassende des Kanals eingeschoben werden kann. Mit diesem im Querschnitt kleinsten Stempel wird dann der Ring bis an die gewünschte Stelle in der Werkstücköffnung geschoben. Da es für das Stauchen des Rings notwendig ist, einen möglichst kleinen Spalt zwischen der Wand des Kanals und dem Außenumfang des Stempels vorzusehen, wird der Ring über mehrere im Querschnitt unterschiedlich große Stempel schrittweise immer tiefer in den Kanal eingeschoben und zunehmend gestaucht. Eine weitere Option besteht darin, einen teleskopartigen Stempel zu verwenden, der beim Ausziehen des Teleskops einen immer kleineren Querschnitt hat.
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Dieses schrittweise Schieben und Stauchen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zumindest ein Stempel im Querschnitt so groß ist, dass er nur bis gerade ein kleines Stück über eine zugeordnete Stufe hinaus in den Kanal eingeschoben werden kann und nicht bis zur darauffolgenden Stufe. Dann wird der Stempel im nächsten Kanalabschnitt nach der zugeordneten Stufe von einem darauffolgenden, im Querschnitt kleineren Stempel weiterbewegt.
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Wenn mehrere Stempel vorgesehen sind, kann jeder Stempel einer einzigen Stufe zugeordnet sein, indem er nur bis zu seiner vorgegebenen Stufe in den Kanal hineingeschoben werden kann.
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Die unterschiedlichen Stempel lassen sich auch dadurch herstellen, dass ein Basisstempel verwendet wird, auf den verschieden große Hülsen aufsteckbar oder ansteckbar sind. Mit diesen Hülsen kann dann der Querschnitt unterschiedlich groß gestaltet werden. Es ergeben sich immer andere Stempel mit anderen Querschnitten.
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Eine Alternative zu mehreren Stempeln bildet ein Spreizstempel mit variablem Querschnitt. Ein solcher Spreizstempel hat an seinem Einführende mehrere Finger, die entweder über eine Hebelmimik oder elastisch nach außen vorstehen und die radial nach innen bewegt werden können. Damit lässt sich gegebenenfalls sogar eine stufenlose Querschnittsverringerung des Stempels beim Eindrücken realisieren.
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Es ist auch möglich, den Ring bereits vor dem Einführen in den Kanal zu einem gewissen Maß zu stauchen und ihn dann im Kanal selbst weiter zu stauchen. Dieses „Vorstauchen“ erfolgt beispielsweise über eine Schiebereinheit vor dem Einführende des Kanals. Diese Schiebereinheit hat zumindest einen quer zur Einführrichtung beweglichen Schieber, der zusammen mit wenigstens einem Gegenstück einen Aufnahmeraum für den Ring definiert. In diesen Aufnahmeraum wird der Ring zuerst eingesetzt, ohne dass er dabei bereits gestaucht wäre. Durch Bewegen des zumindest einen Schiebers relativ zum Gegenstück wird der Ring seitlich komprimiert, d. h. in der Ebene radial zu seiner Längsachse, wobei ein Stempel vorgesehen ist, der den komprimierten Ring aus dem dann kleineren Aufnahmeraum in den Kanal schiebt. Eine solche Schiebereinheit wird auch als „Stauchschublade“ bezeichnet.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Verfahren zum Montieren eines elastischen Rings in eine Werkstücköffnung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- der Ring wird durch einen Stempel in den Kanal geschoben, wobei er mit seiner Längsachse zur Längsachse der Führung ausgerichtet ist,
- der Ring wird beim weiteren Hineinschieben in den Kanal zunehmend gestaucht, sodass sein Außendurchmesser verringert wird,
- der Ring wird so über die Stufe geschoben, dass er aufgrund seiner Elastizität in den Hinterschnitt eindringt und sich dabei entspannt, und
- der Ring wird anschließend aus dem Hinterschnitt weiter in Einführrichtung bewegt, dabei weiter gestaucht und schließlich in die Öffnung geschoben.
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Zum Einsetzen des Rings wird insbesondere ein Kanal verwendet, bei dem die zumindest eine Stufe so auf die Dicke der den Ring bildenden, umlaufenden Ringschnur in radialer Richtung gemessen abgestimmt ist, dass die radiale Querschnittserweiterung an der Stufe maximal 30 % der Breite der Ringschnur beträgt, insbesondere zwischen 5 % und 25 % der Breite der Ringschnur beträgt. Das bedeutet, die Ringschnur steht noch weit genug in das Innere des Kanals vor, damit der Stempel dann den im Hinterschnitt sitzenden Ring erfassen und aus dem Hinterschnitt herausdrücken kann.
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Vorzugsweise werden, wie erläutert, mehrere Stempel verwendet, wobei der Ring mit einem ersten Stempel maximal in den Hinterschnitt einer Stufe geschoben werden kann und mit einem nachfolgenden, im Querschnitt geringeren Stempel in den Hinterschnitt einer nachfolgenden, vorzugsweise nur der unmittelbar nachfolgenden Stufe geschoben werden kann.
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Wenn mehrere Stempel vorgesehen sind, so können diese durch einen Basisstempel gebildet werden, bei dem zu Beginn des Einführvorgangs eine oder mehrere Hülsen aufgeschoben sind, um den Querschnitt des Stempels zu erhöhen. Mit zunehmend tiefem Einführen in den Kanal wird dann ein anderer Stempel dadurch erzeugt, dass Hülsen abgenommen oder ausgetauscht werden.
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Alternativ wird ein Spreizstempel mit veränderbarem Querschnitt verwendet, der mit zunehmend tieferem Einführen im Kanal einen zunehmend geringeren Querschnitt besitzt.
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Der Ring wird insbesondere gleitmittelfrei durch den Kanal in die vorzugsweise ungeölte oder ungefettete Öffnung bis zur vorgegebenen Position geschoben. Da der Ring spannungsfrei oder spannungsarm in die Werkstücköffnung eingeführt und dort nicht mehr weitergeschoben wird, ist dort keine gleitreibungsverringernde Maßnahme mehr erforderlich. Das bedeutet, die Reibung in der Montageposition zwischen Ring und Werkstück erhöht sich vergleichsweise enorm, was die dauerhafte Positionierung des spannungsarmen oder spannungsfreien Rings in der Werkstücköffnung sicherstellt. Die Expansionskraft oder die inneren Spannungen im Ring zur Veränderung von dessen Position sind geringer als die entsprechende Gegenkraft, nämlich die Reibung und Haftreibung zwischen Ring und Innenseite der Werkstücköffnung.
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Durch die Erfindung werden die Einflüsse von Toleranz- und Oberflächenschwankungen des Werkstücks auf das Einsetzen deutlich reduziert, insbesondere weil der eigentliche Stauchprozess ohne Bauteilberührung stattfindet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1a bis 1b aufeinanderfolgende Phasen beim Einschieben eines Ringes in die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem ersten Stempel,
- - 1c ein vergrößertes Detail des in 1b mit X bezeichneten Bereichs,
- - 2a und 2b aufeinanderfolgende, anschließende Phasen beim weiteren Einschieben des Rings in den Kanal mittels eines zweiten Stempels,
- - 3a und 3b wieder darauffolgende Phasen des weiteren tiefen Einschiebens des Rings in den Kanal und schließlich in das Werkstück mittels eines dritten Stempels,
- - 3c eine vergrößerte Ansicht des in 3b mit Y bezeichneten Bereichs,
- - 4a und 4b die erfindungsgemäße Vorrichtung samt Werkstück mit eingeführtem Ring bzw. nur das Werkstück mit eingeführtem Ring,
- - 5a bis 5c aufeinanderfolgende Phasen einer Schiebereinheit im Querschnitt, in der ein Ring vorgestaucht wird, in drei aufeinanderfolgenden Phasen, und
- - 6a bis 6d eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Schiebereinheit nach 5 und einer Führung, wobei aufeinanderfolgende Phasen des Stauchens gezeigt sind.
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In 1a ist ein stilisiert dargestelltes Werkstück 10 mit einer zylindrischen Werkstücköffnung 12 dargestellt. Ein Ring 14 aus einem Elastomer, hier in Form eines Dichtrings (O-Rings), muss automatisch mittels einer dargestellten Vorrichtung in die Öffnung 12 eingeschoben werden, ohne dass sich der Ring 14 anschließend innerhalb der Öffnung verschiebt oder bewegt.
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Der Querschnitt der Öffnung 12 ist durch einen Innendurchmesser definiert, der kleiner ist als der ursprüngliche Außendurchmesser des Rings 14. Deshalb muss der Ring 14 gestaucht werden, um ihn in die Öffnung 12 einzuführen.
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Die Vorrichtung umfasst eine aus mehreren, separaten Führungsteilen 18, 20, 22 zusammengesetzte Führung 16.
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Die Führungsteile 18, 20, 22 bilden Kanalabschnitte 26, 28, 30, die zusammen dann den Kanal 24 ergeben, dessen Kanalachse M mit der Längsachse L der Öffnung 12 und der Mittelachse des Rings 14 zusammenfällt.
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Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus mehrere Stempel 32, 34, 36, die unterschiedliche Querschnitte, hier unterschiedliche Durchmesser, aufweisen.
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Wie insbesondere im Detail nach 1c zu sehen ist, hat jeder Kanalabschnitt 26, 28, 30 einen kontinuierlich in Einführrichtung A des Rings 14 sich verjüngenden Querschnitt und bildet einen Konus. Jeder Kanalabschnitt 26 bis 30 besitzt in Einführrichtung A einen Anfang sowie ein Ende. Beispielhaft sind in 1c für den Kanalabschnitt 28 der Anfang 33 und das Ende 35 mit Bezugszeichen versehen.
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Natürlich sind die Führungsteile 18, 20, 22 zueinander ausgerichtet und miteinander gekoppelt, beispielsweise über Absätze, Nuten, Passstifte und/oder Klemmen oder Schrauben. Die Verbindung der Führungsteile ist zerstörungsfrei lösbar.
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Der Übergang zwischen benachbarten Kanalabschnitten 26, 28, 30 ist als Besonderheit ausgeführt, indem hier jeweils am Übergang eine umlaufende Stufe 40 ausgebildet wird, die einen Hinterschnitt in Einführrichtung A bildet, indem sich der Querschnitt des Kanals 24 an der Stufe 40 im angrenzenden Führungsteil wieder vergrößert. Dieser Querschnittssprung ist abrupt.
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Die Führungsteile 18, 20, 22 haben einander gegenüberliegende, plane Stirnflächen, sodass die eine radial nach innen überkragende Stirnfläche den Hinterschnitt entgegen der Einführrichtung A mit definiert.
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Nach der Stufe 40 verringert sich der Querschnitt des jeweiligen Kanalabschnitts dann wieder, um schließlich am Ende des Kanalabschnitts einen kleineren Querschnitt zu haben als am Ende des unmittelbar vorhergehenden Kanalabschnitts. Am Beispiel heißt das konkret: Das in 1c zu sehende Ende 35 des Kanalabschnitts 28 hat einen kleineren Querschnitt, hier einen kleineren Durchmesser, als das Ende 35' des vorhergehenden Kanalabschnitts 26. Damit verjüngt sich der Kanal 26 insgesamt von seinem Einführende bis zu seinem Auslassende, sodass durch Durchschieben des Rings 14 dieser seitlich gestaucht wird.
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Für das Führungsteil 22, welches an das Werkstück 10 angrenzt, ist eine Besonderheit vorgesehen, die jedoch nicht zwingend technisch erforderlich ist, aber Vorteile bringt. Hier hat das Führungsteil 22 einen zum Werkstück 10 und in die Öffnung 12 hineinragenden, umlaufenden Kragen 44, an dem die Führung eine deutlich kleinere Wandstärke besitzt als außerhalb des Kragens 44. Der Kragen 44 definiert an seinem Ende zugleich das Auslassende 46 des gesamten Kanals. Das Einführende 48 (siehe 1b) ist hier der Einlass des Führungsteils 18.
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Auch im Bereich des Kragens 44 verjüngt sich der Kanalabschnitt 30 des Führungsteils 22.
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Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Kanal bis auf die Stufen 40 ausschließlich durch konisch sich verjüngende Kanalabschnitte 26, 28, 30 definiert.
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Im Folgenden wird das Verfahren zum Montieren des elastischen Rings 14 in die Öffnung 12 erläutert.
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Ein erster Stempel 32 hat einen Durchmesser zumindest im Bereich der den Ring 14 kontaktierenden Stirnfläche, der minimal kleiner ist als der Querschnitt und der Durchmesser des Kanalabschnitts 26 an seinem zum Kanalabschnitt 28 angrenzenden Ende. Der Anfang des Kanalabschnitts 26, an dem der Ring 14 in 1a anliegt, ist größer als der Außendurchmesser des nichtverformten Rings 14, sodass dieser etwas in den Kanalabschnitt 26 geschoben werden kann. Anschließend wird der erste Stempel 32 in den Kanal 24 geschoben, bis der Ring 14 in den Hinterschnitt nach dem Kanalabschnitt 26 gelangt (siehe 1b und 1c). Wie insbesondere in 1c zu sehen ist, kann der erste Stempel 32 den Dichtring 14 nicht bis zum darauffolgenden Hinterschnitt im Führungsteil 22 bewegen, weil dann der Kanalabschnitt 28 zu stark verjüngt ist.
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Der Ring 14 entspannt kurzzeitig geringfügig, wenn er in den Hinterschnitt eindringt, sodass die inneren Spannungen ausgeglichen werden und der Ring nicht verdreht bleibt.
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Anschließend, wenn der Ring 14 im Hinterschnitt sitzt, wird der erste Stempel 32 herausgezogen, und ein im Querschnitt kleinerer Stempel 34 (siehe 2a) wird eingeschoben, um den Ring 14 bis zum darauffolgenden Hinterschnitt der darauffolgenden Stufe 40 zu schieben und ihn dabei weiter zu stauchen (siehe 2b). Nachdem der Ring 14 im darauffolgenden Hinterschnitt gemäß 2b positioniert bleibt und beim Einschieben in diesen Hinterschnitt erneut entspannt, wird der zweite Stempel 34 gegen einen im Querschnitt noch kleineren Stempel 36 (siehe 3a) ausgetauscht. Der Stempel 36 drückt dann den Ring 14 aus der Führung 16 in die Öffnung 12 bis an die gewünschte Stelle.
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Der dritte Stempel 36 wird anschließend wieder entfernt (siehe 4a), und die Vorrichtung wird vom Werkstück 10 abgenommen (siehe 4b).
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Anstatt mehrerer einstückiger Stempel 32, 34, 36 können die im Querschnitt unterschiedlichen Stempel auch durch ein Baukastensystem erzeugt werden, indem beispielsweise auf einen Basisstempel 50, der den kleinsten notwendigen Durchmesser aufweist, eine oder mehrere unterschiedliche Hülsen 52 aufgeschoben werden, wie sie mit unterbrochenen Linien in den 1a und 2a symbolisiert sind.
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Eine weitere Option ist ein Spreizstempel mit abstehenden Fingern, die radial beweglich sind.
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Zu betonen ist, dass bei dem Verfahren und bei der Vorrichtung kein zusätzliches Gleitmittel verwendet wird. Die Reduzierung der Reibkräfte beim Stauchen wird durch eine entsprechende Beschichtung der Kanalwand erzeugt. Vielmehr wird der Ring 14 gleitmittelfrei durch den Kanal 24 und in eine ungeölte oder ungefettete Öffnung 12 geschoben, um dort spannungsfrei sicher positioniert zu bleiben. Bezüglich der Spannungsfreiheit ist es natürlich von Vorteil, dass im Bereich des Kragens 44 zur Öffnung 12 hin auch noch eine Stufe wirkt, die in 3c zu sehen ist und in der der Ring 14 noch einmal entspannt. Die endgültige Position des Rings 14 sollte auch unmittelbar am Ende des Kragens 44 sein, sodass der Ring anschließend gar nicht mehr in der Öffnung verschoben werden muss.
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Die gezeigte Vorrichtung ist ein Baukastensystem, das dadurch auch für andere Abmessungen von Öffnungen 12 und Ringen 14 verwendet werden kann, indem einfach Führungsteile weggenommen oder angebaut werden, um ein engeres Auslassende 46 oder ein größeres Einführende 48 zu erzeugen.
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Die 5a bis 5c zeigen als Alternative zu einem oder mehreren ersten Führungsteilen eine Schiebereinheit 60 aus einem Schieber 62 und einem Gegenstück 64, die zwischen sich einen Aufnahmeraum 66 für den Ring 14 definieren. Die Außenkontur des Aufnahmeraums 66 wird teilweise durch den Schieber 62 und teilweise durch das Gegenstück 64 gebildet. Die Geometrien der entsprechenden Flächen sind so ausgeführt, dass durch Relativverschiebung von Schieber 62 zu Gegenstück 64 der Raum 66 verkleinert und der Ring 14 gestaucht wird.
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Die Schiebereinheit 60 wird in einer Radialebene zur Einführrichtung A bewegt, siehe 6a, in der die Schiebereinheit 60 in einer anderen Schnittebene dargestellt ist. Da die Schiebereinheit 60 und der Raum 66 unmittelbar an die Führung 16 bzw. den Kanal 24 angrenzen, kann durch den Stempel 32 der Ring 14 in den Kanal 24 überführt werden. Auch hier ist im Kanal 24 eine Stufe 40 ausgebildet, wobei diese optional nicht durch zwei aneinandergrenzende Führungsteile gebildet ist, sondern durch nur ein Führungsteil, in welchem der Hinterschnitt und damit die Stufe 40 ausgeformt sind. Natürlich können auch hier, wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, mehrere Führungsteile vorgesehen sein, die aufeinandergesetzt werden, um zwischen sich die Stufen 40 zu bilden. Aufgrund der starken Stauchung des Rings 14 in der Schiebereinheit 60 sind jedoch weniger Führungsteile notwendig als bei der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform.
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Auch muss in dieser Variante vor der Stufe 40 nicht zwingend ein konisch zulaufender Kanalabschnitt vorhanden sein, vielmehr kann ein kurzer Kanalabschnitt 70 zylindrisch sein. Nach der Stufe 40 jedoch ist der darauffolgende Kanalabschnitt 72 bis zum Auslassende 46 konisch zulaufend. Alternativ kann natürlich an die gezeigte Führung 16 ein Führungsteil mit Kragen 44 unten angesetzt werden, um dort über eine weitere Stufe erst zu einem Führungsteil 22 zu gelangen, wie es in 1a dargestellt ist.
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Die einzelnen Verfahrensschritte sind in den 6a bis 6d gezeigt, in welchen der Ring 14 zunehmend gestaucht und tiefer in die Führung 16 eingedrückt wird.
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Auch hier ist kein zusätzliches Gleitmittel in der Vorrichtung und der Öffnung vorgesehen.
