DE102017219361A1

DE102017219361A1 - Verfahren zur Montage einer Dichtmanschette auf einem hydraulischen Kolben und Montageanordnung für das Verfahren

Info

Publication number: DE102017219361A1
Application number: DE102017219361.1A
Authority: DE
Inventors: Bernd Huehn; Martin Hirschle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Offenbart sind ein Verfahren zur Montage einer Dichtmanschette außenumfänglich auf einen hydraulischen Kolben und eine Montageanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Dichtmanschette auf einem hydraulischen Kolben gemäß Patentanspruch 1 und eine Montageanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 8.
Ein gattungsgemäßer hydraulischer Kolben ist beispielsweise in einer hydrostatischen Verstelleinrichtung einer Hydromaschine im Einsatz. Hierzu ist er in einem Zylinder axial verschieblich, gleitend aufgenommen. Eine derartige Verstelleinrichtung lenkt mittels dem Kolben ein Stellelement der Hydromaschine an, von dessen Position ein Förder- oder Schluckvolumen der Hydromaschine abhängt. Im Falle einer Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ist das Stellelement beispielsweise eine Schrägscheibe, an der Arbeitskolben gleitend abgestützt sind.
Der hydraulische Kolben kann dabei einfach wirkend sein, in dem er beispielsweise lediglich einen hydrostatischen Druckraum im Zylinder begrenzt, oder er kann doppelt wirkend sein und begrenzt im Hydrozylinder zwei, einander entgegenwirkende Druckräume.
Eine herkömmliche Lösung den Kolben im Zylinder zu führen und den oder die Druckräume abzudichten, besteht darin, zylinderseitig zur Abdichtung eine Stangen- oder Kolbendichtung, und zur Führung einen Führungsring axial zueinander beabstandet zu montieren. Bei einer axialen Bewegung des Kolbens gleitet dieser mit seiner Außenmantelfläche an beiden Ringen ab. Nachteilig daran ist, dass eine zylinder- oder gehäuseseitige Montage der Ringe sehr aufwendig ist. Hinzu kommt, dass eine relativ hohe Anzahl an Bauteilen vorzusehen ist, um die Dicht- und die Führungsfunktion bereitzustellen. Auch dies erhöht den Aufwand und macht zudem Fehlmontagen möglich.
Eine alternative Lösung, bei der eine führend wirksame Dichtungsanordnung kolbenseitig montiert ist, zeigt die Offenlegungsschrift DE 10 2014 217 392 A1 . Dabei ist auf dem Kolben ein Polytetrafluorethylen-Dichtungselement in Form einer Manschette außenumfänglich in eine verzahnte Umfangsnut verpresst. Andere zähelastische Werkstoffe werden vorgeschlagen. Die Lösung weist zudem ein radial innen angeordnetes Vorspannelement auf, über das eine Dichtlippe des Dichtungselementes nach radial außen auf die Zylinderinnenmantelfläche vorgespannt ist.
Auch hier ist wiederum nachteilig, dass mehrere Bauteile zur sicheren Dicht- und ggf. Führungsfunktion des Kolbens im Zylinder vorgesehen sind, was die bereits besprochenen Nachteile mit sich bringt.
Prinzipiell sind einstückige Dicht- und Führungsmanschetten auf Kolben als sogenannte „Skirted Piston“-Anwendung bekannt. Derartig gedichtete und geführte Kolben sind beispielsweise unter dem Markennamen Turcon® Skirted Piston Seal in Automobil-Stoßdämpfern im Einsatz.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Montageverfahren für eine führende Dichtmanschette auf einen hydraulischen Kolben zu schaffen, mit dem die Montage prozesssicher und unter Ausschluss von Montageschäden möglich ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus Montagevorrichtungen hierfür zu schaffen.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1, die zweite Aufgabe wird gelöst durch eine Montageanordnung gemäß dem Patentanspruch 8.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens, sowie der Montageanordnung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein Verfahren zur Montage einer führenden Dichtmanschette, insbesondere bei Raumtemperatur, außenumfänglich auf einem hydraulischen Kolben, der insbesondere zur axial verschieblichen Anordnung in einem hydraulischen Zylinder vorgesehen ist, weist mehrere Schritte auf. Zu Beginn des Verfahrens ist dabei ein Innendurchmesser der vorgelegten Dichtmanschette kleiner als ein Außendurchmesser des Kolbens. Ein erster Schritt des Verfahrens ist ein erstes Aufweiten der Dichtmanschette vom Innendurchmesser auf einen größeren, ersten Innendurchmesser. Des Weiteren hat das Verfahren einen Schritt letztes Aufweiten der Dichtmanschette auf einen letzten Innendurchmesser, welcher gleich einem Außendurchmesser des Kolbens ist, so dass die Dichtmanschette auf dem Kolben montierbar ist. Zur Kalibrierung der Dichtmanschette auf einen Außendurchmesser, den die Dichtmanschette bei einem späteren Einsetzen des Kolbens in seinen Zylinder für die Erfüllung ihrer Dichtfunktion und ihrer Führungsfunktion aufweisen muss, weist das Verfahren einen Schritt radiale Kompression der Dichtmanschette am Kolben auf einen Außendurchmesser kleiner oder gleich einem Nenn-Außendurchmesser auf.
Die Dichtmanschette weist vorzugsweise eine Dicht- und eine Führungsfunktion auf und kann daher auch als Dicht- und Führungsmanschette bezeichnet werden.
Durch das mehrschrittige Aufweiten der Dichtmanschette von ihrem Innendurchmesser über den ersten Innendurchmesser hin zum letzten Innendurchmesser kann der Aufweitvorgang, der sich insbesondere durch zähelastische Verformung auszeichnet, sehr schonend erfolgen. Das Material der Dichtmanschette hat so genügend Zeit für die Dehnung, insbesondere bei der vergleichsweise niedrigen Raumtemperatur. In Folge ist die Dichtmanschette schadfrei, beispielsweise frei von Dehnungrissen, montierbar und kann ihre Dicht- und Führungsfunktion prozesssicher erfüllen.
In einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt letztes Aufweiten der Dichtmanschette auf den letzten Innendurchmesser (gleich dem Außendurchmesser des Kolbens) vor einem Schritt Aufschieben der Dichtmanschette auf den Kolben. In einer Variante dazu erfolgt der Schritt letztes Aufweiten der Dichtmanschette auf den letzten Innendurchmesser (gleich dem Außendurchmesser des Kolbens) mit dem Schritt Aufschieben der Dichtmanschette auf den Kolben. Im ersten Fall wird somit die Dichtmanschette erst auf den Außendurchmesser des Kolbens aufgeweitet und dann aufgeschoben. Im zweiten Fall erfolgt die Aufweitung auf den Außendurchmessers des Kolbens beim Aufschieben auf den Kolben.
In einer Weiterbildung des Verfahrens hat dieses zwischen den Schritten „erstes Aufweiten“ und „letztes Aufweiten“ einen zusätzlichen Schritt „Aufweiten der Dichtmanschette auf einen größeren Innendurchmesser als den vorherigen“. Je mehr Aufweitschritte dabei im Verfahren vorgesehen sind, umso schonender ist die Aufweitung der Dichtmanschette möglich. Eine aufwandsoptimierte Variante des Verfahrens ist auf ein zweistufiges Aufweiten vor dem letzten Aufweiten beschränkt.
In einer Weiterbildung weist das Verfahren zwischen aufeinander folgenden Schritten „Aufweiten“ eine Pause auf, in der die Dichtmanschette ruht. Ruhen ist in dem Sinne zu verstehen, dass kein Aufweiten erfolgt. In dieser Phase kann die Dichtmanschette ihre neue Gestalt annehmen, welche sie über eine längere Zeit halten kann.
Vorzugsweise erfolgt in der Pause ein Schritt: Halten der Dichtmanschette in ihrer aufgeweiteten Form.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Pause eine vorbestimmte Zeitdauer aufweist. Versuche ergeben, dass insbesondere mit dem Werkstoff Polytetrafluorethylen eine Zeitdauer von 15 bis 45 Sekunden, vorzugsweise 30 Sekunden, vorteilhaft für den weiteren Montageprozess und die spätere Schadensfreiheit der montierten Dichtmanschette ist.
In einer Weiterbildung ist die Zeitdauer in Abhängigkeit eines Materials der Dichtmanschette und/oder eine Anzahl der Aufweitschritte und/oder einem Verhältnis aus Innendurchmesser und Nenn-Außendurchmesser und/oder einer Umgebungstemperatur und/oder einer radialen Dicke der Dichtmanschette bestimmt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt letztes Aufweiten der Dichtmanschette auf den letzten Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Kolbens durch ein axiales Aufgleiten der Dichtmanschette auf einem an den Kolben angesetzten und sich hin zum Außendurchmesser des Kolbens erweiternden Dehnungsdorn.
In einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt radiale Kompression der Dichtmanschette am Kolben auf den Außendurchmesser kleiner oder gleich dem Nenn-Außendurchmesser durch ein axiales Gleiten der Dichtmanschette durch eine, insbesondere vollumfänglich ausgebildete, radiale Verengung hindurch.
Insbesondere ist die radiale Verengung an einer Kompressionsvorrichtung, insbesondere einer Hülse ausgebildet. Unter axialem Gleiten der Dichtmanschette durch die radiale Verengung ist dabei zu verstehen, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen erfolgt. Dies kann beispielsweise bei fixiertem Kolben und axialer Bewegung der radialen Verengung oder alternativ bei fixierter radialer Verengung und axialer Bewegung des Kolbens erfolgen.
Ein Durchmesser der radialen Verengung ist vorzugsweise 0,2% bis 0,3% kleiner als der Nenn-Außendurchmesser.
Vorzugsweise ist der Durchmesser der radialen Verengung derart auf den zu komprimierenden Durchmesser der Dichtmanschette abgestimmt, dass die Kompression - insbesondere bei Raumtemperatur - keinerlei Beschädigung der Dichtmanschette zur Folge hat.
Vorzugsweise der Nenn-Außendurchmesser um 0,1 % bis 0,5 % größer als eine Zylinderbohrung, in die der Kolben mit Dichtmanschette bestimmungsgemäß einzusetzen ist. Dann ist der Kolben gut montierbar und dennoch gut abgedichtet und geführt.
In einer Weiterbildung weist das Verfahren einen Schritt Montage des Kolbens, an dem die Dichtmanschette erfindungsgemäß montiert ist, in einer Zylinderbohrung auf. Die Zylinderbohrung ist beispielsweise die eines Stellzylinders einer Hydromaschine, über den deren Verdrängungsvolumen verstellbar ist.
In einer Weiterbildung erfolgt parallel zum Schritt radiale Kompression der Dichtmanschette am Kolben auf den Außendurchmesser kleiner oder gleich dem Nenn-Außendurchmesser ein Schritt Halten der Dichtmanschette am Kolben durch axiales, spielfreies Gleiten der Dichtmanschette durch eine, insbesondere vollumfängliche, radiale Vorverengung.
Vorzugsweise ist die Dichtmanschette dabei bereits spielfrei auf dem Kolben, zur Verbesserung der axialen Haltekraft der Dichtmanschette vorzugsweise auf eine Verzahnung des Kolbens, aufgeschoben.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens sind die Vorverengung und die Verengung in Axialrichtung hintereinander an einer Kompressionsvorrichtung, insbesondere einer Hülse, angeordnet. Beim Schritt der radialen Kompression überstreicht zunächst die radiale Vorverengung die Dichtmanschette, bevor diese von der radialen Verengung überstrichen wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens liegt die Dichtmanschette zu Beginn des Verfahrens als Ringscheibe vor, die flach oder geschüsselt ausgestaltet ist. Auf diese Weise ist die Dichtmanschette gut transportier- und lagerbar, bevor sie der Montage zugeführt ist.
Bevorzugt wird die Dichtmanschette durch den Schritt erstes Aufweiten von ihrer flachen oder geschüsselten Form in eine Konus- oder Hülsenform umgeklappt oder umgeformt.
Vorzugsweise ist die Dichtmanschette aus einem Fluorkunststoff, insbesondere aus Polytetrafluoräthylen, gebildet. Dieses weist hervorragende Gleiteigenschaften auf, so dass die Dichtmanschette nicht nur dichtend, sondern auch als Gleitlager für den Kolben in seiner Zylinderbohrung wirksam sein kann.
Eine Montageanordnung für das Verfahren, das gemäß wenigstens einem Aspekt der vorangegangenen Beschreibung ausgestaltet ist, weist wenigstens eine Aufweitvorrichtung zum mehrschrittigen Aufweiten und eine Kompressionsvorrichtung zur radialen Kompression der Dichtmanschette am Kolben auf.
In einer Weiterbildung der Montageanordnung hat diese eine Schiebevorrichtung zum Aufschieben der Dichtmanschette auf den Kolben.
In einer Weiterbildung hat die Aufweitvorrichtung einen Zylinder oder Konus, der zum Aufweiten in nach radial außen bewegliche, insbesondere nach radial außen abspreizbare, Sektoren unterteilt ist. Materialschonend beim Aufweiten erweist sich die Aufweitvorrichtung, wenn sie aus Kunststoff gefertigt ist.
Vorzugsweise weist die Aufweitvorrichtung wenigstens 6, bis zu 36 Sektoren auf. Insbesondere erweist sich eine Anzahl zwischen 8 und 16 Sektoren als vorteilhaft. Je größer dabei die Anzahl, umso gleichmäßiger wird die Dichtmanschette aufgeweitet, so dass Schädigungen durch das Aufweiten, insbesondere Abschnitte unterschiedlicher Dehnung oder Dehnungsrisse, minimiert sind.
In einer Weiterbildung hat der Zylinder der Aufweitvorrichtung (im Folgenden wird auf die jeweilige Nennung des Konus verzichtet) für ein mehrschrittiges Aufweiten mehrere Zylinderstufen mit unterschiedlichen Außendurchmessern. Ausgehend von einem Endabschnitt des Zylinders mit einer ersten Stufe, die einen Außendurchmesser kleiner gleich dem Innendurchmesser der Dichtmanschette hat, erstreckt sich der Zylinder mit wenigstens einer radial erweiterten Zylinderstufe. Dabei sind natürlich mehr als zwei Zylinderstufen (Aufweitstufen), beispielsweise drei oder vier, denkbar.
Eine letzte der Aufweit- oder Zylinderstufen ist vorzugsweise axial durch eine nochmals radial erweiterte Schulter begrenzt, so dass ein axiales Verschieben der Dichtmanschette über die letzte Aufweitstufe hinaus verhindert ist.
In einer Weiterbildung sind die Sektoren über sich axial-radial erstreckende Spalte voneinander getrennt, deren jeweilige Spaltbreite zwischen 0 % und 2 % des Innendurchmessers beträgt.
Ein Verhältnis aus einer Summe von außenumfänglichen Spaltbreiten zu einer Summe von Umfangsabschnitten der Sektoren ist ein wichtiger Einflussfaktor auf ein qualitativ hochwertiges Ergebnis der Aufweitung. So wird beispielsweise eine gute zylindrische Form der Dichtmanschette sichergestellt, wenn dieses Verhältnis zwischen 1:2 und 1:4, vorzugsweise bei 1:3 liegt. Je größer das Verhältnis, desto weniger Material der Dichtmanschette liegt an den Sektoren an und wird von diesen beim Aufweiten radial abgestützt. Die Aufweitung erfolgt dann zunehmend mit „eckiger“ Umfangsform, da die Dichtmanschette im Bereich der Spalte gerade verläuft und im Bereich der Sektoren kreisabschnittsförmig abgestützt ist. Unterhalb eines Verhältnisses von 1:2 ergeben sich vergleichsweise stark unterschiedlich gedehnte Bereiche der Dichtmanschette. Dies begünstigt Schadformen nach dem Aufweiten, wie beispielsweise eine sich umfänglich in axialer Richtung wellig am Kolben erstreckende Dichtmanschette.
In einer Weiterbildung der Montageanordnung hat der Zylinder der Aufweitvorrichtung zum Einführen eines insbesondere zylindrischen Spreizdorns, eine von den Sektoren begrenzte, sich in einer Einführrichtung radial verjüngender Ausnehmung. Beim Einführen des Spreizdorns kann dieser an der sich radial verjüngenden Ausnehmung aufgleiten und spreizt die Sektoren nach radial außen auseinander.
Wie bereits erwähnt ist die Kompressionsvorrichtung vorzugsweise in Form einer Hülse ausgestaltet. Diese kann beispielsweise einstückig oder in Schalen, insbesondere in Halbschalen geteilt, ausgestaltet sein. Die Schalen oder Halbschalen sind vorzugsweise durch Positionierelemente, insbesondere Stifte und passende Ausnehmungen, zueinander positionierbar oder positioniert. Während der Kompression sind die Schalen oder Halbschalen vorzugsweise mittels einer Vorrichtung zusammengedrückt oder -gehalten, so dass die Vorverengung und die Verengung spaltfrei ausgebildet sind, so dass die Kompression wie bei einer einstückigen Hülse erfolgen kann. Vorteil der geteilten Kompressionsvorrichtung ist, dass die eine oder die mehreren Dichtmanschetten auf den Kolben aufgeschoben - also vormontiert - werden können und die Kompression erst später erfolgen kann. Das ermöglicht eine verbesserte und flexiblere Serienfertigung und Automatisierung der Montage.
In einer Weiterbildung der Montageanordnung hat die Kompressionsvorrichtung eine Ausnehmung, insbesondere eine Durchgangsausnehmung mit einer radialen Verengung. Deren Verengungsdurchmesser ist kleiner als der Nenn Außendurchmesser der Dichtmanschette. Vorzugsweise hat die radiale Verengung eine zylindrische Innenmantelfläche. Ein Verhältnis einer Axialerstreckung der radialen Verengung zur Axialerstreckung der Dichtmanschette ist vorzugsweise 0,7 bis 1,5. Dann weist die Dichtmanschette ein günstiges Relaxationsverhalten nach der Kompression, insbesondere ein sehr geringes Rückspringen oder Wiederaufweiten auf. Auf diese Weise ist der Kolben später gut in einer zylindrischen Innenmantelfläche eines Gegenübers, insbesondere eines Zylinders, montierbar.
In einer Weiterbildung hat die Ausnehmung eine radiale Vorverengung, deren Vorverengungsdurchmesser größer ist als der Verengungsdurchmesser. Der Vorverengungsdurchmesser ist vorzugsweise derart gewählt, dass ein axiales Gleiten der Dichtmanschette durch die Vorverengung radial spielfrei erfolgen kann.
Die radiale Vorverengung hat vorzugsweise eine zylindrische Innenmantelfläche.
Ein Verhältnis einer axialen Erstreckung der radialen Vorverengung zur Axialerstreckung der Dichtmanschette ist vorzugsweise 0,7 bis 1,5. Dann ist eine axiale Haltekraft der Dichtmanschette auf dem Kolben ausreichend hoch, so dass eine aus der Kompressionskraft resultierende, axiale Kraftkomponente die Dichtmanschette während der Kompression nicht auf dem Kolben verschieben kann.
In einer Weiterbildung ist zwischen der Vorverengung und der Verengung ein Verjüngungsabschnitt mit konstantem und / oder veränderlichem Verjüngungswinkel angeordnet. Im Zuge der Kompression überstreichen somit zunächst die Vorverengung, dann der Verjüngungsabschnitt und dann die Verengung die Dichtmanschette. Über den Verjüngungswinkel wird am Verjüngungsabschnitt die Kompressionskraft in eine radiale und eine axiale Komponente aufgesplittet.
Der Verjüngungswinkel ist vorzugsweise so bemessen, dass die axiale Komponente kleiner, insbesondere bedeutend kleiner als die radiale Komponente ist. Dadurch ergibt sich ein günstiges Relaxationsverhalten nach der Kompression, insbesondere ein sehr geringes Rückspringen oder Wiederaufweiten nach der Kompression. Die Dichtmanschette wird zudem aufgrund der geringen axialen Kraftkomponente während der Kompression nicht axial verschoben, sondern verbleibt ortsfest. Aus gleichem Grund unterliegt die Dichtmanschette während der Kompression lediglich geringen Zugkräften, so dass eine Rissbildung oder Beschädigung durch Zugbelastung verhindert ist. Bevorzugt ist ein Verjüngungswinkel zwischen 2° und 10°, insbesondere zwischen 4° und 6°, vorzugsweise 5°.
In einer Weiterbildung sind zumindest der Verjüngungsabschnitt und die Verengung poliert. Etwas weiter gefasst, sind vorzugsweise alle Flächen der Kompressionsvorrichtung, die in Kontakt mit der zu komprimierenden Dichtmanschette geraten, poliert. Vorzugsweise ist auch die Vorverengung poliert. Durch die Polierung wirken an der Dichtmanschette während der Kompression in Axialrichtung lediglich geringe Schubkräfte, so dass die Dichtmanschette in Position verbleibt. Auch unterstützt die Polierung wiederum geringe Zugkräfte und damit verbunden das Verhindern von Zugrissen oder Beschädigungen der Dichtmanschette. Die benötigte Presskraft, die das axiale Gleiten durch die radiale Verengung erfordert, ist durch die Polierung geringer.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Montageanordnung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen

1 einen hydraulischen Kolben mit zwei nach erfindungsgemäßem Verfahren montierten Dichtmanschetten,
2a und 2b einen Längsschnitt durch eine hydrostatische Verstelleinrichtung mit dem montierten, hydraulischen Kolben gemäß 1,
3 eine erfindungsgemäße Montageanordnung zur Durchführung des Verfahrens,
4 eine Aufweitvorrichtung der Montageanordnung gemäß 3 mit aufgesetzter Dichtmanschette,
5 einen Schritt erstes Aufweiten der Dichtmanschette des erfindungsgemäßen Verfahrens,
6 eine Ausgangslage der Dichtmanschette an der Aufweitvorrichtung vor einem Schritt zweites Aufweiten des Verfahrens,
7 einen Schritt Aufsetzen einer Kompressionshülse auf den Kolben mit unmontierter Dichtmanschette des Verfahrens,
8 den Kolben mit aufgesetzter Kompressionshülse,
9 den Kolben gemäß 8 mit angesetztem Dehnungsdorn,
10 den Dehnungsdorn mit der von der Aufweitvorrichtung auf den Dehnungsdorn übertragenen Dichtmanschette,
11 den Kolben, die Kompressionsvorrichtung, den Dehnungsdorn und die Schiebevorrichtung bei einem Schritt Aufschieben auf den Dehnungsdorn des Verfahrens,
12 einen Schritt radiale Kompression der Dichtmanschette am Kolben des Verfahrens,
mittels Durchpressen des Kolbens durch die Kompressionsvorrichtung,
13 die Kompressionsvorrichtung gemäß 12 in einem Längsschnitt,
14 die Kompressionsvorrichtung gemäß 13 und den Kolben mit Dichtmanschette beim Schritt radiale Kompression der Dichtmanschette am Kolben gemäß 12,
15 die Aufweitvorrichtung gemäß den vorangegangenen Figuren in einer perspektivischen Ansicht,
16 die Aufweitvorrichtung gemäß 15 in einer Ansicht von vorne, und
17 die Aufweitvorrichtung gemäß den 15 und 16 in einem Längsschnitt, mit eingeführtem Spreizdorn.

1 zeigt einen hydraulischen Kolben 1 einer hydrostatischen Verstelleinrichtung 3 einer hydrostatischen Axialkolbenpumpe (nicht dargestellt), die in Schrägscheibenbauweise ausgestaltet ist. Gemäß den 1 und 2a, sowie 2b hat der Kolben 1 zwei einander gegenüberliegende Kolbenflächen 2 und 4, die somit einander entgegenwirkend sind. Von ihnen 2, 4 sind gemäß 2a Druckräume 6 und 8 in einem Zylinder 10, 10a der hydrostatischen Verstelleinrichtung 3 begrenzt. Im Zylinder 10, 10a ist der Kolben 1 entlang der Längsachse 12 axialverschieblich aufgenommen. Bei Druckmittelbeaufschlagung des Druckmittelraumes 6 verschiebt sich der Kolben 1 in 2a nach rechts entgegen der Vorspannkraft eines Federpaketes 14. Bei Druckmittelbeaufschlagung des Druckraumes 8 erfolgt eine Verschiebung in 2a nach links. Zwischen den Kolbenflächen 2 und 4 weist der Kolben 1 eine etwa mittige, radiale Einschnürung 16 auf, in der ein Gleitstein 18 in Eingriff ist. Letztgenannter ist über eine Zapfenverbindung 20 gemäß 2b drehbar mit einem Hebel 22 verbunden, der fest mit der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine verbunden ist. Über den Gleitstein 18, die Zapfenverbindung 20 und den Hebel 22 wird somit eine axiale Stellbewegung des Kolbens 1 auf die Schrägscheibe übertragen und führt dort zu deren Winkelverstellung und in Folge zu einer Verstellung des Verdrängungsvolumens der Axialkolbenmaschine. Weiter Ausführungen zum Aufbau der Verstelleinrichtung 3 sind entbehrlich, da hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt.
Wie aus 2a entnehmbar, ist der Kolben 1 im Zylinder 10, 10a über zwei Dichtmanschetten 24 radial gelagert und axial geführt. Über die Dichtmanschetten 24 erfolgt zudem die Abdichtung der Druckräume 6 und 8 gegeneinander, sowie gegen einen Gehäuseinnenraum der Hydromaschine. 2a zeigt im oberen rechten Teil der Darstellung eine der Dichtmanschetten 24 in einer vergrößerten Detailansicht. Die Dichtmanschette 24 ist in einer außenumfänglichen Nut des Kolbens 1 erfindungsgemäß eingepresst. In der Nut sind mehrere, hin zum Druckraum 8 in ihrer radialen Höhe ansteigende, vollumfänglich ausgebildete Zähne angeordnet, die sich beim Einpressen der Dichtmanschette 24 in diese radial eingegraben haben. Hin zum Druckraum 8 (respektive zum Druckraum 6) weist die Dichtmanschette 24 eine freie Dichtlippe auf. Zwischen ihr und einer Außenmantelfläche oder Grundfläche der Nut ist ein Spalt ausgebildet, so dass in diesen der im Druckraum 8 (respektive 6) wirkende Druck die Dichtlippe nach radial außen an den Zylinder 10, 10a pressen kann. Gemäß 2a ist der Zylinder 10, 10a im Bereich der rechten Dichtmanschette 24 von einer Einschraubhülse 10a gebildet.
Die 1, 2a und 2b machen deutlich, dass eine Montage der Dichtmanschette 24 eines gesonderten Verfahrens bedarf. Über dieses muss sichergestellt sein, dass nach der Montage der Dichtmanschette 24 diese mit ausreichender Sicherheit gegen axiale Verschiebung auf den Kolben 1 montiert ist, dass die Dichtmanschette 24 eine ausreichende Dichtwirkung gegenüber den in den Druckräumen 6 und 8 anstehenden Stell- oder Steuerdruck aufweist, und dass die axiale Führungsfunktion der Dichtmanschette 24 durch eine geeignete Passung der Dichtmanschette 24 im Zylinder 10, 10a sichergestellt ist. Hinzu kommt, dass die Dichtmanschette 24 eine ausreichende Standfestigkeit aufweisen muss, was bedingt, dass das Montageverfahren einen schonenden Umgang mit der Dichtmanschette von ihrem Halbzeug-Zustand bis zum fertig montierten Zustand gewährleistet. Auf diese Weise sind Beschädigungen aufgrund der Montage, wie beispielsweise Dehnungsrisse oder Bereiche unterschiedlicher Dehnungen des Dichtmanschettenmaterials, durch das Konzept des Montageverfahrens auszuschließen. Eine weitere Anforderung an das Verfahren ist, dass es einfach durchzuführen ist, wodurch eine hohe Reproduzierbarkeit bei gleichbleibender Qualität der montierten Dichtmanschette und eine hohe Prozesssicherheit gegeben sind.
3 zeigt eine Montageanordnung 26 verschiedener Vorrichtungen oder Arbeitsmittel, mit denen das Verfahren prozesssicher, die genannten Anforderungen erfüllend ausführbar ist. Die Montageanordnung 26 beinhaltet eine Aufweitvorrichtung 28 zum schritt- oder stufenweisen Aufweiten eines Halbzeugs 24' der Dichtmanschette 24 bis auf einen zum Aufschieben auf den Kolben 1 geeigneten Innendurchmesser, eine Kompressionsvorrichtung 30 zur radialen Kompression der auf den Kolben 1 aufgeschobenen Dichtmanschette 24, so dass diese dort einen vorbestimmten Nenn-Außendurchmesser nach der Kompression aufweist. Dieser Nenn-Außendurchmesser stellt sicher, dass die genannten Anforderungen wie beispielsweise die Passung der Dichtmanschette 24 im Zylinder 10, 10a und die ausreichende Dichtigkeit der Druckräume 6, 8 gegenüber dem Gehäuseinnenraum sichergestellt sind. Des Weiteren hat die Montageanordnung eine Schiebevorrichtung 32 und einen Dehnungsdorn 34, deren Funktion im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert wird.
Die Aufweitvorrichtung 28 wird anhand der 15 bis 17 präziser erläutert. In 17 ist zu erkennen, dass die Aufweitvorrichtung 28 zweiteilig ausgestaltet ist. Sie hat einen Spreizdorn 36 und eine dazu passende Spreizhülse 38. Der Spreizdorn 36 ist gemäß 17 relativ zur Spreizhülse 38 axial verschieblich. Er hat einen zylindrischen Schaft 40, an den sich endabschnittseitig ein radial verjüngter, zylindrischer Dorn 42 anschließt. Die Spreizhülse 38 hat eine stufenzylindrische und teilweise konische Durchgangsausnehmung 44. Letztgenannte hat einen Führungsabschnitt 46, dessen Innendurchmesser etwa gleich einem Außendurchmesser des Schaftes 40 des Spreizdorn 36 ist, so dass Letztgenannter in der der Spreizhülse 38 axial verschieblich ist. Der Führungsabschnitt 46 weist eine Mündung 48 auf, in die der Spreizdorn 36 mit seinem Dorn 42 voran axial einführbar ist. Radial vollumfänglich begrenzt ist die Mündung 48 von einem Mantelring 50 der Spreizhülse 38. Dieser ist spaltfrei, aus Vollmaterial gebildet. Aus ihm heraus setzt sich in Richtung einer Einführrichtung des Spreizdorns 36 die Spreizhülse 38 mit im Ausführungsbeispiel sechzehn umfänglich gleich verteilten Sektoren 52 fort. Jeder Sektor 52 ist dabei von seinen benachbarten Sektoren 52 über Spalte 54 getrennt. Die Spalte 54 haben eine Spaltbreite d. Auf diese Weise sind die Sektoren 52 bei Einwirken einer von radial innen wirkenden Kraft des Spreizdorns 42 nach radial außen aufspreizbar. Zu diesem Zweck weisen die Sektoren 52 nahe ihrer endseitigen Stirnfläche 56 radial Innenseitig eine Konusfläche 58 auf, die sich hin zur Stirnfläche 56 radial verjüngt. An der Konusfläche 58 kann dann ein Endabschnitt des Spreizdorns 42 bei axialer Bewegung aufgleiten, was zur Beaufschlagung der Sektoren 52 mit der Kraft von radial innen und zu deren Aufspreizen nach radial außen führt. Radial außen weist die Spreizhülse 38, ausgehend von der Stirnfläche 56, mehrere, sukzessive radial erweiterte Aufweitstufen 60, 62 und 64 auf. Jede der Aufweitstufen 60, 62, 64 ist dabei als kreiszylindrischer Abschnitt an den Sektoren 52 gebildet. Von der Stirnfläche 56 ausgehend, schließt an die letzte 64 der Aufweitstufen 60, 62, 64 ein Radialbund 66 an. Dieser hat an seinem Scheitel eine vollumfängliche Nut, in der ein O-Ring 68 als Rückstellelement für die Sektoren 52 angeordnet ist. Jenseits des Radialbundes 66 setzen sich die Sektoren 52 hin zum Mantelring 50 fort. Dort enden die Spalte 54 in einer Abschlussbohrung 70, um die Kerbwirkung an dieser Stelle zu minimieren.
Es folgt eine Beschreibung des Montageverfahrens der Dichtmanschette 24. Gemäß 4 liegt die Dichtmanschette zu Beginn des Verfahrens als flaches, leicht schüsselförmiges Halbzeug 24' vor. Die Dichtmanschette 24' ist als Ringscheibe mit einem Innendurchmesser d_i ausgestaltet. Der Innendurchmesser d_i' ist dabei etwas größer als ein Außendurchmesser der ersten Aufweitstufe 60 der Spreizhülse 38. Im ersten Schritt wird die Dichtmanschette 24' gemäß 4 auf die zwischen den Aufweitstufen 60 und 62 ausgebildete Radialschulter locker aufgelegt. In Folge wird gemäß 5 der Spreizdorn 36 in die Mündung 48 der Spreizhülse 38 eingeführt. Dann werden durch auf die Stirnfläche 56 gemäß dem Pfeil in 5 einwirkender Axialkraft und entsprechendem Gegenhalten des Spreizdorns 36 die Sektoren 52 der Spreizhülse nach radial außen aufgespreizt. In 5 gut zu erkennen ist, dass aufgrund der schüsseligen Form der Dichtmanschette 24' und der Aufspreizung der Sektoren 52 die Dichtmanschette 24' nach oben in eine Konusform einklappt. Durch die Aufspreizung der Sektoren 52 erfährt der Innendurchmesser d_i' gemäß 4 eine Aufweitung auf den Innendurchmesser d_i". Wird der Spreizdorn 36 wieder aus der Spreizhülse 38 herausgezogen, so entspannen sich die Sektoren 52 nach radial innen, unterstützt durch den O-Ring 68, in ihre Ruhestellung gemäß 17. Dem entsprechend kann die auf den Innendurchmesser d_i"ausgeweitete Dichtmanschette 24" die Spreizhülse 38 hinab auf die nächste Aufweitstufe 62 rutschen. Erfolgt dies nicht automatisch, beispielsweise durch die Schwerkraft, so muss manuell nachgeholfen werden. Dieser Zustand ist in 6 dargestellt.
Es folgt an der zweiten Aufweitstufe 62 in gleicher Vorgehensweise ein zweites Aufweiten der Dichtmanschette 24'' zur Dichtmanschette 24''' mit dem Innendurchmesser d_i"'.
Alle Verfahrensschritte sind im gezeigten Ausführungsbeispielen manuell, d. h., insbesondere durch Handkraft, ausgeführt. Selbstverständlich können diese auch automatisiert, insbesondere durch Maschinenkraft, durchgeführt werden.
7 zeigt nun einen die Kompression der Dichtmanschette 24 auf dem Kolben 1 vorbereitenden Schritt. Generell wird die Kompression über die Kompressionsvorrichtung 30 in Form einer Hülse mit einer radialen, innenseitigen Verengung 74 (vergleiche 13) durchgeführt. Da die radiale Verengung verfahrensbedingt einen geringeren Innendurchmesser haben muss, als die Dichtmanschette 24 nach einem Aufschieben auf den Kolben 1, muss die Kompressionsvorrichtung 30 auf den Kolben 1 aufgeschoben werden, bevor die Dichtmanschette 24 auf den Kolben 1 aufgeschoben ist. Diesen Schritt zeigt 7. 8 zeigt die aufgeschobene Kompressionsvorrichtung 30 auf den Kolben 1. 9 zeigt einen Schritt Ansetzen des Dehnungsdorns 34 an einer Stirnseite des Kolbens 1. Der Dehnungsdorn 34 ist von seinem freien Endabschnitt (Hand) zu seinem bündig am Kolben 1 angesetzten Endabschnitt konisch aufweitend ausgestaltet. Im Anschluss wird auf den verjüngten Endabschnitt des Dehnungsdorns 34 die Dichtmanschette 24"', wie sie nach dem zweiten Aufweitvorgang der zweiten Aufweitstufe 62 anfällt, aufgeschoben.
Die Dichtmanschette 24', 24'', 24''', 24 ist aus einem Flurkunststoff, im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Polytetrafluorethylen (PTFE), gebildet. Dies ist ein zähelastischer Werkstoff und die Aufweitschritte auf den jeweiligen Aufweitstufen 60, 62 (und ergänzend ggf. 64) erfolgen jeweils im zähelastischen Bereich. zwischen der ersten Aufweitstufe 60 und der zweiten Aufweitstufe 62 und vor dem Aufschieben auf dem Dehnungsdorn 34 bekommt die Dichtmanschette 24'', 24''' eine Dehnungspause ohne Aufdehnung von etwa 30 Sekunden. In der Dehnungspause wird sie insbesondere in ihrer bis dahin aufgeweiteten Form ohne Aufdehnung gehalten. In der Dehnungspause oder Haltezeit kann die Dichtmanschette die gedehnte Gestalt annehmen und sie für einen längeren Zeitraum halten. Eine Dehnungspause ohne Halten würde eine Relaxation zur Folge haben, sodass die gedehnte und aufgeweitete Dichtmanschette wieder schrumpfen würde und somit der nächste Arbeitsschritt „aufsetzen auf den Dehnungsdorn 34” nicht möglich wäre.
Die gemäß 10 auf den Dehnungsdorn 34 aufgesetzte Dichtmanschette 24''' wird gemäß 11 von der Schiebevorrichtung 32 von radial außen gegriffen, so dass die Dichtmanschette 24''' mit ihrem bis dahin schüsselartig, radial erweiterten Rand nun an den Dehnungsdorn 34 gepresst ist. Auch die Schiebevorrichtung 32 ist, ähnlich der Aufweitvorrichtung 28, aus Kunststoff gebildet und weist radial aufspreizbare Sektoren auf, die von einem O-Ring in entgegengesetzter Richtung zurückgestellt sind. Radial innen an einem Endabschnitt, der an der Dichtmanschette 24'' anliegt, weist die Schiebevorrichtung eine Umfangsausnehmung auf, in die der in 10 obere, aufgeschüsselte Rand der Dichtmanschette 24''' eingefasst ist. Diesen Zustand des Aufschiebens und der eingefassten Dichtmanschette 24''' zeigt 11. Dabei ist zu erwähnen, dass aufgrund der Konusform des Dehnungsdorns 34 die Dichtmanschette 24''' beim Verschieben auf dem Dehnungsdorn 34 in Richtung des Kolben zunehmend, immer im zähelastischen Bereich, aufgeweitet wird.
Am Ende des Aufschiebens gemäß 11 kommt die Dichtmanschette 24'' auf dem Kolben 1 in dem Bereich zum Liegen, indem die in 2a gezeigte Nut mit den umfänglichen Zähnen angeordnet ist. Diese in axialer Richtung punktgenaue Positionierung erfolgt prozesssicher, da die Schiebevorrichtung 32 eine innenliegende Radialschulter aufweist, an der bei Erreichen der korrekten Position der Dichtmanschette 24''' am Kolben 1 der freie Endabschnitt des Dehnungsdorns 34 (siehe 10 oben) anschlägt. Zu diesem Zeitpunkt sind die die Zähne der Nut gemäß 2a noch nicht in das Material der Dichtmanschette 24''' eingepresst. Zudem weist die Dichtmanschette 24''' noch einen zu großen Außendurchmesser auf, als das der Kolben 1 in den Zylinder 10, 10a gemäß 2a montierbar wäre.
Deshalb erfolgt nun ein Schritt Kompression der Dichtmanschette 24''' am Kolben 1 nach radial innen. Hierzu wird der Kolben 1, wie in 11 gezeigt, jedoch mit entferntem Dehnungsdorn 34 und entfernter Schiebevorrichtung 32, in eine Pressvorrichtung gemäß 12 eingelegt. Dabei ist die Kompressionsvorrichtung 30 radial außen auf einer Hülse 70 abgestützt. Über einen Pressenkolben 72 wird dann der Kolben 1 von oben durch die Kompressionsvorrichtung 30 hindurch gedrückt und im Anschluss in der Hülse 70 aufgefangen.
13 zeigt die im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig ausgestaltete Kompressionsvorrichtung 30 in Form einer Hülse. Diese hat eine im Wesentlichen ringförmige Grundform und eine Durchgangsausnehmung mit einer Engstelle mit minimalem, die als radiale Verengung 74 bezeichnet wird. Die radiale Verengung 74 erstreckt sich in Axialrichtung über eine Länge 76, die etwa der Axialerstreckung der Dichtmanschette 24 entspricht. Die Länge 76 und die Axialerstreckung stehen somit im Verhältnis 1:1. Eine radiale Vorverengung 78 weist einen größeren Durchmesser als die radiale Verengung 74 auf. Eine axiale Länge 80 der radialen Vorverengung 78 weist etwa die Axialerstreckung der Dichtmanschette 24 auf. An die radiale Vorverengung 78 schließt sich ein konisch ausgeformter Einführabschnitt 82 an. Der Einführabschnitt 82 geht in die radiale Vorverengung 78 mittels einem Verrundungsradius über. Die radiale Vorverengung 78 geht in die radiale Verengung 74 mittels einem konischen Verjüngungsabschnitt 84 über. Ein Verjüngungswinkel 86 beträgt dabei etwa 5°.
14 zeigt die Situation, in der das radiale Verpressen/die radiale Kompression der Dichtmanschette 24''' über die Kompressionsvorrichtung 30 am Kolben 1 erfolgt. Von oben wirkt auf den Kolben 1 die Kraft des Presskolbens 72 gemäß 12. Auf die Kompressionsvorrichtung 30 wirkt von unten die stützende Kraft der Hülse 70 gemäß 12. Die Dichtmanschette 24''' ist gemäß der vorangegangenen Beschreibung bereits in der Nut des Kolbens 1 positioniert. Ihre zähelastische Vordehnung ist wieder ausreichend relaxiert, so dass die Dichtmanschette 24''' mit einer Normalkraft in die Nut und deren Zähne angeformt ist. Die Normalkraft reicht dabei aus, dass die Dichtmanschette 24''' beim Durchpressen des Kolbens 1 durch die Hülse 30 positionsstabil bleibt. Die radiale Vorverengung 78 hat dabei einen Innendurchmesser, der spielfrei dem Außendurchmesser der Dichtmanschette 24''' entspricht. Der Kolben 1 ist gemäß 14 bereits derart weit in die Kompressionsvorrichtung 30 eingeschoben, dass die Dichtmanschette 24''' bereits den Einführabschnitt 82 passiert hat und nun komplett in der radialen Vorverengung 78 (ohne Radialspiel) aufgenommen ist. Bei weiterem Einpressen des Kolbens 1 kommt die Dichtmanschette 24" dann in Presskontakt mit dem Verjüngungsabschnitt 84, so dass eine Kompressionskraft gemäß dem Pfeil in 13 nach radial innen und axial oben auf die Dichtmanschette 24''' aufgeprägt wird. Bei weiterem Einschieben des Kolbens 1 in 14 nach unten wird auf diese Weise über die Kompressionskraft die Dichtmanschette 24''' in die Nut des Kolbens 1 von radial außen eingepresst oder „einmassiert“. Dabei graben sich die Zähne der Nut gemäß 2a in die Dichtmanschette 24''' ein. Beim Durchgleiten des Kolbens 1 durch die radiale Verengung 74 erfährt die Dichtmanschette 24''' ihre finale radiale Kompression zur Dichtmanschette 24. Sobald sich die Kompressionsvorrichtung 30 in 13 und 14 nach unten wieder radial erweitert, entfällt die Kompressionskraft.
Die Verfahrensschritte erfolgen für die zweite Dichtmanschette 24 gemäß 2a links analog.
Die beschriebene radiale Kompression auf den Nenn-Außendurchmesser wird auch als Kalibrieren bezeichnet. Das Verfahren kann als weiteren Schritt ein Nachkalibrieren oder Reversepressen beinhalten.
Als wichtige Einflussfaktoren auf die Qualität der Montage der Dichtmanschette erweist sich eine Orientierung des Dichtmanschettenhalbzeugs zu Beginn des Verfahrens. Hierbei ist darauf zu achten, dass gemäß 4 die Dichtmanschette 24' an der ersten Aufweitstufe 60 mit ihrer Schüsselung nach oben zum Liegen kommt. Des Weiteren ist eine jeweilige Aufweitweite oder Dehnung pro Aufweitstufe von Relevanz. Dabei darf es nicht zu einer plastischen Verformung kommen, sondern es muss bei einer zähelastischen Verformung bleiben. Ein weiterer Einflussfaktor ist die Pause oder Wartezeit zwischen den Aufweitschritten. Als vorteilhaft haben sich hierbei Pausen oder Wartezeiten von etwa 30 Sekunden erwiesen. Relevant ist auch, dass die Mantelflächen, zumindest die der radialen Verengung 74 und des Verjüngungsabschnittes 84, eine ausreichend geringe Oberflächenrauigkeit aufweisen. Vorteilhaft ist hier eine polierte Oberfläche. Dann ist verhindert, dass die sich Dichtmanschette 24''' bei der radialen Kompression aufgrund der wirkenden Axialkraftkomponente auf dem Kolben 1 verschiebt. Je feiner die Polierung dieser Oberfläche, umso geringer ist auch die vom Presskolben 72 aufzubringende Presskraft. Über den gewählten Durchmesser der radialen Verengung 74 kann zudem Einfluss auf den später durch die Relaxation der Dichtmanschette 24 resultierenden Nenn-Außendurchmesser der Dichtmanschette 24 genommen werden. Ist die Oberflächenrauhigkeit zu hoch, so können sich in Axialrichtung wellige Verläufe der Dichtmanschette 24 ergeben. Gleichfalls kann es zur Folge haben, dass die Dichtmanschette nicht oder nicht ausreichend am Kolben oder an einer Schulter des Kolbens anliegt. Ein weiterer Faktor ist ein Verhältnis zwischen Zahnhöhe in der Nut gemäß 2a zum Durchmesser der radialen Verengung. Werden aufgrund eines geringen Durchmessers der radialen Verengung die Zähne stark ins Material der Dichtmanschette 24 gedrückt, so kann es zu Rissbildungen kommen. Eine Eindringtiefe eines Zahns gemäß 2a in die Dichtmanschette 24, die ihren Nenn-Außendurchmesser erreicht hat, sollte im gezeigten Ausführungsbeispiel maximal 58% einer Dicke der Dichtmanschette 24 betragen. Bei tieferer Eindringtiefe droht eine Rissbildung.
Eine Aufweitung der Dichtmanschette 24' bis hin zur Dichtmanschette 24 darf einem definierten Dehnungsgrad, in dem alleine zähelastische Verformung stattfindet, nicht überschreiten. Bei plastischer Verformung findet keine Rückformung der Dichtmanschette 24 nach radial innen statt, so dass es zu einer axialen Verschiebung der Dichtmanschette 24 auf dem Kolben 1 kommen kann.
Versuche zeigen, dass eine Dicke der Dichtmanschette 24, die ihren Nenn-Außendurchmesser nach der radialen Kompression ausweist, um etwa 0,1mm geringer ist als diejenige der zu Beginn vorliegenden, unaufgeweiteten Dichtmanschette 24'. Nach der radialen Kompression mittels der Kompressionsvorrichtung 30 federt die Dichtmanschette 24 nach einer Wartezeit von mindestens 24h mit etwa 0,05 mm auf ihren Nenn-Außendurchmesser auf.
Ein Schritt einer Nachkompression und/oder eines Reversepressens reduziert eine radiale Verformung der Dichtmanschette. Auf diese Weise ist eine verbesserte Montage bei gleichbleibender Funktionalität möglich.
Offenbart ist ein Verfahren zur Montage einer Dichtmanschette außenumfänglich auf einen hydraulischen Kolben, bei dem ein Halbzeug der Dichtmanschette in mehreren Aufweitschritten zähelastisch an den Kolben angeformt wird und abschließend mittels Kompression von radial außen auf einen Nenn-Außendurchmesser reduziert wird.
Offenbart ist weiterhin eine Anordnung zumindest mit einer Aufweitvorrichtung und einer Kompressionsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beschriebene Verfahrensschritte können alle bei Raumtemperatur erfolgen. Eine Erwärmung, welche die Aufweit- oder Umformungsprozesse begünstigt, ist nicht erforderlich. Sie kann aber selbstverständlich angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Kolben
3: hydrostatische Verstelleinrichtung
2, 4: Kolbenfläche
6, 8: Druckraum
10: Zylinder, Zylinderbohrung
10a: Einschraubhülse
12: Längsachse
14: Federpaket
16: radiale Einschnürung
18: Gleitstein
20: Zapfenverbindung
22: Hebel
24': vorgelegte Dichtmanschette
24": Dichtmanschette nach erster Aufweitstufe
24"': Dichtmanschette nach zweiter Aufweitstufe
24: Dichtmanschette nach Kompression
26: Montageanordnung
28: Aufweitvorrichtung
30: Kompressionsvorrichtung
32: Schiebevorrichtung
34: Dehnungsdorn
36: Spreizdorn
38: Spreizhülse
40: Schaft
42: Dorn
44: Durchgangsausnehmung
46: Führungsabschnitt
48: Mündung
50: Mantelring
52: Sektor
54: Spalt
56: Stirnfläche
58: Konusfläche
60, 62, 64: Aufweitstufe
66: Radialbund
68: O-Ring
70: Abschlussbohrung
72: Presskolben
74: radiale Verengung
76: Länge
78: radiale Vorverengung
80: Länge
82: Einführbereich
84: Verjüngungsabschnitt
86: Verjüngungswinkel
d_i', d_i", d_i"': Innendurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014217392 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Montage einer Dichtmanschette (24) außenumfänglich auf einen hydraulischen Kolben (1), insbesondere bei Raumtemperatur, wobei zu Beginn ein Innendurchmesser (d_i') der Dichtmanschette (24') kleiner ist als ein Außendurchmesser des Kolbens (1), mit Schritten - Erstes Aufweiten der Dichtmanschette (24') vom Innendurchmesser (d_i') auf einen größeren, ersten Innendurchmesser (d_i"); - Letztes Aufweiten der Dichtmanschette (24"') auf einen letzten Innendurchmesser gleich einem Außendurchmesser des Kolbens (1); - Radiale Kompression der Dichtmanschette (24"') am Kolben (1) auf ihren Nenn-Außendurchmesser.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt - Letztes Aufweiten der Dichtmanschette auf einen letzten Innendurchmesser gleich einem Außendurchmesser des Kolbens; vor einem Schritt - Aufschieben der Dichtmanschette auf den Kolben erfolgt, oder wobei der Schritt - Letztes Aufweiten der Dichtmanschette (24"') auf einen letzten Innendurchmesser gleich einem Außendurchmesser des Kolbens (1); mit dem Schritt - Aufschieben der Dichtmanschette (24"') auf den Kolben (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit wenigstens einem zusätzlichen Schritt - Aufweiten der Dichtmanschette (24") auf einen nächstgrößeren Innendurchmesser (d_i"'); zwischen den Schritten „Erstes Aufweiten“ und „Letztes Aufweiten“.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit wenigstens einem Schritt - Pause ohne Aufweiten; zwischen aufeinanderfolgenden Schritten „Aufweiten“.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt - Letztes Aufweiten der Dichtmanschette (24"') auf den letzten Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Kolbens (1); durch axiales Aufgleiten der Dichtmanschette (24"') auf einem an den Kolben (1) angesetzten und sich hin zum Außendurchmesser des Kolbens (1) erweiternden Dehnungsdorn (34) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt - Radiale Kompression der Dichtmanschette (24"') am Kolben (1), auf ihren Nenn-Außendurchmesser; durch axiales Gleiten der Dichtmanschette (24"') durch eine radiale Verengung (74) hindurch erfolgt, die einen kleineren Durchmesser hat, als der Nenn-Außendurchmesser.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei parallel zum Schritt - Radiale Kompression der Dichtmanschette (24") am Kolben (1) auf ihren Nenn-Außendurchmesser; ein Schritt - Halten der Dichtmanschette (24") am Kolben (1) durch axiales, spielfreies Gleiten der Dichtmanschette (24") durch eine radiale Vorverengung (78) hindurch erfolgt.
Montageanordnung für das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wenigstens mit einer Aufweitvorrichtung (28) zum Aufweiten und einer Kompressionsvorrichtung (30) zur radialen Kompression.
Montageanordnung nach Anspruch 8, wobei die Aufweitvorrichtung (28) einen Zylinder (60, 62, 64) oder Konus hat, der zum Aufweiten in nach radial außen bewegliche, insbesondere nach radial außen abspreizbare, Sektoren (52) unterteilt ist.
Montageanordnung nach Anspruch 9, wobei der Zylinder für ein mehrschrittiges Aufweiten Zylinderstufen (60, 62, 64) mit unterschiedlichen Außendurchmessern aufweist.
Montageanordnung nach 9 oder 10, wobei die Sektoren (52) durch sich axial-radial erstreckende Spalte (54) getrennt sind, deren jeweilige Spaltbreite zwischen nahe 0% und 2% des Innendurchmessers (d_i') beträgt.
Montageanordnung nach Anspruch 10 und 11, wobei für jede Zylinderstufe (60, 62, 64), bei entsprechend der Aufweitung der Zylinderstufe (60, 62, 64) abgespreizten Sektoren (52), ein Verhältnis aus einer Summe von außenumfänglichen Spaltbreiten zu einer Summe von Umfangsabschnitten der Sektoren (52) zwischen 1:2 und 1:4, vorzugsweise bei 1:3, liegt.
Montageanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Kompressionsvorrichtung (30) eine Ausnehmung, insbesondere eine Durchgangsausnehmung, mit einer radialen Verengung (74) hat, deren Verengungsdurchmesser in einem Toleranzbereich eines Nenn-Außendurchmessers der Dichtmanschette (24) liegt.
Montageanordnung nach Anspruch 13, wobei die Ausnehmung eine radiale Vorverengung (78) hat, deren Vorverengungsdurchmesser größer ist als der Verengungsdurchmesser.
Montageanordnung nach Anspruch 14 mit einem Verjüngungsabschnitt (84), der sich von der Vorverengung (78) bis zur Verengung (74) mit konstantem oder mit veränderlichem Verjüngungswinkel (86) erstreckt, so dass eine Kompressionskraft am Verjüngungsabschnitt (84) eine radiale und eine axiale Komponente aufweist.