DE19810985A1 - Verfahren und Vorrichtung für die automatisierte Montage von Konus-Halbklemmbacken eines Ventils einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für die automatisierte Montage von Konus-Halbklemmbacken eines Ventils einer Verbrennungskraftmaschine

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die automatisierte Montage von Konus-Halb­ klemmbacken eines Ventils einer Verbrennungskraftmaschine.
Gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik weist ein Ventil einer Verbrennungskraftmaschine einen pilzförmigen Körper einschließlich eines Schaftes auf, an dessen freiem Ende ein Tellerelement befestigt wird, das eine konische, zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils hin zusammenlaufende Innenfläche hat sowie einen äußeren Ringflansch für die Anlage von einer oder mehreren Rückstell-Schraubenfedern für das Ventil, wobei das Tellerelement an dem Ende des Ventilschaftes unter Zwischenfügung eines Ringkörpers mit einer ebenfalls zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils hin zusammenlaufenden konischen Außenfläche befestigt wird, welcher durch zwei Konus-Halbklemmbacken gebildet wird, die in einer Ebene frei im Kontakt miteinander sind, die die Achse des Ringkörpers enthält, wobei die Konus-Halb­ klemmbacken in ihrem zusammengebauten Zustand eine oder mehrere Innenumfangsrippen bilden, welche in entsprechende Umfangsnuten eingreifen, die an dem Ende des Ventilschaftes vorgesehen sind.
In seiner früheren europäischen Patentanmeldung EP-A-0 708 228 hat der gleiche Anmelder ein Verfahren für eine automatisierte Montage der Konus-Halbklemmbacken an dem Ventilschaft vorgeschlagen, bei welchem die oben genannten beiden Konus-Halbklemmbacken montiert werden, indem man sie auf dem Ventilschaft entlanggleiten läßt, während man sie zeitweise in einem auseinandergespreizten Zustand hält, wobei ihre Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind. In dieser früheren Patentanmeldung hat der Anmelder auch eine Vorrichtung zur Ausführung des oben genannten Verfahrens vorgeschlagen, welche Mittel zum Montieren dieser Konus-Halbklemmbacken aufweist, indem man sie auf dem Ventilschaft entlanggleiten läßt (während sie in einem auseinandergespreizten Zustand gehalten werden, wobei ihre Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind, wobei diese Mittel einen Rohrkörper umfassen, welcher dazu ausgelegt ist, entlang einer Achse bewegt zu werden, die mit der Achse des Ventilschaftes zusammenfällt, und welcher dazu ausgelegt ist, zur Anlage an dem Ringflansch des Tellerelementes gebracht zu werden, wobei der Rohrkörper ferner mit einer Vielzahl von Klauen ausgestattet ist, welche elastisch in einer radialen Richtung nach außen auslenkbar sind und innere, geneigte Flächen haben, die zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils hin auseinanderlaufen, und welche dazu ausgelegt sind, an den Endflächen größeren Durchmessers der beiden Konus-Halb­ klemmbacken zur Anlage gebracht zu werden, wobei die Einsetz-Vorrichtung ferner einen Druckstößel umfaßt, welcher verschiebbar innerhalb des rohrförmigen Körpers montiert ist und in einer Spitze endet, welche zwischen die beiden Konus-Halbklemmbacken eingeführt werden soll und welcher für ein Zusammenwirken mit den oben genannten Klauen bestimmt ist, um die beiden Konus-Halbklemmbacken in der auseinandergespreizten Position zu halten, bis diese ihre Montageposition auf dem Schaft erreichen.
Die Vorrichtung, die früher von dem Anmelder vorgeschlagen worden ist, wird in einer automatisierten Montagelinie zum Montieren einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Um die korrekte Montage der Konus-Halbklemmbacken auf dem Ventilschaft zu prüfen, wäre es im allgemeinen erforderlich, eine weitere Station zum Prüfen der Montagequalität in dieser Linie vorzusehen, und zwar stromabwärts der Station für die automatisierte Montage der Konus-Halbklemmbacken.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die früher vorgeschlagene Vorrichtung weiter zu verbessern, um diese Vorrichtung in die Lage zu versetzen, nicht nur die Konus-Halb­ klemmbacken zu montieren, sondern auch die Montagequalität zu prüfen, nachdem die Montage durchgeführt worden ist, und zwar ohne daß dadurch das Vorsehen einer weiteren Station zu diesem Zweck erforderlich ist.
Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung ein Verfahren der oben angegebenen Art vor, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem die beiden Konus-Halb­ klemmbacken montiert worden sind, Druckluft in eine geschlossene Kammer eingeführt wird, die dem die Konus-Halb­ klemmbacken tragenden Ende des Ventilschaftes zugewandt ist, und daß eine Prüfung dahingehend durchgeführt wird, ob es in dieser Kammer Druckverluste gibt, die durch Luftleckagen infolge einer inkorrekten Montage der Konus-Halb­ klemmbacken verursacht werden.
Die Erfindung sieht natürlich auch die Vorrichtung zum Durchführen des oben genannten Verfahrens vor, welche alle Merkmale der früher vorgeschlagenen Einsetz-Vorrichtung hat, die obenstehend angegeben worden sind, und die ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß der oben genannte Rohrkörper der Einsetz-Vorrichtung innerhalb desselben eine Endkammer bildet, welche durch den Flansch des Tellerelementes verschlossen wird, wenn an dem Flansch die Einsetz-Vorrichtung anliegt, und daß er ferner Mittel zum Einführen von Druckluft in diese Kammer sowie Mittel zum Prüfen jedweder Druckverluste in dieser Kammer umfaßt, die durch Luftleckagen infolge einer inkorrekten Montage der Konus-Halbklemmbacken verursacht werden.
Die Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die lediglich als nicht beschränkendes Beispiel angegeben werden, und in denen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Montieren der Konus-Halbklemmbacken an einem Ventil einer Verbrennungskraftmaschine, entsprechend dem, was in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 708 228 des Anmelders vorgeschlagen worden ist,
Fig. 2 teilweise im Querschnitt eine Ansicht einer Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht einer Einzelheit, die in Fig. 2 durch den Pfeil III bezeichnet ist, und
Fig. 4 eine Ansicht entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 für die automatisierte Montage der Konus-Halbklemmbacken 2, 3 an dem oberen Ende des Schaftes 4 eines Ventils 5 einer Verbrennungskraftmaschine, entsprechend dem, was in der früheren europäischen Patentanmeldung EP-A-0 708 228 des gleichen Anmelders dargestellt worden ist. Die Vorrichtung 1 weist einen Rohrkörper 6 auf, welcher an seinem vorderen Ende mit einer Vielzahl von in gleichen Winkeln beabstandeten Stoßfingern 7 ausgestattet ist, sowie mit einer Vielzahl von Klauen 8, die elastisch in einer radialen Richtung nach außen auslenkbar sind und innere, geneigte Flächen 8a haben, die zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils 5 hin auseinanderlaufen und die dazu ausgelegt sind, sich an die Endflächen größeren Durchmessers der beiden Konus-Halbklemmbacken 2, 3 anzulegen. Die Vorrichtung 1 weist ferner einen Druckstößel 9 auf, welcher verschiebbar innerhalb des Rohrkörpers 6 montiert ist und in einer Spitze endet, welche zwischen die beiden Konus-Halb­ klemmbacken 2, 3 eingeführt werden soll und welcher für ein Zusammenwirken mit den Klauen 8 bestimmt ist, um die Konus-Halbklemmbacken 2, 3 in einer gespreizten Position zu halten, wobei deren Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind, um die beiden Konus-Halb­ klemmbacken in die Lage zu versetzen, auf dem Schaft 4 des Ventils nach unten verschoben zu werden, bis sie die richtige Montageposition erreichen, bei der die beiden Konus-Halbklemmbacken mit ihren Innenumfangsrippen in einen Eingriff mit zusammenwirkenden Nuten 5a, 5b, 5c des Schaftes 5 einschnappen können. Der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Einsetz-Vorrichtung 1 ist wie folgt. Das Ventil 5 wird so positioniert, daß es mit seinem pilzförmigen Kopf gegen eine Anschlagfläche 10 anliegt, worauf die herkömmliche, dem Ventil zugeordnete Schraubenfeder 11 so montiert wird, daß sie auf der jeweiligen Stützfläche 12 aufliegt. Auf das obere Ende der Feder 11 wird das herkömmliche Tellerelement 13 aufgesetzt, welches ein zentrales inneres Loch aufweist, und die beiden Konus-Halb­ klemmbacken 2, 3 werden innerhalb desselben so positioniert, daß sie einen ringförmigen, konischen Körper bilden, welcher an der inneren konischen Fläche des Tellerelementes 13 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Einsetz-Vorrichtung 1 abgesenkt, indem man Mittel von irgendeinem bekannten Typ (nicht gezeigt) so verstellt, daß die Stoßfinger 7 des Rohrkörpers 6 das Tellerelement 13 nach unten bewegen und die Feder 11 zusammendrücken. Gleichzeitig wird die Spitze des Druckstößels 9 durch die beiden Konus-Halbklemmbacken hindurch eingeführt, bis er an der oberen Fläche des Schaftes 4 des Ventils 5 anstößt. Wenn dieser Zustand erreicht worden ist, fährt der Rohrkörper 6 fort, sich nach unten zu bewegen und bewirkt ein Zusammendrücken einer dem Druckstößel 9 zugeordneten Rückstellfeder 14, um so eine Anlage der auslenkbaren Klauen 8 an der Außenfläche der beiden Konus-Halb­ klemmbacken 2, 3 zu bewirken. Infolge dieses Anlegens ebenso wie des Eingriffes des Druckstößels 9 innerhalb der beiden Konus-Halbklemmbacken werden die letzteren in einem gespreizten Zustand gehalten, wobei ihre Enden geringeren Durchmessers voneinander beabstandet sind, bis die Konus-Halb­ klemmbacken bei ihrer Abwärtsbewegung die korrekte Montageposition erreichen, bei der sie mit ihren Innenumfangsrippen in einen Eingriff mit den jeweiligen Umfangsnuten 5a, 5b, 5c des Ventilschaftes einschnappen können.
Fig. 2 bis 4 zeigen eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung. In diesen Figuren sind Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit der gleichen Bezugszahl bezeichnet.
Der Hauptunterschied mit Bezug auf die früher vorgeschlagene, in Fig. 1 gezeigte Lösung liegt darin, daß in dem Fall der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Vorrichtung gemäß der Erfindung der Rohrkörper 6 die auslenkbaren Klauen 8 in seinem Inneren einschließt und eine durchgehende Vorderkante 20 aufweist, die einen ringförmigen, nach innen ausgenommenen Bereich 21 hat, welcher dazu dient, zur Anlage an dem Tellerelement 13 zu gelangen.
Der Rohrkörper 6 definiert so in seinem Inneren eine Kammer C, die durch den Flansch des Tellerelementes 13 verschlossen wird, wenn dieser Flansch in Anlage an der Vorderkante 21 des Rohrkörpers 6 ist. Der Rohrkörper umfaßt ferner Anschlußmittel 22, welche mit einem Kreislauf zum Zuführen von Druckluft (nicht gezeigt) verbunden werden soll.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird auf eine Weise eingesetzt, die der absolut ähnlich ist, die mit Bezug auf die früher vorgeschlagene, in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung beschrieben worden ist. Die Fig. 2, 3 zeigen die Vorrichtung in dem Zustand, in welchem sie sich befindet, wenn die Montage der beiden Konus-Halbklemmbacken abgeschlossen ist. Im Einsatz wird dann, wenn dieser Zustand erreicht worden ist, Druckluft in die Kammer C eingeführt. Wenn die Montage der beiden Konus-Halb­ klemmbacken 2, 3 nicht korrekt ist, wird eine gewisse Luftmenge zwischen diesen und dem Ventilschaft 4 oder zwischen den Konus-Halbklemmbacken und dem Tellerelement 13 austreten, so daß der Druck in der Kammer 10 abfällt. Deshalb ist es durch Prüfen des Druckes in dieser Kammer möglich, die Qualität der Montage der Konus-Halbklemmbacken in einer einfachen und schnellen Weise in der gleichen Station der Motorenmontagelinie zu prüfen, bei der die Montage der Konus-Halbklemmbacken durchgeführt wird.
Mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 unterscheidet sich die in diesen gezeigte Ausgestaltung ferner von der in Fig. 1 gezeigten Lösung durch eine Anzahl von Merkmalen. Anstatt durch die Feder 14 wird die Position des Druckstößels 9 tatsächlich durch einen Fluidzylinder 23 gesteuert, welcher einen mit dem Druckstößel 9 verbundenen Schaft 24 aufweist, während der Rohrkörper 6 an einer Stützstruktur 25 verankert ist, welche vertikal bewegt wird, um die Montage der Konus-Halbklemmbacken auszuführen. Deshalb erhält man in diesem Fall eine aktive Steuerung für die Position des Druckstößels 9, anstatt einer passiven Steuerung wie im Falle der Fig. 1, so daß man eine bessere Steuerung der Einsetzstufe der Konus-Halbklemmbacken erhält. Es ist jedoch klar zu erkennen, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch mit einer Anordnung ähnlich der der Fig. 1 eingesetzt werden kann, was die Steuerung der Position des Druckstößels 9 betrifft, d. h. durch eine Feder ähnlich der Feder 14 der Fig. 1 anstelle des Zylinders 23.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt darin, daß der Druckstößel 9 sich an die Innenflächen der auslenkbaren Klauen 8 unter Zwischenschaltung einer Vielzahl von auslenkbaren Kelchelementen 26 (siehe insbesondere Fig. 4) anlegt, welche einen Rohrkörper definieren, innerhalb dessen der Stößel 9 gleitet, wobei diese Kelchelemente in der Lage sind, sich als Folge des Eingriffes des Stößels 9 in einen konischen Endabschnitt 27 der zwischen den Kelchelementen 26 definierten Innenpassage radial nach außen zu öffnen. Die Einführung dieser Kelchelemente ermöglicht es, daß man die Spreizbewegung der beiden Konus-Halbklemmbacken 2, 3 durch Eingriff der Kelchelemente in die Konus-Halb­ klemmbacken ohne jede relative Gleitbewegung zwischen dem Druckstößel 9 und den Konus-Halbklemmbacken erhält, die Anlaß zu Nachteilen im Betrieb geben könnte.
Während das Prinzip der Erfindung das gleiche bleibt, können natürlich die Einzelheiten der Konstruktion und der Ausgestaltungen in weitem Umfang mit Bezug auf das, was beschrieben und lediglich beispielhaft dargestellt wurde, variieren, ohne daß man aus dem Umfang der vorliegenden Erfindung heraustritt.

Claims (6)

1. Verfahren für eine automatisierte Montage von Konus-Halb­ klemmbacken (2, 3) an einem Ventil (5) einer Verbrennungskraftmaschine, wobei dieses Ventil von dem Typ ist, welcher einen pilzförmigen Körper einschließlich eines Schaftes (4) aufweist, an dessen freiem Ende ein Tellerelement (13) befestigt wird, welches eine innere konische Fläche hat, die zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils (5) hin zusammenläuft, sowie einen äußeren Ringflansch für die Anlage von einer oder mehreren Schrauben-Rückstellfedern (11) für das Ventil (5), wobei das Tellerelement (13) mit dem Ende des Schaftes (4) des Ventils (5) unter Zwischenfügung eines Ringkörpers befestigt wird, welcher eine äußere konische Fläche hat, die auch zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils (5) hin zusammenläuft und welcher durch zwei Konus-Halb­ klemmbacken (2, 3) gebildet wird, die miteinander in einer Ebene in freiem Kontakt stehen, welche die Achse dieses Ringkörpers enthält, wobei die Konus-Halb­ klemmbacken (2, 3) in ihrem montierten Zustand eine oder mehrere Innenumfangsrippen bilden, welche in damit zusammenwirkende Umfangsnuten (5a, 5b, 5c) eingreifen, die an dem Ende des Schaftes (4) des Ventils (5) vorgesehen sind,
wobei die beiden Konus-Halbklemmbacken (2, 3) montiert werden, indem man diese auf dem Schaft (4) des Ventils (5) entlanggleiten läßt, während sie zeitweise in einem gespreizten Zustand gehalten werden, bei welchem ihre Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar nachdem die beiden Konus-Halbklemmbacken (2, 3) montiert worden sind, Druckluft in eine Kammer (C) eingeführt wird, die dem Ende des Schaftes (4) des Ventils (5) zugewandt ist, welches die Konus-Halbklemmbacken (2, 3) trägt, und daß eine Prüfung dahingehend ausgeführt wird, ob es irgendwelche Druckverluste in dieser Kammer (C) gibt, die durch Luftleckagen infolge einer inkorrekten Montage der Konus-Halbklemmbacken (2, 3) verursacht werden.
2. Einsetz-Vorrichtung zum automatisierten Montieren von Konus-Halbklemmbacken (2, 3) auf dem Schaft (4) eines Ventils (5) einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil von dem Typ ist, welcher einen pilzförmigen Körper einschließlich eines Schaftes (4) aufweist, an dessen freiem Ende ein Tellerelement (13) befestigt werden soll, welches eine innere konische Fläche aufweist, die zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils (5) hin zusammenläuft, skwia einen äußeren Ringflansch für die Anlage von einer oder mehreren schraubenförmigen Rückstellfedern (11) für das Ventil (5), wobei das Tellerelement (13) an dem Ende des Schaftes (4) des Ventils (5) unter Zwischenfügung eines Ringkörpers befestigt wird, welcher eine konische äußere Fläche hat, die auch zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils (5) hin zusammenläuft und durch zwei Konus-Halbklemmbacken (2, 3) gebildet wird, welche miteinander in einer die Achse dieses Ringkörpers enthaltenden Ebene in freiem Kontakt sind, wobei die Konus-Halbklemmbacken (2, 3) in ihrem montierten Zustand eine oder mehrere Rippen bilden, welche für einen Eingriff mit zusammenwirkenden Umfangsnuten (5a, 5b, 5c) bestimmt sind, die an dem Ende des Ventilschaftes (5) vorgesehen sind, wobei die Vorrichtung Mittel zum Montieren dieser Konus-Halbklemmbacken aufweist, indem man diese auf dem Ventilschaft entlanggleiten läßt, während sie in einem gespreizten Zustand gehalten werden, wobei ihre Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind, wobei die Mittel einen Rohrkörper umfassen, welcher dazu ausgelegt ist, entlang einer mit der Achse des Ventilschaftes (5) zusammenfallenden Achse bewegt zu werden, und welcher dazu ausgelegt ist, zur Anlage an dem Ringflansch des Tellerelementes (13) gebracht zu werden, wobei der Rohrkörper ferner mit einer Vielzahl von Klauen (8) ausgestattet ist, die elastisch in einer radialen Richtung nach außen auslenkbar sind und geneigte Innenflächen aufweisen, die in der Richtung des pilzförmigen Kopfes des Ventils auseinanderlaufen und dazu ausgelegt sind, sich an die Endflächen der beiden Konus-Halbklemmbacken (2, 3) anzulegen, wobei die Einsetz-Vorrichtung ferner einen Druckstößel (9) umfaßt, welcher innerhalb des Rohrkörpers (6) verschiebbar montiert ist und in einer Spitze endet, welche zwischen die beiden Konus-Halbklemmbacken (2, 3) eingeführt werden soll und zum Zusammenwirken mit diesen Klauen bestimmt ist, um die beiden Konus-Halb­ klemmbacken (2, 3) in der gespreizten Position zu halten, bis sie ihre axiale Montageposition auf dem Schaft erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (6) in seinem Inneren eine Endkammer (C) bildet, welche durch den Ringflansch des Tellerelementes (13) verschlossen wird, wenn der Flansch an dem Rohrkörper (6) anliegt, und daß die Vorrichtung ferner Mittel zum Zuführen von Druckluft in diese Kammer (C) sowie Mittel zum Prüfen irgendwelcher Druckverluste in dieser Kammer (C) umfaßt, die durch Luftleckagen infolge einer inkorrekten Montage der beiden Konus-Halbklemmbacken (2, 3) verursacht werden.
3. Einsetz-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (6) die elastisch auslenkbaren Klauen (8) in seinem Inneren einschließt.
4. Einsetz-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstößel (9) verschiebbar innerhalb einer Hülse montiert ist, die durch eine Vielzahl von längsverlaufenden Kelchelementen (26) gebildet wird, welche infolge des Eingriffes des Druckstößels (9) in ein konisches Ende der durch diese Kelchelemente (26) gebildeten Innenpassage in einer radialen Richtung elastisch nach außen auslenkbar sind, wobei die Kelchelemente (26) ihrerseits dazu ausgelegt sind, sich innen an die beiden Konus-Halb­ klemmbacken (2, 3) anzulegen.
5. Einsetz-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstößel (9) der Wirkung einer Rückstellfeder (14) unterworfen ist.
6. Einsetz-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstößel (9) mit dem Schaft (24) eines Fluidzylinders (23) verbunden ist, welcher die Position desselben steuert.
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