DE19810985C2 - 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 für die automatisierte Montage von Konus-Halbklemmbacken eines Ventils einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Einsetz- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
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- Halbklemmbacken in ihrem zusammengebauten Zustand eine oder mehrere Innenumfangsrippen bilden, welche in entsprechende Umfangsnuten eingreifen, die an dem Ende des Ventilschaftes vorgesehen sind.
In der europäischen Patentanmeldung EP-0 708 228 A2 hat die gleiche Anmelderin 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, die auf dem Ventilschaft entlanggleiten während sie in auseinandergespreiztem Zustand gehalten werden, wobei ihre Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind, und wobei diese Mittel einen Rohrkörper aufweiten, welcher sich entlang einer Achse bewegen kann, die mit der Achse des Ventilschaftes zusammenfällt, und welcher zur Anlage an den Ringflansch des Tellerelementes gebracht werden kann, 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 an den äußeren Mantelflächen der beiden Konus-Halbklemmbacken zur Anlage gebracht werden können, 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 mit den oben genannten Klauen zusammenwirkt, 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.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die früher vorgeschlagene Vorrichtung derart weiter zu verbessern, dass mit ihr nicht nur die Konus-Halbklemmbacken montiert, sondern auch die Montagequalität geprüft werden kann, nachdem die Montage durchgeführt worden ist, und zwar ohne dass dadurch das Vorsehen einer weiteren Station zu diesem Zweck erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und bei einer Einsetz-Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen eines oder mehreren der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nun gemäß einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Montieren der Konus-Halbklemmbacken an einem Ventil einer Verbrennungskraftmaschine, entsprechend dem Vorschlag in der EP 0 708 228 A2 der Anmelderin,
Fig. 2 teilweise im Schnitt und in Ansicht ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit, wie sie in Fig. 2 durch den Pfeil III bezeichnet ist, und
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 für die automatisierte Montage von 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 0 708 228 A2 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 besitzen, die zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils 5 hin auseinanderlaufen und so ausgelegt sind, dass sie sich an die äußeren Mantelflächen der beiden Konus-Halbklemmbacken 2, 3 anlegen. Die Vorrichtung 1 weist ferner einen Druckstößel 9 auf, 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 welcher mit den Klauen 8 zusammenwirkt, um die Konus-Halbklemmbacken 2, 3 in einer gespreizten Position zu halten, wobei deren Enden mit geringerem Durchmesser voneinander beabstandet sind, damit die beiden Konus-Halbklemmbacken auf dem Schaft 4 des Ventils nach unten verschoben werden können, bis sie die richtige Montageposition erreichen, bei der die beiden Konus-Halbklemmbacken mit ihren Innenumfangsrippen im 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-Halbklemmbacken 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 nicht dargestellt an sich bekannte Mittel 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 ist, bewegt der Rohrkörper 6 sich weiter nach unten und bewirkt ein Zusammendrücken einer dem Druckstößel 9 zugeordneten Rückstellfeder 14, so dass die auslenkbaren Klauen 8 an der Außenfläche der beiden Konus-Halbklemmbacken 2, 3 zur Anlage kommen. 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-Halbklemmbacken 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 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung. In diesen Figuren sind Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit der gleichen Bezugszahl versehen.
Der Hauptunterschied gegenüber der früher vorgeschlagenen, in Fig. 1 gezeigten Lösung liegt darin, dass im Falle der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Vorrichtung 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 zur Anlage an das Tellerelement 13 gelangen soll.
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 früher vorgeschlagenen, in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung absolut ähnlich 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- Halbklemmbacken 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 Erfassen 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.
Gemäß den Fig. 2 bis 4 unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel 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, als Folge des Eingriffes des Stößels 9 in einen konischen Endabschnitt 27 der zwischen den Kelchelementen 26 definierten Innenpassage sich radial nach außen zu öffnen. Die Einführung dieser Kelchelemente ermöglicht es, dass die Spreizbewegung der beiden Konus-Halbklemmbacken 2, 3 durch Eingriff der Kelchelemente in die Konus- Halbklemmbacken ohne jede relative Gleitbewegung zwischen dem Druckstößel 9 und den Konus-Halbklemmbacken, die Anlass zu Nachteilen im Betrieb geben könnte, erfolgt.

Claims (6)

1. Verfahren für eine automatisierte Montage von zwei Konus-Halbklemmbacken (2, 3) an einem Ventil (5) einer Verbrennungskraftmaschine, wobei dieses Ventil 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 durch die zwei Konus-Halbklemmbacken (2, 3) gebildeten Ringkörpers befestigt wird, welcher eine äußere konische Fläche hat, die auch zu dem pilzförmigen Kopf des Ventils (5) hin zusammenläuft, wobei die Konus-Halbklemmbacken (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 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Rohrkörper (6), welcher entlang einer mit der Achse des Ventilschaftes (5) zusammenfallenden Achse bewegbar ist, und welcher, zur Anlage an den Ringflansch des Tellerelementes (13) bringbar ist, 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 sich an die Endflächen der beiden Konus-Halbklemmbacken (2, 3) anlegen, mit einem Druckstößel (9), 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-Halbklemmbacken (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- Halbklemmbacken (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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