DE19815442A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einfügen einer ringförmigen Feder in eine radial nach außen offene Nut einer ringförmigen Dichtlippe einer Wellen- oder Stangendichtung - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Einfügen einer ringförmigen Feder 1 in eine radial nach außen offene Nut 2 einer ringförmigen Dichtlippe 3 einer Wellen- oder Stangendichtung 4, bei dem die Feder 1 zunächst in eine sich mit der Dichtlippe 3 im wesentlichen überdeckende Lage gebracht und anschließend auf dem ganzen Umfang in die Nut 2 eingeschnappt wird, wobei eine Umfangsstelle 5 der Feder 1 mittels eines Greifers 7 lagefixiert in eine Position vor der radial nach außen weisenden Mündung der Nut 2 überführt wird, daß dieser Umfangsstelle 5 benachbart ein Andrückmittel 6 auf die Feder 1 aufgesetzt und unter Vermeidung einer axialgerichteten Relativverlagerung in Umfangsrichtung an der Feder 1 entlang geführt wird, bis die Feder auf dem überwiegenden Teil ihres Umfangs in die Nut 2 eingeschnappt ist und daß der Greifer 7 anschließend von der Feder 1 gelöst und entfernt wird, um das Einschnappen in dem verbleibenden Bereich der Nut 2 durch elastische Kontraktion der Feder 1 zu bewirken.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfügen einer ringförmigen Feder in eine radial nach außen offene Nut einer ringförmigen Dichtlippe einer Wellen- oder Stangendichtung, bei dem die Feder zunächst in eine sich mit der Dicht­ lippe im wesentlichen überdeckende Lage gebracht und anschließend auf dem ganzen Umfang in die Nut eingeschnappt wird.

Stand der Technik

Ein solches Verfahren ist bekannt. Es arbeitet weitgehend vollautomatisch und sehr schnell.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genann­ ten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich bei einem ähnlichen Automatisie­ rungsgrad eine zumindest gleiche Mengenausbringung pro Zeiteinheit ergibt ohne das Erfordernis, für jeden Dichtungsdurchmesser ein speziell angepaßtes Hilfswerkzeug zur Verfügung zu haben. Eine noch höhere Arbeitsgeschwindig­ keit ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren der eingangs genann­ ten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf eine vorteilhafte Ausgestaltung nimmt der Gegenstand von Anspruch 2 bezug.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, daß eine Umfangs­ stelle der Feder mittels eines Greifers lagefixiert in eine Position vor der radial nach außen weisenden Mündung der Nut überführt wird, daß dieser Umfangs­ stelle benachbart ein Andrückmittel auf die Feder aufgesetzt und unter Vermei­ dung einer axial gerichteten Relativverlagerung in Umfangsrichtung an der Fe­ der entlang geführt wird, bis die Feder auf dem überwiegenden Teil ihres Um­ fangs in die Nut eingeschnappt ist und daß der Greifer anschließend von der Feder gelöst und entfernt wird, um das Einschnappen in dem verbleibenden Bereich der Nut durch elastische Kontraktion der Feder zu bewirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt es zu, mit einer einzigen Hilfsvorrichtung ringförmig gestaltete Federn von beliebiger Ausbildung und von beliebigem Durchmesser zu montieren. Es ist zumindest nicht mehr erforderlich, für jeden Durchmesser eines Dichtringes ein speziell daran angepaßtes Montagewerk­ zeug zur Verfügung zuhaben. Unter Kostengesichtspunkten ist das von großem Vorteil.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Dichtlippe beim Einschnappen der Feder ruhend gelagert und das Andrückmittel in eine um die Achse der Dichtung kreisende Bewegung versetzt wird. Insbesondere in bezug auf die Einbeziehung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einen kontinuierlich fort­ schreitenden Fertigungsprozeß ist diese Ausbildung von erheblichem Vorteil in soweit, als sich dadurch eine erhebliche Vereinfachung der benötigten Hand­ lingseinrichtungen ergibt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, umfassend einer Aufnahme für eine Wellen- oder Stangendichtung, die eine ringförmige Dichtlippe aufweist, sowie Mittel zum Einschnappen einer ringförmigen Feder in eine radial nach außen offenen Nut der Dichtlippe.

Bei der bekannten Vorrichtung wird die Feder auf ihrem gesamten Umfang gleichzeitig in die Nut eingeschnappt, was es erforderlich macht, sie in erhebli­ chem Maße in radialer Richtung aufzudehnen.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung der­ art weiterzuentwickeln, daß es bei verbesserter Wirtschaftlichkeit nicht mehr erforderlich ist, die Feder in einem ähnlich hohen Maße zu dehnen wie bisher.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der vorstehend an­ gegebenen Art dadurch gelöst, daß die Mittel zum Einschnappen der Feder durch einen lösbaren Greifer gebildet sind, durch den die Feder an einer Um­ fangsstelle erfaßbar und die Umfangsstelle lagefixiert an eine Stelle radial au­ ßerhalb der Mündung der Nut überführbar ist sowie ein Andrückmittel, das der Umfangsstelle benachbart auf die Feder aufsetzbar und unter Beibehaltung der Radialebene der Umfangsstelle um die Achse der Dichtung herumbewegbar ist. Die zum Einschnappen der Feder erforderliche Dehnung ist dementsprechend erheblich reduziert. Sie liegt im allgemeinen unterhalb von 50% der diesbezüg­ lich bisher für erforderlich gehaltenen Werte.

Bei vielen Wellen- oder Stangendichtungen, beispielsweise bei den bekannten Radialwellendichtringen, wird die Dichtlippe in geringem Abstand radial außen­ seitig von einem Versteifungsring umgriffen. Der für das Einschnappen der Fe­ der in die Nut verfügbare Raum ist dementsprechend begrenzt, weshalb es sich als vorteilhaft bewährt hat, wenn die Greifbacken auf den von der Feder abge­ wandten Seiten in Richtung ihres vorderen Endes verjüngt sind. Das Einführen der die Feder haltenden Greifbacken in den durch den Abstand gebildeten Zwi­ schenraum wird hierdurch erleichtert.

Auch hinsichtlich der Ausbildung des Andrückmittels hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn dieses an die engen Raumverhältnisse angepaßt sind, die im Zwischenraum zwischen der Dichtlippe und dem zugehörigen Versteifungsring zumeist vorhanden sind. Als zweckmäßig hat sich bewährt, wenn das An­ drückmittel auf der von der Achse der Dichtung abgewandten Seite durch eine Fläche begrenzt ist, die axial in Richtung des vorderen Endes zunehmend an die Dichtungsachse angenähert ist. Nach der vorausgegangenen, radialen Auf­ dehnung durch das Andrückmittel gleitet die Feder auf der so gebildeten Schrägfläche leicht nach innen ab, was es erleichtert, sie in der Nut zur Ablage zubringen.

Das Andrückmittel kann auch auf der der Achse zugewandten Seite durch eine Fläche begrenzt sein, die von der Achse einen sich in Richtung des vorderen Endes zunehmend vergrößernden Abstand hat. Hierdurch wird insbesondere verhindert, daß sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung eine Be­ schädigung der Dichtlippe durch das Andrückmittel ergibt.

Am einfachsten läßt sich das Andruckmittel herstellen, wenn es einen in Rich­ tung seines vorderen Endes kegelig verjüngten Querschnitt hat. Eine entspre­ chende Ausführung ist zugleich am universellsten verwendbar.

Die Vorrichtung läßt sich am einfachsten für die Montage von Federn vonein­ ander abweichender Durchmesser verwenden, wenn der Greifer und/oder das Andrückmittel einen Abstand von der Achse haben, der auf voneinander ab­ weichende Werte einstellbar ist. Die Vorrichtung kann folglich für die Montage von Federn eines voneinander abweichenden Durchmessers verwendet wer­ den, ohne daß es das Austauschen von Werkzeugkomponenten bedarf oder der Verwendung von speziell an eine bestimmte Baugröße einer Wellen- oder Stangendichtung angepaßten Werkzeugen. Eine einfache Justierung ist viel­ mehr völlig ausreichend.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Zeichnung weiter verdeutlicht.

Es zeigen:

Fig. 1 die prinzipielle Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie den Aufbau der zu dessen Durchführung verwendeten Vorrichtung.

Fig. 2 eine ringförmige Feder, die an einer Umfangsstelle von einem Greifer erfaßt und aufgenommen worden ist.

Fig. 3 die lagefixierte Positionierung einer von einem Greifer aufgenommenen Feder vor der radial nach außen weisenden Mündung einer Nut der Dichtlippe eines Radialwellendichtringes.

Fig. 4 die Zuführung eines mit einer kegeligen Spitze versehenen Andrückmit­ tels zu der Feder.

Fig. 5 und 6 das, bezogen auf die Umfangsstelle des Greifers, seitlich be­ nachbarte Aufsetzten des Andrückmittels auf die Feder und dessen nachfolgende Herumbewegung um die Dichtungsachse, bis die Feder auf dem überwiegenden Teil ihres Umfangs in die Nut eingeschnappt ist.

Fig. 7 die Entfernung des Andrückmittels von der Feder.

Fig. 8 und 9 die Relativbewegung des Greifers zur Loslösung und der Ent­ fernung von der Feder, um das Einschnappen in den verbleibenden Be­ reich der Nut durch elastische Kontraktion der Feder zu bewirken.

Ausführung der Erfindung

Die prinzipielle Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Funktionsweise der zu deren Durchführung verwendeten Vorrichtung wird durch Fig. 1 verdeutlicht.

Im mittleren Teil der Darstellung ist eine typische Wellendichtung 4, beispiels­ weise ein Radialwellendichtring, in längsgeschnittener Darstellung wiedergege­ ben. Er besteht aus einem Versteifungsring von winkelförmigem Profil, an des­ sen Innenumfang eine Dichtlippe 3 aus Gummi anvulkanisiert ist. Sie kann be­ darfsweise auch aus einem anderen Werkstoff bestehen und ist im Bereich ih­ res Außenumfanges mit einer umlaufenden Nut 2 versehen. In die Nut 2 muß eine ringförmig ausgebildete Feder eingelegt werden, beispielsweise ein Ring­ wendelfeder aus Metall, um während der bestimmungsgemäßen Verwendung über lange Zeiträume eine gleichmäßige Anpressung der Dichtlippe an die Oberfläche der abzudichtenden Welle oder Stange zu bewirken. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens befindet sich die ringförmig ausgebildete Feder 1 zunächst außerhalb der Dichtung 4, die damit auszustat­ ten ist, beispielsweise im Bereich einer Zuführung, die tischartig gestaltet oder durch ein Zuführband gebildet sein kann. Die Feder wird von dieser Unterlage aufgenommen und zu diesem Zweck von einem Greifer 7 ergriffen, der zan­ genartig gestaltete Greifelemente aufweist.

Anschließend wird die Feder 2 entlang der gestrichelten Linien in eine sich mit der Dichtlippe 3 überdeckende Lage überführt, wobei sie mit der von dem Greifer 7 ergriffenen Umfangsstelle in den Zwischenraum zwischen der Dicht­ lippe 3 und dem zugehörigen Versteifungsring der Wellendichtung gelangt und mit dieser Stelle vor der radial nach außen offenen Mündung der Nut 2 positio­ niert wird.

Im Anschluß daran wird neben der von dem Greifer 7 erfaßten Umfangsstelle 5 ein Andrückmittel 6 auf die Feder 1 aufgesetzt und unter Vermeidung einer axial gerichteten Relativverlagerung des Andrückmittels 6 in Umfangsrichtung an der Feder 1 entlang geführt, bis die Feder auf dem überwiegenden Teil ihres Umfangs in die Nut 2 eingeschnappt ist, wonach der Greifer 7 von der Feder i gelöst und entfernt wird, um das Einschnappen in den verbleibenden Bereich der Nut 2 durch elastische Kontraktion der Feder 1 zu bewirken.

Die Dichtung 4 mit der Dichtlippe 3 wird ruhend festgehalten, während das An­ drückmittel 6 in eine um die Achse 8 der Dichtung 4 kreisende Bewegung ver­ setzt wird. Eine umgekehrte Arbeitsweise, bei der die Dichtung einschließlich der Feder und des Greifers in eine kreisende Bewegung versetzt wird, während das Andrückmittel in einer ruhenden Lage verharrt, ist ebenfalls möglich und mehr eine Frage der praktischen Erfordernisse der zur Anwendung gelangen­ den Einrichtungen und Automaten.

In Fig. 2 bis 9 werden die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens anhand perspektivischer Darstellungen noch deutlicher gezeigt.

Der in Fig. 2 gezeigte Verfahrensschritt bezieht sich auf das Aufnehmen der ringförmigen Feder 1 an einer Umfangsstelle mit Hilfe eines Greifers 7, der im Bereich des die Feder 1 erfassenden Endes nach unten abgewinkelt und dort pinzettenartig gestaltet ist. Die Feder 1 wird erfaßt, in dem die beiden Greifbac­ ken die Feder 1 an einer Umfangsstelle 5 einander gegenüberliegend umspan­ nen.

Fig. 3 zeigt einen Verfahrensschritt, bei dem die an der Umfangsstelle 5 mit­ tels des Greifers 7 erfaßte Feder lagefixiert in eine Position vor der radial nach außen weisenden Mündung der Nut 2 der Dichtlippe 3 des Dichtrings 4 über­ führt ist. Die ringförmig ausgebildete Feder 1 hat herstellungsbedingt einen In­ nendurchmesser, der kleiner ist als derjenige der sie aufnehmenden Nut 2 der Dichtlippe 3 der Dichtung 4. Die Nut 2 wird in axialer Richtung beiderseits durch radial nach außen weisende Ringvorsprünge der Dichtlippe 3 begrenzt wo­ durch es der Feder 1 nicht möglich ist, der Bewegung des Greifers 7 außerhalb der Umfangsstelle 5 in axialer Richtung ohne weiters zu folgen. Außerhalb der Umfangsstelle 5 gelangt die ringförmig ausgebildete Feder 1 vielmehr überwie­ gend auf der Stirnfläche der Dichtlippe 3 zur Ablage.

In den Fig. 4 und 5 wird gezeigt, wie ein Andrückmittel 6 der Umfangsstelle 5 benachbart auf die Feder 1 aufgesetzt und unter Vermeidung einer axial ge­ richteten Relativverlagerung in Umfangsrichtung an der Feder 1 entlang geführt wird, bis die Feder auf dem überwiegenden Teil ihres Umfangs in die Nut 2 ein­ geschnappt ist. Der diesbezügliche Zustand wird in Fig. 6 gezeigt.

In Fig. 5 ist außerdem durch die Angabe des veränderlichen Maßes A ange­ deutet, daß der radiale Abstand des Andrückelementes 6 von der Dichtungs­ achse auf verschiedene Werte einstellbar sein kann, um mit einer einzigen Vorrichtung Federn unterschiedlicher Größe montieren zu können.

Im Anschluß an das Einschnappen der Feder in den überwiegenden Teil der Nut wird das Andrückmittel 6 in axialer Richtung von der Dichtung 4 abgehoben und der Greifer 7 von der Feder 1 gelöst und entfernt, wodurch ein Einschnap­ pen der Feder 1 in den verbleibenden Bereich der Nut 2 durch elastische Kon­ traktion der Feder 1 bewirkt wird. Der diesbezügliche Verfahrensschritt wird in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Die Feder 1 ist damit fertig montiert und der Dichtungsring kann seiner bestimmungsmäßigen Verwendung zugeführt wer­ den.

Claims (9)

1. Verfahren zum Einfügen einer ringförmigen Feder (1) in eine radial nach außen offene Nut (2) einer ringförmigen Dichtlippe 3 einer Wellen- oder Stangendichtung (4), bei dem die Feder (1) zunächst in eine sich mit der Dichtlippe (3) im wesentlichen überdeckende Lage gebracht und an­ schließend auf dem ganzen Umfang in die Nut 2 eingeschnappt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umfangsstelle (5) der Feder (1) mittels eines Greifers (7) lagefixiert in eine Position vor der radial nach außen weisenden Mündung der Nut (2) überführt wird, daß dieser Umfangsstelle (5) benachbart ein Andrückmittel 6 auf die Feder 1 aufgesetzt und unter Vermeidung einer axialgerichteten Relativverlagerung in Umfangsrich­ tung an der Feder (1) entlang geführt wird, bis die Feder auf dem über­ wiegenden Teil ihres Umfangs in die Nut (2) eingeschnappt ist und daß der Greifer (7) anschließend von der Feder (1) gelöst und entfernt wird, um das Einschnappen in dem verbleibenden Bereich der Nut (2) durch elasti­ sche Kontraktion der Feder (1) zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (3) beim Einschnappen der Feder (1) ruhend gelagert und das Andrückmittel 6 in eine um die Achse (8) der Dichtung (4) kreisende Bewegung versetzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 2, umfassend eine Aufnahme für eine Wellen- oder Stangendichtung (4), die eine ringförmige Dichtlippe (3) aufweist, sowie Mittel zum Einschnappen ei­ ner ringförmigen Feder (1) in eine radial nach außen offene Nut (2) der Dichtlippe (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel durch einen lösbaren Greifer 7 gebildet sind, durch den die Feder 2 an einer Umfangsstelle er­ faßbar und die Umfangsstelle lagefixiert an eine Stelle radial außerhalb der Mündung der Nut (2) überführbar ist sowie ein Andrückmittel (6), das der Umfangsstelle (5) benachbart auf die Feder (1) aufsetzbar und unter Beibe­ haltung der Radialebene der Umfangsstelle (5) um die Achse 8 der Dich­ tung (4) herumbewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (7) mit parallel zur Achse (8) der Dichtung (4) vorstehenden Greifbacken (7.1, 7.2) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbac­ ken (7.1; 7.2) auf den von der Feder (1) abgewandten Seiten in Richtung ih­ res vorderen Endes verjüngt sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückmittel (6) auf der von der Achse (8) der Dichtung (4) abgewandten Seite durch eine Fläche begrenzt ist, die der Achse der Dichtung (4) in Richtung des vorderen Endes zunehmend angenähert ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückmittel (6) auf der der Achse (8) zugewandten Seite durch eine Fläche begrenzt ist, die von der Achse (8) einen sich in Richtung des vorde­ ren Endes zunehmend vergrößernden Abstand hat.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückmittel (6) einen in Richtung seines vorderen Endes kegelig verjüngten Querschnitt hat.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das der Greifer (7) und/oder das Andrückmittel (6) einen Abstand von der Achse 8 hat, der auf voneinander abweichende Werte einstellbar ist.