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Im
Bereich der Fertigungstechnik müssen
in gebohrte oder gestanzte Löcher
vielfach Einpressteile wie Muttern, Bolzen, Gewindestifte, Distanzhalter, Hülsen, Dichtstopfen
o.ä. eingepresst
werden. In der Fluidtechnik müssen
z.B. Hilfsbohrungen, die zur Fertigung von Steuer- und Regelventilen,
Pumpen, Anschluss- oder Verteilerplatten, Motoren-, Getriebe- und Bremskomponenten
oder dgl. benötigt
werden, druckdicht verschlossen werden. Hierfür werden vielfach Dichtstopfen
mit einer radial dehnbaren Hülse verwendet,
die sich beim Einpressen aufweitet und innerhalb der Bohrung durch
eine außenseitige
Verzahnung verkrallt. Als besonders vorteilhaft für den Einsatz
in Grundwerkstoffen mit geringer bis mittlerer Härte hat sich ein Dichtstopfen
erwiesen, der eine Kugel als Spreizelement und eine napfförmige Expansionshülse mit
einer außenseitigen
Verzahnung aufweist. Durch Einpressen der Kugel wird die die Expansionshülse aufgeweitet,
wobei sich ihre Außenverzahnung
in der Lochwand verkrallt und eine dichte und sichere Abdichtung
gewährleistet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine einfach bedienbare und sichere Montagevorrichtung
zu schaffen, die eine einfache und schnelle Montage von Einpressteilen
der eingangs genannten An ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Montagevorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen
und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Bei
der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung
wird über
die Spannbuchse eine stabile und genaue Führung der Pinole mit der Möglichkeit
einer und verschleißarmen
Klemmung der Pinole in einer gewünschten
Ausfahrstellung erreicht. Durch die Spannbuchse können die
für das
Einpressen erforderlichen hohen Kräfte und Drücke auch ohne große Beanspruchungen
der Verstellantriebe und Führungselemente übertragen
werden, so dass eine genaue und zuverlässige Montage auch über einen
längeren
Zeitraum gewährleistet
ist. Mit einer derartigen Montagevorrichtung können Einpressteile wie Dichtstopfen,
Bolzen, Gewindestifte, Hülsen
usw. auf besonders einfache und schnelle Weise mit großer Genauigkeit
und hoher Zuverlässigkeit
montiert werden.
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Die
an der Außenseite
der Pinole befestigte Spannbuchse weist an ihrer Innenwand eine
Vertiefung auf, die mit der Außenwand
der Pinole einen mit Druckfluid beaufschlagbaren Druckraum begrenzt. Durch
Beaufschlagung des Druckraums mit Druckfluid, vorzugsweise Hydrauliköl, kann
die Spannbuchse radial aufgeweitet und damit die Pinole innerhalb
des Führungsblocks
in einer gewünschten
Ausfahrstellung geklemmt werden. In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Spannbuchse an
der Außenseite
der Pinole angeschweißt.
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Die
Verstellung der Pinole erfolgt zweckmäßigerweise durch ein Handrad über einen
Verstellantrieb, der einen an der Seite des Führungsblocks angeordneten Zahnriemenantrieb
und einen Zahnstangenantrieb mit einem an dem Führungsblock verdrehbar gelagerten
Zahnrad und einer an der Pinole angeordneten Zahnstange umfasst.
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Zur
Gewichtskompensation der Pinole wird diese in einer weiteren vorteilhaften
Ausführung durch
mindestens zwei Gasdruckfedern abgestützt. An der Pinole und dem
Druckkolben sind außerdem geeignete
Sensoren angebracht, durch welche der Einpressvorgang überwacht
und gesteuert und damit das Verletzungsrisiko reduziert werden kann.
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Weitere
Besonderheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine Montagevorrichtung
in einer schematischen Perspektivansicht;
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2 einen Führungsblock
der in 1 gezeigten Montagevorrichtung
in einer zum Teil geschnitten Vorderansicht und einer Draufsicht;
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3 eine Schnittansicht entlang
der Linie A–A
von 2;
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4 eine Schnittansicht entlang
der Linie B–B
von 2 und
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5 Schnittansichten des Führungsblocks mit
der Pinole in unterschiedlichen Hubpositionen.
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Die
in 1 schematisch dargestellte
Montagevorrichtung zum Einpressen von Dichtstopfen oder anderen
Einpressteilen in entsprechende Löcher bzw. Bohrungen eines Werkstücks enthält ein C-förmiges Gestell 1 mit
einem Maschinentisch 2 und einem in 3 gesondert dargestellten oberen Führungsblock 3,
in dem eine mittels eines Handrades 4 vertikal verstellbare
Pinole 5 axial beweglich geführt ist. An dem Gestell 1 ist
ein seitlicher Steuerschrank 6 zur Aufnahme der Steuerungselemente
angebracht.
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In 2 ist der Führungsblock 3 in
einer Draufsicht und einer zum Teil geschnittenen Vorderansicht
mit einem Verstellantrieb zur axialen Verstellung der Pinole 5 gezeigt.
Der Verstellantrieb enthält eine
im Führungsblock 3 mittels
eines Radiallagers 7 seitlich gelagerte erste Welle 8,
auf der eine erste Zahnscheibe 9 und eine Nabe 10 zur
Befestigung des Handrades 4 über Passfedern verdrehfest
und durch einen ersten Deckel 11 in Axialrichtung gesichert
montiert sind. Die erste Zahnscheibe 9 steht über einen
Zahnriemen 12 mit einer zweiten Zahnscheibe 13 in
Verbindung, die am Ende einer über Gleitbuchsen
in drei Lagerböcken 14 drehbar
gelagerten zweiten Welle 15 montiert ist. Die drei voneinander
beabstandeten Lagerböcke 14 sind
auf dem Führungsblock 3 festgeschraubt.
Auch die zweite Zahnscheibe 13 ist über eine Passfeder verdrehfest auf
der zweiten Welle 15 montiert und wird durch einen zweiten
Deckel 16 axial gesichert. Durch den Deckel 16 wird
die zweite Zahnscheibe 13 über Tellerfedern 17 und
eine erste Bremsscheibe 18 an die rechte Seite des in 2 rechten Lagerbocks 14 angedrückt. An
der anderen Seite des in 2 rechten Lagerbocks 14 ist
eine zweite Bremsscheibe 19 und ein Stellring 20 vorgesehen.
Zwischen den beiden anderen Lagerböcken 14 ist auf der
zweiten Welle 15 ferner über eine Passfeder 21 ein
Zahnrad 22 befestigt, das mit einer in 3 dargestellten Zahnstange 23 an
der Pinole 5 in Eingriff steht.
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Wie
aus 3 hervorgeht, ist
die Pinole 5 über
eine untere Bundbuchse 24 und eine obere Spannbuchse 25 axial
verschiebbar innerhalb einer im Querschnitt kreisrunden zentralen
Führungsöffnung 26 des
Führungsblocks 3 geführt. Die
Bundbuchse 24 und die Spannbuchse 25 sind fest
mit der Pinole 5 verbunden. Bei der gezeigten Ausführung ist die
Bundbuchse 24 über
einen oder mehrere Gewindestifte 27 mit der Pinole verschraubt,
während
die Spannbuchse 25 mit der Pinole 5 verschweißt ist.
Die Spannbuchse 25 weist an ihrer Innenseite eine Vertiefung 28 auf,
die mit der Außenseite
der Pinole 5 einen mit Druckfluid beaufschlagbaren Druckraum 29 begrenzt.
Durch Druckbeaufschlagung des Druckraums 29 mit einem geeigneten
Druckfluid, vorzugsweise Hydrauliköl, kann die Pinole 5 innerhalb
des Führungsblocks 3 in
einer gewünschten
Stellung geklemmt werden. Die Verstellung der Pinole 5 innerhalb
des Führungsblocks 3 erfolgt über den
Zahnstangenantrieb, der aus dem Zahnrad 22 und der dazugehörigen Zahnstange 23 besteht.
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Die
Zahnstange 23 ist an der Seite eines über den Führungsblock 3 nach
oben vorstehenden oberen Teils 30 der Pinole 5 innerhalb
einer Führung 31 parallel
zur Mittelachse der Pinole 5 zwischen einer oberen Ausgangsstellung
und einer unteren Anschlagstellung verschiebbar geführt. Die
axiale Verschiebbarkeit der Zahnstange 23 gegenüber der
Pinole 5 wird durch eine am oberen Ende der Zahnstange 23 befestigte
Lochscheibe 32 und eine in das das obere Teil 30 der
Pinole 5 stirnseitig eingeschraubte Zylinderkopfschraube 33 begrenzt.
Dadurch kann die Zahnstange 23 um einen vorgegebenen Betrag
gegenüber
der Pinole 5 verschoben werden, was nachstehend noch näher erläutert wird.
In die gemäß 3 dargestellte obere Ausgangsstellung
wird die Zahnstange 23 gegenüber der Pinole 5 durch
eine Druckfeder 34 gedrückt,
die um die Zylinderkopfschraube 33 angeordnet und zwischen
der Lochscheibe 18 und dem Boden einer stirnseitigen Bohrung
im oberen Teil 30 der Pinole 5 eingespannt ist.
In der Lochscheibe 32 ist ein erster Sensor 35 angeordnet,
der in Kontakt mit der Stirnfläche
des oberen Teils 15 der Pinole 5 gelangt, wenn
die Zahnstange 23 bei ihrer Verschiebung gegenüber der
Pinole 5 die untere Anschlagstellung erreicht.
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In
dem unteren Teil der Pinole 5 ist eine nach unten offene
Zylinderbohrung 36 für
einen axial verstellbaren Druckkolben 37 vorgesehen. In
das mit einem Innengewinde versehene untere Ende der Zylinderbohrung 36 ist
eine Führungsbuchse 38 mit
einem gegenüber
der Pinole 5 nach unten vorstehenden Teil eingeschraubt.
Innerhalb der Zylinderbohrung 36 und der Führungsbuchse 38 ist
der mehrfach abgestufte Druckkolben 37 über Radialdichtungen abgedichtet geführt. Nach
oben wird der Druckkolben 37 durch eine Druckfeder 39 gedrückt, die
sich mit ihrem oberen Ende an einem Ringabsatz 40 des Druckkolben 37 und
mit ihrem unteren Ende an einem nach innen weisenden Ringbund 41 der
Führungsbuchse 38 abstützt. Nach
unten wird der Druckkolben 37 durch das Druckfluid gedrückt, das über eine
in der Pinole 5 angeordnete Zuführungsbohrung 42 zu
der oberen Stirnfläche
des Druckkolbens 37 gelangt. Als Verdrehsicherung und zusätzliche
Führung
ist an dem oberen Ende des Druckkolbens 37 ein Zylinderstift 43 angeordnet,
der in eine entsprechende Bohrung in der Pinole 5 eingreift.
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Auf
ein Außengewinde 44 des
nach unten vorstehenden Teils der Führungsbuchse 38 ist
eine als Schraubkappe ausgeführte
Endkappe 45 aufgeschraubt. Diese enthält eine Durchgangsöffnung 46, durch
die das untere schlanke Ende des Druckkolbens 37 ragt.
In eine stirnseitige Bohrung am unteren Ende des Druckkolbens 37 ist
das eigentliche Einpresswerkzeug 47 eingesetzt Durch Verdrehen
der von Hand drehbaren Endkappe 45 kann der Abstand zwischen
einer inneren Anlagefläche 48 des
Druckkolbens 37 und einer inneren Anschlagfläche 49 der Endkappe
verändert
und damit der Hub des Druckkolbens 37 eingestellt werden.
An der inneren Anlagefläche 48 des
Druckkolbens 37 ist ein zweiter Sensor 50 angeordnet,
der einen Kontakt zwischen der inneren Anlagefläche 48 des Druckkolbens 37 und der
Anschlagfläche 49 der
Endkappe signalisiert. Zur Verhinderung eines unerwünschten
Abschraubens der Endkappe 45 ist an ihrer Außenseite
eine Stiftschraube 51 vorgesehen, die in eine entsprechende Nut
an der Außenseite
der Führungsbuchse 38 eingreift.
An der Außenseite
der Führungsbuchse 38 ist eine
Anzeigeskala 52 angeschraubt, die zusammen mit einem Anzeigering 53 eine
Einstellung des Hubes ermöglicht.
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In
der Schnittansicht 4 ist eine Abstützung der Pinole 5 gegenüber dem
Führungsblock 3 zur Kompensation
der Gewichtskraft dargestellt. Diese besteht aus zwei einander gegenüberliegenden
Gasdruckfedern 54 die jeweils innerhalb einer Bohrung 55 des
Führungsblocks 3 angeordnet
und zwischen einer oberen Anschlagbuchse 56 eines am oberen Teil 30 der
Pinole 5 seitlich festgeschraubten Anschlagteils 57 und
einer am unteren Ende des Bohrung 55 eingesetzten unteren
Anschlagbuchse 58 eingesetzt sind. Durch die beiden Gasdruckfedern kann
das Gewicht der Pinole 5 beim Anheben und Absenken kompensiert
werden. Neben den oberen Anschlagbuchsen 56 ist jeweils
ein Stopper 59 vorgesehen.
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Die
Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Montagevorrichtung wird
nachfolgend anhand der 5 erläutert.
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In
der linken Darstellung der 5 ist
die Pinole 5 in einer oberen Ausgangsstellung gezeigt.
In dieser Stellung ist das Einpresswerkzeug 47 von einem
aus einer Expansionshülse
und eine Kugel als Spreizelement bestehenden Dichtstopfen 60 beabstandet,
der in eine Hilfsbohrung 61 eines Werkstücks 62 eingesetzt
ist. Auch die Zahnstange 23 wird durch die Druckfeder 34 in
der oberen Ausgangsstellung gehalten, so dass die obere Stirnfläche 63 der
Pinole 5 ist von dem Sensor 35 beabstandet ist.
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Durch
Drehen des in 1 gezeigten
Handrades 4 wird die Pinole 5 über den Zahnriemen- und Zahnstangenantrieb
so weit nach unten bewegt, bis das Einpresswerkzeug 47 auf
der Kugel des Dichtstopfens 60 aufsitzt, wie dies in der
mittleren Darstellung von 5 gezeigt
ist. Auch in dieser Stellung wird die Zahnstange von der Druckfeder 34 noch
in ihre obere Ausgangsstellung gedrückt, wobei auch der Sensor 35 von
der oberen Stirnfläche 63 der
Pinole 5 beabstandet bleibt.
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Erst
wenn das Handrad 4 weiter gedreht wird, wird auch die Zahnstange 23 relativ
zur Pinole 5 weiter nach unten bis in ihre in der rechten
Darstellung von 5 gezeigte
untere Anschlagstellung verschoben, in der dann auch der Sensor 35 in
Kontakt mit der oberen Stirnfläche 63 der
Pinole 5 gelangt. Erst dann wird die Druckfluidversorgung
zur Beaufschlagung des Druckraums 29 für die Klemmung der Pinole 5 und
anschließend
die Druckfluidversorgung für
die Zuführungsbohrung 42 zum
Ausfahren des Druckkolbens 37 freigegeben. Wenn der Druckkolben 37 ausfährt, wird
die Kugel des Dichtstopfens 60 durch das Einpresswerkzeug 47 eingedrückt und
dadurch der Dichtstopfen fixiert.
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Die
Montagevorrichtung ist allerdings nicht auf das vorstehend beschriebene
Anwendungsbeispiel beschränkt,
sondern kann auch zur Montage anderer Einpressteile verwendet werden.