DE3710829A1 - Vorrichtung zum montieren von dichtungsringen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von flexiblen Ringen, insbesondere Dichtungsringen, in Nute von Werkstücken.

In Maschinen, Apparaten, insbesondere aber Armaturen, Venti­ len und dgl. werden vielfach abgedichtete Achsen oder Wellen erforderlich, und als relativ einfache Dichtungen bieten sich O-Ringe an. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Dich­ tungsringe für ihr Einlegen in die für sie vorgesehene Nute einer erheblichen Handfertigkeit bedürfen, daß auch beim Vorliegen einer erheblichen Geschicklichkeit dieses Einbrin­ gen unerwünscht zeitaufwendig ist, und als nachteilig zeigt sich die beim Manipulieren sich ergebende Gefahr der Beschä­ digung des einzubringenden O-Ringes. Es hat daher schon früh Versuche gegeben, das Einbringen solcher flexiblen Ringe in für sie vorgesehene Nute durch entsprechende Vorrichtungen zu beschleunigen und zu vereinfachen, ohne daß hierbei der ge­ wünschte Erfolg zu erreichen war.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine einfache, leicht zu bedienende und verläßlich arbeitende Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, flexible Ringe schnell, sicher und ohne Beschädigungen in für sie vorgesehene Nute von Arbeits­ stücken einzubringen, und die sich sowohl in Fertigungs­ straßen bzw. an vorgegebenen Stellen fest montiert verwenden läßt als auch die Möglichkeit einfacher manueller Handhabung zuläßt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Rahmen, dem ein Aufsatz vorgeordnet ist, der eine Bohrung aufweist, deren Radius dem der die zu bestückende Nut aufweisenden Bohrung entspricht; der Aufsatz begrenzt eine mit einer Einführungsöffnung für Ringe ausgestattete zylindrische Kammer, deren Radius den der Bohrung überschreitet und dem Außendurchmesser des flexiblen Ringes angepaßt ist: diese Kammer ist parallelachsig zur Bohrung und gegen diese derart versetzt angeordnet, daß an einer Stelle Mantellinien der Bohrung und der Kammer inner­ halb einer gemeinsamen Gerade liegen; in einer Führungsöff­ nung des Rahmens ist koaxial zur Bohrung ein Schieber ge­ führt, welcher frontseitig, der Bohrung zugewandt, einen Dorn verringerten Durchmesser aufweist, von dem ein Rücken bis zu einer Schulter des Schiebers rampenartig ansteigt, die sich bis zur Geraden der Mantellinien erstreckt. Hierdurch wird eine Kammer geschaffen, in die jeweils ein flexibler Ring leicht einlegbar ist, ggfls. auch maschinell zuführbar ist, und der Schieber vermag so durch diese Kammer geführt zu werden, daß er mit seinem vorgestreckten Dorn geringer Ab­ messungen den Ring zu durchgreifen vermag, der dann beim weiteren Hineingleiten des Schiebers mittels des rampenar­ tigen Rückens gegen dessen Schulter geführt wird, die das erfaßte Ende des Ringes beim folgenden Vorschieben mitnimmt, bis nach weiterem Vorrücken die Schulter die Nut erreicht und das vorgeschobene Ende des Ringes in die Nut einzutreten vermag. Um ein sicheres Einführen des flexiblen Ringes zu erlangen genügt es, den Ring bei in die Ausgangsstellung zurückgezogenem Schieber in die Kammer einzubringen und einen kompletten Schiebezyklus des Schiebers auszulösen.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an Hand der fol­ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles sowie dieses in einzelnen Arbeitsfunktionen darstellender Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 im Längsschnitt eine Vorrichtung zum Einbrin­ gen flexibler Ringe in ihrer Ausgangsstellung nach Einlegen eines einzubringenden Ringes,

Fig. 2 bis 6 abgebrochen in gleicher Darstellung aufeinan­ derfolgende Arbeitsphasen,

Fig. 7 ein mit einem O-Ring bestücktes Werkstück, und

Fig. 8 im abgebrochenen Längsschnitt eine weitere Vorrichtung zum Einbringen von O-Ringen in abgesetzte oder Sackbohrungen.

In Fig. 1 ist, im wesentlichen längsgeschnitten, eine Vor­ richtung zum Einbringen von O-Ringen gezeigt. Ein als Druck­ mittelzylinder ausgebildetes Handstück 1 ist mittels eines Schraubstückes 2 mit einem längsgeschnitten dargestellten Rahmen 3 verbunden, und die Kolbenstange 4 des Druckmittel­ zylinders greift in eine sich längs durch den Rahmen 3 er­ streckende Führungsöffnung 24 und ist mittels eines Stiftes 5 mit einem in dieser Führungsöffnung längs verschiebbaren Schieber 6 verbunden. Der Schieber weist in seiner senkrech­ ten Mittelebene einen Schlitz 7 auf, und in diesem Schlitz ist, durch einen Stift 8 schwenkbar gehalten, eine als zwei­ armiger Hebel ausgebildete Wippe 9 vorgesehen. Eine quer zur Führungsöffnung 24 gerichtete Öffnung führt einen Bolzen 10 , dessen unteres Ende auf dem linken Hebelarm der Wippe 9 aufliegt, und dessen oberes Ende von einer mit dem Rahmen 3 verschraubten Blattfeder 11 beaufschlagt wird und den linken Hebelarm nach unten bis gegen einen Abschschnitt des Bodens des Schlitzes 7 drückt.

Der Rahmen 3 ist mit einem Flansch 12 eines Aufsatzes 13 verbunden, der mit einer Bohrung 14 ausgestattet ist, die zweckmäßig mit dem gleichen Durchmesser ausgeführt ist wie die Bohrung des Bauteiles 15, welches die mit dem O-Ring zu bestückende Nut 16 aufweist. Der Aufsatz 13 begrenzt gleich­ zeitig eine Kammer 17, die im wesentlichen zylindrisch mit einem Durchmesser ausgeführt ist, der dem Außendurchmesser des einzubringenden O-Ringes 19 entspricht. Diese Kammer liegt mit einer in der Zeichenebene oben dargestellten Man­ tellinie in einer gemeinsamen Geraden mit der entsprechenden Mantellinie der Bohrung 14 des Aufsatzes 13 und, im aufge­ setztem Zustande, mit der der Bohrung des strichpunktiert dargestellten, zu bestückenden Bauteiles. Nach unten weist die Kammer eine Öffnung auf, welche das Einlegen des O-Ringes 19 gestattet. Vor der Kammer steht die Nase 18 des Schiebers 6, welche brückenartig die beiden durch den Schlitz unter­ teilten Hälften des Schiebers ebenso verbindet wie dessen zurückgesetzter Unterteil und der das Ende der Kolbenstange 4 aufnehmende Kupplungsbereich. Die Nase 18 bildet hierbei gleichzeitig die Stirnfläche eines den Vorderteil des Schie­ bers 6 bildenden Dornes 20, dessen geteilter Rücken 21 zu einer Schulter 22 so ansteigt, daß eine zwischen Rücken und Schulter gebildete Mulde 25 den Wulst des O-Ringes aufzuneh­ men und abzustützen vermag; seitlich geht die Schulter abge­ rundet in nach hinten/unten verlaufende Absätze über, die ihrerseits in die Stirnfläche 23 des durchgehenden Unterteils des Schiebers 6 enden.

Im Ausführungsbeispiel ist das Ansetzen der Vorrichtung er­ leichtert, indem das Werkstück eine zu seiner bestückenden Bohrung konzentrische Öffnung aufweist, welche dem Aufsatz 13 angepaßt ist und diesen zentrierend aufzunehmen vermag. Die konische Verjüngung des freien Ende des Aufsatzes erleichtert das Einführen.

Ist gemäß Fig. 1 der Schieber 6 mittels des im Handstück 1 vorgesehenen Druckmittelszylinders zurückgezogen und die Kammer 17 mit einem O-Ring 19 bestückt, so kann das Einführen des O-Ringes in das Werkstück, das Bauteil 15, beginnen.

In der ersten Vorschubphase gemäß Fig. 2 wird mittels der Kolbenstange 4 der Schieber 6 vorgeschoben. Hierbei durch­ greift der Dorn 20 den O-Ring 19, und sein oberer Abschnitt gleitet über den Rücken 21 in die der Schulter 22 vorgeordne­ ten Mulde 25 und wird von der Schulter nach links mitgenom­ men, während der untere Abschnitt des O-Ringes 19 noch in der Kammer 17 verbleibt.

Nach weiterem Vorschieben gemäß Fig. 3 ist der untere Ab­ schnitt des O-Ringes aus der Kammer heraus über deren abge­ rundete Begrenzung gezogen worden und liegt nunmehr kurz vor der unteren Stirnfläche 23 des Schiebers 6. Der O-Ring be­ findet sich, schräg-längsgestreckt, z. T. in der Bohrung 14 des Aufsatzes 13, und zum anderen bereits in der Bohrung des Bauteiles 15. Beim Vorgleiten hat inzwischen der die Wippe 9 haltende Stift 8 den federbelastenden Bolzen 10 passiert. Die Vorspannkraft der Feder wirkt damit nunmehr auf den rechts dargestellten Hebelarm der Wippe 9, so daß das diese vorspan­ nende Moment nunmehr umgekehrt ist und mit weiterem Vorschub des Schiebers ansteigt.

Nach weiterem Vorschieben wird die Stellung gem. Fig. 4 er­ reicht. Der vorgeschobene obere Abschnitt des O-Ringes 19 hat die zu bestückende Nut 16 erreicht und ist, nicht nur durch den rampenartig ansteigenden Rücken 21 des Dornes 20 , son­ dern im wesentlichen mittels der durch die Blattfeder 11 vorgespannten Wippe 9 in die Nut hereingedrückt worden.

Beim weiteren Vorschub gemäß Fig. 5 hat nunmehr die Stirn­ fläche 23 den unteren Abschnitt des O-Ringes erreicht und schiebt diesen weiter vor, so daß der O-Ring sich mit zuneh­ mend weiteren Abschnitten in die Nut 16 einlegt. Unterstüt­ zend wirkt hierbei, daß an diese quer zur Zeichenebene ste­ hende Stirnfläche seitlich an dem Dorn 20 vorgesehene, schräg stehende Ansätze anschließen, so daß das Einlegen des O-Ringes tatsächlich, von seinem oberen Abschnitt aus gemäß Fig. 4 beginnend, kontinuierlich erfolgt, bis gemäß Fig. 6 und 7 das Einlegen des O-Ringes 19 in die Nut 16 abgeschlos­ sen ist. Ist die Anordnung bezüglich ihres Hubes nicht genau justiert, so kann der Hub ggfls. blind noch weiter erfolgen. Der Nutzhub jedenfalls ist nunmehr beendet, und zur Vorberei­ tung eines weiteren Arbeitsspieles kann der Schieber 6 bis in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurückgeführt wer­ den, in der der Dorn 20 die Kammer 17 vollständig verlassen hat, so daß ein weiterer O-Ring 19 in diese von unten her eingeführt werden kann.

Die Erfindung ist einer Vielzahl von Varianten fähig. Insbe­ sondere kann die Vorrichtung Teil größerer Vorrichtungen sein, es ist aber auch möglich, diese als geschlossenes Ein­ zelwerkzeug zu erstellen, das beliebiger Handhabungen fähig ist. Ebenso bestehen vielfältige Möglichkeiten der Anpassung der Vorrichtung an ein Werkstück. So können Vorsprünge der­ selben übergriffen werden, und mit einer bspw. nach Fig. 8 ausgebildeten Vorrichtung können O-Ringe in Bohrungen einge­ schoben werden, die sich kurz hinter der den O-Ring aufneh­ menden Nut verengen oder kurz nach der Nut als Sackbohrung enden.

In der Fig. 8 ist abgebrochen ein einen als Antriebsvorrich­ tung vorgesehenen Druckmittelzylinder aufweisendes Handstück dargestellt, das mit einem Schraubstück 2 in den Rahmen 3 eingreift. Mit der Kolbenstange 4 ist ein in der Führungsöff­ nung 24 des Rahmens 3 axial verschiebbarer Körper 26 verbun­ den, der seinerseits in einer Gleitführung den Schieber 26 aufweist. Der Schieber 6 stützt sich über eine Schraubenfeder 27 gegen einen Ansatz des Körpers 26 ab; begrenzt ist der Weg des Schiebers durch einen ihn quer durchgreifenden Führungs­ stift 28, der in einem Langloch 29 des Körpers 26 sowie einem Langloch 30 des Rahmens 3 verschiebbar ist. Wie bei dem schon beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 6 weist der Schieber 6 einen Schlitz 7 auf, in dem eine Wippe 9 um eine Achse schwenkbar gehalten ist. Vorgespannt wird die Wippe hier durch ein mit dem Rahmen 3 verschraubtes Federgehäuse 31, in dem ein durch eine Schraubenfeder vorgespannter Feder­ bolzen 32 verschiebbar ist, dessen freies Ende sich gegen die Wippe 9 abstützt.

Auch hier wird die Vorrichtung angesetzt, indem der Aufsatz 13 in eine Bohrung eines Werkstückes eingeschoben wird, zweckmäßig nachdem der einzubringende O-Ring in die Vorrich­ tung eingelegt ist. Beim Auslösen der Antriebsvorrichtung werden der Körper 26 und, über die Schraubenfeder 27 abge­ stützt, der Schieber 6 nach vorne vorgeschoben. Hierbei er­ greift das freie vordere Ende der Wippe den unteren Bereich des einzulegenden O-Ringes und schiebt ihn mit vor, während das obere Ende sich gegen den oberen Bereich des Körpers 26 legt. Passiert die Achse 8 den Federbolzen 32, so kippt die Wippe nach unten um und versucht, den O-Ring in die ihn auf­ nehmende Nut einzubringen.

Bis jetzt stützte sich unter der Einwirkung der Schrauben­ feder 27 der Schieber 6 mittels seines Führungsstiftes 28 an der rechts dargestellten Begrenzung des Langloches 29 ab. Stößt die Wippe mit ihrer Vorderkante gegen eine hemmende Wandung, sei es ein durch eine Verengung der die Nut aufwei­ senden Bohrung gebildeter Ansatz oder aber der Boden einer Sackbohrung, so nehmen Schieber und Wippe am weiteren Vor­ schub nicht weiter teil, und der untere Abschnitt des O-Rin­ ges ist bereits in die ihn aufnehmende Nut eingebracht. Zweckmäßig ist jedoch das Langloch 30 so ausgebildet, daß kurz vor Erreichen des Ansatzes oder des Bodens der Bohrung der Schieber aufgehalten wird, indem sich das untere Ende des Führungsstiftes 28 gegen die rechts gezeigte Begrenzung des Langloches 30 des Rahmens 3 legt. In jedem Fall nimmt an der weiteren Bewegung der Kolbenstange 4 nurmehr der Körper 26 teil, der noch die oberen Abschnitte des O-Ringes in die ihn aufnehmende Nut einschiebt. Hierbei verschiebt sich der ste­ hende Führungsstift 28 innerhalb des vorgleitenden Langloches 29 unter Komprimieren der Schraubenfeder 27. Durch die Unter­ teilung in Körper und Schieber und die komprimierbare Verbin­ dung lassen sich O-Ringe auch in Nute von Bohrungen einlegen, deren Tiefe und/oder Durchmesser begrenzt ist.

Es besteht schließlich auch die Möglichkeit, die Vorrichtung ohne ihre Lage justierende formschlüssige Elemente zu verwen­ den, wofür es allerdings eines sorgfältigen Ansetzens bedarf. Weiterhin kann ein Antrieb durch Ankuppeln an einen Fremdan­ trieb ebenso bewirkt werden wie durch ein elektrisches Li­ neargetriebe, bspw. einen Elektromotor, der vermittels Spin­ del und Spindelmutter den Drehantrieb in einen linearen Hub wandelt. Bewährt haben sich jedoch Druckmittelzylinder, die pneumatisch oder hydraulisch betreibbar sind, und die es gestatten, auf gesonderte, den Hub begrenzende Mittel zu verzichten.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Einbringen von flexiblen Ringen, insbe­ sondere Dichtungsringen, in Nute von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet,
daß einem Rahmen (3) ein eine Bohrung (14) aufweisender Aufsatz (13) vorgeordnet ist, der eine mit einer Einfüh­ rungsöffnung für Ringe (19) ausgestattete zylindrische Kammer (17) begrenzt, deren Radius den der Bohrung (14) überschreitet, und die dieser parallelachsig und gegen diese derart versetzt angeordnet ist, daß an einer Stelle Mantellinien der Bohrung und der Kammer innerhalb einer gemeinsamen Geraden liegen, und daß in einer Führungsöffnung (24) des Rahmens (3) koaxial zur Bohrung (14) ein Schieber (6) geführt ist, welcher, der Bohrung zugewandt, einen Dorn (20) aufweist, von dem ein Rücken (21) bis zu einer Schulter (22) ram­ penartig ansteigt, die sich bis zur Geraden der Mantel­ linien erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) in seiner die Gerade der Mantel­ linien aufweisenden Mittelebene einen Schlitz (7) auf­ weist, in dem ein zweiarmiger Hebel (Wippe 9) schwenkbar gelagert ist, der mindestens in der Endstellung des Schiebers vorspannbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schulter (22) eine Mulde (25) vorgeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine den zweiarmigen Hebel (Wippe 9) vorspannende Feder (11) so angeordnet ist, daß beim Vorschieben des Schiebers (6) der Angriffspunkt der Feder die Schwenk­ achse des zweiarmigen Hebels überfährt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Blattfeder (11), die auf einer Kopffläche eines quer zum Schieber (6) im Rahmen (3) geführten Bolzens (10) aufliegt, dessen anderes Ende sich auf den Hebel (Wippe 9) abstützt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (31), in dem ein durch eine Schraubenfeder vorgespannter Federbolzen (32) geführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) auf seiner der Schulter (22) abge­ wandten Seite eine gegen diese in Vorschubrichtung zu­ rückgesetzte und ihr gegenüberliegende Stirnfläche (23) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) mit einer Antriebsvorrichtung für den Schieber (6) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) mit einem elektrischen Lineargetriebe oder einem Druckmittelzylinder verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (22) und die Stirnfläche (23) durch schräg verlaufende und in diese übergehende Absätze des Schiebers (6) miteinander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (14) abgerundet in die Kammer (17) über­ geht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung mit einem in der Führungsöff­ nung (24) des Rahmens (3) verschiebbaren Körper (26) verbunden ist, der mit dem O-Ringe (19) fassenden Rücken (21) und Schulter (22) ausgestattet ist, und der in einer Gleitführung axial verschiebbar den Schieber (6) auf­ weist, daß der Schieber gegen den Körper mittels einer Feder (27) vorgespannt ist, und daß der Schieber seinen Weg gegenüber dem Körper und/oder dem Rahmen begrenzende formschlüssige Elemente (Führungsstift 28, Langloch 29, 30) aufweist.