DE3812741C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einbaugerät für Sicherungsringe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Einbaugerät dieser Art ist bereits durch die DE-OS 34 13 478 bekannt. Es dient zum maschinellen Einsetzen von geschlitzten, radial federnden Sicherungsringen in entsprechende Ringnuten auf einer Welle oder dgl. oder in einem Gehäuse. Ein solcher mit Montagelöchern versehener Sicherungsring wird durch entsprechende Bolzenvorsprünge an einer Spannvorrichtung aufgenommen. Der Sicherungsring liegt dabei radial und mindestens in einer axialen Richtung formschlüssig und in geeigneter Weise lageorientiert für den Einbau auf.

Die dazu verwendeten Spannbacken werden durch ein Prisma um ein vorbestimmtes Maß gegeneinander bewegt und spannen dadurch den Sicherungsring radial. In diesem gespannten Zustand wird der Sicherungsring in eine Bohrung mit entsprechender Ringnut eingeführt. Durch Lösen der Spannbacken rastet der Sicherungsring in die Ringnut ein. Danach wird das Einbaugerät in seine Ausgangslage zurückbewegt. Alle Bewegungsvorgänge einschließlich der Aufnahme eines neuen Sicherungsringes werden automatisch gesteuert.

Das bekannte Einbaugerät kann nur dann über längere Zeit störungsfrei im automatischen Betrieb arbeiten, wenn entsprechende, absolut gleiche Sicherungsringe vorausgesetzt werden. Durch Verwenden von Sicherungsringen anderer Hersteller oder durch geringe Unterschiede im Querschnitt bzw. des verwendeten Materials kommt es mindestens zu geringfügigen Abweichungen in der radialen Spannkraft. In der Serienproduktion können die sich daraus ergebenden, stark streuenden Festigkeitswerte bezüglich radialem Sitz, axialer Belastbarkeit etc. des Sicherungsringes nicht akzeptiert werden, insbesondere wenn es sich um den Zusammenbau qualitativ hochwertiger Sicherheitsprodukte handelt. Darüber hinaus muß damit gerechnet werden, daß einzelne fehlerbehaftete Sicherungsringe eingebaut werden, weil deren ungenügender Sitz bei dem bekannten Einbaugerät infolge mangelnder Spannung während des Spannens um den stets gleichen radialen Weg nicht bemerkt wird.

Weiterhin kann nicht sichergestellt werden, ob der damit eingeführte Sicherungsring tatsächlich in die Ringnut eingerastet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einbaugerät für Sicherungsringe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem in der Serienmontage stets gleiche Ergebnisse hinsichtlich festem und zuverlässigem Sitz der Sicherungsringe erreicht werden und mit dem fehlerhafte und falsche Sicherungsringe ausgeschieden werden können.

Die Aufgabe wird gelöst durch

• - ein Wegmeßsystem zum Erfassen des Durchmessers des gespannten Sicherungsringes;
• - ein Kraftmeßsystem zum Erfassen der Spannkraft im gespannten Zustand des Sicherungsringes;
• - eine Einrichtung zum Überprüfen des in die Ringnut eingeführten Sicherungsringes.

Durch das Zusammenwirken der beiden Meßsysteme wird einerseits erreicht, daß der Sicherungsring stets auf den gleichen Durchmesserwert gespannt wird. Dieser Durchmesser richtet sich nach dem Durchmesser der Welle bzw. des Gehäusesitzes und ist im wesentlichen durch die technischen Daten des Sicherungsringes festgelegt. Der Durchmesser des gespannten Sicherungsringes wird beispielsweise durch einen handelsüblichen Meßwertaufnehmer ermittelt, der abhängig von der Größe des Sicherungsringes über Meßhebel angestellt sein kann. Über eine Meßelektronik steht der Meßwert als elektrische Spannung zur Verfügung.

Die in den Sicherungsring eingreifenden Spanneinrichtungen sind andererseits mit Meßwertaufnehmern, beispielsweise Dehnungsmeßstreifen, zur Messung der Spannkraft versehen. Auf diese Weise wird die von den Sicherungsringen während des Spannens ausgehende Reaktionskraft gemessen und steht ebenfalls über eine Meßelektronik als elektrischer Spannungswert zur Verfügung.

Die beiden Meßwerte ermöglichen mehrere Alternativen zur Feststellung, ob der geeignete Sicherungsring eingelegt ist, ob er fehlerfrei ist, die richtigen Spezifikationen aufweist, in der erforderlichen Weise gespannt ist oder/und die benötigte Spannkraft aufweist. Dabei wird beispielsweise bei auf einen festgelegten Durchmesser gespannten Sicherungsring die Spannkraft gemessen und mit einem vorausbestimmten Meßwert, der an der Meßelektronik eingestellt ist, verglichen. Sicherungsringe, deren Spannkraft diesen Nennwert über- oder unterschreiten, werden ausgeschieden bzw. nicht eingebaut.

Alternativ ist es möglich, den Sicherungsring mit einer konstanten Spannkraft zu spannen, dabei den Durchmesser zu ermitteln und diesen einem Nennwert gegenüberzustellen.

Weiterhin kann auch der Quotient aus den Meßwerten von Durchmesser und Spannkraft in der Meßelektronik berechnet werden, um über den gesamten Spannbereich den Sicherungsring beurteilen zu können. Möglichkeiten für die Meßwertverarbeitung, zur Selektion der Sicherungsringe relativ zu voreingestellten Grenzwerten etc. sind dem Fachmann hinreichend bekannt und müssen deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Durch das erfindungsgemäße Einbaugerät ist in allen Fällen sichergestellt, daß der Sicherungsring

• - auf den geeigneten Durchmesser gespannt ist,
• - dabei die erforderliche Spannkraft aufweist,
• - weitgehend fehlerfrei ist,
• - die richtige Größe aufweist,

um nur die wichtigsten Kriterien zu nennen.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung weist die Spannvorrichtung drei am Umfang verteilte schwenkbare Spannhebel auf, die an ihren einander zugewandten freien Enden je einen Axialvorsprung mit einem radialen Lager aufweisen, das in Spannstellung mit radialen Flächen des Sicherungsringes bringbar ist und die axialen Vorsprünge weisen Kraftaufnehmer (Dehnungsmeßstreifen) auf. Wenn bei dem erfindungsgemäßen Einbaugerät eine klare Aufgabentrennung zwischen Spannen und Einbau vorgesehen ist, ist es möglich, die Spannvorrichtung mit Vorsprüngen zu versehen, die gegen die Spannfläche, d. h. bei Sicherungsringen für Wellen etc. gegen die Bohrungsfläche oder bei Sicherungsringen für Bohrungen gegen die Mantelfläche zu arbeiten. Radiallager auf den Vorsprüngen bewirken dabei ein gleichmäßiges radiales Spannen ohne Haftreibungseffekte.

Nachdem festgestellt ist, daß der in der Spannvorrichtung gespannte Sicherungsring innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen liegt, wird er im gespannten Zustand an den Einbaukopf übergeben. Dieser weist beispielsweise geeignete Vorsprünge auf, die in Montagelöcher des Sicherungsringes eingreifen. Weiterhin sind Auflageflächen zur Lagestabilisierung vorgesehen. Der Einbaukopf ist nunmehr in der Lage, den Sicherungsring axial zur Ringnut zu transportieren. Die geeigneten Verschiebebewegungen werden in bekannter Weise durchgeführt, wodurch der Sicherungsring positionsgenau aber noch gespannt der Ringnut gegenübersteht. In dieser Position wird der Sicherungsring durch Abstreifvorrichtungen vom Einbaukopf getrennt und kann in die Ringnut einrasten.

Die radiale Stellung der Vorsprünge bei gespanntem Sicherungsring ist repräsentativ für dessen Durchmesser. Deshalb ist, wie durch ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal gekennzeichnet, mindestens an einem der schwenkbar gelagerten Spannhebel ein deren Schwenkstellung messender Wegaufnehmer vorgesehen. Dadurch erübrigt sich die direkte Messung des Durchmessers an den Spannflächen des Sicherungsringes.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Einbaukopf zwei koaxial übereinander und axial relativ zueinander verschiebbare Montagehülsen auf, wobei an einer von diesen ein in den Schlitz des Sicherungsringes einführbarer Spreizvorsprung und ein diametral gegenüberliegender, die Mantelfläche des Sicherungsringes teilschalenförmig umgreifender Stützvorsprung vorgesehen ist und der Sicherungsring im gespannten Zustand auf den bündig ausgerichteten Seitenflächen beider Montagehülsen aufliegt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Einbaukopf eine die axiale Verschiebbarkeit durch axiale Belastung des Sicherungsringes nach dessen Entspannen registrierende Einrichtung zur Überprüfung des korrekten Sitzes in der Ringnut aufweist. Damit wird insbesondere die axiale Belastbarkeit des eingesetzten Sicherungsringes überprüft. Nähere Einzelheiten u. a. dazu werden an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 die teilweise Draufsicht auf die Spannvorrichtung eines Einbaugerätes für Sicherungsringe für Wellen,

Fig. 2 den teilweisen Längsschnitt des mit der Spannvorrichtung nach Fig. 1 zusammenarbeitenden Einbaukopfes und

Fig. 3 die teilweise vergrößerte Draufsicht auf den Einbaukopf nach Fig. 2 mit gespanntem Sicherungsring.

Das in den Figuren nur teilweise dargestellte Einbaugerät besteht im wesentlichen aus der in Fig. 1 dargestellten Spannvorrichtung und dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Einbaukopf. Von der Erfindung nur mittelbar betroffene maschinelle Einrichtungen, wie Gestell, Rahmen, Bewegungs- und Zuführeinrichtung sind weggelassen. Weiterhin wurde insbesondere in Fig. 1 auf die Darstellung des Sicherungsringes in der Spannvorrichtung verzichtet, um die auf den Sicherungsring wirkenden Einrichtungen klarer hervorzuheben.

Die in Fig. 1 dargestellte Spannvorrichtung besteht aus einem gestrichelt dargestellten Rahmengestell 1, einem demgegenüber axial beweglichen Spannkopf 2 und einer Zuführplatte 3 für die Sicherungsringe 4. Diese werden in der dargestellten Lage ausgerichtet und durch nicht gezeigte Zuführvorrichtungen bis zur Anlage an einen Anschlag 5 achsgleich über den Spannkopf geschoben. Dieser weist drei am Umfang verteilte Spannhebel 6 auf, die an ihrem radial inneren Ende mit axialen Vorsprüngen 7 versehen sind. An den Vorsprüngen 7 sind Radiallager 8 angeordnet. Die Spannhebel 6 sind über einen nicht dargestellten Antrieb um entsprechende Bolzenlager 9 schwenkbar. Bei synchroner Schwenkbewegung gegen den Uhrzeigersinn vergrößert sich der Abstand der Radiallager 8 gegenüber dem Mittelpunkt des Spannkopfes 2. Diese Bewegung wird zum Spannen des Sicherungsringes 4 verwendet. Durch eine entsprechende Axialbewegung des Spannkopfes 2 werden die Radiallager in die Bohrung des, wie oben beschrieben, achsgleich mit dem Spannkopf 2 angeordneten, jedoch in dessen Lage nicht dargestellten Sicherungsringes 4 verschoben. Durch das synchrone Schwenken der Spannhebel 6 kommen die Außenringe der Radiallager 8 mit der Bohrungsfläche des Sicherungsringes 4 in Berührung und spannen diesen bei weiterer Schwenkbewegung radial nach außen.

Wie lediglich durch ein gestricheltes Quadrat angedeutet ist, sind an den Vorsprüngen 7 Dehnungsmeßstreifen 10 angebracht, die eine Belastung der Vorsprünge 7 in Biegerichtung zusammen mit einer nicht dargestellten bekannten Meßelektronik in eine elektrische Spannung umformen. Dadurch kann die radiale Spannkraft des Sicherungsringes 4 ermittelt werden.

Weiterhin liegt ein mit einer Tastspitze 11 versehener Hebelarm 12 an einem der Spannhebel 6 an und dient zum Messen der radialen Stellung der Vorsprünge 7 während des Spannens des Sicherungsringes 4. Dadurch wird der Durchmesser des gespannten Sicherungsringes 4 registriert. Als Meßaufnehmer dienen ebenfalls Dehnungsmeßstreifen 10, die in bekannter Anordnung auf einem Biegestreifen 13 aus Federstahl aufgeklebt sind. Sie sind an einem Meßverstärker angeschlossen, der eine dem Durchmesserwert proportionale elektrische Spannung erzeugt.

Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Einbaukopf 14-25 dient als Montagewerkzeug zum Einbau des Sicherungsringes 4 in eine entsprechende Ringnut auf einer nicht dargestellten Welle. Der Einbaukopf übernimmt den gespannten Sicherungsring 4 aus der in Fig. 1 dargestellten Spannvorrichtung. Dazu sind an der Stirnseite auswechselbar ein Spreizvorsprung 14 und ein teilschalenförmiger Stützvorsprung 15 vorgesehen, die entsprechend dem gespannten Sicherungsring 4 positioniert sind. Der in der Mitte der Figur dargestellte Spreizvorsprung 14 greift in den durch das Spannen verbreiterten Schlitz 16 des Sicherungsringes 4 ein und ist in Umfangsrichtung gerade so breit ausgeführt, daß die erforderliche Spannung bzw. Weitung aufrechterhalten wird. Dies ist besonders in Fig. 3 erkennbar, wo weitere Bauteile des Einbaukopfes weggelassen sind. Diametral gegenüberliegend ist ein teilschalenförmiger Stützvorsprung 15 vorgesehen, der die Mantelfläche des Sicherungsringes 4 abstützt. Durch den geweiteten Schlitz 16 bilden die Schlitzflächen 17 zueinander einen spitzen Winkel, an den die Seitenflächen 17 des Spreizvorsprunges 14 angepaßt sind. Dadurch hat der Sicherungsring 4 das Bestreben, sich gegen den Stützvorsprung 15 zu verschieben und liegt deshalb daran unter Vorspannung an. Axial ist der Sicherungsring 4 durch Anlage an der inneren Seitenfläche 18 und an der äußeren Seitenfläche 18′ des Einbaukopfes stabilisiert. Dieser besteht im wesentlichen aus zwei koaxial übereinander angeordneten Montagehülsen - von denen die innere Montagehülse mit dem Bezugszeichen 19′ bezeichnet ist und diese gegen die Kraft einer Feder 20 axial gegeneinander verschiebbar sind -, einem Druckmittelzylinder 22 mit Arbeitskolben 21 und einem starr mit dem Arbeitskolben 21 verbundenen Tragarm 25.

Die Montagehülsen 19, 19′ sind auswechselbar am Arbeitskolben 21 und am Druckmittelzylinder 22 angebracht. Durch Zuführen des Druckmediums in den Zylinderraum 23 des Druckmittelzylinders 22 entsteht der abgebildete Zustand des Einbaukopfes, wobei die Feder 20 gespannt ist und die Seitenflächen 18 beider Montagehülsen 19, 19′ bündig sind. Ein Anschlagring 24 begrenzt die relative Lage der Montagehülsen 19, 19′. Der Tragarm 25, der starr mit dem die innere Montagehülse 19 tragenden Arbeitskolben 21 verbunden ist, führt den gesamten Einbaukopf mit dem in Fig. 2 nicht dargestellten Sicherungsring 4 über eine ebenfalls nicht gezeigte Welle, bis der Sicherungsring 4 der Ringnut gegenübersteht. In dieser Lage wird der Druck des Druckmediums zurückgenommen, wodurch die Feder 20 die äußere Montagehülse 19′ und die daran befestigten Spreiz- und Stützvorsprünge 14, 15 zurückzieht. Da die innere Montagehülse 19 positionsstarr gegenüber der Welle verbleibt, rastet der Sicherungsring 4 zuverlässig in die Ringnut ein.

Der nunmehr eingezogene Sicherungsring 4 ist lediglich noch mit der Seitenfläche 18 der inneren Montagehülse 19 in Kontakt. Durch eine weitere axiale Bewegung des Einbaukopfes bei feststehender Welle unter begrenzter Axialkraft wird der Sitz des Sicherungsringes 4 in der Ringnut überprüft. Wenn er nicht eingerastet ist, verschiebt er sich auf dem Mantel der Welle unter der Axiallast des Einbaukopfes. Dadurch wird eine Axialbewegung des Einbaukopfes bewirkt, die, wie nicht näher dargestellt ist, von der Steuerung des Einbaugerätes registriert wird.

Alle Bewegungen werden von einem zentralen Prozessor in bekannter Weise gesteuert bzw. überwacht. Neben dem hier dargestellten und beschriebenen Einbaugerät für Sicherungsringe für Wellen ist mit gleichen Vorteilen auch ein Gerät für Sicherungsringe für Bohrungen mit den erfindungsgemäßen Merkmalen möglich. Die Vorsprünge der Spannvorrichtung arbeiten in diesem Fall gegen die Mantelfläche des Sicherungsringes. Da der Sicherungsring in diesem Fall im radial eingezogenen Zustand gespannt ist, ist es zweckmäßig den Einbaukopf mit Vorsprüngen zu versehen, die in die Montagelöcher des Sicherungsringes eingreifen, um diesen gespannt zu halten.

Claims (5)

1. Einbaugerät für Sicherungsringe, bestehend aus einer Spannvorrichtung zum Spannen und einem Einbaukopf zur Aufnahme der gespannten Sicherungsringe zum Einfügen in eine Ringnut, gekennzeichnet durch

• 1.1 ein Wegmeßsystem (10, 11, 12, 13) zum Erfassen des Durchmessers des gespannten Sicherungsringes (4);
• 1.2 ein Kraftmeßsystem (7, 10) zum Erfassen der Spannkraft im gespannten Zustand des Sicherungsringes;
• 1.3 eine Einrichtung (19, 21, 25) zum Überprüfen des in die Ringnut eingeführten Sicherungsringes (4).

2. Einbaugerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (3) am Umfang verteilte schwenkbare Spannhebel (6) aufweist, die an ihren einander zugewandten freien Enden je einen Axialvorsprung (7) mit einem radialen Lager (8) aufweisen, das in Spannstellung mit radialen Flächen des Sicherungsringes (4) bringbar ist und daß die axialen Vorsprünge (7) Kraftaufnehmer (Dehnungsmeßstreifen 10) aufweisen.

3. Einbaugerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einem der schwenkbar gelagerten Spannhebel (6) ein deren Schwenkstellung messender Wegaufnehmer (10′, 11, 12, 13) vorgesehen ist.

4. Einbaugerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbaukopf zwei koaxial übereiannder und axial relativ zueinander verschiebbare Montagehülsen (19, 19′) aufweist, wobei an einer von diesen ein in den Schlitz (16) des Sicherungsringes (4) einführbarer Spreizvorsprung (14) und ein diametral gegenüberliegender, die Mantelfläche des Sicherungsringes (4) teilschalenförmig umgreifender Stützvorsprung (4) im gespannten Zustand auf den bündig ausgerichteten Seitenflächen (18, 18′) beider Montagehülsen (19, 19′) aufliegt.

5. Einbaugerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbaukopf eine die axiale Verschiebbarkeit durch axiale Belastung des Sicherungsringes nach dessen Entspannen registrierende Einrichtung zur Überprüfung des korrekten Sitzes in der Ringnut aufweist.