DE4214845C2

DE4214845C2 - Vorrichtung zum Aufbringen weitungsfähiger elastischer Ringe

Info

Publication number: DE4214845C2
Application number: DE19924214845
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Nikolaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Nikolaus Walter 99848 Wutha-Farnroda De
Priority date: 1992-05-05
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2012-05-06
Also published as: DE4214845A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen weitungsfähiger elastischer Ringe auf zylindrische Körper, insbesondere weichelastischer Dichtungsringe in eine Ringnut eines zylindrischen Sperrelementes bzw. Kolbens eines Sperrventils.

Es sind bereits aus der britischen Patentschrift 366 319 Vorrichtungen bekannt, mit denen Dichtungsringe in eine Nut eingelegt werden, indem mittels konischer aufspreizbarer Dorne oder Hülse die Kolbenringe axial geweitet und danach in eine Nut eingeschnappt werden. Ein derartiges Aufspreizen von schmalen flexiblen Ringen auf konischen Dornen ist jedoch sehr schwierig, weil die Ringe sofort kippen würden.

Spreizhülsen sind auch aus der USA-Patentschrift 2 422 549 bekannt. Auch Spreizfinger sind zum Weiten aus den USA-Patenschriften 2 601 547 und 2 961 756 bekannt, um diese in eine vorgesehene Positionen zu bringen.

Auch ist eine Vorrichtung zum automatisierten Aufsetzen sehr dünner weichelastischer Dichtungsringe geringer Höhe aus der DE-AS 20 36 087 bekannt, nach der in bekannter Weise von einem Spreizdorn aufgenommene und geweitete Ringe von einer über dem Spreizdorn axial verschiebbaren Hülse auf einem Ansatz geschoben werden, ohne zu kippen oder zu verdrillen.

Weiterhin ist aus der DE 35 26 768 A1 eine Vorrichtung zum Aufbringen von O-Ringen auf insbesondere zylindrische Werkstücke mit einem Spreizwerkzeug vorgesehen, welches mit wenigstens drei Spreizelementen einen O-Ring erfaßt und diesen aufspreizt. Weiterhin ist ein Übergabewerkzeug mit einem Aufnahmeelement vorgesehen, welches am Ende Anlageflächen für die innere Ringfläche eines O-Ringes bildende Segmente aufweist. So daß der mit dem Spreizwerkzeug geweitete O-Ring auf diese Segmente des Übergabewerkzeuges übergeben werden kann. Das Aufnahmeelement des Übergabewerkzeuges ist auf das Werkstück aufschiebbar.

Mit einem relativ zum Aufnahmeelement verschiebbaren Schieber ist der O-Ring auf das Werkstück aufschiebbar.

Ferner sind nach US 3 605 239 und nach SU 1 689 012 A1 Anordnungen zum Aufbrinen von weitungsfäigen elastischen Ringen auf zylindrische Bauteile bekannt, bei denen der Ring zunächst unterhalb einer Vorrichtung angeordnet wird, danach in diese eingehoben und geweitet wird, am Umfang im geweiteten Zustand fixiert und nach dem Positionieren des Ringes im fixierten Zustand über dem Bauteil an seinem Bestimmungsort freigegeben wird.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist nachteilig, daß nur kurze zylindrische Werkstücke mit O-Ringen bestückt werden können, bei denen die Ringnut nahe der äußeren Körperkarte angeordnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum automatisierten Aufbringen weitungsfähiger elastischer Ringe mannigfaltiger Formen an beliebiger Stelle zylindrischer Bauteile mit unterschiedlicher Länge und verschiedenem Querschnitt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach dem Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch die Möglichkeit der automatisierten Montage von weitungsfähigen elastischen Ringen mannigfaltigster Formen auf zylindrische Bauteile aus.

Die Ringe werden dabei verdrillfrei und schonend auf das Hauptteil aufgesetzt.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist die Vorrichtung in der Seitenansicht dargestellt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Maschinentisch 1, der Säulenführung 2, einem Antriebsmotor, z. B. einem Druckluftzylinder 4, den Schlitten 3; 35, einer als Spreizdorn fungierenden Ringaufnahme mit den Aufnehmern 22, einer Werkstückaufnahme 25 und einer Klemmvorrichtung mit den Teilen 30; 31; 32; 33; 34; 35'; 36; 37. Nach der Erfindung ist auf dem Maschinentisch 1 ein Flansch 13 befestigt, in dem Lager 20 für eine Säulenführung 2 angeordnet sind. Das Oberteil des Flansches 13 ist mit einer Kurve 13' versehen, deren Steigung einem bestimmten Zentrumswinkel zugeordnet ist.

Am Flansch 13 sind weiterhin die Anschläge 14; 15 höhenverstellbar befestigt. Die Säulenführung 2 ist mit einem Zapfen in den Lagern 20 drehbar gelagert und steht unter der Wirkung einer Rückholfeder 19, die mit ihren Enden an der Säulenführung 2 und am Flansch 13 angelenkt ist. Am oberen Ende der Säulenführung 2 ist ein Halter 8 angeordnet, der einen abwärtsgerichteten höhenverstellbaren Anschlag 7 aufnimmt und die Aufhängung für eine Zugfeder 9 aufweist. Weiterhin ist in der oberen Hälfte der Säulenführung 2 der Schlitten 3 mit seitlichen Auslegern 3'; 3''; höhenverschiebbar gelagert. Auf dem Ausleger 3'' ist ein Antriebsmotor, insbesondere ein Druckluftzylinder 4 mit den Öffnungen 4', 4'' befestigt. Als Antriebsmotoren können hydraulische, pneumatische, elektromagnetische oder andere Antriebssystem verwendet werden. Weiterhin ist am Ausleger 3'' ein Kulissenstein 18 befestigt, der auf der Kurve 13' aufsitzt. Verstellbar verbunden mit dem Ausleger 3' sind die abwärtsgerichteten Anschläge 12; 16, ein Spreizbolzen 17 und ein Stößel 26. Die Zugfeder 9 ist mit ihrem unteren Ende am Schlitten 3 angelenkt.

Der Druckluftzylinder 4 ist über die Öffnungen 4'; 4'' mit einem nicht näher beschriebenen Druckluftsystem verbunden. Vom Druckluftzylinder 4 führt eine mit dessen Kolben 5 verbundene Kolbenstange 6 an den Ausleger 35'' des ebenfalls auf der Säulenführung 2 höhenverschiebbar gelagerten Schlittens 35. Eine Zugfeder 10 führt an einen zwischen den Schlitten 3 und 35 mit der Säulenführung 2 fest verbundenen Halter 23, in dem vorzugsweise nur schalenförmige Aufnehmer 22 schwenkbar gelagert sind, die von einem Ring 21 zusammengehalten werden. Die Aufnehmer 22 umschließen den Spreizbolzen 17, dessen untere Stirnfläche ballig gestaltet ist. Die Innenflächen der Aufnehmer 22 laufen in einen konischen Teil aus. Diese Baugruppe bildet den Spreizdorn der Vorrichtung.

Fluchtend zum Spreizdorn ist eine Klemmvorrichtung auf dem Ausleger 35' angeordnet. Hierzu ist ein Einsatz 33 in eine Öffnung des Auslegers 35' befestigt, dessen Mittelloch in eine konische Auflage 33' ausläuft, die auch andere Formen aufweisen kann, z. B. bohlkehlförmig. Im Einsatz 33 ist ein ebenfalls zylindrischer Niederhalter 34 axial verschiebbar gelagert, dessen untere Hälfte eine Fase 34' bildet. Der Einsatz 33 und der Niederhalter 34 können verschiedene, den zu montierenden Formen der Ringe 24 und dem Spreizdorn angepaßte, Querschnitte aufweisen. Weiterhin ist auf dem Ausleger 35' eine Wippe 31 gelagert, deren rechter Hebelarm in einer Gabel 31' endet, die an den Niederhalter 34 angelenkt ist. Der linke Hebelarm der Wippe 31 ist mit einer Rolle 30 versehen. Diese liegt auf der Abflachung 36' eines seitlich im Ausleger 35' drehbar gelagerten Bolzen 36 auf. Hierzu steht die Wippe 31 unter der Wirkung der Zugfeder 32. Im Bolzen 36 ist ein seitlich wegstehender Hebel 37 befestigt, der in die Wirkungsrichtung der Anschläge 15; 16 ragt. Die Höhe des Schlittens 35 ist so eingestellt, daß die untere Kante des Auslegers 35' mit den Stirnflächen der durch den Niederhalter 34 hindurch ragenden Aufnehmer 22 abschließt. So entsteht ein Ringspalt 39. Diese Baugruppe stellt funktionell die Klemmvorrichtung dar, die zur Verarbeitung von Ringen 24 unterschiedlicher Formen auswechselbar ist. Fluchtend zu dem beschriebenen Teil dieser Vorrichtung im Schwenkbereich des Vorrichtungsoberteils ist das zu bestückende Bauteil 38 mit der Ringnut 38' auf dem Maschinentisch 1 befestigt. Ebenfalls auf dem Maschinentisch 1 im Schwenkbereich des Oberteils der gesamten Vorrichtung ist eine Werkstückaufnahme 25 für Ringe 24 angeordnet. In der Werkstückaufnahme 25 ist ein höhenverschiebbarer Stößel 28 gelagert, an dessen Unterteil eine Wippe 29 mit ihrer Gabel 29' angelenkt ist. Der freie Hebelarm der Wippe 29 ragt in den Bereich des mit dem Oberteil der Vorrichtung schwenkbaren Stößels 26. Die Werkstückaufnahme 25 steht mit Zuführeinrichtungen für Ringe 24 in Verbindung oder ist Bestandteil solcher Einrichtungen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

In seiner Ausgangsstellung wird der Schlitten 3 von der Zugfeder 9 gehalten. Dabei befindet sich der Spreizbolzen 17 in den Aufnehmern 22. Ebenfalls wird der Schlitten 35 von der Zugfeder 10 mit dem Anschlag 11 gegen den Halter 23 auf Abstand gehalten. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Ring 24 über eine nicht dargestellte Zuführung in die Werkstückaufnahme 25 gelangt. Von einem nicht weiter beschriebenen otpo-elektronischen System erfolgt ein Signal zur Beaufschlagung der Öffnung 4' mit Druckluft. Durch die getriebliche Verbindung der Kolbenstange 6 mit dem Schlitten 35 und dessen Anlage mittels Anschlag 11 am Halter 23 hat der Schlitten 3 das Bestreben, sich abzusenken. Der Kulissenstein 18 gleitet entlang der Kurve 13' hinter der Kante 13'' und der gesamte obere Teil der Vorrichtung schwenkt um die Säulenführung 2 über die Werkstückaufnahme 25. Dabei gelangt der Stößel 26 auf den Hebelarm der Wippe 29 und drückt diesen nieder. Der Stößel 28 hebt den Ring 24 in den Ringspalt 39. Der Spreizbolzen 17 drückt die Aufnehmer 22 auseinander und weitet den Ring 24. Zu diesem Zeitpunkt gelangt der Anschlag 16 auf den Hebel 37, so daß der Bolzen 36 gedreht wird und die Rolle 30 auf dessen zylindrischen Teil gelangt. Die Wippe 31 bewegt den Niederhalter 34 nach unten, und der geweitete Ring 24 wird zwischen der Fase 34' und der Auflage 33' geklemmt gehalten. Nun wird programmgemäß die Druckluft von der Öffnung 4' abgeschaltet. Die Zugfeder 9 zieht den Schlitten 3 wieder gegen den Anschlag 7, wodurch der Spreizbolzen 17 aus den Aufnehmern 22 zurückgenommen wird und diese ihre Ausgangsstellung einnehmen. Der Kulissenstein 18 ist über die Kante 3'' auf die Kurve 13' gelangt. So kann die Rückholfeder 19 den gesamten Vorrichtungsoberteil um die Achse der Säulenführung 2 zurückschwenken, bis die Klemmvorrichtung über das Bauteil 38 gelangt ist. Nun gelangt Druckluft in die Öffnung 4''. Die Kolbenstange 6 drückt den Schlitten 35 abwärts, wobei die Klemmvorrichtung über das Bauteil 38 gelangt. Der Hebel 37 wird vom Anschlag 15 aufwärts gekippt, so daß die Rolle 30 wieder auf die Abflachung 36' gelangt und der Ring 24 durch anheben des Niederhalters 34 aus seiner Arretierung in Höhe der Ringnut 38' freigegeben wird und in diese einschnappen kann. Nach geringfügigem Nachlauf erreicht der Schlitten 35 am Anschlag 14 seine untere Stellung. Beim Abschalten der Druckluft von der Öffnung 4'' zieht die Zugfeder 10 den Schlitten 35 mit seinem Anschlag 11 den Halter 23 in seine Ausgangsstellung. Zwischenzeitlich ist ein weiterer Ring 24 auf die Werkstückaufnahme 25 gelangt, so daß sich der Montagevorgang wiederholen kann. Somit ist der Ring 24 unterhalb einer Klemmvorrichtung gebracht, in diese hineingehoben, geweitet, am Umfang axial geklemmt, im fixierten Zustand über ein Bauteil 38 gebracht und an seinem Bestimmungsort freigegeben worden.

Bezugszeichenliste

1

Maschinentisch

2

Säulenführung

3

Schlitten

3

'Ausleger

3

''Ausleger

4

Druckluftzylinder

4

'Öffnung

4

''Öffnung

5

Kolben

6

Kolbenstange

7

Anschlag

8

Halter

9

Zugfeder

10

Zugfeder

11

Anschlag

12

Anschlag

13

Flansch

13

'Ausleger

13

''Kante

14

Anschlag

15

Anschlag

16

Anschlag

17

Spreizbolzen

18

Kulissenstein

19

Rückholfeder

20

Lager

21

Ring

22

Aufnehmer

23

Halter

24

Ring

25

Werkstückaufnahme

26

Stößel

27

Zugfeder

28

Stößel

29

Wippe

29

'Gabel

30

Rolle

31

Wippe

31

'Gabel

32

Zugfeder

33

Einsatz

33

'Auflage

34

Niederhalter

34

'Fase

35

Schlitten

35

'Ausleger

35

''Ausleger

36

Bolzen

36

'Abflachung

37

Hebel

38

Bauteil

38

'Ringnut

39

Ringspalt

Claims

1. Vorrichtung zum Aufbringen von weitungsfähigen elastischen Ringen auf zylindrische Bauteile, bestehend aus einer Zuführung, einer Weitungs- und Übergabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,

1. daß an einer Säulenführung (2) eines Maschinentisches (1) ein Halter (23) mit nach unten gerichteten Aufnehmern (22) befestigt ist, daß in die Aufnehmer (22) ein Spreizbolzen (17) bringbar ist, daß der untere Teil der Aufnehmer (22) in einem axial beweglichen Niederhalter (34), der sich in einem auf einem höhenverschiebbaren ersten Schlitten (35) befestigten Einsatz (33) befindet, axial verschiebbar ist,
2. daß das Oberteil der Vorrichtung mit dem ersten Schlitten (35), dem Halter (23) und einem zweiten Schlitten (3) über eine Werkstückaufnahme (25) und ein Bauteil (38) schwenkbar sind,
3. daß die untere Stirnfläche des Niederhalters (34) mit einer Fase (34') versehen ist,
4. daß der Einsatz (33) mit einer Auflage (33') versehen ist,
5. daß die Aufnehmer (22), die Auflage (33') und der Niederhalter (34) einen Ringspalt (39) bilden und
6. daß der Niederhalter (34) über eine Wippe (31) mit einem drehbar in einem Ausleger (35') des ersten Schlittens (35) gelagerten Bolzen (36) getrieblich verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Maschinentisch (1) ein Flansch (13) mit Lagern (20) für die Säulenführung (2), einer Kurve (13') und Anschlägen (14; 15) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizbolzen (17) an dem höhenverschiebbaren zweiten Schlitten (3) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurve (13') ein mit dem zweiten Schlitten (3) verbundener Kulissenstein (18) getrieblich zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Kanten des Auslegers (35') des ersten Schlittens (35) und der Aufnehmer (22) auf gleicher Höhe sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (36) eine Abflachung (36') und einen seitlich abstehenden Hebel (37) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bewegungsabläufe von einem auf einem Ausleger (3'') des zweiten Schlittens (3) befestigten Druckluftzylinder (4) realisiert werden, der über eine Kolbenstange (6) mit dem Ausleger (35'') des ersten Schlittens (35) verbunden ist.