DE69710636T2

DE69710636T2 - Vorrichtung zum Montieren einer Dichtung auf eine Welle

Info

Publication number: DE69710636T2
Application number: DE1997610636
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Nardin
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: EP0808686A1; FR2749056B1; EP0808686B1; DE69710636D1; ES2172752T3; FR2749056A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufdrücken einer Dichtung auf eine Welle, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei bestimmten industriellen Anwendungen wie etwa bei Brennkraftmaschinen werden Dichtungen so auf eine Welle aufgeschoben, daß die Abdichtung zwischen dieser Welle und ihrem Lager gewährleistet wird.
Das gilt insbesondere für Nockenwellen von Zylinderköpfen von Brennkraftmaschinen, die an einem ihrer Enden eine Dichtung aufweisen, die in eine im Zylinderkopf ausgebildete Ausnehmung eingepreßt ist.
Dazu wird die Dichtung mit Hilfe eines Montagewerkzeugs in die Ausnehmung eingepreßt, und schließlich erfolgt eine Dichtheitsprüfung.
Bisher wird die Dichtung mit Hilfe eines ersten Dorns montiert, und die Dichtheitskontrolle wird mit Hilfe eines zweiten Dorns bewerkstelligt, nachdem der erste Dorn entfernt worden ist, was die Arbeitsvorgänge und die Montagezeit vervielfacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Aufdrücken einer Dichtung auf eine Welle zu schaffen, die die Montage der Dichtung und die Dichtheitskontrolle in einem Arbeitsgang bewirkt und es so erlaubt, die Anzahl von Werkzeugen und die Montagezeit zu reduzieren.
Gegenstand der Erfindung ist also eine Vorrichtung zum Aufdrücken einer Dichtung auf eine Welle, beispielsweise eine Nockenwelle eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Werkzeug aufweist, mit Mitteln zur Zentrierung auf einen Innenkonus, der in der Welle ausgebildet ist, Mitteln zur Abstützung der Dichtung, Mitteln zum Eindrücken der Dichtung in eine Ausnehmung, die die Welle umgibt, und Mitteln zur Kontrolle der Dichtheit der Dichtung nach ihrem Eindrücken in die genannte Ausnehmung, die gebildet werden einerseits durch eine Leitung, die in den Aufdrückmitteln ausgebildet und mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Druckfluid verbunden ist, und andererseits durch einen Ringraum, der zwischen dem Stößel und dem Dorn ausgebildet ist, wobei dieser Ringraum mit der Leitung verbunden ist und in die Aufnahme für die aufzudrückende Dichtung mündet.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:
- umfassen die Zentriemittel einen Stift, der mit einem in der Welle ausgebildeten Innenkonus zusammenwirkt, und einen zu dem Stift konzentrischen Stößel, der mit diesem eine Kammer zur Aufnahme des Endes der Welle bildet, wobei der Stift und der Stößel unter der Wirkung eines Ausstoßers, der mit einem Betätigungsorgan verbunden ist, relativ zueinander translationsbeweglich sind,
- ist der Stift an einem seiner Enden mit Hilfe eines ersten elastischen Organs mit dem Stößel verbunden, und der Stößel ist an einem seiner Enden mit Hilfe eines zweiten elastischen Organs mit dem Ausstoßer verbunden, wobei die Kraft des ersten elastischen Organs kleiner ist als diejenige des zweiten elastischen Organs,
- werden die elastischen Organe jeweils durch eine Feder gebildet,
- werden die Abstützmittel für die Dichtung durch eine Aufnahme gebildet, die zwischen dem freien Ende des Stößels und einem Rand einer zu dem Stößel konzentrischen und relativ dazu translationsbeweglichen Hülse ausgebildet ist,
- umfassen die Aufdrückmittel einen zu dem Stößel konzentrischen Dorn, der zwischen dem genannten Stößel und der genannten Hülse angeordnet ist, wobei der Dorn mit einem seiner Enden mit dem Ausstoßer verbunden ist und an seinem anderen Ende eine Ausstoßnase trägt, die in die Aufnahme für die Dichtung ausläuft,
- ist eine Dichtung zwischen dem Dorn und dem Ausstoßer eingefügt,
- weist die Hülse an ihrer Innenfläche einen Führungsvorsprung auf, der mit einer Längsöffnung zusammenwirkt, die in der Außenfläche des Dorns ausgebildet ist,
- ist die Hülse mit dem Dorn durch ein elastisches Organ verbunden, das durch eine Feder gebildet wird,
- wird die Ausstoßnase durch einen Ring gebildet, der einen rohrförmigen Hauptteil aufweist, der mit einem Kragen zur Verbindung mit dem Dorn versehen ist,
- trägt die Ausstoßnase einen Keil zur Einstellung der Aufdrücktiefe der Dichtung,
- ist eine Dichtung zwischen dem rohrförmigen Hauptteil der Ausstoßnase und einer am freien Ende des Dorns gebildeten Schulter eingefügt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, die lediglich als Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in denen zeigen:
- Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Aufdrückvorrichtung gemäß der Erfindung,
- Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung, die die Positionierung der Dichtung in der erfindungsgemäßen Aufdrückvorrichtung zeigt,
- Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt, der die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Aufdrückvorrichtung illustriert.
In den Zeichnungen ist schematisch eine Vorrichtung zum Aufdrücken einer Dichtung 1 auf eine in einem Lager 3 montierte Welle 2 gezeigt.
Zum Beispiel wird die Welle 2 durch eine Nockenwelle gebildet, und das Lager 3 wird durch einen Zylinderkopf gebildet, der eine Ausnehmung 4 aufweist, die zur Aufnahme der Dichtung 1 bestimmt ist.
Die erfindungsgemäße Aufdrückvorrichtung weist ein Werkzeug auf, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und das aufweist:
- Mittel zur Zentrierung auf das Ende der Welle 2,
- Mittel zur Abstützung der Dichtung 1,
- Mittel zum Eindrücken der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4,
- und Mittel zur Kontrolle der Dichtheit der Dichtung 1 nach ihrem Eindrücken in die Ausnehmung 4.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfassen die Mittel zur Zentrierung des Werkzeugs 10 auf das Ende der Welle 2 einen Stift 11, der in der Ruhestellung in bezug auf das Ende des Werkzeugs 10 vorspringt.
Dieser Stift 11 ist dazu bestimmt, mit einem Innenkonus 5 zusammenzuwirken, der in der Welle 2 ausgebildet ist.
Die Mittel zur Zentrierung des Werkzeugs 10 umfassen außerdem einen Stößel 12, der eine Ausnehmung 13 aufweist, in welcher der Stift 11 verschiebbar montiert ist.
Dieser Stift 11 Wird in dem Stößel 12 gehalten durch eine Schulter 11a, die an dem Ende des Stiftes 11 angeordnet ist, das dem zum Zusammenwirken mit dem Konus 5 der Welle 2 bestimmten Ende entgegengesetzt ist, und durch einen Kragen 12a, der in der Ausnehmung 13 des Stößels 12 ausgebildet ist.
Der Stößel 12 ist zu dem Stift 11 konzentrisch und bildet mit diesem eine Kammer 14 zur Aufnahme des Endes der Welle 2 während des Eindrückens der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4.
Der Stift 11 und der Stößel 12 sind relativ zueinander translationsbeweglich unter der Wirkung eines Ausstoßers 15, der mit einem Betätigungsorgan 16 verbunden ist, das z. B. durch einen Öl-Druckluftzylinder gebildet wird.
Der Stift 11 ist mit dem Stößel 12 durch ein erstes elastisches Organ 17 verbunden, beispielsweise eine Feder, die zwischen dem Boden einer in dem Stift 11 ausgebildeten Ausnehmung 11b und dem Boden der Ausnehmung 13 des Stößels 12 eingefügt ist.
Dieser Stößel 12 weist in seinem hinteren Teil einen Schaft 12b auf, der in einem in dem Ausstoßer 15 gebildeten Führungsrohr 18 gleitet.
Dieser Stößel 12 ist mit dem Ausstoßer 15 durch ein zweites elastisches Organ 19 verbunden, beispielsweise eine Feder, die zwischen einer an dem genannten Stößel 12 vorgesehenen Schulter 12c und dem Boden des Führungsrohres 18 des Ausstoßers 15 eingefügt ist.
Dieses elastische Organ 19 umgibt den Schaft 12b des Stößels 12.
Die Kraft des ersten elastischen Organs 17 ist kleiner als die Kraft des zweiten elastischen Organs 19.
Der Ausstoßer 15 weist im wesentlichen in seinem mittleren Teil eine Schulter 15a und in seinem hinteren Teil einen Schaft 15b auf, der so in ein in dem Betätigungsorgan 16 ausgebildetes Führungsrohr 16a eingreift, das eine Kupplung zwischen dem Ausstoßer 15 und dem genannten Betätigungsorgan 16 gebildet wird.
Ringdichtungen 20 sind so zwischen dem Schaft 15b des Ausstoßers 15 und dem Führungsrohr 16a des Betätigungsorgans 16 angeordnet, das sie eine Selbstzentrierung dieser beiden Elemente relativ zueinander bewirken.
Ein Kugel-Drucklager 21 ermöglicht eine reibungsfreie Bewegung des Betätigungsorgans 16 auf dem Schaft 15b des Ausstoßers 15.
Wie in Fig. 2 näher dargestellt ist, werden die Mittel zur Abstützung der Dichtung 1 durch eine Aufnahme 21 am freien Ende 12d des Stößels 12 und einen Rand 22a einer konzentrischen und in bezug auf den Stößel 12 translationsbeweglichen Hülse 22 gebildet.
Die Mittel zum Einpressen der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4 umfassen einen zu dem Stößel 12 konzentrischen Dorn 23, der zwischen diesem Stößel 12 und der Hülse 22 angeordnet ist.
Der Dorn 23 ist durch eines 23a seiner Enden mit dem Ausstoßer 15 verbunden, beispielsweise durch nicht gezeigte Schrauben, die die Schulter 15a des Ausstoßers 15 durchsetzen.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt der Stößel 12 in der Ruhestellung an einem Kragen 23b an, der im Inneren des Dorns 23 ausgebildet ist, und zwar dank der von dem elastischen Organ 19 ausgeübten Kraft.
Zwischen dem Dorn 23 und dem Ausstoßer 15 ist eine Dichtung 24 eingefügt.
Der Dorn 23 und die Hülse 22 sind relativ zueinander translationsbeweglich, und die genannte Hülse 22 ist mit dem genannten Dorn 23 durch ein elastisches Organ 25 verbunden, das durch eine Feder gebildet wird.
Die Hülse 22 weist an ihrer Innenfläche einen Führungsvorsprung 26 auf, der mit einer Längsöffnung 27 zusammenwirkt, die in der Außenfläche des Dorns 23 ausgebildet ist.
Wie näher in Fig. 2 gezeigt ist, weist dieser Dorn 23 an seinem Ende 23c, das dem mit dem Ausstoßer 15 verbundenen Ende 23a entgegengesetzt ist, eine Ausstoßnase 30 auf, die in die Aufnahme 21 für die Dichtung 1 ragt.
Die Ausstoßnase 30 wird durch einen Ring gebildet, der einen rohrförmigen Hauptteil 30a mit einem Kragen 30b zur Verbindung mit dem Dorn 23 aufweist. Außerdem trägt die Ausstoßnase 30 einen Keil 31 zur Einstellung der Einpreßtiefe der Dichtung 1, wie später deutlich werden wird.
Zwischen dem rohrförmigen Hauptteil 30a der Ausstoßnase 30 und einer Schulter 23d, die am freien Ende 23c des Dorns 23 ausgebildet ist, ist eine Dichtung 32 eingefügt.
Die Mittel zur Dichtheitskontrolle der Dichtung 1 nach ihrem Einpressen in die Ausnehmung 4 werden gebildet einerseits durch eine Leitung 33, die in dem Dorn 23 ausgebildet und mit nicht gezeigten Mitteln zur Zufuhr eines Druckfluids verbunden ist, und andererseits durch einen Ringraum 34, der zwischen dem Stößel 12 und dem Dorn 23 ausgebildet ist.
Dieser Ringraum 34 ist mit der Leitung 33 verbunden und mündet in die Aufnahme 21 für die einzupressende Dichtung 1.
Andererseits steht dieser Ringraum 34 auch mit der inneren Kammer des Dorns 23 in Verbindung, in der sich der Stößel 12 bewegt.
Das Einsetzen der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4 erfolgt auf die folgende Weise.
Zunächst wird die Dichtung 1 von Hand oder mechanisch auf dem Ende des Werkzeugs 10, d. h., in der Aufnahme 21, in Position gebracht.
Dann wird die Dichtung 1 in Anlage an der Ausstoßnase 30 zwischen dem Rand 22a der Hülse 22 und dem Stößel 12 zentriert und eingespannt.
Danach wird das Werkzeug 10 durch das Betätigungsorgan 16 vorgeschoben.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, zentriert sich der Stift 11 in den Innenkonus 5 der Welle 2 und zieht sich in den Stößel 12 zurück, während das Ende der Welle 2 fortschreitend in die Aufnahmekammer 14 eintritt, bis es an der Fase derselben anschlägt.
Nach dem Eintritt des Endes der Welle 2 in die Aufnahmekammer 14 bewegt sich der Stößel 12 in dem Dorn 23, entgegen der Kraft des elastischen Organs 19.
Danach verschiebt sich der Dorn 23, immer noch unter der Wirkung des Betätigungsorgans 16, und die Ausstoßnase 30, die an der Dichtung 1 anliegt, drückt diese Dichtung 1 in Richtung auf den Boden der Ausnehmung 4.
Bei der Verschiebung des Dorns 23 relativ zu der Hülse 22 wird dieser Dorn 23 durch den Vorsprung 26 und die Nut 27 geführt.
Das Ende der Einpreßbewegung der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4 ist erreicht, wenn die Hülse 22 mit ihrem Rand 22a am Lager 3 anstößt.
Der Einpreßweg der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4 wird eingestellt durch den Unterlegkeil 31, dessen Dicke in Abhängigkeit von den zu respektierenden Grenzwerten gewählt ist.
Am Ende der Einpreßbewegung der Dichtung 1 liegt die Dichtung 32 so an der Dichtung 1 an, daß der gesamte innere Teil des Werkzeugs 10 abgedichtet wird. Nach dem Einpressen der Dichtung 1 in die Ausnehmung 4 wird diese Dichtung 1 auf Dichtheit kontrolliert.
Dazu wird gefilterte Druckluft in die Leitung 33 eingelassen, so daß sie den gesamten inneren Teil des Werkzeugs 10 ausfüllt, der dank der verschiedenen Dichtungen eine geschlossene Kammer bildet.
Wenn diese Kammer gefüllt ist, und nach einer Stabilisierungszeit für das System erfaßt ein nicht gezeigter Differenzdruckaufnehmer, der stromaufwärts der Leitung 33 montiert ist, den Innendruck.
Wenn der registrierte Druckabfall größer als ein nominaler Druckabfall ist, so zeigt dies an, daß die Dichtung 1 die Abdichtung zwischen der Welle 2 und dem Lager 3 nicht gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zum Aufpressen jeder Art von Dichtung, bei der die Differenz zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser es gestattet, eine Dichtung wie z. B. die Dichtung 32 und eine Ausstoßnase, die das Aufpressen der Dichtung ermöglicht, mechanisch benachbart zueinander anzuordnen.
Die erfindungsgemäße Aufpressvorrichtung hat den Vorteil, daß sie die Montage einer Dichtung und die Überprüfung ihrer Dichtheit in einem Arbeitsgang ausführen kann, so daß die Anzahl von Werkzeugen und die Montagezeit reduziert werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufdrücken einer Dichtung (1) auf eine Welle (2), beispielsweise eine Nockenwelle eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Werkzeug (10) aufweist, mit Mitteln (11) zur Zentrierung auf einen Innenkonus (5), der in der Welle (2) ausgebildet ist, Mitteln (12, 22) zur Abstützung der Dichtung (1), Mitteln (23, 30) zum Eindrücken der Dichtung (1) in eine Ausnehmung (4), die die Welle (2) umgibt, und Mitteln (33, 34) zur Kontrolle der Dichtheit der Dichtung (1) nach ihrem Eindrücken in die genannte Ausnehmung (4), die gebildet werden einerseits durch eine Leitung (33), die in den Aufdrückmitteln ausgebildet und mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Druckfluid verbunden ist, und andererseits durch einen Ringraum (34), der zwischen dem Stößel (12) und dem Dorn (23) ausgebildet ist, wobei dieser Ringraum (34) mit der Leitung (33) verbunden ist und in die Aufnahme (21) für die aufzudrückende Dichtung (1) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel einen mit dem genannten Innenkonus (5) zusammenwirkenden Stift (11) und einen zu dem Stift (11) konzentrischen Stößel (12) umfassen, der mit diesem eine Kammer (14) zur Aufnahme des Endes der Welle (2) bildet, wobei der Stift (11) und der Stößel (12) unter der Wirkung eines Ausstoßers (15), der mit einem Betätigungsorgan (16) verbunden ist, relativ zueinander translationsbeweglich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (11) mit einem seiner Enden mit Hilfe eines ersten elastischen Organs (17) mit dem Stößel (12) verbunden ist und der Stößel (12) mit einem seiner Enden mit Hilfe eines zweiten elastischen Organs (19) mit dem Ausstoßer (15) verbunden ist, wobei die Kraft des ersten elastischen Organs (17) kleiner ist als diejenige des zweiten elastischen Organs (19).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Organe (17, 19) jeweils durch eine Feder gebildet werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützmittel für die Dichtung (1) gebildet werden durch eine Aufnahme (21), die zwischen dem freien Ende des Stößels (12) und einem Rand (22a) einer zu dem Stößel (12) konzentrischen und relativ dazu translationsbeweglichen Hülse (22) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdrückmittel einen Dorn (23) umfassen, der zwischen dem genannten Stößel (12) und der genannten Hülse (22) angeordnet ist, wobei der Dorn (23) mit einem seiner Enden mit dem Ausstoßer (15) verbunden ist und an seinem anderen Ende eine Ausstoßnase (30) trägt, die in die Aufnahme (21) für die Dichtung (1) ausläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (24) zwischen dem Dorn (23) und dem Ausstoßer (15) eingefügt ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) an ihrer Innenfläche einen Führungsvorsprung (26) aufweist, der mit einer Längsöffnung (27) zusammenwirkt, die in der Außenfläche des Dorns (23) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) mit dem Dorn (23) durch ein elastisches Organ (25) verbunden ist, das durch eine Feder gebildet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßnase (30) durch einen Ring gebildet wird, der einen rohrförmigen Hauptteil (30a) aufweist, der mit einem Kragen (30b) zur Verbindung mit dem Dorn (23) versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßnase (30) einen Keil (31) zur Einstellung der Aufdrücktiefe der Dichtung (1) trägt.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (32) zwischen dem rohrförmigen Hauptteil (30a) der Ausstoßnase (30) und einer am freien Ende des Dorns (23) gebildeten Schulter (23d) eingefügt ist.