WO2008089924A1

WO2008089924A1 - Verfahren und vorrichtung zur montage wenigstens eines kolbenrings an einem kolben

Info

Publication number: WO2008089924A1
Application number: PCT/EP2008/000399
Authority: WO
Inventors: Andrej Schleicher; Gerhard Ey; Karl-Peter Brandt
Original assignee: Lsm Sondermaschinen Gmbh
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2008-01-19
Publication date: 2008-07-31
Also published as: DE102007005061A1; DE102007005061B4

Abstract

Verfahren zur Montage wenigstens eines Kolbenrings (13) an einem Kolben (14) unter Verwendung eines konusförmigen Öffners (7) und eines Montagekopfes (15), der ein Gehäuse (9) und eine in dem Gehäuse (9) verschiebbar montierte Aufnahmehülse (10) aufweist, mit den Verfahrensschritten: 1.1 Eintauchen des konusförmigen Öffners (7) xn den Kolbenring (13), 1.2 Aufsetzen der Aufnahmehülse (10) auf den Öffner (7), 1.3 Durchdrücken des Öffners (7) durch den Kolbenring (13) und Aufbringen des Kolbenrings (13) auf die Aufnahmehülse (10), 1.4 Überführen des Kolbenrings (13) in eine Montageposition (C) zu dem Kolben (14), 1.5 Abstreifen des Kolbenrings (13) von der Aufnahmehülse (10) durch Eintauchen der Aufnahmehülse (10) in das Gehäuse (9).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei bekannten Verfahren für die Montage von Kolbenringen werden sowohl für das Öffnen der Kolbenringe als auch für das Aufnehmen der Kolbenringe Spreizgreifer oder Ähnliches eingesetzt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich beim Öffnen der Kolbenringe die Krümmung an deren Enden nicht verändert und geringer bleibt als die Krümmung am gesamten Umfang des Kolbenrings, so dass die Gefahr besteht, dass die Ringe zu stark geöffnet werden, was zu ihrem Bruch führen kann. Die daraus folgende Anforderung, die Kolbenringe bei der Montage nur auf ein Mindestmaß zu öffnen, führt aber zu einer minimalen Wandstärke der Spreizbacken, was einen sehr hohen Verschleiß der Backen und eine niedrige Prozesssicherheit zur Folge hat.

Ferner werden bei den bekannten Verfahren für die Montage von Kolbenringen die Ringe einzeln durch einen Montagekopf aufgenommen und danach einzeln auf den Kolben montiert, was zu langen Taktzeiten und zu geringer Produktivität führt.

Der Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, das Verfahren für die Montage von Kolbenringen so zu ändern, dass die Montage der Kolbenringe mit einem kleinstmöglichem Öffnen der Ringe und höherer Prozesssicherheit durchgeführt werden kann. Diese Problemstellung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben unter Verwendung eines konusförmigen Öffners und eines Montagekopfes, der ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse verschiebbar montierte Aufnahmehülse aufweist, umfasst folgende Verfahrensschritte:

1.1 Eintauchen des konusförmigen Öffners in den Kolbenring,

1.2 Aufsetzen der Aufnahmehülse auf den Öffner,

1.3 Durchdrücken des Öffners durch den Kolbenring und Aufbringen des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse,

1.4 Überführen des Kolbenrings in eine Montageposition zu dem Kolben,

1.5 Abstreifen des Kolbenrings von der Aufnahmehülse durch Eintauchen der Aufnahmehülse in das Gehäuse.

Das Aufweiten des Kolbenrings erfolgt erfindungsgemäß durch das Durchdrücken des konusförmigen Öffners durch den Kolbenring, wobei die Innenfläche des Kolbenrings an der konusförmigen oder kegelstumpfförmigen Außenmantelfläche des Öffners anliegt. Der Öffner wird derart ausgerichtet durch den Kolbenring hindurchgedrückt, dass der Durchmesser des an dem Kolbenring anliegenden Bereichs der Außenmantelfläche des Öffners während des Durchdrückens zunimmt. Da die größtmögliche Öffnung des Kolbenrings durch den größten Durchmesser des konusförmigen Öffners vorgegeben ist, kann eine unbeabsichtigt überhöhte Öffnung des Kolbenrings nicht mehr auftreten. Ungenauigkeiten wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Spreizgreifern können somit vermieden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher die Montage der Kolbenringe mit einem kleinstmöglichen Öffnen bzw. Aufweiten der Kolbenringe. Ferner erfolgt die Montage des wenigstens eines Kolbenrings insbesondere automatisch. Da der Kolbenring mittels des konusförmigen Öffners und nicht mittels Spreizbacken aufgeweitet wird, können diese auch nicht verschleißen, so dass die Prozesssicherheit erhöht wird. Bei dem Kolbenring handelt es sich bevorzugt um einen geschlitzten Kolbenring. Insbesondere kann der Kolbenring federelastisch aufgeweitet werden, sodass dieser in seine ursprüngliche Form vor dem Aufweiten selbsttätig zurückkehren kann, wenn die die Aufweitung bewirkenden Maßnahmen entfallen.

Während des Eintauchens der Aufnahmehülse in das Gehäuse stößt der Kolbenring bevorzugt an einem Anschlag oder einer Stirnseite des Gehäuses an und wird somit von der Aufnahmehülse abgestreift.

Durch das Abstreifen des Kolbenrings von der Aufnahmehülse wird der Kolbenring auf den Kolben aufgebracht. Insbesondere wird der Kolbenring auf die Außenmantelfläche des Kolbens aufgebracht, so dass der Kolbenring den Kolben umringt. Bevorzugt weist der Kolben wenigstens eine Nut auf, in die der Kolbenring durch das Abstreifen oder nach dem Abstreifen einspringt. Die Nut ist insbesondere ringförmig ausgebildet und bevorzugt in der Außenmantelfläche des Kolbens vorgesehen.

Bevorzugt wird der Öffner aus einer Ausgangsposition entlang einer ersten Richtung in eine Abholposition verfahren, wonach der Öffner entlang einer zweiten Richtung in den Kolbenring eingetaucht wird. Die beiden Richtungen verlaufen insbesondere senkrecht zueinander. Während des Verfahrens des Öffners aus der Ausgangsposition in die Abholposition und/oder während des Eintauchens des Öffners in den Kolbenring, wird der Öffner bevorzugt mittels einer ersten Halterung gehalten, die insbesondere als Greifer ausgebildet ist. Der Kolbenring wird danach von der ersten Halterung gelöst, die dann die Abholposition verlässt und bevorzugt in die Ausgangsposition zurückkehrt.

Während des Eintauchens des konusförmigen Öffners in den Kolbenring und/oder während des Aufsetzens der Aufnahmehülse auf den Öffner und/oder während des Durchdrückens des Öffners durch den Kolbenring und/oder während des Aufbringens des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse wird der Kolbenring bevorzugt mittels einer zweiten Halterung gehalten, die insbesondere als Greifer ausgebildet ist. Bevorzugt wird der Kolbenring in der Abholposition von der zweiten Halterung gehalten, bis das Überführen des Kolbenrings in die Montageposition beginnt. Zum Überführen des Kolbenrings in die Montageposition wird der Kolbenring von der zweiten Halterung gelöst.

Der Kolbenring kann der Abholposition und/oder der zweiten Halterung manuell oder automatisch zugeführt werden. Insbesondere ist eine Vereinzelungsvorrichtung vorgesehen, welche die zweite Halterung aufweist und/oder dieser den Kolbenring vor dem Eintauchen des Öffners in den Kolbenring übergibt. Die Vereinzelungsvorrichtung dient insbesondere dazu, den Kolbenring aus einer Mehrzahl von Kolbenringen zu isolieren und für die Übergabe an die zweite Halterung in geeigneter Weise bereitzustellen.

Die zweite Halterung kann an einem Drehmodul vorgesehen sein, welches wenigstens eine zusätzliche Halterung zum Aufnehmen von Kolbenringen aufweist. In diesem Fall kann die zusätzliche Halterungen mit einem anderen Kolbenring bestückt werden, während die zweite Halterung mit dem Öffner oder mit dem Montagekopf in der Abholposition zusammenwirkt. Nach dem Aufsetzen des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse kann die zusätzliche Halterung mittels des Drehmoduls in die Abholposition geschwenkt werden, sodass die zweite Halterung mit einem nächsten Kolbenring bestückt werden kann. Die zweite Halterung und die zusätzliche Halterung sind insbesondere gleichartig ausgebildet.

Während des Durchdrückens des Öffners durch den Kolbenring kann die zweite Halterung zusammen mit dem Kolbenring aufgeweitet werden. Dieses Aufweiten erfolgt bevorzugt gegen die Kraft wenigstens einer Feder, welche dem Aufweiten der zweiten Halterung entgegenwirkt. Die zweite Halterung kann dazu federbelastete Klemmbacken aufweisen, die den Kolbenring radial klemmen und somit festhalten.

Zum Aufbringen der Aufnahmehülse auf den Öffner wird der Montagekopf bevorzugt entlang einer dritten Richtung und entlang einer vierten Richtung verfahren, die insbesondere senkrecht zu der dritten Richtung verläuft. Dabei kann die dritte Richtung mit der ersten Richtung zusammenfallen, entgegengesetzt oder parallel zu dieser verlaufen. Ferner kann die vierte Richtung mit der zweiten Richtung zusammenfallen, entgegengesetzt oder parallel zu dieser verlaufen. Insbesondere wird der Montagekopf aus der Montagposition entlang der dritten Richtung in die Abholposition verfahren und anschließend zum Aufsetzen der Aufnahmehülse auf den Öffner entlang der vierten Richtung verfahren. Bevorzugt wird dabei der Montagekopf solange entlang der vierten Richtung verfahren, bis die Aufnahmehülse auf dem Öffner aufsitzt. Ragt die Aufnahmehülse vor dem Aufsetzen auf den Öffner nicht oder nicht weit genug aus dem Gehäuse heraus, so wird die Aufnahmehülse bevorzugt aus dem Gehäuse herausgeschoben, insbesondere bevor die Aufnahmehülse auf den Öffner aufgesetzt wird.

An den Bereich größten Außendurchmessers des konusförmigen Öffners schließt sich bevorzugt ein zylindrischer Abschnitt an, dessen Außendurchmesser kleiner als der größte Außendurchmesser des konusförmigen Öffners ist, so dass eine radiale Schulter ausgebildet wird. Der zylindrische Abschnitt ist insbesondere fest mit dem konusförmigen Öffner verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet, so dass der zylindrische Abschnitt und der konusförmige Öffner bevorzugt einen gemeinsamer Körper bilden. Zum Aufsetzen der Aufnahmehülse auf den Öffner und/oder zum Durchdrücken des Öffners durch den Kolbenring wird die Aufnahmehülse bevorzugt auf den zylindrischen Abschnitt aufgeschoben, bis diese stirnseitig an der radialen Schulter anliegt. Dafür weist die Aufnahmehülse an ihrem dem Gehäuse abgewandten Ende einen Innendurchmesser auf, der insbesondere größer oder gleich dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts ist.

Die Aufnahmehülse weist an ihrem dem Gehäuse abgewandten Ende bevorzugt einen Außendurchmesser auf, der kleiner oder gleich dem größten Außendurchmesser des konusförmigen Öffners ist, sodass der Kolbenring auf die Aufnahmehülse aufgebracht werden kann, ohne dass der Kolbenring an einer Stufe zusätzlich aufgeweitet werden muss.

Das Durchdrücken des Öffners durch den Kolbenring erfolgt bevorzugt durch Bewegen des Montagekopfes und/oder der Aufnahmehülse in Richtung auf den Kolbenring bzw. in Richtung auf die zweite Halterung zu. Diese Richtung fällt insbesondere mit der vierten Richtung zusammen. Zum Aufbringen des Kolbenrings auf die Aufnahmehülse wird der Kolbenring bevorzugt auf die Außenmantelfläche der Aufnahmehülse aufgebracht, so dass der Kolbenring die Aufnahmehülse umringt. Dazu wird die Aufnahmehülse insbesondere in den Kolbenring eingeschoben bzw. eingetaucht. Danach wird der Montagekopf aus der Abholposition bevorzugt in die Montageposition verfahren.

Vor dem Abstreifen des Kolbenrings von der Aufnahmehülse wird diese bevorzugt auf den Kolben aufgeschoben, wobei der Kolbenring in einer Montagehöhe an dem Kolben positioniert wird. Insbesondere wird der Kolbenring dabei in der Höhe der Nut des Kolbens positioniert, in die der Kolbenring einspringen soll.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden mehrere Kolbenringe von der Aufnahmehülse aufgenommen, bevor diese in die Montageposition gebracht oder in dieser abgesetzt werden. Die Kolbenringe können dann nacheinander in einer dem jeweiligen Kolbenring zugeordneten Montagehöhe des Kolbens positioniert und von der Aufnahmehülse abgestreift werden. Das Abstreifen der Kolbenringe von der Aufnahmehülse erfolgt insbesondere durch schrittweises Eintauchen der Aufnahmehülse in das Gehäuse. Somit ist es möglich, eine Montage von mehreren Kolbenringen in einem Zyklus zu realisieren. Insbesondere kann eine Reduzierung der Kosten und der Taktzeit bei der Montage von mehreren Kolbenringen in einem Zyklus erreicht werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben, mit einer ersten Lineareinheit, einer zweiten Lineareinheit, die an oder mittels der ersten Lineareinheit verschiebbar geführt ist, einer ersten Halterung, die an oder mittels der zweiten Lineareinheit verschiebbar geführt ist, einem konusförmigen Öffner, der von der ersten Halterung lösbar gehalten ist oder gehalten werden kann, einer dritten Lineareinheit, die an oder mittels der ersten Lineareinheit verschiebbar geführt ist, einem Montagekopf, der an oder mittels der dritten Lineareinheit verschiebbar geführt ist und ein Gehäuse und eine Aufnahmehülse aufweist, die verschiebbar in dem Gehäuse montiert ist und auf den Kolben aufgeschoben werden kann, und einer zweiten Halterung, von welcher der Kolbenring lösbar gehalten werden kann. Die erste Halterung und/oder die zweite Halterung sind dabei bevorzugt jeweils als Greifer ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen und kann gemäß allen vorgenannten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt zur automatischen Montage des wenigstens eines Kolbenrings ausgebildet. Dafür können Antriebe oder Aktuatoren vorgesehen sein, mittels welchen die betätigbaren oder/oder bewegbaren Komponenten der Vorrichtung betätigbar und/oder bewegbar sind. Ferner können die Antriebe oder Aktuatoren mittels einer Steuereinrichtung zum Durchführen des Verfahrens gesteuert werden.

Bevorzugt kann die zweite Halterung aufgeweitet werden, insbesondere durch Eindrücken des Öffners in den von dieser gehaltenen Kolbenring. Dafür kann, wie vorstehend bereits erläutert, die zweite Halterung Klemmbacken aufweisen, die gegen Federkraft auseinandergedrückt werden.

An den Bereich größten Außendurchmessers des konusförmigen Öffners schließt sich bevorzugt ein zylindrischer Abschnitt an, dessen Außendurchmesser kleiner als der größte Außendurchmesser des konusförmigen Öffners ist, so dass eine radiale Schulter ausgebildet wird. Der zylindrische Abschnitt ist insbesondere fest mit dem konusförmigen Öffner verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet, so dass der zylindrische Abschnitt und der konusförmige Öffner bevorzugt einen gemeinsamer Körper bilden. Der zylindrische Abschnitt kann sich unmittelbar an den konusförmigen Öffner anschließen, so dass die radiale Schulter am Übergangsbereich zwischen dem konusförmigen Öffner und dem zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist. Gemäß einer Alternative ist aber zwischen dem konusförmigen Öffner und dem zylindrischen Abschnitt ein zusätzlicher zylindrischer Abschnitt vorgesehen, dessen Außendurchmesser dem größten Außendurchmesser des konusförmigen Öffners entspricht. In diesem Fall ist die radiale Schulter an dem Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem zusätzlichen zylindrischen Abschnitt ausgebildet. Der zusätzliche zylindrische Abschnitt ist insbesondere fest mit dem konusförmigen Öffner verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet. Ferner ist der zylindrische Abschnitt insbesondere fest mit dem zusätzlichen zylindrischen Abschnitt verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet.

Der konusförmige Körper weist bevorzugt eine durchgehende Öffnung auf. Ferner können der zylindrische Abschnitt und/oder der zusätzliche zylindrische Abschnitt jeweils als hohlzylindrischer Abschnitt ausgebildet sein.

Die Aufnahmehülse kann insbesondere auf den zylindrischen Abschnitt aufgeschoben werden, bis diese stirnseitig an der radialen Schulter anliegt. Dafür weist die Aufnahmehülse an ihrem dem Gehäuse abgewandten Ende einen Innendurchmesser auf, der insbesondere größer oder gleich dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts ist. Ferner ist der Außendurchmesser der Außenhülse an ihrem dem Gehäuse abgewandten Endbereich insbesondere kleiner oder gleich dem größten Außendurchmesser des konusfbrmigen Öffners.

Zusammenfassend kann somit eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen werden, die einen konusfbrmigen Öffner aufweist, der entlang von zwei Verfahrachsen von einer Ausgangsposition in die Mitte des in einer Vereinzelungsvorrichtung befindlichen Kolbenrings verfahren werden kann. Ein Montagekopf besitz dabei eine Aufnahmehülse, die verschiebbar in einem Gehäuse des Montagekopfs positioniert ist und mit dem Öffner gekoppelt werden kann. Der Montagekopf ist ebenfalls entlang von zwei Achsen verfahrbar und kann dadurch sowohl in eine Position der Aufnahme des Kolbenrings als auch in eine Position des Abspringens des Kolbenrings in eine entsprechende Nut eines Kolbens gebracht werden. Der konusförmige Öffner wird insbesondere entlang zweier Verfahrachsen in die Mitte des Kolbenrings positionert und nach dem Aufsetzen des Montagekopfes auf den Öffner durch Bewegung entlang einer der Verfahrachsen des Montagekopfes durch den Kolbenring durchgedrückt. Dabei erfolgt eine Übernahme des Kolbenrings durch die Aufnahmehülse des Montagekopfes. Nach dem Positionieren des Montagekopfes über oder auf den Kolben in einer entsprechenden Höhe des Kolbens, erfolgt das Eintauchen der Aufnahmehülse in das Gehäuse. Hat der Kolbenring keinen Halt mehr auf der Aufnahmehülse, so springt er in die Nut des Kolbens ab, womit die Montage des Rings abgeschlossen ist. Gemäß einer Weiterbildung kann die Aufnahmehülse auch mehrere Kolbenringe aufnehmen, die in die Montageposition gebracht werden. Durch das stufenweise Eintauchen der Aufnahmehülse in das Gehäuse und das schrittweise Verfahren des Montagekopfes entlang des Kolbens entsprechend der Nutabstände, erfolgt das Absetzten der Kolbenringe in die Nuten des Kolbens, ohne das der Montageprozess für das Holen von neuen Kolbenringen unterbrochen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bieten somit die Vorteile, mit geringstem Öffnen der Kolbenringe diese prozesssicher auf dem Kolben montieren zu können. Durch die zusätzliche Möglichkeit, in einem Schritt mehrere Kolbenringe montieren zu können, werden sowohl eine Kostenreduzierung als auch eine Taktzeitreduzierung erzielt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 : eine schematisch und teilweise im Schnitt dargestellte Vorrichtung zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem Kolben gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2: die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Zustand vor dem Eintauchen des konusförmigen Öffners in den Kolbenring,

Fig. 3: die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Zustand, in dem der konusförmige Öffner in den Kolbenring eingetaucht ist,

Fig. 4: die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Zustand, in dem der konusförmige Öffner durch den Kolbenring durchgedrückt und der Kolbenring auf die Aufnahmehülse aufgebracht ist, und Fig. 5: die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Zustand, in dem die den Kolbenring tragende Aufnahmehülse auf den Kolben aufgeschoben ist.

Aus den Fig. 1 bis 5 ist eine Ausführungsform der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung mit einem Unterbau 1 ersichtlich, an dem eine horizontal angeordnete Lineareinheit 2 befestigt ist, die eine in einer Richtung Xl verfahrbare Schlitteneinheit 3 und eine in einer Richtung X2 verfahrbare Schlitteneinheit 4 aufweist. Beide Schlitteneinheiten 3 und 4 können gleichzeitig verfahren werden.

Die Schlitteneinheit 3 trägt eine Lineareinheit 5, auf der ein Greifer 6 montiert ist. Der Greifer 6 kann mittels der Lineareinheit 5 entlang einer vertikalen Richtung Yl verfahren werden und weist mehrere Klemmbacken auf, die gemäß der Fig. 1 in eine durchgehende Öffnung eines konusförmigen Öffners 7 eingreifen und diesen kraftschlüssig halten. In Fig. 1 sind die Schlitteneinheit 3 und die Lineareinheit 5 in einer Ausgangsposition A dargestellt, wobei der Greifer 6 den Öffner 7 für den Start des erfindungsgemäßen Montageverfahrens bereithält.

Die Schlitteneinheit 4 trägt eine Lineareinheit 8, auf der ein Montagekopf 15 installiert ist, der ein Gehäuse 9 und eine Aufnahmehülse 10 aufweist. Der Montagekopf 15 ist mittels der Lineareinheit 8 in einer vertikalen Richtung Y2 verfahrbar. Ferner ist die Aufnahmehülse 10 relativ zu dem Gehäuse 9 in der vertikalen Richtung Y2 verfahrbar.

In Fig. 1 ist der Montagekopf 15 sowohl in einer Abholposition B als auch in einer Montageposition C dargestellt, wobei das Verfahren des Montagekopfes 15 von der Abholposition B in die Montageposition C auf der Lineareinheit 2 erfolgt. Diese doppelte Darstellung des Montagekopfes 15 dient hier lediglich der Erläuterung und bedeutet nicht, dass die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zwei Montageköpfe 15 aufweist.

In der Abholposition B ist ein Drehmodul 11 mit zwei Greifern 12 angeordnet, von welchen zu montierende Kolbenringe 13 aufgenommen sind. Alternativ können die Kolbenringe 13 auch manuell der Abholposition B zugeführt werden. In der Montageposition C ist ein Kolben 14 angeordnet, auf den in Fig. 1 bereits Kolbenringe 13 montiert sind. Der Kolben 14 kann entweder manuell oder automatisch in die Montageposition C gebracht werden.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben: Der Greifer 6 befindet sich zusammen mit dem Öffner 7 in einer oberen Stellung in der Ausgangsposition A. Ferner ist der Montagekopf 15 in einer oberen Stellung der Montageposition C angeordnet. Dieser Startzustand ist auch aus Fig. 2 ersichtlich.

Nachdem der Drehmodul 11 den zu montierenden Kolbenring 13 mittels des Greifers 12 in die Abholposition B gebracht hat, erfolgt das Positionieren des Öffners 7 in die Mitte des Kolbenrings 13. Dazu wird die Schlitteneinheit 3 aus der Ausgangsposition A nach rechts bis in die Abholposition B verfahren, wonach der Greifer 6 in Richtung Yl nach unten bewegt wird und den Öffner 7 in den Kolbenring 13 eintaucht. Dieser Zustand ist aus Fig. 3 ersichtlich. Danach öffnet sich der Greifer 6, wird hochgefahren und ohne den Öffner 7 wieder in die Ausgangsposition A zurückgebracht.

Nun fährt die Schlitteneinheit 4 aus der Montageposition C in die Abholposition B. Der Montagekopf 15 verfahrt nach unten, bis die Aufnahmehülse 10 auf den Öffner 7 aufsetzt, so dass ein spaltfreier Übergang von dem Öffner 7 zu der Aufnahmehülse 10 gebildet wird. Ist dieses Koppeln der Aufnahmehülse 10 mit dem Öffner 7 abgeschlossen, erfolgt das Durchdrücken des Öffners 7 durch den Kolbenring 13, bis der Kolbenring 13 auf die Aufnahmehülse 10 aufgeschoben ist. Dieser Zustand ist aus Fig. 4 ersichtlich. Ragt die Aufnahmehülse 10 vor dem Aufsetzen auf den Öffner 7 nicht oder nicht weit genug aus dem Gehäuse 9 heraus, so wird die Aufnahmehülse 10 aus dem Gehäuse 9 herausgeschoben, bevor die Aufnahmehülse 10 auf den Öffner 7 aufgesetzt wird. Das Durchdrücken des Öffners 7 durch den Kolbenring 13 erfolgt durch ein Verschieben des Montagekopfes 15 bzw. der Aufnahmehülse 10 in Richtung Y2 nach unten. Danach fahrt der Montagekopf 15 mit dem Kolbenring 13 nach oben und mittels der Schlitteneinheit 4 nach rechts in die Montageposition C. Anschließend wird der Montagekopf 15 nach unten verfahren und schiebt die Aufnahmehülse 10 mit dem Kolbenring 13 auf den Kolben 14 auf, bis der Kolbenring 13 in einer Höhe einer Nut 16 des Kolbens 14 angeordnet ist, in die der Kolbenring 13 montiert werden soll. Dieser Zustand ist aus Fig. 5 ersichtlich. Durch das folgende Eintauchen der Aufnahmehülse 10 in das Gehäuse 9 stößt der Kolbenring 13 an der unteren Stirnseite des Gehäuses 9 an und wird von der Aufnahmehülse 10 abgestreift, wodurch ein Einspringen des Kolbenrings 13 in die Nut 16 des Kolbens 14 ausgelöst wird. Ferner wird der Öffner 7 während des Überführens des Kolbenrings 13 in die Montageposition C und/oder während der Montage des Kolbenrings 13 an dem Kolben 14 mittels des Greifers 6 erfasst, was aus Fig. 5 ersichtlich ist. Danach wird der Öffner 7 mittels des Greifers 6 dem Greifer 12 entnommen und in die Ausgangsposition A zurückgefahren.

Sollen in einem Montagetakt mehrere Kolbenringe 13 montiert werden, so erfolgt zunächst ein Aufbringen von mehreren Kolbenringen 13 auf die Aufnahmehülse 10, indem der oben beschriebene Vorgang des Aufbringens oder Aufdrückens von Kolbenringen 13 auf die Aufnahmehülse 10 mehrere Male wiederholt wird, bis die gewünschte Anzahl von Kolbenringen 13 auf der Aufnahmehülse 10 sitzt. Während dieses Aufbringens von mehreren Kolbenringen 13 setzt der Montagekopf 15 die Kolbenringe 13 nicht in der Montageposition C ab.

Sobald die gewünschte Anzahl von Kolbenringen 13 auf die Aufnahmehülse 10 aufgebracht ist, fährt der Montagekopf 15 in die Montageposition C und positioniert den zuerst zu montierende Kolbenring 13 in einer Höhe des Kolbens 14, in die der zuerst zu montierende Kolbenring 13 montiert werden soll. Die Aufnahmehülse 10 taucht danach so weit in das Gehäuse 9 ein, bis der zuerst zu montierende Kolbenring 13 in die diesem zugeordnete Nut des Kolbens 14 einspringt.

Durch Verfahren des Montagekopfes 15 entlang des Kolbens 14 wird der nächste von der Aufnahmehülse 10 aufgenommene Kolbenring 13 in die Höhe einer anderen Nut des Kolbens 14 gebracht, in die der nächste Kolbenring 13 montiert werden soll. Danach folgt das Absetzten des nächsten Kolbenrings 13 in die andere Nut des Kolbens 14 durch das weitere Eintauchen der Aufnahmehülse 10 in das Gehäuse 9. Dieser Ablauf wird solange wiederholt, bis die gewünschte Anzahl von Kolbenringen 13 an dem Kolben 14 montiert ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren schafft einen robusten prozesssicheren Ablauf, da sowohl der Öffner als auch die Aufnahmehülse bevorzugt homogene, geschlossene und verschleißbeständige Oberflächen aufweisen. Ferner ermöglichen der konusförmige Öffner und Aufnahmehülse eine Kolbenringmontage mit geringsten Öffnen der Kolbenringe.

Durch die Möglichkeit, dass mehrere Kolbenringe gleichzeitig auf der Aufnahmehülse sitzen und nacheinander in die Nuten des Kolbens abgesetzt werden können, sind die Kosten für die Kolbenringmontage reduzierbar und der Prozess flexibel gestaltbar.

Bezugszeichenliste

1 Unterbau

2 Lineareinheit

3 Schlitteneinheit

4 Schlitteneinheit

5 Lineareinheit

6 Greifer

7 Öffner

8 Lineareinheit

9 Gehäuse

10 Aufnahmehülse

11 Drehmodul

12 Greifer

13 Kolbenring

14 Kolben

15 Montagekopf

16 Nut

Xl horizontale Richtung

X2 horizontale Richtung

Yl vertikale Richtung

Y2 vertikale Richtung

A Ausgangsposition

B Abholposition

C Montageposition

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Montage wenigstens eines Kolbenrings an einem KolbenPatentansprüche

1. Verfahren zur Montage wenigstens eines Kolbenrings (13) an einem Kolben (14) unter Verwendung eines konusförmigen Öffners (7) und eines Montagkopfes (15), der ein Gehäuse (9) und eine in dem Gehäuse (9) verschiebbar montierte Aufnahmehülse (10) aufweist, mit den Verfahrensschritten:

1.1 Eintauchen des konusförmigen Öffners (7) in den Kolbenring (13),

1.2 Aufsetzen der Aufnahmehülse (10) auf den Öffner (7),

1.3 Durchdrücken des Öffners (7) durch den Kolbering (13) und Aufbringen des Kolbenrings (13) auf die Aufnahmehülse (10),

1.4 Überführen des Kolbenrings (13) in eine Montagposition (C) zu dem Kolben (14),

1.5 Abstreifen des Kolbenrings (13) von der Aufnahmehülse (10) durch Eintauchen der Aufnahmehülse (10) in das Gehäuse (9).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbering (13) durch das Abstreifen von der Aufnahmehülse in eine Nut (16) des Kolbens (14) einspringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchdrückens des Öffners (7) durch den Kolbenring (13) der Kolbenring (13) in einer Halterung (12) sitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (12) und/oder der Kolbenring (13) während des Durchdrückens des Öffners (7) durch den Kolbenring (13) aufgeweitet wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Durchdrücken des Öffners (7) durch den Kolbenring (13) die Aufnahmehülse (10) auf einen mit dem Öffner (7) fest verbundenen oder einstückig ausgebildeten zylindrischen Abschnitt aufgeschoben wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchdrücken des Öffners (7) durch den Kolbenring (13) durch Bewegen des Montagekopfes und/oder der Aufnahmehülse (10) in einer Richtung auf den Kolbenring (13) zu erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmehülse (10) vor dem Abstreifen des Kolbenrings (13) auf den Kolben (14) aufgeschoben wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kolbenringe (13) von der Aufnahmehülse (10) aufgenommen werden, bevor diese in die Montagposition (C) gebracht oder in dieser abgesetzt werden, die Kolbenringe (13) nacheinander in einer dem jeweiligen Kolbenring (13) zugeordneten Höhe des Kolbens (14) positioniert werden, und das Abstreifen der Kolbenringe (13) von der Aufnahmehülse (10) durch schrittweises Eintauchen der Aufnahmehülse (10) in das Gehäuse (9) erfolgt.

9. Vorrichtung zur Montage wenigstens eines Kolbenrings (13) an einem Kolben (14), mit einer ersten Lineareinheit (2), einer zweiten Lineareinheit (5), die an oder mittels der ersten Lineareinheit (2) verschiebbar geführt ist, einer ersten Halterung (6), die an oder mittels der zweiten Lineareinheit (5) verschiebbar geführt ist, einem konusförmigen Öffner (7), der von der ersten Halterung (6) lösbar gehalten ist oder gehalten werden kann, einer dritten Lineareinheit (8), die an oder mittels der ersten Lineareinheit (2) verschiebbar geführt ist, einem Montagekopf (15), der an oder mittels der dritten Lineareinheit (8) verschiebbar geführt ist und ein Gehäuse (9) und eine Aufnahmehülse (10) aufweist, die verschiebbar in dem Gehäuse (9) montiert ist und auf den Kolben (14) aufgeschoben werden kann, und einer zweiten Halterung (12), von welcher der Kolbenring (13) lösbar gehalten werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halterung (12) durch Einschieben des Öffners (7) in die zweiten Halterung (12) und/oder in den von dieser gehaltenen Kolbenring (13) aufgeweitet werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Bereich größten Außendurchmessers des konusförmigen Öffners (7) ein zylindrischer Abschnitt anschließt, dessen Außendurchmesser kleiner als der größte Außendurchmesser des konusförmigen Öffners (7) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmehülse (10) auf den zylindrischen Abschnitt aufgeschoben werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Außenhülse (10) an ihrem dem Gehäuse (9) abgewandten Ende kleiner oder gleich dem größten Außendurchmesser des konusförmigen Öffners (7) ist.