WO2014009308A1 - Montageverfahren und montageeinrichtung - Google Patents

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WO2014009308A1
WO2014009308A1 PCT/EP2013/064369 EP2013064369W WO2014009308A1 WO 2014009308 A1 WO2014009308 A1 WO 2014009308A1 EP 2013064369 W EP2013064369 W EP 2013064369W WO 2014009308 A1 WO2014009308 A1 WO 2014009308A1
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WO
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ring
tool
setting
spreading
axially
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/064369
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christopher PIKO
Erich WEINZIERL
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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Publication date
Application filed by Mahle International Gmbh filed Critical Mahle International Gmbh
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Publication of WO2014009308A1 publication Critical patent/WO2014009308A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/08—Machines for placing washers, circlips, or the like on bolts or other members
    • B23P19/084—Machines for placing washers, circlips, or the like on bolts or other members for placing resilient or flexible rings, e.g. O-rings, circlips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/14—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same
    • B25B27/20—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same inserting or withdrawing split pins or circlips

Definitions

  • the present invention relates to a method of mounting an open ring on a shaft.
  • the invention also relates to a mounting device and a spreading tool and a setting tool for performing such a method.
  • Open rings so rings that are not closed in the circumferential direction, but have exactly one interruption, can be mounted on shafts to serve as a seal and / or as an axial stop or as an axial securing.
  • the respective ring is usually inserted into a closed circumferential annular groove formed on the shaft.
  • the respective ring has only a reduced flexural elasticity, so that the expansion of the ring locally leave the elastic strain range and can lead to plastic deformation.
  • the present invention is concerned with the problem of mounting an open ring on a shaft, an improved way, which is characterized in particular by the fact that the risk of pre-damage of the ring is reduced.
  • the invention is based on the general idea of spreading the ring radially with the aid of a suitable spreading tool, such that the spreading forces are distributed radially by an expanding mandrel on the inner circumference of the ring into the ring, wherein the axial relative position between ring and expanding mandrel is not changed , so fix.
  • a pre-damage of the ring by abrasion due to an axial movement between the ring and expanding mandrel, which takes place under radial prestress can be reduced.
  • it can be attacked by the ring arranged in the circumferential direction.
  • the radially oriented spreading forces the risk of a local overvoltage can be reduced. Overall, can thus be largely avoided by the expansion of the ring by exclusively radial spreading a pre-damage of the ring during assembly to the shaft.
  • the spreading tool can be better adapted to its Sp Dretzgabe because it does not have to be suitable for placing the ring on the shaft.
  • the spreading tool may have different setting tools, so that different rings can be set to different waves.
  • the expanding mandrel may have a plurality of spreading fingers arranged distributed in the circumferential direction, which engage axially for spreading of the ring in this and press radially outward.
  • the spreading of the expanding mandrel can take place by means of a pressure bolt, which is arranged axially adjustably coaxially in the expanding mandrel, wherein an inner contour of the expanding mandrel is conical.
  • the conical inner contour of the expanding mandrel can be provided in the region of the spreading fingers, so that the axial adjustment of the pressure pin drives the spreading fingers radially outward.
  • the ring can occupy a setting cross section on the setting sleeve which is smaller than or equal to the spreading cross section. The measure considerably simplifies the transfer from the spreading tool to the setting tool.
  • the ring on the shaft may have a shaft cross section which is smaller than the setting cross section.
  • the shaft for the axial positioning of the ring has a closed in the circumferential direction annular groove, in which the ring is inserted.
  • the groove base there is a groove cross-section, which determines the achievable shaft cross-section.
  • the ring may have a ring cross section in the relaxed state, which is smaller than or equal to the size of the shaft cross section.
  • the ring mounted on the shaft is either relaxed, so that the shaft cross section is the same size as the ring cross section.
  • the groove cross section may be equal to or smaller than the ring cross section.
  • the scraper of the spreading tool which may be formed by a coaxial with the expanding mandrel, a basic body of the expansion in the circumferential direction preferably encompassing enclosing stripper can be formed when attaching the ring on the spreading tool with its axial end face the ring relative to the spreading tool position axially.
  • the scraper serves as an axial stop when attaching the ring on the spreading tool and thus has a double function.
  • a predetermined axial positioning of the ring on the spreading tool can be set comparatively accurately.
  • the wiper of the spreading tool axially positions the ring so that the spreading tool does not protrude axially beyond the ring on a side facing away from the wiper.
  • the wiper of the setting tool which in particular by a coaxial with the setting sleeve, a base body of the setting tool in the circumferential direction preferably ge concluded encircling stripper may be formed, axially position the ring relative to the setting tool when pushing the ring on the setting sleeve with its axial end face.
  • the wiper of the setting tool defines an axial stop for the ring, thereby facilitating proper seating of the ring on the setting sleeve.
  • the wiper of the setting tool axially positions the ring so that the setting tool does not protrude axially beyond the ring on a side facing away from the wiper.
  • the setting tool has on a base body of the setting tool a receiving portion for receiving the ring and a bearing portion for supporting the associated scraper, wherein an outer diameter of the receiving portion is smaller than an outer cross section of the bearing portion.
  • the shaft for receiving the ring may have an annular groove into which the ring is inserted by means of the setting tool. This gives the ring an axially defined position on the shaft.
  • the setting tool can coaxial with the setting sleeve have a cavity into which a portion of the shaft is coaxially inserted when setting the ring.
  • the setting tool for attaching the ring can also be used to reach areas spaced apart axially from the end face of the shaft.
  • An assembly device by means of which an open ring can be mounted on a shaft, comprises a spreading tool which has an expanding mandrel, a pressure pin which is arranged axially displaceably in the expanding mandrel and a Coaxially outside of the expanding mandrel axially adjustable arranged stripper sleeve.
  • the expanding mandrel can have a plurality of spreading fingers arranged distributed in the circumferential direction, which are resiliently displaceable radially outward with the aid of the pressure pin.
  • the mounting device comprises a setting tool, which has a setting sleeve, a coaxially extending in the setting sleeve cavity and a coaxially outside of the setting sleeve axially adjustable arranged scraper. Due to the two separate tools, which cooperate to mount the respective ring on the shaft, the mounting device has a high flexibility, for example, to be able to mount different rings on different shafts.
  • An inventive spreading tool comprises an expanding mandrel, a coaxially axially adjustable in the expanding mandrel arranged pressure pin and a coaxially outside of the expanding mandrel axially adjustable arranged Abstreifhülse.
  • the expanding mandrel can have a plurality of spreading fingers arranged distributed in the circumferential direction, which can be displaced radially elastically outwards with the aid of the pressure bolt.
  • An inventive setting tool comprises a setting sleeve, a coaxially extending in the setting sleeve cavity and a coaxially outside of the setting sleeve axially adjustable arranged scraper.
  • Fig. 1 is an isometric view of an expanding mandrel of a spreading tool with arranged ring in the relaxed state
  • Fig. 2 is a longitudinal section of the spreading tool with a stripper sleeve and with the ring arranged on the expanding mandrel in the relaxed state
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of the spreading tool and a setting tool when transferring the spread ring from the expanding mandrel to a setting sleeve of the setting tool
  • Fig. 4 is a longitudinal section of the setting tool and a side view of
  • Fig. 5 is an enlarged detail V of Fig. 4 in the region of the expanded
  • a mounting device 1 with the aid of which an open ring 2 can be mounted on a shaft 3, comprises an expanding tool 4 and a setting tool 5.
  • the spreading tool 4 comprises an expanding mandrel 6, a pressure pin 7 and a stripping sleeve 8 hereinafter also referred to as Sp Dahlwerk- zeugabreifreifhülse 8.
  • the setting tool 5 comprises a setting sleeve 9, a cavity 10 and a stripper sleeve 1 1, which is also referred to below as a setting tool stripper sleeve 1 1.
  • the expanding mandrel 6 has a plurality of spreading fingers 12 which are distributed in the circumferential direction and which are radially resiliently adjustable by means of the pressure pin 7.
  • the spreading fingers 12 are in particular formed integrally on a bracket 13 of the expanding mandrel 6.
  • the pressure pin 7 is arranged coaxially in the expanding mandrel 6 and axially adjustable therein.
  • the pressure pin 7 cooperates with a conical inner contour 14 of the expanding mandrel 6, which is formed on the spreading fingers 12.
  • the cavity 10 is arranged coaxially in the setting sleeve 9, the cavity 10 extending as far as an axially open end face 16 of the setting sleeve 9.
  • the setting tool wiper sleeve 11 is arranged on the outside such that it is axially adjustable on the setting sleeve 9.
  • the ring 2 to be mounted on the shaft 3 is an open ring 2 which is characterized by having an interruption 17 in the circumferential direction, whereby it is easily spreadable in the circumferential direction.
  • the ring 2 can serve in the mounted state on the shaft 3, for example as an axial stop or as an axial lock or as a seal.
  • the shaft 3 may be, for example, the shaft of an exhaust gas turbocharger and, for example, have a blading of a turbine wheel 18 or a compressor wheel 18, not shown here.
  • the shaft 3 may, as in the embodiment shown here, be equipped with an annular groove 19 which is closed in the circumferential direction and into which the ring 2 is to be inserted.
  • annular groove 19 which is closed in the circumferential direction and into which the ring 2 is to be inserted.
  • a further annular groove 19 ' can be seen, in which a further ring 2 can be used.
  • the mounting of the ring 2 on the shaft 3 according to the invention is as follows. First of all, according to FIG. 2, the ring 2 is positioned coaxially on the spreading tool 4 in a relaxed state such that the expanding mandrel 6 with its spreading fingers 12 engages axially in the ring 2.
  • the spreading tool scraper 8 can be used as an axial stop. Visible, the ring 2 is in this case axially positioned on an axial end face 20 of the Sp Schwarzwerkmaschinectionabstreifhülse 8. Namely expedient so that the engaging in the ring 2 expansion tool 4 does not project axially beyond the ring 2 on a side facing away from the Sp Schwarzwerkmaschinemaschineifer 8, but at best so that it terminates axially flush. Furthermore, a radial gap 21 between the ring 2 and the expanding mandrel 6 or the spreading fingers 12 can be seen in FIG. Consequently, the ring 2 is relaxed in this state and has its ring cross-section.
  • the expanding mandrel 6 is spread radially.
  • the pressure pin 7 performs an axial stroke in the direction of the end face 15 of the expanding mandrel 6. Due to the conical Inner contour 14 and due to the radially elastic expansion fingers 12, the spreading fingers 12 are thereby displaced radially outward, wherein they are first uniformly distributed in the circumferential direction on the ring 2 radially inboard come to rest. In a further stroke of the pressure bolt 7, the spreading fingers 12 adjusted further radially outwards, whereby the ring 2 is stretched and expanded. When spreading the axial relative position between ring 2 and expanding mandrel 6 remains unchanged. The spreading takes place until the ring 2 has a predetermined spreading cross-section, which it occupies in Figure 3.
  • the setting tool 5 Before or after the spreading of the ring 2, but preferably after the spreading of the ring 2, according to Figure 3, the setting tool 5 axially aligned and axially abutting the spreading tool 4 are recognized.
  • the setting sleeve 9 abuts with its axial end face 16 against the axial end face 15 of the expanding mandrel 6, which is radially expanded by the spread spreader fingers 12 and allows axial contacting with the setting sleeve 9.
  • the Sp Dretzwerkmaschinemaschineifhülse 8 is axially displaced in the direction of setting tool 5, whereby the splayed ring 2 on a holding or receiving portion 22 of the setting sleeve 9 is pushed axially.
  • the setting sleeve 9 has a setting cross-section, which may be smaller than the spreading cross-section, which is preferably about the same size as the spreading cross-section.
  • the receiving portion 22 in turn has an outer diameter or outer cross-section which is smaller than an outer diameter or outer cross-section of a receiving portion 22 adjacent bearing portion of the setting tool 5 and the setting sleeve 9, on which the setting tool scraper 1 1 is mounted axially adjustable.
  • a wall thickness of the setting sleeve 9 in the bearing section is at least twice as large as in the receiving section 22.
  • the Setzwerkmaschinemaschineifhülse 1 1 can be used as an axial stop for the axial positioning of the ring 2 on setting tool 5.
  • an axial end face 23 of the setting tool wiping sleeve 1 1 facing the spreading tool 4 defines an axial stop for the ring 2, in order to determine the end position of the ring 2 on the setting sleeve 9 in its ring receptacle 22. This is expediently such that the setting tool 5 engaging in the ring 2 does not protrude axially beyond the ring 2 on a side remote from the seat tool scraper 11, but at best terminates axially flush therewith.
  • the ring 2 can be axially slipped off the setting sleeve 2 or its receiving section 22 by an axial adjustment of the setting tool scraping sleeve 11 relative to the setting sleeve 9 and be slipped onto the shaft 3.
  • the ring 2 penetrates into the ring groove 19 provided for this purpose, in which the ring 2 now assumes a shaft cross-section which is reduced in comparison to the spread state. If a groove cross-section is smaller than the ring cross-section of the relaxed ring 2, the ring 2 can again assume its relaxed state in the annular groove 19.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines offenen Rings (2) auf einer Welle (3), bei dem der Ring (2) im entspannten Zustand koaxial an einem Spreizwerkzeug (4) so positioniert wird, dass ein Spreizdorn (6) des Spreizwerkzeugs (4) axial in den Ring (2) eingreift, bei dem zum Spannen des Rings (2) der Spreizdorn (6) radial gespreizt wird, bis der Ring (2) auf einen vorbestimmten Spreizquerschnitt aufgeweitet ist, bei dem der Ring (2) im gespannten Zustand mittels eines Abstreifers (8) des Spreizwerkzeugs (4) axial auf eine Setzhülse (9) eines Setzwerkzeugs (5) geschoben wird, und bei dem der Ring (2) im gespannten Zustand mittels eines Abstreifers (11) des Setzwerkzeugs (5) axial auf die Welle (3) geschoben wird.

Description

Montageverfahren und Montageeinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines offenen Rings auf einer Welle. Die Erfindung betrifft außerdem eine Montageeinrichtung sowie ein Spreizwerkzeug und ein Setzwerkzeug zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
Offene Ringe, also Ringe, die in der Umfangsrichtung nicht geschlossen sind, sondern genau eine Unterbrechung aufweisen, können an Wellen montiert werden, um dort als Dichtung und/oder als Axialanschlag bzw. als Axialsicherung zu dienen. Hierzu wird der jeweilige Ring üblicherweise in eine an der Welle ausgebildete geschlossen umlaufende Ringnut eingesetzt. Um den Ring in die Ringnut einsetzen zu können, ist es erforderlich, den Ring so weit aufzuspreizen, also zu spannen, dass er über den Außenquerschnitt der Welle bis zur Ringnut geschoben werden kann. Je nach Werkstoff, der für den Ring verwendet werden kann, besitzt der jeweilige Ring nur eine reduzierte Biegeelastizität, so dass die Aufweitung des Rings lokal den elastischen Dehnungsbereich verlassen und zu plastischen Verformungen führen kann.
Beispielsweise ist denkbar, zum Aufweiten des Rings diesen an den in der Umfangsrichtung an der Unterbrechung des Rings einander gegenüberliegenden Ringenden aufzubiegen, um die Unterbrechung des Rings in der Umfangsrichtung zu vergrößern, wodurch gleichzeitig auch der Öffnungsquerschnitt des Rings zunimmt. Bei einer derartigen Vorgehensweise tritt diametral gegenüber der Unterbrechung eine maximale Biegebelastung im Ring auf, die je nach Ringwerkstoff zu einer bleibenden Verformung führen kann. Besonders kritisch sind dabei Ringe, die in der Umfangsrichtung kein rundes Querschnittsprofil, sondern ein eckiges Querschnittsprofil besitzen. Aus der CN 201889764 U ist es bekannt, den Ring zum Spreizen auf einen als Konus ausgestalteten Spreizdorn eines Spreizwerkzeugs koaxial aufzupressen, wobei der Ring vom entspannten Zustand in einen aufgeweiteten bzw. gespannten Zustand überführt wird. Da die konusförmige Außenseite des Spreizdorns den Ring entlang seines gesamten Innenumfangs kontaktiert, erfolgt die Krafteinleitung beim Aufspreizen vergleichsweise gleichmäßig, wodurch die Gefahr unzulässig hoher Dehnungen vermieden werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass beim Aufschieben des Rings auf den konischen Spreizdorn die hierbei erforderliche Axialbewegung vergleichsweise hohen Reibungskräften zwischen Ring und Spreizdorn ausgesetzt ist, wodurch es zu einem Abrieb am Ring und somit zu einer Vorschädigung des Rings kommen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem für die Montage eines offenen Rings an einer Welle einen verbesserten Weg aufzuzeigen, der sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Gefahr einer Vorschädigung des Rings reduziert ist.
Dieses Problem wir erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Ring mit Hilfe eines geeigneten Spreizwerkzeugs radial zu spreizen, derart, dass die Spreizkräfte von einem Spreizdorn am Innenumfang des Rings verteilt radial in den Ring eingeleitet werden, wobei die axiale Relativlage zwischen Ring und Spreizdorn nicht verändert wird, also fix ist. Durch diese Vorgehensweise kann eine Vorschädigung des Rings durch Abrieb aufgrund einer Axialbewegung zwischen Ring und Spreizdorn, die unter radialer Vorspannung erfolgt, reduziert werden. Gleichzeitig kann durch die in der Umfangsrichtung verteilt angeordneten am Ring angreifen- den, radial orientierten Spreizkräfte die Gefahr einer lokalen Überspannung reduziert werden. Insgesamt lässt sich somit durch das Aufweiten des Rings durch ausschließlich radiales Spreizen eine Vorschädigung des Rings bei der Montage an der Welle weitgehend vermeiden.
Für das erfindungsgemäße Montageverfahren wird im Einzelnen vorgeschlagen, den Ring im entspannten Zustand koaxial an einem Spreizwerkzeug so zu positionieren, dass ein Spreizdorn des Spreizwerkzeugs axial in den Ring eingreift. Anschließend kann zum Spannen des Rings der Spreizdorn radial gespreizt werden, bis der Ring auf einen vorbestimmten Spreizquerschnitt aufgeweitet ist, wobei die axiale Relativlage zwischen Ring und Spreizwerkzeug erhalten bleibt. Beim radialen Spreizen des Spreizdorns werden ausschließlich radial wirkende Spreizkräfte auf den Ring eingeleitet, wobei die Spreizkräfte in der Umfangsrich- tung verteilt am Innenumfang des Rings angreifen. Der auf diese Weise in einen gespannten Zustand überführte Ring kann nun mittels eines Abstreifers des Spreizwerkzeugs axial auf eine Setzhülse eines Setzwerkzeugs geschoben werden. Es erfolgt somit eine Übergabe vom Spreizwerkzeug auf ein bezüglich des Spreizwerkzeugs separates Setzwerkzeug. Anschließend kann nun der Ring im gespannten Zustand mittels eines Abstreifers des Setzwerkzeugs axial auf die Welle geschoben werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit keine direkte Übergabe vom Spreizwerkzeug auf die Welle, vielmehr wird ein Weg vorgeschlagen, hierzu ein Setzwerkzeug zu verwenden. Hierdurch ist es möglich, das Setzwerkzeug optimal an die Welle anzupassen, auf weiche der jeweilige Ring aufgesetzt werden soll. Ferner kann auf diese Weise das Spreizwerkzeug besser an seine Spreizaufgabe adaptiert werden, da es nicht zum Aufsetzen des Rings auf die Welle geeignet sein muss. Darüber hinaus ist es möglich, das Spreizwerkzeug mit verschiedenen Setzwerkzeugen zu verwenden, so dass unterschiedliche Ringe auf unterschiedliche Wellen gesetzt werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Spreizdorn mehrere in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete Spreizfinger aufweisen, die zum Spreizen des Rings in diesen axial eingreifen und radial nach außen drücken. Durch diese Bauform lassen sich die radial orientierten Spreizkräfte in der Umfangsrichtung verteilt am Innenumfang des Rings einleiten, wodurch die schonende Aufweitung des Rings in seinem gespannten Zustand einfach realisierbar ist.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Spreizen des Spreizdorns mittels eines Druckbolzens erfolgen, der koaxial im Spreizdorn axial verstellbar angeordnet ist, wobei eine Innenkontur des Spreizdorns konisch ist. Insbesondere kann dabei die konische Innenkontur des Spreizdorns im Bereich der Spreizfinger vorgesehen sein, so dass das axiale Verstellen des Druckbolzens die Spreizfinger radial nach außen antreibt. Durch die Verwendung eines derartigen Druckbolzens lassen sich vergleichsweise hohe Spreizkräfte erzeugen, wobei der Konuswinkel der konischen Innenkontur ein Übersetzungsverhältnis für die auftretenden Kräfte definiert.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Ring auf der Setzhülse einen Setzquerschnitt einnehmen, der kleiner ist als oder gleich groß ist wie der Spreizquerschnitt. Durch die Maßnahme wird das Überführen vom Spreizwerkzeug auf das Setzwerkzeug erheblich vereinfacht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Ring auf der Welle einen Wellenquerschnitt aufweisen, der kleiner ist als der Setzquerschnitt. Mit anderen Worten, beim Aufsetzen des Rings auf die Welle kommt es zumindest zu einer gewissen Entspannung des Rings, bei welcher sich der Innenquerschnitt des Rings reduziert. Bevorzugt besitzt die Welle für die axiale Positionierung des Rings eine in der Umfangsrichtung geschlossen umlaufende Ringnut, in welche der Ring eingesetzt wird. Am Nutgrund liegt ein Nutquerschnitt vor, der den erreichbaren Wellenquerschnitt bestimmt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Ring im entspannten Zustand einen Ringquerschnitt aufweisen, der kleiner ist als oder gleich groß ist wie der Wellenquerschnitt. Das bedeutet, dass der an der Welle montierte Ring entweder entspannt ist, so dass der Wellenquerschnitt gleich groß ist wie der Ringquerschnitt. In diesem Fall kann der Nutquerschnitt gleich groß sein wie oder kleiner sein als der Ringquerschnitt. Ebenso kann der Ring an der Welle gespannt anliegen, wobei die Spannung im Ring dann gegenüber dem Zustand mit dem Spreizquerschnitt reduziert ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Abstreifer des Spreizwerkzeugs, der insbesondere durch eine koaxial zum Spreizdorn angeordnete, einen Grundkörper des Spreizwerkzeugs in der Umfangsrichtung vorzugsweise geschlossen umgreifende Abstreifhülse gebildet sein kann, beim Anbringen des Rings am Spreizwerkzeug mit seiner axialen Stirnseite den Ring relativ zum Spreizwerkzeug axial positionieren. In diesem Fall dient der Abstreifer beim Anbringen des Rings am Spreizwerkzeug als Axialanschlag und besitzt dadurch eine Doppelfunktion. Durch einen derartigen Axialanschlag lässt sich eine vorbestimmte axiale Positionierung des Rings am Spreizwerkzeug vergleichsweise exakt einstellen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann dabei vorgesehen sein, dass der Abstreifer des Spreizwerkzeugs den Ring axial so positioniert, dass das Spreizwerkzeug an einer vom Abstreifer abgewandten Seite nicht axial über den Ring vorsteht.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Abstreifer des Setzwerkzeugs, der insbesondere durch eine koaxial zur Setzhülse angeordnete, einen Grundkörper des Setzwerkzeugs in der Umfangsrichtung vorzugsweise ge- schlössen umgreifende Abstreifhülse gebildet sein kann, beim Aufschieben des Rings auf die Setzhülse mit seiner axialen Stirnseite den Ring relativ zum Setzwerkzeug axial positionieren. In diesem Fall definiert der Abstreifer des Setzwerkzeugs einen Axialanschlag für den Ring, wodurch ein ordnungsgemäßes Aufsetzen des Rings auf die Setzhülse erleichtert wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann dabei vorgesehen sein, dass der Abstreifer des Setzwerkzeugs den Ring axial so positioniert, dass das Setzwerkzeug an einer vom Abstreifer abgewandten Seite nicht axial über den Ring vorsteht.
Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Setzwerkzeug an einem Grundkörper des Setzwerkzeugs einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Rings sowie einen Lagerabschnitt zum Lagern des zugehörigen Abstreifers aufweist, wobei ein Außendurchmesser des Aufnahmeabschnitts kleiner ist als ein Außenquerschnitt des Lagerabschnitts.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Welle zur Aufnahme des Rings eine Ringnut aufweisen, in die der Ring mittels des Setzwerkzeugs eingesetzt wird. Hierdurch erhält der Ring an der Welle eine axial definierte Position.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Setzwerkzeug koaxial zur Setzhülse einen Hohlraum aufweisen, in den beim Setzen des Rings ein Abschnitt der Welle koaxial einschiebbar ist. Hierdurch lassen sich vom Setzwerkzeug für das Anbringen des Rings auch axial zur Stirnseite der Welle beabstan- dete Bereiche erreichen.
Eine erfindungsgemäße Montageeinrichtung, mit deren Hilfe ein offener Ring auf einer Welle montierbar ist, umfasst ein Spreizwerkzeug, das einen Spreizdorn, einen koaxial im Spreizdorn axial verstellbar angeordneten Druckbolzen und eine koaxial außen am Spreizdorn axial verstellbar angeordnete Abstreifhülse aufweist. Des Weiteren kann der Spreizdorn mehrere in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete Spreizfinger aufweisen, die federelastisch radial mit Hilfe des Druckbolzens nach außen verdrängbar sind. Des Weiteren umfasst die Montageeinrichtung ein Setzwerkzeug, das eine Setzhülse, einen koaxial in der Setzhülse verlaufenden Hohlraum und eine koaxial außen an der Setzhülse axial verstellbar angeordnete Abstreifhülse aufweist. Durch die beiden separaten Werkzeuge, die zum Montieren des jeweiligen Rings auf der Welle zusammenwirken, besitzt die Montageeinrichtung eine hohe Flexibilität, beispielsweise um unterschiedliche Ringe an unterschiedlichen Wellen montieren zu können.
Ein erfindungsgemäßes Spreizwerkzeug umfasst einen Spreizdorn, einen koaxial im Spreizdorn axial verstellbar angeordneten Druckbolzen und eine koaxial außen am Spreizdorn axial verstellbar angeordnete Abstreifhülse. Insbesondere kann der Spreizdorn mehrere in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete Spreizfinger aufweisen, die mit Hilfe des Druckbolzens federelastisch radial nach außen verdrängt werden können.
Ein erfindungsgemäßes Setzwerkzeug umfasst eine Setzhülse, einen koaxial in der Setzhülse verlaufenden Hohlraum und eine koaxial außen an der Setzhülse axial verstellbar angeordnete Abstreifhülse.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Spreizdorns eines Spreizwerkzeugs mit daran angeordnetem Ring im entspannten Zustand
Fig. 2 ein Längsschnitt des Spreizwerkzeugs mit einer Abstreifhülse und mit dem am Spreizdorn angeordneten Ring im entspannten Zustand
Fig. 3 einen Längsschnitt des Spreizwerkzeugs und eines Setzwerkzeugs beim Übergeben des gespreizten Rings vom Spreizdorn auf eine Setzhülse des Setzwerkzeugs,
Fig. 4 ein Längsschnitt des Setzwerkzeugs und eine Seitenansicht der
Welle beim Übergeben des gespreizten Rings von der Setzhülse auf die Welle
Fig. 5 ein vergrößertes Detail V aus Fig. 4 im Bereich des aufgeweiteten
Rings. Entsprechend den Figuren 1 bis 5 umfasst eine Montageeinrichtung 1 , mit deren Hilfe ein offener Ring 2 an einer Welle 3 montierbar ist, ein Spreizwerkzeug 4 und ein Setzwerkzeug 5. Das Spreizwerkzeug 4 umfasst einen Spreizdorn 6, einen Druckbolzen 7 und eine Abstreifhülse 8, die im Folgenden auch als Spreizwerk- zeugabstreifhülse 8 bezeichnet wird. Das Setzwerkzeug 5 umfasst dagegen eine Setzhülse 9, einen Hohlraum 10 und eine Abstreifhülse 1 1 , die im Folgenden auch als Setzwerkzeugabstreifhülse 1 1 bezeichnet wird.
Gemäß den Figuren 1 bis 3 weist der Spreizdorn 6 mehrere in der Umfangsrich- tung verteilt angeordnete Spreizfinger 12 auf, die mit Hilfe des Druckbolzens 7 radial federelastisch verstellbar sind. Die Spreizfinger 12 sind dabei insbesondere integral an einer Konsole 13 des Spreizdorns 6 ausgeformt. Der Druckbolzen 7 ist im Spreizdorn 6 koaxial angeordnet und darin axial verstellbar gelagert. Der Druckbolzen 7 wirkt mit einer konischen Innenkontur 14 des Spreizdorns 6 zusammen, die an den Spreizfingern 12 ausgebildet ist. Durch eine Axialverstellung des Druckbolzens 7 in Richtung einer axialen Stirnseite 15 des Spreizdorns 6, die ebenfalls an den Spreizfingern 12 ausgebildet ist, fährt der Druckbolzen 7 in den sich konisch verjüngenden Bereich der Spreizfinger 12 ein, wodurch der Druckbolzen 7 die Spreizfinger 12 radial nach außen verdrängt. Die Spreizwerkzeug- abstreifhülse 8 ist axial verstellbar außen am Spreizdorn 6 angeordnet.
Gemäß den Figuren 3 bis 5 ist der Hohlraum 10 koaxial in der Setzhülse 9 angeordnet, wobei sich der Hohlraum 10 bis zu einer axial offenen Stirnseite 16 der Setzhülse 9 erstreckt. Koaxial zur Setzhülse 9 ist außen die Setzwerkzeugabstreifhülse 1 1 angeordnet, derart, dass sie an der Setzhülse 9 axial verstellbar ist.
Mit Hilfe der hier vorgestellten Montageeinrichtung 1 lässt sich das nachfolgend beschriebene Montageverfahren durchführen. Der an der Welle 3 zu montierende Ring 2 ist ein offener Ring 2, der sich dadurch charakterisiert, dass er in Umfangsrichtung eine Unterbrechung 17 aufweist, wodurch er in der Umfangsrichtung leicht spreizbar ist. Der Ring 2 kann im montierten Zustand auf der Welle 3 z.B. als Axialanschlag oder als Axialsicherung oder als Dichtung dienen. Die Welle 3 kann beispielsweise die Welle eines Abgasturboladers sein und beispielsweise eine hier nicht näher dargestellte Beschaufelung eines Turbinenrads 18 oder eines Verdichterrads 18 aufweisen. Für die axiale Positionierung des Rings 2 an der Welle 3 kann die Welle 3 wie bei der hier gezeigten Ausführungsform mit einer in der Umfangsrichtung geschlossen umlaufenden Ringnut 19 ausgestattet sein, in welche der Ring 2 eingesetzt werden soll. Im Beispiel der Figuren 4 und 5 ist eine weitere Ringnut 19' erkennbar, in die ein weiterer Ring 2 einsetzbar ist.
Das Montieren des Rings 2 an der Welle 3 erfolgt erfindungsgemäß wie folgt. Zunächst wird gemäß Figur 2 der Ring 2 in einem entspannten Zustand koaxial am Spreizwerkzeug 4 so positioniert, dass der Spreizdorn 6 mit seinen Spreizfingern 12 axial in den Ring 2 eingreift. Zweckmäßig kann hierbei der Spreizwerk- zeugabstreifer 8 als Axialanschlag verwendet werden. Erkennbar wird der Ring 2 hierbei an einer axialen Stirnseite 20 der Spreizwerkzeugabstreifhülse 8 axial positioniert. Und zwar zweckmäßig so, dass das in den Ring 2 eingreifende Spreizwerkzeug 4 an einer vom Spreizwerkzeugabstreifer 8 abgewandten Seite nicht axial über den Ring 2 vorsteht, sondern bestenfalls damit axial bündig abschließt. Ferner ist in Figur 2 ein radialer Spalt 21 zwischen dem Ring 2 und dem Spreizdorn 6 bzw. den Spreizfingern 12 erkennbar. Folglich ist der Ring 2 in diesem Zustand entspannt und besitzt seinen Ringquerschnitt.
Anschließend wird gemäß Figur 3 zum Spannen bzw. zum Aufweiten des Rings 2 der Spreizdorn 6 radial gespreizt. Hierzu führt der Druckbolzen 7 einen Axialhub in Richtung der Stirnseite 15 des Spreizdorns 6 durch. Aufgrund der konischen Innenkontur 14 und aufgrund der radial federelastischen Spreizfinger 12 werden die Spreizfinger 12 dabei radial nach außen verdrängt, wobei sie zunächst in der Umfangsrichtung verteilt gleichmäßig am Ring 2 radial innen zur Anlage kommen. Bei einem weitergehenden Hub des Druckbolzens 7 verstellen sich die Spreizfinger 12 weiter radial nach außen, wodurch der Ring 2 gespannt und aufgeweitet wird. Beim Spreizen bleibt die axiale Relativlage zwischen Ring 2und Spreizdorn 6 unverändert. Das Spreizen erfolgt dabei so weit, bis der Ring 2 einen vorbestimmten Spreizquerschnitt aufweist, den er in Figur 3 einnimmt.
Vor oder nach dem Spreizen des Rings 2, vorzugsweise jedoch nach dem Spreizen des Rings 2, kann gemäß Figur 3 das Setzwerkzeug 5 axial fluchtend und axial stoßend an das Spreizwerkzeug 4 angesetzt werden. Im Zustand der Figur 3 stößt die Setzhülse 9 mit ihrer axialen Stirnseite 16 an die axiale Stirnseite 15 des Spreizdorns 6 an, die durch die gespreizten Spreizfinger 12 radial aufgeweitet ist und die axiale Kontaktierung mit der Setzhülse 9 ermöglicht. Anschließend erfolgt gemäß Figur 3 mit Hilfe der Spreizwerkzeugabstreifhülse 8 die Übergabe des gespreizten Rings 2 vom Spreizdorn 6 auf die Setzhülse 9. Hierzu wird die Spreizwerkzeugabstreifhülse 8 axial in Richtung Setzwerkzeug 5 verschoben, wodurch der gespreizte Ring 2 auf einen Halte- oder Aufnahmeabschnitt 22 der Setzhülse 9 axial aufgeschoben wird. Im Bereich des Aufnahmeabschnitts 22 besitzt die Setzhülse 9 einen Setzquerschnitt, der kleiner sein kann als der Spreizquerschnitt, der vorzugsweise jedoch etwa gleich groß ist wie der Spreizquerschnitt. Der Aufnahmeabschnitt 22 besitzt seinerseits einen Außendurchmesser bzw. Außenquerschnitt, der kleiner ist als ein Außendurchmesser bzw. Außenquerschnitt eines zum Aufnahmeabschnitt 22 benachbarten Lagerabschnitts des Setzwerkzeugs 5 bzw. der Setzhülse 9, auf dem der Setzwerkzeug- abstreifer 1 1 axial verstellbar gelagert ist. Insbesondere ist eine Wandstärke der Setzhülse 9 im Lagerabschnitt mindestens doppelt so groß wie im Aufnahmeabschnitt 22. Bei der Übergabe des Rings 2 vom Spreizwerkzeug 4 auf das Setzwerkzeug 5 kann die Setzwerkzeugabstreifhülse 1 1 als Axialanschlag zur axialen Positionierung des Rings 2 am Setzwerkzeug 5 verwendet werden. Hierbei definiert eine dem Spreizwerkzeug 4 zugewandte axiale Stirnseite 23 der Setzwerkzeugabstreifhülse 1 1 einen Axialanschlag für den Ring 2, um die Endlage des Rings 2 an der Setzhülse 9 in deren Ringaufnahme 22 zu bestimmen. Dies erfolgt zweckmäßig so, dass das in den Ring 2 eingreifende Setzwerkzeug 5 an einer vom Sitzwerkzeugabstreifer 1 1 abgewandten Seite nicht axial über den Ring 2 vorsteht, sondern bestenfalls damit axial bündig abschließt.
Nach erfolgter Übergabe des gespreizten Rings 2 auf das Setzwerkzeug 5 kann nun gemäß Figur 4 ein Abschnitt 24 der Welle 3 in den Hohlraum 10 des Setzwerkzeugs 5 axial eingeführt werden, wodurch die gewünschte axiale Positionierung des Rings 2 relativ zur Welle 3 erfolgt.
Sobald die gewünschte Relativlage zwischen Setzwerkzeug 5 und Welle 3 erreicht ist, kann durch eine Axialverstellung der Setzwerkzeugabstreifhülse 1 1 relativ zur Setzhülse 9 der Ring 2 von der Setzhülse 2 bzw. von deren Aufnahmeabschnitt 22 axial abgestreift und auf die Welle 3 aufgestreift werden. Im gezeigten Beispiel dringt der Ring 2 dabei in die dafür vorgesehene Ringnut 19 ein, in welcher der Ring 2 nun einen Wellenquerschnitt einnimmt, der im Vergleich zum gespreizten Zustand reduziert ist. Sofern ein Nutquerschnitt kleiner ist als der Ringquerschnitt des entspannten Rings 2 kann der Ring 2 in der Ringnut 19 wieder seinen entspannten Zustand einnehmen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Montieren eines offenen Rings (2) auf einer Welle (3),
- bei dem der Ring (2) im entspannten Zustand koaxial an einem Spreizwerkzeug (4) so positioniert wird, dass ein Spreizdorn (6) des Spreizwerkzeugs (4) axial in den Ring (2) eingreift,
- bei dem zum Spannen des Rings (2) der Spreizdorn (6) radial gespreizt wird, bis der Ring (2) auf einen vorbestimmten Spreizquerschnitt aufgeweitet ist,
- bei dem der Ring (2) im gespannten Zustand mittels eines Abstreifers (8) des Spreizwerkzeugs (4) axial auf eine Setzhülse (9) eines Setzwerkzeugs (5) geschoben wird,
- bei dem der Ring (2) im gespannten Zustand mittels eines Abstreifers (1 1 ) des Setzwerkzeugs (5) axial auf die Welle (3) geschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spreizdorn (6) mehrere in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete Spreizfinger (12) aufweist, die zum Spreizen des Rings (2) in diesen axial eingreifen und radial nach außen drücken.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spreizen des Spreizdorns (6) mittels eines Druckbolzens (7) erfolgt, der koaxial im Spreizdorn (6) axial verstellbar angeordnet ist, wobei eine Innenkontur (14) des Spreizdorns (6) konisch ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ring (2) auf der Setzhülse (9) einen Setzquerschnitt einnimmt, der kleiner ist oder gleich groß ist wie der Spreizquerschnitt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ring (2) auf der Welle (3) einen Wellenquerschnitt aufweist, der kleiner ist als der Setzquerschnitt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ring (2) im entspannten Zustand einen Ringquerschnitt aufweist, der kleiner ist als oder gleich groß ist wie der Wellenquerschnitt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstreifer (8) des Spreizwerkzeugs (4) beim Anbringen des Rings (2) am Spreizwerkzeug (4) mit seiner axialen Stirnseite (20) den Ring (2) relativ zum Spreizwerkzeug (4) axial positioniert.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstreifer (8) des Spreizwerkzeugs (4) beim Anbringen des Rings (2) am Spreizwerkzeug (4) mit seiner axialen Stirnseite (20) den Ring (2) relativ zum Spreizwerkzeug (4) axial so positioniert, dass das Spreizwerkzeug (4) an einer vom zugehörigen Abstreifer (8) abgewandten Seite axial nicht über den Ring (2) vorsteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstreifer (1 1 ) des Setzwerkzeugs (5) beim Aufschieben des Rings (2) auf die Setzhülse (9) mit seiner axialen Stirnseite (23) den Ring (2) relativ zum Setzwerkzeug (5) axial positioniert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstreifer (1 1 ) des Setzwerkzeugs (5) beim Aufschieben des Rings (2) auf die Setzhülse (9) mit seiner axialen Stirnseite (23) den Ring (2) relativ zum Setzwerkzeug (5) axial so positioniert, dass das Setzwerkzeug (5) an einer vom zugehörigen Abstreifer (1 1 ) abgewandten Seite axial nicht über den Ring (2) vorsteht.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Setzwerkzeug (5) in einem Aufnahmeabschnitt (22) zur Aufnahme des Rings (2) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Außendurchmesser eines Lagerabschnitts des Setzwerkzeugs (5), auf dem der Abstreifer (1 1 ) des Setzwerkzeugs (5) axial verstellbar angeordnet ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (3) zur Aufnahme des Rings (2) eine Ringnut (19) aufweist, in die der Ring (2) mittels des Setzwerkzeugs (5) eingesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das Setzwerkzeug (5) koaxial zur Setzhülse (9) einen Hohlraum (10) aufweist, in den beim Setzen des Rings (2) ein Abschnitt (24) der Welle (3) koaxial einschiebbar ist.
14. Montageeinrichtung zum Montieren eines offenen Rings (2) auf einer Welle (3)
- mit einem Spreizwerkzeug (4), das einen Spreizdorn (6), einen koaxial im
Spreizdorn (6) axial verstellbar angeordneten Druckbolzen (7) und eine koaxial außen am Spreizdorn (6) axial verstellbar angeordnete Abstreifhülse (8) aufweist,
- mit einem Setzwerkzeug (5), das eine Setzhülse (9), einen koaxial in der Setzhülse (9) verlaufenden Hohlraum (10) und eine koaxial außen an der Setzhülse (9) axial verstellbar angeordnete Abstreifhülse (1 1 ) aufweist.
15. Spreizwerkzeug für eine Montageeinrichtung (1 ) nach Anspruch 14, mit einem Spreizdorn (6), einem koaxial im Spreizdorn (6) axial verstellbar angeordneten Druckbolzen (7) und einer koaxial außen am Spreizdorn (6) axial verstellbar angeordneten Abstreifhülse (8).
16. Setzwerkzeug für eine Montageeinrichtung (1 ) nach Anspruch 14, mit einer Setzhülse (9), einem koaxial in der Setzhülse (9) verlaufenden Hohlraum (10) und einer koaxial außen an der Setzhülse (9) axial verstellbar angeordneten Abstreifhülse (1 1 ). *****
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