DE3816593C2

DE3816593C2 -

Info

Publication number: DE3816593C2
Application number: DE19883816593
Authority: DE
Inventors: Coelestin Dipl.-Ing. 4773 Moehnesee De Ohrmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1991-10-17
Also published as: DE3816593A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Montage von elastischen Dichtringen mit einer Abgabestation für die Dichtringe auf ein bewegbares Aufnehmer- oder Werkstückende, gegebenenfalls mit einer zur Stirnfläche planparallelen Ringnut, sowie mit Mitteln zum Halten des eine Schlinge bildenden Dichtringes im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stirnfläche des Aufnehmer- oder Werkstückendes.

Bekannte Vorrichtungen zur Montage weichelastischer Ringe und hier besonders im Bereich der Montage außenliegender O-Ringe sind mit zahlreichen Nachteilen behaftet, beispielsweise sind im allgemeinen keine pneumatischen Antriebe bzw. pneumatische Steuerungen möglich bzw. vorgesehen, eine Beschädigungsfreiheit des O-Ringes kann nicht immer gewährleistet werden, eine gute Positioniermöglichkeit des O- Ringes ist den meisten Fällen nicht gegeben; auch mangelt es häufig an einer ausreichenden Betriebssicherheit bei häufiger Benutzung. Ferner sind die bekannten Vorrichtungen empfindlich gegen ein Verölen oder Verfetten der Dichtringe.

Aus der DE 35 33 674 A1 ist eine gattungsgleiche Montagevorrichtung für O-Ringe bekannt, wobei die Stirnfläche eines Werkstückendes auf eine horizontale Gleitfläche aufgesetzt und auf dieser quer über einen in die Gleitfläche eingearbeiteten Zuführungsschlitz verschoben wird, wobei in dem Zuführungsschlitz ein O-Ring vertikal gehalten ist, der mit seinem oberen Teil in Art einer Schlinge über die Gleitfläche vorsteht, so daß sich das Werkstück selbst in den O-Ring einfädeln kann. Zur richtigen Positionierung des O- Rings auf dem Werkstück ist in horizontaler Verschieberichtung nach dem ersten oder jedem weiteren Zuführungsschlitz eine Stößelvorrichtung in die Gleitfläche, beipielsweise in Form einer Vertiefung integriert. Bei diesem Montageverfahren werden die O-Ringe verdrillt und die Funktionssicherheit ist insbesondere bei geölten oder gefetteten Dichtringen nicht gewährleistet. Sofern ein montierter Dichtring nicht direkt in die dafür vorgesehene Nut eingelegt wird, kann die Dichtung möglicherweise wieder vom Werkstückende abspringen.

Die US-PS 36 05 239 zeigt und beschreibt eine Vorrichtung zur automatischen Montage von elastischen Dichtringen mit einer Abgabestation und einem Aufnehmerende. Die Abgabestation der bekannten Vorrichtung hält den Dichtring während der Abgabe ortsfest in einer Position, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stirnfläche eines Aufnehmerendes liegt. Zur Abgabe greift das Aufnehmerende in den insgesamt eine Schlinge bildenden Dichtring ein. Während der Abgabe des Dichtringes wird dieser mittels Finger, die in die Schlinge des Dichtringes eingreifen, gespreizt. wie dies insbesondere in Fig. 7-9 und zugehöriger Beschreibung dargestellt ist. Die Vorrichtung ist mit einer doppelt wirkenden Kolben- Zylindereinheit zur automatischen Betätigung ausgebildet.

Nachteilig ist ein vergleichsweise komplizierter Aufbau dieser Vorrichtung, wobei zu berücksichtigen ist, daß für jeden unterschiedlichen Durchmesser eines O-Ringes die zylinderförmig ineinandergreifenden Betätigungsorgane mit hohen Kosten ausgewechselt werden müssen. Da weiterhin mehrere ineinandergleitbar ausgebildete Funktionselemente mit engen Toleranzen vorgesehen sind, ergibt sich ein nicht unerheblicher Bedarf an Wartungsarbeit im Zusammenhang mit einer entsprechenden Störanfälligkeit.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzustellen, mittels derer die genannten Nachteile vermieden und die Schwierigkeiten ausgeräumt werden können. Insbesondere sollen auch die Möglichkeiten einer rechnergesteuerten Montage optimal genutzt werden können. Weitere Teilaufgaben bestehen darin, daß bestimmte Kriterien für die Dichtringmontage optimiert werden. Hierzu zählen insbesondere eine geringe Weitung unter fünfzehn Prozent und eine geringstmögliche Verdrehung bzw. die Drallfreiheit der Dichtringe sowie eine hohe Betriebssicherheit bei der Montage, kurze Umrüstzeiten, Bedienungsfreundlichkeit und kompakte Bauweise der Vorrichtung.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß die Abgabestation aus einer Montageplatte besteht, auf der ein Nadelpaar, welches zum Aufweiten des Dichtringes aufspreizbar ausgebildet ist, mit über die Montageplatte herausragenden Enden und ein an den Aufnehmer zu übergebender Dichtring aufliegen, wobei der Aufnehmer vertikal zur horozontalen Montagefläche und an deren Montagekanten vorbeibewegbar angeordnet ist, dessen Ende im Verlaufe seiner Bewegung zwischen dem Nadelpaar im Bereich der Nadelenden sowie in die Schlinge des Dichtringes eindringbar ausgebildet und angeordnet ist.

Die Vorrichtung zeichnet sich vorteilhaft durch eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform aus, wobei die Dichtringzufuhr auf beliebige Weise von einem Magazin auf die Montageplatte erfolgen kann. Besonders einfach ist die Funktionsweise, die darin besteht, daß beim Vorbeibewegen des Aufnehmers an der horizontalen Montagefläche die Enden des Nadelpaares sich um das Ende des Aufnehmers spreizen und gleichzeitig in die Schlinge eindringen. Auf diese Weise wird der Dichtring erfaßt und für das Überstreifen über den Aufnehmer aufgespreizt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Nadelenden vorzugsweise einander in einem Winkel von etwa achtundzwanzig Grad zugeneigt und in Richtung der Bewegung des Aufnehmers um etwa fünfzehn Grad abgewinkelt. Durch die Neigung der Nadelpaarenden aufeinander zu wird die Aufziehtiefe vergrößert und ein Herunterreißen des O-Rings beim Zurückfahren der Nadeln verhindert. Generell sollten aber die Nadeln möglichst eng zusammen sein, um eine lange Unterstützung des Aufziehvorganges zu gewährleisten. Ein Abwinkeln der Nadeln in Richtung der Aufnehmerbewegung ermöglicht ferner ein weites Aufbringen des O-Rings im letzten Abschnitt des Aufziehvorganges. Zusätzlich kann der Nadelabstand verringert und dadurch die Unterstützung des Aufziehvorganges durch die Nadeln verlängert werden, da der Aufnehmer nicht mehr an der engsten Stelle auf das Nadelpaar trifft, sondern an der höchstgelegenen. An dieser Stelle ist der Nadelabstand ausreichend groß, so daß die Kräfte in Richtung der Aufnehmerbewegung klein gehalten werden.

Besonders zweckmäßig ist es auch, wenn das Nadelpaar aus Federdraht mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter besteht und die Nadelenden leicht abgerundet sind. Bei vielen Aufziehversuchen konnte festgestellt werden, daß Federstahldraht mit einem Durchmesser von 1,0 mm eine optimale Lösung darstellt. Auch bei größerer Länge bleibt der Federstahldraht auf diese Weise formstabil. Ein leichtes Abrunden der Nadelenden führt noch zu einer Verringerung der Flächenpressung zwischen Nadel und Aufnehmer und erhöht die Lebensdauer.

Die Bewegung der Stirnfläche des Aufnehmer- bzw. Werkstückendes erfolgt in einer Ebene mit einer Neigung von Null bis sechzig Grad aus der Vertikalen, vorzugsweise in der Vertikalen selbst. Hierdurch ist eine Anpasung bzw. Integration an bzw. in bestehende Produktionslinien auf einfache Weise möglich. Ferner kann durch die winklige Anordnung die Dichtringabgabe beeinflußt, d. h. störungsfrei optimiert werden.

Das Aufnehmer- bzw. Werkstückende kann während der Dichtringmontage zusätzlich um die eigene Längsachse gedreht werden. Die vorteilhaften Wirkungen liegen in einer weiter verminderten Verdrehung der Dichtringe und damit verbesserten Dichtigkeit und erhöhten Lebensdauer.

In einer möglichen Ausführungsform weist die Abgabestation eine Vereinzelungseinrichtung bzw. einen Vereinzeler zur Vereinzelung von Dichtringen aus einem Stapelmagazin auf, wobei der Vereinzeler eine Montagefläche zur Lagerung des Nadelpaars besitzt und mit einem horizontal beweglichen Schlitten bzw. einem Linearmotor verbunden und entsprechend beweglich angeordnet ist, und wobei am Vereinzeler eine Deckplatte angebracht ist, deren Stirnfläche konkav gewölbt ist. Eine derartige Montagevorrichtung hat besonders vorteilhafte Ergebnisse im Dauereinsatz erbracht.

Die Vorrichtung kann pneumatisch betreibbar ausgebildet sein. Auf diese Weise können hohe Arbeitsleistungen erzielt und eine besonders große Betriebssicherheit gewährleistet werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der in den Zeichnungen teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung mit Vertikalbewegung des Aufnehmers,

Fig. 2 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung mit Kreisbewegung des Aufnehmers, die im Übergabebereich in Vertikalrichtung verläuft,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht,

Fig. 4 wie Fig. 3, gedreht um 90 Grad aus der Zeichenebene nach rechts,

Fig. 5 wie Fig. 3, jedoch in Draufsicht, teilweise geschnitten,

Fig. 6 Einzelheit aus Fig. 3, Magazin und Vereinzeler, in teilweise geschnittener Seitenansicht,

Fig. 7a, b ein Nadelpaar in Drauf- und Seitenansicht,

Fig. 8 Pneumatikschaltplan für eine erfindungs gemäße Montagevorrichtung.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung dargestellt, wobei mit (1) eine Abgabestation für Dichtringe (2) an einen bewegbaren Aufnehmer (3) bezeichnet ist. In einer einfachen Ausführungsform besteht die Abgabestation (1) aus einer Montagefläche bzw. Montageplatte (10), auf der ein Nadelpaar (11) und darüber der an den Aufnehmer (3) zu übergebende Dichtring (2) aufliegen. Die über die Montagekante (12) der Montagefläche (10) herausragenden Enden des Nadelpaars (11) sind mit (11′) und (11′′) bezeichnet, der über die Montagekante (12) hinausreichende Teil des Dichtrings (2) bildet die Schlinge (2′). Der Aufnehmer (3) ist vertikal zur horizontalen Montagefläche (10) und an deren Montagekante (12) vorbei bewegbar angeordnet, wobei das Ende (3′) des Aufnehmers (3) zwischen das Nadelpaar (11) im Bereich der Nadelenden (11′, 11′′) diese spreizt und gleichzeitig in die Schlinge (2′) eindringt. Dabei wird die Schlinge (2′) nach unten gedrückt und der auf der Montagefläche (10) befindliche Teil (2′′) des O- Rings (2) nach oben. Während der Weiterbewegung des Aufnehmers (3) in Pfeilrichtung nach unten wird der Dichtring (2) geweitet und über das Ende (3′) gestülpt. Die Nadelenden (11′, 11′′) spreizen sich dabei um das Aufnehmerende (3′) und sorgen für eine Weitung des Dichtrings (2) und verhindern gleichzeitig ein Verdrehen in sich. Sobald das Aufnehmerende (3′) die Kante (12) passiert hat, sind auch die Nadelenden (11′, 11′′) wieder in ihre Ursprungslage zurückgekehrt und haben den Bereich des nunmehr geweitet auf dem Aufnehmerende (3′) in etwa planparallel zu dessen Stirnfläche (3′′) montierten Dichtrings (2′′′) verlassen.

Gemäß Fig. 2 ist der Aufnehmer (3) auf einer Schwenkscheibe (20) befestigt, deren Bewegung auf einer Kreisbahn in Pfeilrichtung eine einfache Übernahme des Dichtrings (2) wie vorstehend beschrieben und die Weitergabe an ein anderes Werkstück ermöglicht. Nach Montage des Dichtrings (2) auf dem Aufnehmer (3) können Aufnehmer (3) und Dichtring (2) nun zur Endmontage an dem nicht dargestellten anderen Werkstück durch Drehung der Schwenkscheibe (20) in eine bestimmte, gewünschte andere Schwenklage gebracht werden, in der dann die Abgabe des Dichtrings (2) an das neue Werkstück erfolgt.

In den Fig. 3 bis 7 sind eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung bzw. deren Einzelheiten dargestellt, bestehend im wesentlichen aus der Abgabestation (1), die auf einer Grund- oder Basisplatte (21) in geeigneter Weise befestigt ist. Der Aufnehmer (3) ist an der Schwenkscheibe (20) angebracht, die über eine Anflanschung (22) mit dem Schwenkmotor (23) in Verbindung steht und von diesem geschwenkt bzw. gedreht werden kann. Der Motor (23) bzw. auch der Verbindungsflansch (22) mit der Schwenkscheibe (20) werden von einem Tragarm (24) gehalten, der mit der Basisplatte (21) lösbar verbunden ist. Zur weiteren Abstützung und Feinjustierung der Schwenkscheibe (20) und dem damit verbundenen Aufnehmer (3) ist in die Basisplatte (21) ein höhenverstellbarer Federbolzen (25) eingeschraubt, der mittels einer Mutter (26) fixierbar ist und die Höhenlage des Anschlagwinkels (27) verändert. Unterhalb der Basisplatte (21) ist im allgemeinen ein nicht dargestellter Sockel vorgesehen, in dem sich die pneumatische Steuerung befindet (vgl. Fig. 8). Ein Versenken der Vorrichtung bis zur Grundplatte (21) in einem Arbeitstisch stellt eine mögliche, zweckmäßige Variante dar.

Die Abgabestation (1) für die Dichtringe (2) besteht nach Fig. 3 im wesentlichen aus einem Stapelmagazin (30), gefüllt mit einem ausreichenden Stapel (31) von beispielsweise fünfzig abzugebenden Dichtringen (2), wobei das Magazin (30) von einem Magazinhalter (32) getragen und mittels eines Haltebocks (33) abgestützt wird. Zur Abgabestation (1) gehört ferner eine Vereinzelungseinrichtung (40), die mit einem horizontal beweglichen Schlitten bzw. einem Linearmotor (41) verbunden und entsprechend beweglich angeordnet ist. Der Vereinzeler (40) ist auf einem Haltebock (vgl. Fig. 4, Ziffer 42) abgestützt, der seinerseits an der Grundplatte (21) befestigt ist. Zum Vereinzeler (40) gehört die Deckplatte (43), deren Stirnfläche (43′) konkav gewölbt ist, in Anlehnung an die Form der Dichtringe (2). Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt ferner über einen Abschalthebel (50) mit Lagerung (51) und Abschaltventil (52), über die sich aus Sicherheitsgründen die gesamte Pneumatik bzw. Funktion der Vorrichtung abschaltet, sobald ein bestimmter Druck auf den Hebel (50) ausgeübt wird (vgl. insbesondere Fig. 4).

Gemäß Fig. 5 befindet sich der in axialer Richtung bewegliche Aufnehmer (3) in einer Aufnehmerhülse (60), die an der Schwenkscheibe (20) mittels Zylinderschraube (61) befestigt ist. In der Aufnehmerhülse (60) ist ein Gewindegestänge (62) mit einer Aufnehmerfeder (63) sowie ein Arretier- bzw. Anzeigestift (64) untergebracht. Gegen der Druck der Feder (63) ist das Aufnehmerende (3′) in der Hülse (60) versenkbar ausgebildet, um auf diese Weise die Abgabe der aufgezogenen Dichtung (2′′′) zu erleichtern. Wie anhand von Fig. 5 und insbesondere auch von Fig. 6 deutlich gemacht werden kann, fährt bei Betrieb der Vorrichtung der Vereinzeler (40) zunächst zurück (d.h. in den Figuren nach links), dabei fällt aus dem Stapel (31) der unterste Dichtring (2) in die Ebene der Deckplatte (43), d.h. vor deren Stirnfläche (43′) auf das Nadelpaar (11) und wird in dieser Lage mit Bewegung des Vereinzelers (40) nach rechts, d.h. nach vorne zum Aufstreifen auf den Aufnehmer (3) bereitstellt. Gleichzeitig schließt die Deckplatte (43) die untere Öffnung des Magazins (30) und verhindert so ein Nachfallen der gestapelten O- Ringe (31). Das Nadelpaar (11) ist im Inneren des Vereinzelers (40) gehalten. Beim Aufziehvorgang befinden sich die Nadelspitzen (11′, 11′′) zwischen dem Aufnehmerende (3′) und dem O-Ring (2), werden dabei gespreizt und erreichen sodann wieder ihre Ruhestellung. Wenn dies geschehen ist, fährt der Vereinzeler (40), bewegt durch den Schlitten bzw. Linearmotor (41) , zusammen mit dem Nadelpaar (11) wieder zurück (d.h. in den Figuren nach links) und gibt so das Aufnehmerende (3′) mit dem aufgezogenen O- Ring (2′′′) frei. Dieser schwenkt daraufhin in den Montagebereich (vgl. Fig. 4 mit Drehung der Schwenkscheibe 20 um 180 Grad) zurück und stellt den geweiteten O-Ring (2′′′) zur Endmontage auf einem anderen Werkstück (nicht dargestellt) bereit. Dies geschieht beispielsweise durch Einführen des Aufnehmerendes (3′) in die Aufnehmerhülse (60) bis zur Anschlagfläche, wodurch gleichzeitig eine exakte Positionierung des O-Ringes (2) gewährleistet wird. Ein weiteres Einschieben des Aufnehmers (3) gegen die Kraft der Aufnehmerfeder (63) in die Aufnehmerhülse (60) führt zum Abstreifen des O-Rings (2′′′) auf das Werkstück, wonach der O-Ring (2′′′) fertig montiert ist und die Schwenkscheibe (20) wieder in die Aufnahmeposition in den Bereich der Abgabestation (1) geschwenkt wird.

In Fig. 8 wird ein Pneumatikschaltplan für eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung gezeigt, zur Steuerung des Schwenkmotors bzw. der Schwenkscheibe (20) sowie des Linearmotors bzw. des Vereinzelers (40). Mit (0.1) ist dabei eine Wartungseinheit bezeichnet, mit (0.2) ein 2/2- Wegeventil mit Handbetätigung, mit (0.3) ein 3/2- Wegeventil als Grenztaster, mit (1.2, 2.2, 3.2) drei 2/2- Wegeventile als Drucktaster, mit (3.1, 3.0) zwei 3/2- Wegeventile, die beidseitig pneumatisch betätigbar sind, mit (1.1, 2.1) zwei 4/2- Wegeventile zur beidseitigen pneumatischen Betätigung, mit (1.0) ein doppelt wirkender Zylinder und mit (2.0) ein doppelt wirkender Schwenkantrieb. Abweichend davon kann die Vorrichtung allerdings beispielsweise auch elektromotorisch betreibbar ausgebildet sein.

Eine mögliche Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann darin bestehen, die Vereinzelungs- und Aufnehmereinrichtungen in beliebiger Achsstellung zueinander anzuordnen. Durch eine beliebige automatische O-Ring-Zufuhr, z. B. über Schwingförderer, Roboter oder ein sonstiges Handlingsystem, an dem die Aufnehmerbaugruppe angebracht ist, läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in Automatisierungsketten auf einfache Weise eingliedern. Es können außerdem beliebige Werkstücke mit Dichtringen montiert werden. Die gewünschte Position des O-Rings wird beispielsweise durch Verwendung eines Aufnehmers mit geeigneter Anschlagtiefe erreicht. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die spätere Verwendung der Vorrichtung dem Fachmann anheimgestellt.

Claims

1. Vorrichtung zur automatischen Montage von elastischen Dichtringen von einer Abgabestation für die Dichtringe auf ein bewegbares Aufnehmer- oder Werkstückende, gegebenenfalls mit einer zur Stirnfläche planparallelen Ringnut, sowie mit Mitteln zum Halten des eine Schlinge bildenden Dichtring im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stirnfläche des Aufnehmer- oder Werkstückendes, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabestation (1) aus einer Montageplatte (10) besteht, auf der ein Nadelpaar (11), welches zum Aufweiten des Dichtringes (2) aufspreizbar ausgebildet ist, mit über die Montageplatte (10) herausragenden Enden (11′, 11′′) und ein an den Aufnehmer (3) zu übergebender Dichtring (2) aufliegen, wobei der Aufnehmer (3) vertikal zur horizontalen Montagefläche (10) und an deren Montagekanten (12) vorbeibewegbar angeordnet ist, dessen Ende (3′) im Verlaufe seiner Bewegung zwichen das Nadelpaar (11) im Bereich der Nadelenden (11′, 11′′) sowie in die Schlinge (2′) des Dichtringes (2) eindringbar ausgebildet und angeordnet ist.

2. Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelenden (11′, 11′′) vorzugsweise einander in einem Winkel von etwa achtundzwanzig Grad zugeneigt und in Richtung der Bewegung des Aufnehmers (3) um etwa fünfzehn Grad abgewinkelt sind.

3. Montagevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelpaar (11) auf Federdraht mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter besteht und die Nadelenden (11′, 11′′) leicht abgerundet sind.