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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des
ersten Anspruchs angegeben Art.
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Es
existieren vielfältige
Anwendungsfälle,
in denen elastische Dichtringe, insbesondere O-Ringe, in entsprechende
Nuten in einer Bohrung eingesetzt werden müssen, um beispielsweise eine
aus der Bohrung austretende Welle abzudichten.
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Insbesondere
bei durchmesserkleinen Bohrungen und/oder Aufnahmenuten für den Dichtring, die
von der Bauteiloberfläche
entfernt tief in der Bohrung sind, ist es problematisch, den Dichtungsring einwandfrei
zu montieren, so dass er seine Dichtungsfunktion erfüllen kann.
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Aus
der
DE 25 51 363 A1 ist
eine Vorrichtung zum Einsetzen eines elastischen Ringes in eine
Umfangsnut einer Bohrung bekannt. Hier wird der Dichtungsring von
Hand auf einen Dorn geschoben und soll dort über eine Zentrierhülse schräg gehalten
werden, solange, bis die Vorrichtung in die Bohrung eingesetzt wird.
Diese relativ einfach aufgebaute Vorrichtung eignet sich nur für gelegentliches
Einsetzen eines Dichtungsringes, da die Lage des Dichtungsringes
an dem Dorn solange, bis die Vorrichtung in die Bohrung eingesetzt
ist, nicht definiert ist.
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Aus
der
DE 37 10 829 A1 ist
eine weitere Vorrichtung zum Montieren von Dichtungsringen bekannt.
Auch hier wird der Dichtungsring von Hand in einen Rahmen eingelegt
und dann von einem beweglichen Dorn in die Bohrung und in die dort
vorhandene Aufnahmenut geschoben. Hier wird der Rahmen mit der Vorrichtung
zum Einsetzen des Dichtungsringes zusammen zu der Bohrung mit der
Aufnahmenut bewegt und dort erst von der Vorrichtung übernommen
und eingesetzt.
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Aus
der
DE 40 36 863 A1 ist
eine Vorrichtung zum Montieren von O-Ringen in Bohrungen bekannt, die
aus wenigstens drei beweglichen Spreizarmen und wenigstens drei
beweglichen Kraftarmen besteht. Aufgrund der Anzahl der Arme ist
ein Mindestdurchmesser der Bohrung mit der aufnehmenden Ringnut
erforderlich, um die Vorrichtung überhaupt einsetzen zu können.
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Aus
der
FR 2 590 960 A1 ist
eine Vorrichtung zum Einsetzen eines Dichtungsringes in eine Ringnut einer
Hohlwelle bekannt. Hierbei wird der Dichtungsring aus einem Magazin
von einer Übergabeeinrichtung
auf die Montagevorrichtung aufgeschoben und elastisch verformt und
in diesem Zustand in die Hohlwelle eingesetzt. Diese Vorrichtung
ist ebenfalls sehr großbauend,
so dass sie sich nur für
durchmessergrößere Hohlwellen
eignet.
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Aus
der
US 3,180,015 ist
ein Handwerkzeug zum Einsetzen eines Dichtungsringes in eine Ringnut einer
Bohrung bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Handvorrichtung,
die aus zwei beweglichen Dornhälften
besteht, die den von Hand aufgelegten Dichtungsring schräg stellen
und so in die Bohrung einführen.
Hierbei ist es problematisch, dass nicht sichergestellt ist, dass
die beiden Dornhälften
sich nicht wieder gegeneinander verschieben, so dass der Dichtungsring
sich wieder auf seine ursprüngliche
Größe zurückbilden
kann und damit nicht in die Bohrung sauber eingeführt werden
kann.
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Aus
der
US 3,406,441 ist
eine Vorrichtung zum Einsetzen eines Dichtungsringes in den Anfangsbereich
einer Hohlwelle bekannt. Hierbei werden die Dichtungsringe automatisch
zugeführt,
von einem in einer Führung
beweglichen Dorn mit Hülse übernommen,
verformt und eingesetzt.
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Die
US 4,183,132 beschreibt
ein automatisiertes Einsetzen eines elastischen Dichtungsringes in
die Ringnut einer Bohrung. Hierbei werden die Dichtungsringe von
Hand aus zwei Magazinen in eine Buchse axial übereinander zugeführt, von
einem Dorn mit Spreizarmen übernommen,
wobei über
einen Schieber der Dichtungsring einseitig verformt wird und dann
ein weiterer Spreizarm diesen Dichtungsring in dieser verformten
Stellung hält.
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Aufgrund
der Anzahl der Spreizarme ist diese Vorrichtung nur für relativ
große
Bohrungen geeignet.
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Aus
der
US 5,138,752 ist
eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Verformen eines Dichtungsringes
bekannt, mit der dann dieser verformte Dichtungsring in die Ringnut
einer Bohrung eingesetzt werden kann. Hierbei ist es nachteilig,
dass keine exakte Führung
der Vorrichtung in der Bohrung vorliegt, da die Vorrichtung einen
wesentlich kleineren Durchmesser als die Führung aufweist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
mit der insbesondere bei durchmesserkleinen Bohrungen und weit vom Bohrungsanfang
entfernten Aufnahmenuten für
den Dichtungsringe sicher eingesetzt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
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Die
Unteransprüche
stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
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Grundidee
der Erfindung ist es, zum einen ein Montagewerkzeug vorzusehen,
mit dem der im Montagewerkzeug gehaltene Dichtungsring sicher und
zerstörungsfrei
in seine Nut in der Werkstückbohrung
eingesetzt werden kann und zum anderen eine Einrichtung zum Einsetzen
des elastischen Dichtungsringes in das Montagewerkzeug zu schaffen,
mit der sichergestellt wird, dass der Dichtungsring im Montagewerkzeug
lagegenau gehalten wird, aus dieser Lage auch nicht unbeabsichtigt
entfernt kann und dabei geschützt
ist, so dass er später über das
Montagewerkzeug sicher an seinen Montageplatz abgegeben werden kann.
Damit wird der Vorteil erreicht, dass weder ein händisches
Aufbringen des Dichtungsringes auf das Montagewerkzeug noch die Abgabe
des Dichtungsringes vom Montagewerkzeug an die Aufnahmenut zu einer
Beschädigung
des Dichtungsringes oder zu seinem falschen Sitz in der Aufnahmenut
führt.
Die Erfindung ist dann besonders vorteilhaft anzuwenden, wenn die
Aufnahmenut für den
Dichtungsring nur einseitig zugänglich
ist, beispielsweise bei bereits vormontierten Werkstücken. Weiterhin
von Vorteil ist, dass der Dichtungsring über den Dorn immer exakt auf
der Höhe
der Aufnahmenut positioniert wird, wobei bei Einsetzen des Dichtungsringes
das Montagewerkzeug in der Bohrung zentriert werden kann.
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Die
Ansprüche
2 bis 7 beschreiben die vorteilhafte Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung. Durch
diese wird erreicht, dass der in der Aufnahmeeinrichtung eingelegte
Dichtungsring selbsttätigend und
damit wiederholgenau an dem Dorn des Montagewerkzeugs eingeklemmt
werden kann. Hierbei wird insbesondere auf eine einfache und kostengünstige Ausgestal tung
und eine sichere Handhabung der Aufnahmeeinrichtung Wert gelegt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
stellen dar:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung;
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2 einen
Querschnitt durch die Aufnahmeeinrichtung gemäß 2;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Aufnahmeeinrichtung nach 1 mit
aufgesetztem Montagewerkzeug;
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4 einen
Querschnitt durch das erfindungsgemäße Montagewerkzeug;
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4a eine
perspektivische Ansicht der Hülse
aus 4;
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4b eine
perspektivische Ansicht der Innenhülse aus 4;
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4c eine
perspektivische Ansicht des Dorns aus 4;
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5 einen
Querschnitt durch das Montagewerkzeug und die Aufnahmeeinrichtung
mit eingeschobenem Dichtring;
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6 einen
Querschnitt durch das Montagewerkzeug, eingesetzt in eine Werkstückbohrung.
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Eine
in 1 perspektivisch dargestellte Aufnahmeeinrichtung 1 zur
Aufnahme eines elastischen Dichtringes 11 besteht aus einer
Befestigungsplatte 2, einem Gehäuse 3, einer Halterung 4 und
einem Schlitten 5 sowie einer Arretiereinrichtung 6.
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Die
Arretiereinrichtung 6 ist auf dem Schlitten 5 befestigt.
Sie besteht aus einer sichelförmigen Öffnung 6.1 zum
Arretieren eines Montagewerkzeuges, das weiter unten noch näher beschrieben
wird.
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Das
in 1 nicht dargestellte Montagewerkzeug wird in die
Halterung 4 eingesetzt, die fest an dem Gehäuse 3 befestigt
ist. Die Halterung 4 ist als Ring 4.1 ausgebildet,
in den das Montagewerkzeug von oben eingesteckt wird.
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Der
Schlitten 5 ist auf entsprechenden Gleitflächen am
Gehäuse 3 hin
und her verschiebbar.
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Mit
dem Schlitten 5 bewegt sich ein Gehäuse 7, in dem über einen
Handgriff 8 ein Führungsstift 9 vertikal
beweglich angeordnet ist.
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Weiterhin
ist in dem Schlitten 5 eine Öffnung 10 vorgesehen,
die den elastischen Dichtring 11, hier einen O-Ring, aufnimmt.
An die Öffnung 10 schließt sich
ein durchmesserkleineres Langloch 12 an. Die Öffnung 10 und
das Langloch 12 zusammen besitzen die Kontur eines Schlüsselloches
für Sicherheitsschlösser.
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Wie 2 deutlich
zeigt, befindet sich in der in 1 dargestellten
Stellung des Schlittens 5 unter der Öffnung 10 für den Dichtring 11 eine
Bohrung 13, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser
des Dichtringes 11. Sie entspricht mit ihrem Durchmesser
dem Durchmesser der Werkstückbohrung,
in die der Dichtring eingesetzt werden soll.
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In
diese Bohrung 13 ragt von unten ein oberes Ende eines Druckstiftes 14 hinein.
Zu diesem Zwecke ist unterhalb der Bohrung 13 und leicht
zu ihr versetzt eine weitere Bohrung 15 vorhanden, in der eine
Druckfeder 16 koaxial zum Druckstift 14 angeordnet
ist. Die Druckfeder 16 stützt sich einerseits an dem
oberen Ende der Gehäusebohrung 15 und
andererseits an einem Federteller 17 ab, der mit dem unteren
Ende des Druckstiftes 14 verbunden ist.
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Gegen
Herausfallen nach unten aus der Bohrung 15 ist der Druckstift 14 über einen
Anschlagstift 18 gesichert, der quer zur Achse des Druckstiftes 14 in
dem Gehäuse 3 eingesetzt
ist.
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Im
Gehäuse 3 ist
auf Höhe
des Anschlagstiftes 18 eine horizontal verlaufende Führungsnut 19 angeordnet,
deren Länge
dem Verschiebeweg des Schlittens 5 entspricht.
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Diese
Führungsnut 19 geht
in der Achse des Druckstiftes 14 in eine vertikal verlaufende
Führungsnut 20 über, die
in der Wand der Bohrung 15 eingearbeitet ist.
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In
den Führungsnuten 19 und 20 wird
ein Führungsstift 21 geführt, der
mit der Führungsstange 9 (1)
fest verbunden ist.
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Wird
also über
den Handgriff 8 der Schlitten 5 gemäß 1 nach
links verschoben, so bewegt sich der Führungsstift 21 in
der Führungsnut 19 ebenfalls
nach links bis zu dem Anschlagstift 18 und unter den Federteller 17 zu
Beginn der Führungsnut 20.
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Wird
anschließend
der Handgriff 8 vertikal nach oben gezogen und damit mit
ihm die Führungsstange 9,
so nimmt der Führungsstift 21 in
der vertikalen Führungsnut 20 den
Federteller 17 mit und schiebt damit den Druckstift 14 nach
oben aus der Aufnahmebohrung 13 heraus.
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In 3 ist
eine perspektivische Ansicht der Aufnahmeeinrichtung gemäß 1 dargestellt,
jedoch mit dem Unterschied, dass nunmehr in der Halterung 4 ein
Montagewerkzeug 22 eingesetzt ist. Gehalten wird es in
dem Ring 4.1 in der Halterung 4.
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Den
Aufbau des Montagewerkzeugs 22 zeigt 4 im
Querschnitt.
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Das
Montagewerkzeug 22 besteht aus einem Handgriff 23,
der gleichzeitig das Gehäuse
des Montagewerkzeuges 22 bildet. In dem Ring 4.1 der Halterung 4 wird
das Montagewerkzeug über
eine in dem Handgriff 23 verschiebbar gelagerte Hülse 24 gehalten.
Diese Hülse 24 bildet
an ihrer vorderen Stirnseite eine Zentrierhülse 25 und eine Anschlagfläche 26.
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Die
Hülse 24 (4a)
hat im wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt mit Schlitzen
auf ihrem Umfang. Sie besitzt an ihrem oberen, im Handgriff 23 geführten Ende
einen aufgeschraubten Führungskopf 27.
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Auf
dem Außenumfang
der Hülse 24 befindet sich
eine Ringnut 28, die derart ausgestaltet ist, dass bei
einem Verschieben des Schlittens 5 die sichelförmige Öffnung 6.1 der
Arretierung 6 eingreifen kann. Damit wird die Hülse in der
Halterung 4 in vertikaler Richtung sicher gehalten.
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An
dem Führungskopf 27 ist
zentrisch ein Dorn 29 befestigt, der durch die Hülse 24 nach
unten in 4 herausragt.
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Zwischen
der Hülse 24 und
dem Dorn 29 ist eine Innenhülse 30 gehäusefest
angeordnet, deren vordere Stirnseite, wie 4b zeigt,
durch Abtrennen eines Teils der Innenhülse zwei auf unterschiedlichen
Höhen angeordnete
halbkreisförmige
Stirnseiten 30.1 und 30.2 aufweist. Diese Innenhülse 30 ist koaxial
zum Dorn 29 angeordnet und dient dem Dorn 29 als
Führung.
Ihre gehäusefeste
Befestigung ragt durch die Schlitze am Umfang der Hülse 24,
so dass die Verschiebbarkeit der Hülse 24 gewährleistet
ist.
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Um
die gezeigte Stellung in 4 zu behalten, ist eine Feder 31 vorgesehen,
die sich einerseits an der Hülse 24 und
andererseits an der gehäusefesten
Befestigung der Innenhülse 30 und
damit am Gehäuse 23 abstützt.
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Wie 4c zeigt,
weist der Dorn 29 in seinem unteren freien Bereich eine
pilzförmig
verbreiterte Spitze 32 und eine horizontal verlaufende
Nut 34 auf. Oberhalb der Nut 34 wurde auf der
Hälfte
ihres Umfanges die Verbreiterung wieder abgetragen, so dass auf
ihrer Rückseite
zwischen dem Dornumfang und der Zentrierhülse 25 ein Spalt 33 verbleibt.
Im unteren Bereich der Spitze 32 ist auf Höhe des Druckstiftes 14 eine
Nut 29.1 eingearbeitet, deren lichte Weite dem Durchmesser
des Druckstiftes 14 entspricht. Nach oben begrenzt wird
der Spalt 33 (4) von der Stirnseite 30.1 der
Innenhülse 30.
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Die
horizontal verlaufende Nut 34 dient zur Aufnahme des elastischen
Dichtringes 11.
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Die
Länge der
Innenhülse 30 mit
ihrer beiden Stirnseiten 30.1 und 30.2 ist so
bemessen, dass in der in 4 gezeigten Ausgangsstellung
des Montagewerkzeuges 22 ein Abstand zwischen der Stirnseite 30.2 zu
der gegenüberliegenden
Stirnseite 30.3 der Verbreiterung existiert. Dieser Abstand
in Verbindung mit der Lage der Stirnseite 30.1 ist so bemessen,
dass die Stirnseite 30.1 bei einer Verlagerung des Dornes 29 nach
oben bis auf die Höhe
der Nut 34 gelangt. Hierbei liegt dann die Stirnseite 30.2 an
der Stirnseite 30.3 an und bildet so einen Anschlag.
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Unter
Zuhilfenahme von 3 und 5 wird nunmehr
das Befestigen des elastischen Dichtringes 11 an dem Dorn 29 näher beschrieben.
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Ausgangslage
ist die in 3 dargestellte Anordnung, d.h.,
ein Dichtring 11 ist als erstes in die Öffnung 10 in dem Schlitten 5 eingelegt.
Der Schlitten steht dabei in seiner rechten Ausgangsstellung.
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Anschließend wird
das Montagewerkzeug 22 in seiner Grundstellung, d.h. mit
herausgeschobener Hülse 24,
wie in 4 dargestellt, in die Aufnahme 4 lagerichtig
eingesetzt. Damit ragt die Spitze 32 des Dornes 29 in
die Bohrung 13 hinein. Da der Druckstift 14 in
der in 2 gezeigten Stellung steht, d.h. der Federteller 17 liegt
auf dem Anschlagstift 18 auf, gelangt somit der Druckstift 14 teilweise
in die Nut 29.1.
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Wird
nun der Schlitten 5 über
den Handgriff 8 nach links verschoben, so gleitet der Führungsstift 21 in
der Führungsnut 19 in
Richtung auf den Anschlagstift 18. Dadurch wird der elastisch
Dichtring 11 in das Langloch 12 gezwungen und
verformt sich damit von seiner runden Ausgangsstellung zu einer
ovalen Form. Dies ist deshalb möglich,
da der elastische Dichtring 11 am Dorn 29 anliegt
und damit vom Dorn 29 gehalten wird. Bei dieser Verfahrbewegung
des Schlittens 5 wird der elastische Dichtring 11 bereits
in die Nut 34 am Dorn eingeschoben werden.
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Ist
der Schlitten 5 so weit nach links verschoben, dass der
Führungsstift 21 in
die Führungsnut 20 gelangt
und damit unter den Federteller 17 und am Anschlagstift 18 anliegt,
greift auch die Arretiereinrichtung 6 mit ihrer sichelförmigen Öffnung 6.1 in
die Umfangsnut 28 in der Hülse 24 ein.
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Wird
nunmehr über
den Handgriff 8 der Führungsstift 9 nach
oben bewegt, so dass der Führungsstift 21 in
der Führungsnut 20 geführt ist,
so wird der Druckstift 14 aus der Bohrung 13 herausgeschoben.
Hierbei trifft er auf den in der ovalen Öffnung 12 liegenden
Dichtring 11 und schiebt ihn in den Spalt 33 zwischen
dem Dorn 29 und der Führungshülse 25,
wie 5 zeigt. Durch die Arretierung 6 ist sichergestellt,
dass bei der Aufwärtsbewegung
des Druckstiftes 14 die Hülse 24 nicht gegen
die Kraft der Feder 31 in den Handgriff 23 hinein
geschoben werden kann.
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Da
der Abstand zwischen dem Dorn 29 und der Zentrierhülse 25 gleich
oder größer als
die Stärke des
elastischen Dichtringes 11 ist, kann er dort kraftarm verformt
in seiner gezeigten Lage sicher gehalten werden.
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Wird
anschließend über den
Handgriff 8 der Führungsstift 9 wieder
abgesenkt und der Schlitten 5 wieder in seine Ausgangsstellung
nach 3 verschoben, so kann nun das Montagewerkzeug 22 mit dem
elastischen Dichtungsring 11 aus der Aufnahme 4 herausgenommen
werden.
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Zum
Einsetzen des Dichtringes 11 in eine Ringnut 35 in
einer Bohrung 36 eines Werkstückes 37 wird nun das
Montagewerkzeug 22 in die Bohrung 36 eingesetzt.
Hierbei ist die Zentrierhülse 25 so
dimensioniert, dass sie das Montagewerkzeug 22 in der Bohrung 36 führt.
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Die
Anschlagfläche 26 ist
so angeordnet, dass das Montagewerkzeug 22 so weit eindringen kann,
dass die Nut 34 im Dorn 29 auf Höhe der Nut 35 im
Werkstück 37 liegt.
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Wird
nun der Handgriff 23 in Richtung auf die Bohrung 36 gedrückt, so
fährt mit
dem Handgriff 23 die Innenhülse 30 gegen die Kraft
der Feder 31 nach unten. Damit schiebt die Stirnseite 30.1 den
zwischen dem Dorn 29 und der Zentrierhülse 25 gehaltenen elastischen
Dichtring 11 heraus. Begrenzt wird die Verschiebewegung
durch das Auftreffen der Stirnseite 30.2 auf die Stirnseite 30.3.
Der Dichtring wird dadurch aus der Nut 34 freigegeben und
dehnt sich in die Nut 35 hinein, da er in dem Spalt zwischen
dem vorderen Ende des Dorns und dem Innenumfang der Bohrung 36 nicht
hineinpasst.
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Sobald
der elastische Dichtring 11 in die Nut 35 eingesetzt
ist, kann das Montagewerkzeug 22 wieder aus der Bohrung 36 herausgezogen
werden.
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Beim
Herausziehen aus der Bohrung 36 wird die Hülse 24 und
damit auch der Dorn 29 über
die Feder 31 zurück
in ihre Ausgangsstellung gefahren.
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Nunmehr
kann das Montagewerkzeug erneut in die Aufnahmeeinrichtung 1 eingesetzt
werden.