DE10301126A1

DE10301126A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Montage eines Dichtungselementes auf einem Bauteil

Info

Publication number: DE10301126A1
Application number: DE2003101126
Authority: DE
Inventors: Waldemar Kienor; Paul Abele
Original assignee: Kiener Maschinenbau GmbH
Current assignee: Kiener Maschinenbau GmbH
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Montage eines Dichtungselementes (12) mit zumindest einer Öffnung (43) auf einem Bauteil (14), bei dem eine Haltevorrichtung (16) vorgesehen ist, welche die zumindest eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) in einer aufgeweiteten Position fixiert und die Haltevorrichtung (16) außerhalb der zumindest einen Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) angreift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Dichtungselementes mit zumindest einer Öffnung auf einem Bauteil und eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
In der Automobilindustrie werden beispielsweise Gelenkwellen als Teil einer Lenkung eingesetzt. Diese Gelenkwellen weisen zwischen einem Gestänge und einer Radaufnahme einen Gelenkkopf auf. Damit deren Funktionstüchtigkeit über einen langen Zeitraum gegeben ist, werden Dichtungsmanschetten oder Dichtungsbalge an dem Gelenkkopf vorgesehen, um eine dauerhafte Schmierung der bewegten Teile zu erzielen. Die Montage von Baugruppen, wie beispielsweise von Fahrzeuggelenken, sind in der Automobilindustrie weitestgehend aus Kostengründen auto matisiert. Bei der Anbringung von Dichtungselementen, wie beispielsweise den Dichtungsmanschetten, ist erforderlich, dass zunächst eine Öffnung des Dichtungselementes aufgeweitet wird, um ein Bauteil einzusetzen. Diese Aufweitung muss frei von Beschädigungen erfolgen, um ein sicheres Anliegen des Dichtungselementes an dem Bauteil zu ermöglichen und eine Abdichtung sicherzustellen.
Zur automatischen Montage einer Dichtungsmanschette, welche zum Einsetzen eines Gelenkzapfens und eines daran angeordneten Gelenkkopfes aufgeweitet wird, wurde bislang ein Spreizwerkzeug vorgesehen, welches während dem Einsetzen des Gelenkzapfens die Öffnung des Dichtungselementes aufweitet. Nach dem Einsetzen des Gelenkzapfens wurde die Spreizvorrichtung aus der Öffnung des Dichtungselementes entfernt.
Diese Montage der Dichtungselemente weist den Nachteil auf, dass die Öffnung des Dichtungselementes in erheblichem Maße aufgeweitet werden muss, damit der Gelenkzapfen eingesetzt werden kann. Des weiteren besteht eine hohe Reiß- oder Bruchgefahr durch das über die Maße hinausgehende Aufweiten der Öffnung als auch bei der Entnahme der Spannvorrichtung nach dem Einsetzen des Gelenkzapfens in die Öffnung des Dichtungselementes.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage eines Dichtungselementes mit zumindest einer Öffnung auf einem Bauteil sowie eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, zu schaffen, bei dem eine geringere Aufweitung und sichere Anbringung des Dichtungselementes auf dem Bauteil ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der selbständigen Verfahrensansprüche gelöst.
Durch diese Aufnahme des Dichtungselementes ist eine Montage von zumindest einem Bauteil ermöglicht, bei dem die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes in einem nur geringen Maße aufgeweitet wird, um das zumindest eine Bauteil einzusetzen. Dabei wird das Dich tungselement außerhalb der aufgeweiteten Öffnung durch eine Halteeinrichtung fixiert, so dass die Öffnung frei zugänglich ist und die Aufweitung der Öffnung auf den Bauteildurchmesser beziehungsweise auf den Bauteilquerschnitt abgestimmt wird. Dadurch wird eine Überdehnung des Dichtungselementes verhindert. Des weiteren ist durch die frei zugängliche Öffnung und dem ausschließlichen Einsetzen eines Bauteils in die Öffnung eine geringere Beschädigungsgefahr des Dichtungselementes gegeben. Dadurch können auch Bauteile in die automatische Montage eingebunden werden, welche bislang aufgrund nur gering aufweitbaren Dichtungselementen manuell gefertigt werden mussten. Selbstverständlich können auch zwei oder mehrere Dichtungen parallel auf zumindest einem Bauteil montiert werden.
Dieses Verfahren weist des weiteren den Vorteil auf, dass Dichtungselemente mit unterschiedlicher Geometrie und Querschnittsform in der Öffnung in einfacher Weise und mit einer hohen Taktzeit montiert werden.
Die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes wird vorteilhafterweise durch eine Spann- oder Spreizvorrichtung aufgeweitet und im aufgeweiteten Zustand der zumindest einen Öffnung des Dichtungselementes der Halteeinrichtung übergeben. Dadurch erfolgt eine Aufteilung einzelner Handhabungsschritte auf unterschiedliche Vorrichtungen, wodurch eine weitere Reduzierung der Taktzeiten erzielt wird. Darüber hinaus kann die Halteeinrichtung in einfacher Weise ausgebildet sein, um das Dichtungselement aufzunehmen. Des weiteren ist ermöglicht, dass sowohl die Halteeinrichtung als auch die Spreizvorrichtung an bestehenden Vorrichtungen nachrüstbar ist, um dieses Verfahren durchzuführen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halteeinrichtung an einem zumindest teilweise radial nach außen weisenden Abschnitt des Dichtungselementes angreift, um die zumindest eine Öffnung in einer aufgeweiteten Position zu fixieren. Dadurch ist eine sichere Aufnahme und Fixierung des Dichtungselementes während der Montage des zumindest einen Bauteils gegeben. Gleichzeitig kann eine Aufnahme des Dichtungselementes in einer im wesentlichen gleichmäßig aufgeweiteten Position vorgesehen sein.
Die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes wird mit einer Öffnungsweite gehalten, welche größer als der Durchmesser des zumindest einen in die Öffnung eingeführten Abschnitts des Bauteils ausgebildet ist. Dadurch kann ein beschädigungsfreies Einführen des Bauteils erfolgen, wobei die Öffnungsweite bevorzugt nur geringfügig größer als der maximale Querschnitt des Bauteils ausgebildet ist, damit nur eine geringe Dehnung auf die Öffnung des Bauteils während der Montage erfolgt.
Das zumindest eine Bauteil wird in die zumindest eine aufgeweitete Öffnung des Dichtungselementes eingeführt, bis eine Aufnahme des Bauteils, welche für die Anlage eines entsprechenden Abschnitts der Dichtung vorgesehen ist, gegenüberliegt. Dadurch kann nach Positionierung des Bauteils zum Dichtungselement durch Lösen der Halteeinrichtung ein einfaches Überführen der Öffnung des Dichtungselementes in die vorgesehene Position erfolgen. Der Randabschnitt der Öffnung des Dichtungselementes wird unmittelbar in seine Endlage übergeführt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes von einem Spann- oder Spreizelement aufgenommen und in einer Montageöffnung der Halteeinrichtung eingeführt wird. Somit kann in einem Arbeitsgang das Dichtungselement von einer Zuführvorrichtung oder einem Speicherelement aufgenommen und in die Montageposition übergeführt werden.
Die Aufweitung der zumindest einen Öffnung des Dichtungselementes erfolgt nach einer bevorzugten Ausführungsform durch Einfahren eines Spannkonus in eine segmentierte Spannhülse der Spann- oder Spreizvorrichtung. In Abhängigkeit der Tiefe der Eintauchbewegung kann eine an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Aufweitung der Öffnung ermöglicht werden. Gleichzeitig ist eine Feineinstellung für die Aufweitung vorgesehen beziehungsweise für die Ausrichtung der radial nach außen stehenden Abschnitte, um ein sicheres Fixieren durch die Halteeinrichtung zu ermöglichen. Alternativ kann zur Aufweitung auch eine Linearbewegung von Segmenten, beispielsweise eine Linearführung, vorgesehen sein.
Nach der Übernahme des Dichtungselementes mit einer aufgeweiteten Öffnung durch die Halteeinrichtung wird die Spann- oder Spreizvorrichtung vorteilhafterweise vollständig aus der Öffnung herausgeführt, so dass die Öffnung für das einzuführende Bauteil vollständig und frei zugänglich ist. Dadurch wird der Arbeitsschritt, bei dem das Bauteil in die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes eingesetzt wird, erheblich erleichtert.
Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungselement in einem Ausgangszustand von der Halteeinrichtung fixiert wird und die Öffnung des Dichtungselementes durch die Halteeinrichtung aufgeweitet und in einen Montagezustand übergeführt wird. Die Halteeinrichtung ist hierfür vorteilhafterweise mit segmentierten Abschnitten ausgebildet, welche radial nach außen geschwenkt oder verfahrbar positioniert werden, um die Aufweitung der zumindest einen Öffnung des zumindest einen Dichtungselementes zu bewirken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe und insbesondere die Durchführung des Verfahrens wird durch die Merkmale des selbständigen Vorrichtungsanspruchs gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes aufzuweiten, wobei die Öffnung des Dichtungselementes für ein zu montierendes Bauteil oder einzufügendes Bauteil frei zugänglich ist. Die Halteeinrichtung greift an zumindest einem radial nach außen weisenden Abschnitt des Dichtungselementes zumindest teilweise an und hält dieses Dichtungselement in einer Montageposition, bei der die Öffnung gegenüber dem Ausgangszustand aufgeweitet ist. Eine freie Zugänglichkeit des Bauteils zum Einführen in die zumindest eine aufgeweitete Öffnung verringert die Beschädigung. Darüber hinaus wird durch die geringe Dehnung eine Materialschwächung oder -ermüdung verhindert.
Die Halteeinrichtung weist bevorzugt eine Dichtungsaufnahme und ein Klemmelement auf, die relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind. Durch das Aufeinanderzubewegen erfolgt eine Klemmung des zumindest einen radial nach außen weisenden Abschnitts des Dichtungselementes. Dieser zumindest eine radial nach außen weisende Abschnitt des Dichtungselementes ist für die Dichtfunktion selbst nicht oder von untergeordneter Bedeutung. Dadurch kann ein zur Längsmittelachse weisender Ringabschnitt der zumindest einen Öffnung des Dichtungselementes in der aufgeweiteten Montageposition fixiert sein, ohne dass Elemente der Halteeinrichtung daran angreifen oder darin eingreifen.
Zur Aufnahme des Dichtungselementes für die Montage kann eine an der Dichtungsaufnahme angeordnete Ringfläche genügen, welche als Anlagefläche für den radial nach außen weisenden Abschnitt des Dichtungselementes ausgebildet ist. Diese Ringfläche kann auch nur abschnittsweise ausgebildet sein. Ebenfalls kann der radial nach außen weisende Abschnitt des Dichtungselementes segmentweise oder abschnittsweise vorgesehen sein.
Die Klemmwirkung zwischen dem Klemmelement und der Dichtungsaufnahme kann über einen vorteilhafterweise einstellbaren Verschiebeweg vorbestimmt sein. In Abhängigkeit der Materialstärke des zumindest einen radial nach außen weisenden Abschnitts sowie dessen Elastizität ist der Verschiebeweg-einstellbar. Darüber hinaus kann durch die Größe des Verschiebeweges auch die Arbeitsgeschwindigkeit zwischen Klemmung und loser Position bestimmt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmelement unter Krafteinwirkung, insbesondere Federkraft, in einer Montageposition zur Dichtungsaufnahme positionierbar. Dadurch kann sichergestellt sein, dass während eines Notstops oder kurzfristigen Stillstands der Handhabungsmaschine das Dichtungselement beziehungsweise das zum Dichtungselement angeordnete Bauteil gesichert aufgenommen ist und sich nicht aus der Montageposition selbständig löst.
Der Verschiebeweg beziehungsweise der Abstand zwischen einer Ringfläche der Dichtungsaufnahme und einer Stirnseite des Klemmelementes ist bevorzugt durch einen Anschlag einstellbar. Dadurch können Quetschungen oder Beschädigungen des zumindest einen radial nach außen weisenden Abschnitts verhindert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Halteeinrichtung ist vorgesehen, dass die Dichtungsaufnahme als rotationssymmetrisches Teil ausgebildet ist, welches, im Bereich der Montageöffnung eine Ringfläche und eine daran angrenzende zylindrische Wandung aufweist und dass innerhalb der zylindrischen Wandung des rotationssymmetrischen Teils das Klemmelement geführt ist. Dadurch kann eine kompakte Bauweise ermöglicht werden. Darüber hinaus kann innerhalb des zylindrischen Klemmelementes wenigstens ein weiteres Bauteil für die Handhabung der Montage geführt werden. Beispielsweise kann ein Gegenhalter ein eintauchendes Ende des Bauteils, auf welches das Dichtungselement montiert wird, aufnehmen. Gleichzeitig kann beispielsweise ein Abstreiferelement oder dergleichen innerhalb der zylindrischen Wand vorgesehen sein, um eine weitere Öffnung des Dichtungselementes in eine lagerichtige Position zum Bauteil überzuführen.
In einer alternativen Ausführungsform der Halteeinrichtung ist anstelle eines starren rotationssymmetrischen Teils zur Ausbildung der Dichtungsaufnahme ein ring- oder plattenförmiges Element, welches auch außerhalb der Dichtungsaufnahme geführt ist, oder eine segmentierte Dichtungsaufnahme vorgesehen. Das Klemmelement ist ebenfalls segmentiert ausgebildet und bevorzugt deckungsgleich zu den einzelnen Segmenten der Dichtungsaufnahme angeordnet. Dadurch kann die Halteeinrichtung selbständig eine Aufweitung der zumindest einen Öffnung des Dichtungselementes durchführen. Diese Halteeinrichtung kann insbesondere bei Handhabungsmaschinen eingesetzt werden, bei denen aufgrund des geringen Bauraumes eine Spreizvorrichtung nicht eingesetzt werden kann oder eine Spreizvorrichtung nicht vorgesehen ist.
Die Segmente der Dichtungsaufnahme und des Klemmelementes sind vorteilhafterweise durch eine Schwenk- und/oder Schiebbewegung radial nach außen bewegbar, so dass die zumindest eine Öffnung des Dichtungselementes in eine aufgeweitete Montageposition überführbar ist.
Die segmentförmig ausgebildete Dichtungsaufnahme und Klemmelemente weisen bevorzugt Angriffsbereiche auf, welche an jedem Segment ein- oder mehrfach vorgesehen sind. Dadurch kann eine gleichmäßige Aufweitung der zumindest einen Öffnung des Dichtungselementes erzielt werden. Zudem werden die Spannungsunterschiede im Übergangsabschnitt vom Angriffsbereich zum nicht fixierten Bereich zwischen den Segmenten vermindert.
Zur sicheren Aufnahme der Dichtungselemente während der Montage von zumindest einem Bauteil sind die Greifflächen an die Handhabungsaufgabe angepasst. Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen kann die Ringfläche beziehungsweise die segmentierte Ringfläche der Dichtungsaufnahme als auch die Stirnseite des Klemmelementes beziehungsweise die segmentierte Stirnseite des Klemmelementes durch eine ebene und glatte Oberfläche ausgebildet sein. Bevorzugt können Greifelemente austauschbar an diesen Flächen vorgesehen sein, welche für unterschiedliche Handhabungszwecke der Dichtungselemente austauschbar vorgesehen sind. Beispielsweise können in Abhängigkeit der Größe, Geometrie und der verwendeten Materialien und Materialeigenschaften der Dichtungselemente entsprechend daran angepasste Greifelemente vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine geriffelte, gerändelte oder raue Oberflächenstruktur aus Stahl, Kunststoff oder Holz vorgesehen sein. Alternativ kann die Oberfläche auch beschichtet oder oberflächenbehandelt ausgebildet werden. Des weiteren können geriffelte, gewellte Oberflächen ausgebildet sein, welche während der Klemmung des zumindest einen radial nach außen weisenden Abschnitts des Dichtungselementes zumindest teilweise ineinander greifen. Somit können auch Dichtungselementen mit einer geringen Elastizität eine höhere Dehnung für die Montage aufgezwungen werden.
Als Dichtungselemente können Dichtungsbalge, Dichtungsmanschetten als auch gummielastische Dichtungsringe beziehungsweise O-Ringe mit verschiedenen Geometrien, Durchmessern, Wandstärken und derglei chen eingesetzt werden. Beim Einsatz von nicht rotationssymmetrischen Dichtungselementen ist selbstverständlich, dass der Spreiz- oder Spannvorgang zum Aufweiten der Öffnung an die Geometrie der Öffnung angepasst wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im folgenden anhand dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, an der ein Dichtungselement positioniert ist,
2 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 1 in einer weiteren Arbeitsposition,
3 eine schematische Schnittdarstellung einer Spannvorrichtung für das Dichtungselement,
4 eine alternative Ausführungsform der Erfindung zu 1 und
5a–g eine schematische Schnittdarstellung der Verfahrensschritte zur Montage eines Dichtungselementes auf einem Bauteil.
In den 1 und 2 ist eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 zur Montage eines Dichtungselementes 12 auf einem Bauteil 14 dargestellt. Die nachfolgenden Ausführungen sind beispielhaft für das Aufbringen einer Dichtungsmanschette auf einen Gelenkkopf dargelegt. Der Gegenstand der Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt und kann für jegliche beliebige weitere Anwendungsfälle, Dichtungselemente und Bauteile eingesetzt werden.
Die Vorrichtung 11 umfasst eine Halteeinrichtung 16, welche eine Dichtungsaufnahme 17 umfasst, die als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet ist. Die Dichtungsaufnahme 17 weist an ihrem vorderen freien Ende eine Ringfläche 18 auf, welche eine Montageöffnung 19 begrenzt. Gegenüberliegend ist ein Flansch 20 vorgesehen, welcher zur Aufnahme von Betätigungselementen oder Halteelementen ausgebildet ist, auf die später eingegangen wird. Die Dichtungsaufnahme 17 nimmt ein Klemmelement 22 auf, welches in der Dichtungsaufnahme 17 an der Innenwand geführt ist. Das Klemmelement 22 weist eine Stirnfläche 23 auf, welche zur Ringfläche 18 gerichtet ist. An die Stirnfläche 23 angrenzend ist ein Führungsabschnitt 24 vorgesehen, der von einer Führungsfläche 26 der Dichtungsaufnahme 17 geführt ist. Zwischen der Ringfläche 18 und der Stirnfläche 23 des Klemmelementes 22 in einer Ruheposition gemäß 1 ist ein Freiraum 28 als umlaufende Nut ausgebildet.
Alternativ kann auch ein Klemmelement und/oder eine Dichtungsaufnahme für nicht rotationssymmetrische Teile vorgesehen sein, die extern geführt werden, beispielsweise über Wellenführungen oder Schienenführungen.
Das Klemmelement 22 ist an einer Montageplatte 31 befestigt, welche durch Antriebselemente 32 gemäß Pfeil 33 bewegbar angeordnet sind. Die Dichtungsaufnahme 17 ist durch eine Schraubverbindung federgelagert zur Montageplatte 31 vorgesehen. Zwischen einem Flansch 21 des Klemmelementes 22 und einem Ringbund 36 der Dichtungsaufnahme 17 ist ein Abstand 37 vorgesehen, welcher einen Verschiebeweg freigibt. Dieser Verschiebeweg ist in Abhängigkeit des Dichtungselementes 12 beziehungsweise seines radial nach außen weisenden Abschnitts 41 einstellbar, der durch Klemmung in einer Montageposition zur Halteeinrichtung 16 fixiert wird. Durch die gefederte Schraubverbindung wird der radial nach außen weisende Abschnitt 41 bei Nichtbetätigung der Antriebselemente 32 in einer Klemmposition gehalten. Diese Klemmpositi on ist gleichzeitig die Montageposition zum Einsetzen eines Bauteils 14, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
Das in 1 dargestellte Dichtungselement 12 weist eine Öffnung 43 auf, welche im Bereich der Montageöffnung 19 angeordnet ist. Des weiteren ist eine kleinere Öffnung 44 vorgesehen, welche am gegenüberliegenden Ende des Dichtungselementes 12 liegt. Die radial äußeren Randabschnitte 41 werden gemäß Pfeil 46 nach außen geführt, so dass die Öffnung 43 aufgeweitet ist und durch die Haltevorrichtung 16 beispieisweise durch Verschieben der Klemmelemente 22 zur Ringfläche 18 fixiert werden. Alternativ kann ebenso eine Relativbewegung beider Teile oder eine Bewegung der Ringfläche 18 auf das Klemmelement 22 vorgesehen sein.
In 2 ist das Dichtungselement 12 auf dem Bauteil 14 montiert dargestellt und kann aus der Vorrichtung 11 entnommen werden. Die Vorrichtung 11 weist in der Längsmittelachse 47 des Bauteils 14 ein Zentrierelement 48 auf, welches nach dem Einsetzen des Bauteils 12 in die Vorrichtung 11 eine lagerichtige Aufnahme übernimmt. Das Bauteil 14 weist zum erleichterten Einführen eine Schutzhülle 49 auf, an deren linken Ende gemäß Darstellung eine Zentrierbuchse 51 vorgesehen ist, welche in das Zentriereiement 48 eingreift. Dadurch kann das Bauteil 14 in der Längsmittelachse 47 positioniert werden als auch bezüglich deren Eintauchtiefe in die Vorrichtung 11 lagerichtig aufgenommen werden. Des weiteren sind innerhalb der Halteeinrichtung 16 verfahrbare Abstreiferelemente 52 vorgesehen, welche entlang der Schutzhülle 49 verfahrbar und federgelagert vorgesehen sind, um während dem Einführen des Bauteils 14 ein Überstrecken des Dichtungselementes 12 in axialer Richtung entgegenzuwirken. Die vorderen freien Ende der Abstreiferelemente 52 bewirken, dass die Öffnung 44 lagerichtig in eine Position übergeführt wird, in der der Dichtungsbereich 54 der Öffnung 44 in einer entsprechenden Nut am Bauteil 14 angreift.
In 3 ist in einer schematischen Schnittdarstellung eine Spann- oder Spreizvorrichtung 56 dargestellt. Diese Spreizvorrichtung 56 kann das Dichtungselement 12 aus einem Spender entnehmen und das Dich tungselement 12 der Vorrichtung 11 zuführen und in die Montageöffnung 19 einsetzen. Die Spreizvorrichtung 56 weist eine segmentförmig ausgebildete Spreizhülse 57 auf. Zum Aufweiten der Öffnung 43 des Dichtungselementes 12 wird ein Spannkonus 58 gemäß Pfeil 59 verfahren, wodurch die Spreizhülse 57 aufgeweitet wird. In umgekehrter Reihenfolge kann die Spreizvorrichtung 56 aus dem Dichtungselement 12 herausgeführt werden. Die Spreizhülse 57 wird in einem ersten Ausführungsbeispiel nach dem Einsetzen des Dichtungselementes 12 in die Montageöffnung 19 gemäß 1 aktiviert, um die Öffnung 43 aufzuweiten, damit eine Fixierung im aufgeweiteten Zustand zwischen dem Klemmelement 22 und der Ringfläche 18 erfolgt.
In 4 ist eine alternative Ausführungsform der Halteeinrichtung 16 dargestellt. Die Dichtungsaufnahme 17 und das Klemmelement 22 sind segmentförmig ausgebildet. Beispielsweise sind sechs Segmente 61 vorgesehen. Jedes der Segmente 61 greift an dem Abschnitt 41 des Dichtungselementes 12 an. Nach der Klemmung des Abschnitts 41 des Dichtungselements 12 werden die Segmente 61 radial nach außen geführt gemäß Pfeil 62, wodurch eine Aufweitung der Öffnung 43 erzielt wird. Die Angriffsfläche an dem Abschnitt 41 zwischen dem Klemmelement 22 und der Ringfläche 18 der Dichtungsaufnahme 17 kann sich vollständig oder nur teilweise über das Segment 61 erstrecken. Alternativ können auch Angriffsbereiche 63 vorgesehen sein, welche je Segment 61 ein- oder mehrere punktuelle Angriffe ermöglichen. Dadurch kann eine gleichmäßige Aufweitung der zwischen den Angriffsbereichen 63 liegenden freien Zonen des Abschnitts 41 gegeben sein. Derartige Angriffsbereiche 63 können ebenso auch an der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform vorgesehen sein.
Die Haltevorrichtung 16 gemäß den 1 und 2 als auch 4 ist mit deren Antriebselemente 32 derart ausgebildet, dass diese an bestehenden Handhabungsmaschinen nachrüstbar ist. Derartige Halteeinrichtungen 16 sind nicht auf die in den Figuren beschriebene Ausgestaltung beschränkt. Wesentlich für die Halteeinrichtung 16 ist jedoch, dass die Öffnung 43 in einer aufgeweiteten Montageposition fixierbar ist, wobei die Haltevorrichtung 16 außerhalb des inneren Randbereiches der Öffnung 43 angreift.
Im nachfolgenden wird anhand der 5a bis g schrittweise die Montage eines Dichtungselementes 12 auf einem Bauteil 14 beschrieben, wobei diese Montage mit einer Vorrichtung nach den 1 bis 3 erfolgt.
Eine Spreizvorrichtung 56 wird mit der Spreizhülse 57 in der Öffnung 43 des Dichtungselementes 12 positioniert. An einem Ringbund 64 liegt das Dichtungselement 12 auf, um eine lagerichtige Positionierung sicherzustellen. Der Spannkonus 58 fährt um einen geringen Betrag in die Spreizhülse 57 ein, so dass die Spreizhülse 57 mit geringer Vorspannung das Dichtungselement 12 aufnimmt. In einem nächsten Montageschritt gemäß 5b fährt die Spreizvorrichtung 56 in die Montageöffnung 19 der Halteeinrichtung 16 ein, bis die radial nach außen weisenden Abschnitte 41 im Bereich des Freiraumes 28 angeordnet sind. Nachfolgend wird die Spreizhülse 57 durch Eintauchen des Spannkonus 58 expandiert (5c), so dass die Öffnung 43 aufgeweitet wird. Die radial nach außen weisenden Abschnitte 41 werden in den Freiraum 28 übergeführt. Nachdem die Öffnung 43 in der vorgesehenen Größe aufgespreizt ist, wird diese Position durch die Spreizvorrichtung solange gehalten, bis das Klemmelement 22 zur Ringfläche 18 verschoben wird, um eine Klemmung, Fixierung des radialen äußeren Abschnitts 41 zu erzielen ( 5d). Sobald das Klemmelement 22 den radial äußeren Abschnitt 41 zur Dichtungsaufnahme 17 gespannt aufnimmt, wird der Spannkonus 58 aus der Spreizhülse 57 herausgefahren und die Spreizvorrichtung 56 aus der Öffnung herausgeführt. Das Dichtungselement 12 wird gemäß 5e mit einer aufgeweiteten Öffnung 43 gehalten. Der innere Bereich der Öffnung 43 ist frei und vollständig zugänglich. Das Bauteil 14 mit der aufgesetzten Schutzhülle 49 wird zuerst in die Öffnung 43 und anschließend in die Öffnung 44 eingeführt. In einer Endposition, welche durch die Zentrierbuchse 51 gemäß 2 bestimmt ist, wird das Bauteil 14 in der in 5f dargestellten Position vorgesehen. Anschließend wird die Klemmung zwischen dem Klemmelement 22 und der Dichtungsaufnahme 17 gelöst, wobei der innere Randbereich der Öffnung 43 in eine Aufnah me oder Nut 67 des Gelenkkopfes eingreift. Die Öffnung 44 wird mittels Abstreiferelemente 52 ebenfalls in eine Aufnahme 68 übergeführt, wie 2 zeigt.
In Abhängigkeit des Anwendungsfalles kann nahe dem radial nach außen weisenden Abschnitt 41 ein Spannelement 69 vorgesehen sein, wodurch ermöglicht ist, dass nach dem Aufbringen des Dichtungselementes 12 gleichzeitig ein sicheres Anliegen durch das Spannelement 69 sichergestellt ist. Das Bauteil 14 mit dem darauf montierten Dichtungselement 12 wird aus der Halteeinrichtung 16 herausgeführt. Ein mit dem Dichtungselement montiertes Bauteil 14 als vormontierte Baugruppe zur weiteren Montage ist in 5g dargestellt. Die auf dem Gelenkzapfen angeordnete Schutzhülle 49 wird in einem der nachfolgenden Arbeitsgänge entfernt. Diese dient lediglich zum Schutz des inneren Randbereiches der Öffnung 44 während der Montage des Bauteils 14.
Die Montage des Dichtungselementes 12 auf dem Bauteil 14 mit einer alternativen Vorrichtung gemäß 4 verläuft analog der zuvor beschriebenen Montage. Die Aufweitung der Öffnung 43 wird anstelle von der Spreizvorrichtung 56 durch die Halteeinrichtung 16 selbst durchgeführt.
Zur Erhöhung der Flexibilität der Halteeinrichtung 16 kann vorgesehen sein, dass die Ringfläche 18 der Dichtungsaufnahme 17 als auch die Stirnfläche 23 des Klemmelementes 22 mit Aufsätzen oder Greifelementen bestückbar sind, welche auf unterschiedliche Durchmesser der Dichtungen als auch auf unterschiedliche Breiten der radial nach außen weisenden Abschnitte 41 oder sonstige an die Öffnung angrenzenden Geometrien und Formen der Abschnitte 41 angepasst ist. Dadurch kann die Vorrichtung 16 schnell auf weitere neue Anwendungs- und Montageaufgaben umgerüstet und angepasst werden. Diese Aufsätze können durch magnetische Verbindungen mittels Schnellverschluss oder Steckverbindungen auswechselbar an dem Klemmelement 22 und/oder der Dichtungsaufnahme 17 angeordnet sein. Diese auswechselbaren Elemente können auch gleiche Durchmesser mit unterschiedlicher Oberfläche, Struktur oder dergleichen aufweisen, um für unterschiedliche Materialien gleicher Größe eines Dichtungselements einsetzbar zu sein.

Claims

Verfahren zur Montage eines Dichtungselementes (12) mit zumindest einer Öffnung (43) auf zumindest einem Bauteil (14), bei dem das Dichtungselement (12) in einer Montageöffnung (19) einer Haltevorrichtung (16) positioniert wird, das Dichtungselement (12) mit einer aufgeweiteten Öffnung (43) durch eine außerhalb der Öffnung (43) angreifende Halteeinrichtung (16) fixiert wird und das zumindest eine Bauteil (14) in die frei zugängliche und aufgeweitete Öffnung (43) zur Montage eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) durch eine Spann- oder Spreizvorrichtung (56) aufgeweitet wird und das Dich tungselement (12) mit der zumindest einen aufgespreizten Öffnung (43) von der Haltevorrichtung (16) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise radial nach außen weisende Abschnitte (41) des Dichtungselementes (12) von einer Halteeinrichtung (16) durch Klemmung fixiert und mit einer aufgeweiteten Öffnung (43) gehalten werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Vorrichtung (43) des Dichtungselements (12) mit einer Öffnungsweite gehalten wird, welche geringfügig größer als der maximale Querschnitt des zumindest einen in die Öffnung (43) eingeführten Bauteils (14) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (12) in die zumindest eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) eingeführt wird, bis eine Aufnahme (68) des Bauteils (12) einem Randbereich der Öffnung (43) gegenüberliegt, der in seiner Endposition in der Aufnahme (68) positioniert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) von einer Spann- oder Spreizvorrichtung (56) aufgenommen und einer Montageöffnung (19) der Haltevorrichtung (16) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (12) nach dem Positionieren in der Montageöffnung (19) durch Einfahren eines Spannkonus (58) in eine segmentierte Spreizhülse (57) der Spreizvorrichtung (56) aufgeweitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Übernahme des Dichtungselemen tes (12) mit einer aufgeweiteten Öffnung (43) von der Halteeinrichtung (16) die Spreizvorrichtung (56) aus dem Dichtungselement (12} vollständig herausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (12) in einem Ausgangszustand von der Halteeinrichtung (16) fixiert wird und das Dichtungselement (12) durch die Halteeinrichtung (16) in einen Montagezustand mit einer aufgeweiteten Öffnung (43) übergeführt wird.
Verfahren zur Montage eines Dichtungselementes (12) mit zumindest einer Öffnung (43) auf einem Bauteil (14), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) von einer Spreizvorrichtung (46) aufgenommen wird, die Spreizvorrichtung (46) mit dem Dichtungselement (12) in eine Montageöffnung (19) der Haltevorrichtung (16) positioniert wird, die Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) durch die Spreizvorrichtung (46) aufgeweitet wird, das Dichtungselement (12) an seinem einen zumindest radial nach außen weisenden Abschnitt (41) mit einen Halteeinrichtung {16) mit einer aufgeweiteten Öffnung (43) fixiert wird, die Spreizvorrichtung (56) aus der Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) herausgefahren wird und das zumindest eine Bauteil (14) in zumindest eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) eingeführt wird und die Halteposition der Halteeinrichtung (16) nach der lagerichtigen Positionierung des Bauteils (14) zum Dichtungselement (12) gelöst wird und das vormontierte Bauteil (14) mit dem darauf angeordneten Dichtungselement (12) aus der Halteeinrichtung (16) herausgeführt wird.
– Vorrichtung zur Montage von zumindest einem Dichtungselement (12) mit zumindest einer Öffnung (43) auf zumindest einem Bauteil (12), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Halteeinrichtung (16) für das zumindest eine Dichtungselement (12), welches zumindest ein einer Dichtungsaufnahme (12) zugeordnetes Klemmelement (22) aufweist, das an zumindest einem radial nach außen weisenden Abschnitt (41) des Dichtungselementes (12) angreift und das Dichtungselement (12) in eine gegenüber einem Ausgangszustand vorgesehene Montageposition überführbar oder positionierbar ist, in welcher die zumindest eine Öffnung (43) des Dichtungselementes (12) aufgeweitet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsaufnahme (17) und das Klemmelement (22) relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsaufnahme (17) eine Montageöffnung (19) aufweist, welche durch eine Ringfläche (18} begrenzt ist, die als Anlagefläche für zumindest einen radial nach außen weisenden Abschnitt (41) des Dichtungselementes (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (22) gegen die Ringfläche (18) des Dichtungselementes (17) verschiebbar zur Klemmung des zumindest einen radial nach außen weisenden Abschnittes (41) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (23) des Klemmelementes (22) gegen die Ringfläche (18) der Dichtungsaufnahme (17) verfahrbar ist und an zumindest einem radial äußeren Abschnitt (41) angreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschiebeweg (37) zwischen der Dichtungsaufnahme (17) und dem Klemmelement (22) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (22) oder die Dichtungsaufnahme (17) unter Krafteinwirkung, insbesondere einer Federkraft, in einer Montageposition das Dichtungselement (12) zur Dichtungsaufnahme (17) oder zum Klemmelement (22) positioniert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (22) oder die Dichtungsaufnahme (17) durch einen Antrieb in eine Ausgangsposition zurücksetzbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebewege (37) zwischen dem zumindest einen Klemmelement (22) und der zumindest einen Dichtungsaufnahme (17) durch einen Anschlag einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Dichtungsaufnahme (17) als rotationssymmetrisches Teil ausgebildet ist, welche eine zylindrische Wandung mit einer daran angrenzenden Ringfläche umfasst und dass innerhalb der zylindrischen Wandung das Klemmelement (22) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (22) als rotationssymmetrische Hülse, als ring- oder plattenförmiges Element oder als ein an die Kontur des Dichtungselementes angepasstes Element ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsaufnahme (17) und das Klemmelement (22) segmentiert ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (12) in einem Ausgangszustand zur Dichtungsaufnahme (17) positionierbar ist und nach der Fixierung zwischen dem Klemmelement (22) und der Dichtungsaufnahme (17) durch eine Schwenk- und/oder Verschiebebewegung der einander zugeordneten Segmente (61) des Klemmelementes (22) und der Dichtungsaufnahme (17) in eine Montageposition überführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die segmentförmig ausgebildete Dichtungsaufnahme (17) und das Klemmelement (22) einander gegenüberliegende Angriffsbereiche (63) aufweisen, welche ein- oder mehrfach vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsbereiche (63) sich zumindest teilweise entlang der Segmente (61) erstrecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsaufnahme (17) und das Klemmelement (22) austauschbar angeordnete Greifelemente aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Greifelemente glatt, strukturiert, geriffelt, beschichtet oder oberflächenbehandelt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Klemmelement (22) oder die zumindest eine Dichtungsaufnahme (17) mit einem pneumatischen, hydraulischen, magnetischen, elektrischen, elektromagnetischen, mechanisch gefederten, kurvengesteuerten Antrieb angesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (16), bestehend aus zumindest einer Dichtungsaufnahme (17) und zumindest einem Klemmelement (22) und deren Antriebskomponenten, nachrüstbar ist.