METHOD AND APPARATUS FOR MOUNTING VALVES AT ENGINES

Abstract: 1. Method for fitting valves (64) in the cylinder head (61) of an engine by means of a gripping device (30), whereby the valves (64) are introduced freely by their valve shanks (65) into valve shank bores (68) of the cylinder head (61), characterized in that the valves (64) are removed from a transport container (50) by the gripping device (30), moved with their valve shanks (65) into an inclined position to the respective valve shank bores (68) and, in said inclined position, the valves (64) are placed upon orifices (69) of guide bushings (63) of the valve shank bores (68) in the cylinder head (61), then the valves (64) are erected to align their axes with the axes of the valve shank bores (68) and, after this, the gripping device (30) is opened and the valves (64) are lowered into the valve shank bores (68) by their deadweight.

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Montieren von Ventilen im Zylinderkopf eines Motors Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren von Ventilen im Zylinderkopf eines Motors, wobei das jeweilige Ventil mit seinem Ventilschaft in seine Ventilschaftbohrung eingeführt wird. Ein Hauptproblem bei der Montage von Ventilen im Zylinderkopf eines Motors entsteht dadurch, dass eine Führungsbuchse mit der Ventilschaftbohrung zur Aufnahme des jeweiligen Ventilschaftes in ihrer Referenzbohrung im Zylinderkopf mit unvermeidbaren Toleranzen, die bis zu einigen Zehntelmillimetern ausmachen können, eingesetzt ist. Wei tere Ungenauigkeiten werden durch das Montagewerkzeug bzw. die Aufnahme der Zylinderköpfe hervorgerufen. Die Ventilschaftbohrung der Führungsbuchse besitzt keine Fase. Auch die Fase am unteren Ventilschaftende ist zu gering, um eine Zentrierwirkung ausüben zu können, wenn die Ventile mit ihren Ventilschäften vertikal von oben in die Ventilschaftbohrung eingesetzt werden. Gleichwohl muss bei der Montage der Ventile im Zylinderkopf sorgfältig darauf geachtet werden, dass beim Einsetzen der Ventilschäfte in die jeweiligen Ventilführungen keine Beschädigungen am Ventilschaft einerseits und an der Führungsbuchse andererseits hervorgerufen werden, um den späteren Betrieb nicht zu beeinträchtigen. In Anbetracht dieser Schwierigkeiten hat man die Ventile mit den Ventilschäften vorwiegend von Hand eingesetzt. Bei automatischen Montagemaschinen ist man bisher davon ausgegangen, einen vertikal geführten, absenkbaren Halter zu verwenden und mit diesem den Ventilschaft möglichst genau auf die Öffnung der Ventilführungsbuchse zuzubewegen. Versuche haben jedoch gezeigt, dass es dabei häufig zu zwar geringen, jedoch nicht akzeptablen Abweichungen der Relativstellung von Ventilschaft und Ventilführung kommt, mit der Folge, dass am Ventilschaft und an der Ventilführung Materialschäden durch Abrieb od. dgl. auftreten. Grundsätzlich besteht zwar die Möglichkeit, während der Montage der Ventile zum Ausgleich der unvermeidbaren Ungenauigkeiten die Abmessung der Ventilführung zu vermessen, daraufhin eine Korrektur der Relativstellung von Ventilschaft und Ventilführung vorzunehmen und dann erst den Ventilschaft in die Ventilführung einzusetzen. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch sehr aufwendig und zeitraubend und daher in der Praxis noch nicht eingesetzt worden. Das liegt vor allem an den unvermeidlicherweise entstehenden Taktzeitproblemen. Ausserdem können bei einer derartigen Vertikalzuführung der Ventilschäfte Beschädigungen der Ventilschaftbohrung und des Ventilschaftes nicht zuverlässig ausgeschlossen werden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen eine automatische Montage in zeitsparender und zuverlässiger Weise möglich ist, ohne dass eine aufwendige Positionskorrektur erforderlich ist. Die erfindungsgemässe Lösung besteht verfahrensmässig darin, dass die Ventile mit einer Greifeinrichtung aus einem Transportbehälter entnommen,mit ihren Ventilschäften in eine Schrägstellung gegenüber der jeweiligen Ventilschaftbohrung gebracht werden, in der das jeweilige Ventil auf die Öffnung der Ventilschaftbohrung einer Führungsbuchse für den Ventilschaft im Zylinderkopf aufgelegt wird, und anschliessend das Ventil aufgerichtet wird zum Ausfluchten seiner Achse mit der Achse der Ventilschaftbohrung. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Ventile nicht in eingespanntem Zustand in ihre Ventilführung hineingedrückt werden und dadurch Beschädigungen ausgesetzt sind, vielmehr erfolgt in der Schrägstellung der Ventile eine Zentrierung aufgrund der Geometrie der in Eingriff kommenden Teile, ohne dass es zu Beschädigungen an der Fase des Ventilschaftes oder der Oberkante der Ventilschaftbohrung kommen kann. Besonders zweckmässig ist es, wenn die Ventile unter ihrem Eigengewicht in die Ventilschaftbohrung hineingleiten. Mechanische Beeinträchtigungen bei der Ventilmontage wer den auf diese Weise zuverlässig vermieden. Die Ventile werden bei dem erfindunsgemässen Verfahren in einer Schrägstellung des Ventilschaftes von 50 - 450, vorzugsweise von 250 gegenüber der Achse der Ventilführung durch den Kanal eingeführt und in dieser Schrägstellung auf bzw. in die Öffnung der Ventilschaftbohrung eingesetzt-, ggf. unter Anlage gegen den am Strömungskanal des Zylinderkopfes angeordneten Ventilsitz. Zweckmässigerweise wird der Klemmbackeneingriff gelockert, sobald das Ventilschaftende in die öffnung der Ventilschaftbohrung eingesetzt ist, damit sich der Ventilschaft selbst zentrieren kann. Dabei wird zweckmässigerweise Unterstützung zum Zentrieren dadurch gegeben, dass das Ventil mit einer leichten Schwingbewegung, vorzugsweise zur Achse des Ventilschaftes, beaufschlagt wird. Dabei liegt der Ventilschaft dann nur auf der Spannfläche einer der beiden Klemmbacken an. Sobald die Zentrierung des Ventilschaftes in der Ventilschaftbohrung der Ventilführung erreicht ist, wird das Ventil mit seinem Ventilschaft aufgerichtet und anschliessend die Klemmbacken des Greifwerkzeuges noch weiter auseinanderbewegt, so dass das Ventil unter der Wirkung seines Eigengewichts in die Ventilführung hineingleiten kann, und zwar ungehindert zwischen den Klemmbacken hindurch. Selbstverständlich ist es auch möglich, nicht nur einzelne Ventile einzusetzen, sondern auch Gruppen von Ventilen gleichzeitig in den Zylinderkopf einzubringen und dort zentriert in ihre jeweiligen Ventilführungen einzubringen. Die Bewegung und Steuerung der Ventile während der Montage wird zweckmässigerweise mit Sensoren abgetastet. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Greifeinrichtung geradlinig bewegbar und schwenkbar ist. Die Greifeinheit setzt sich zusammen aus einem an einer Lineareinheit angebrachten, geradlinig bewegbaren Saugkopf und einem quer zur Lineareinheit angeordneten, mechanischen Greifwerkzeug mit zwei gegeneinander und auseinander bewegbaren Klemmbacken. Alternativ kann anstelle des Saugkopfes auch ein mechanisches Greiforgan an der Greifeinrichtung angeordnet sein, welches beispielsweise am Rand des Ventiltellers angreift. Mit dieser Greifeinrichtung ist es in ebenso einfacher wie vorteilhafter Weise möglich, die Ventile sicher und schonend zu greifen bzw. zu halten und auch die Ventile gegenüber ihrer Ventilschaftbohrung zu verschwenken zum Herantasten und Zentrieren der Ventile. Die Greifeinrichtung ist dabei um eine quer zur Längsachse der Lineareinheit verlaufende Achse schwenkbar gelagert, und zwar ist die Greifeinrichtung am Führungsgehäuse an einem Auslegerarm angebracht und in den Richtungen von den drei vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen bewegbar. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Greifeinrichtung eine an den Auslegerarm angeschlossene Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, mit der die Greifeinrichtung in eine Schrägstellung gegenüber der Vertikalen bringbar und um eine quer zur Vertikalen verlaufende Achse verschwenkbar ist. Dabei ist keine aufwendige Mechanik erforderlich, um die gesamte Greinfeinrichtung in die gewünschte Schrägstellung zu bringen und in dieser zu halten. Der Saugkopf einerseits ist in Längsrichtung der Lineareinheit und das mechanische Greifwerkzeug andererseits quer zur Lineareinheit unabhängig voneinander bewegbar und steuerbar. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Zweckmässigerweise wird dabei eine Klemmfläche mit im Querschnitt prismatischer Kontur in Form eines Vieleckes verwendet, wobei zumindest die eine Spannfläche einen länglichen, beispielsweise trogförmigen Querschnitt besitzen wird, um ein geeignetes Auflager an drei vorzugsweise um ca. 1200 zueinander versetzten Flächen während der Zentrierung und Einführung des Ventilschaftendes in die Öffnung der Ventilführung zu bilden. Selbstverständlich können die Klemmflächen der Klemmbacken auch eine andere Konfiguration aufweisen, solange ein schonendes Festklemmen der Ventile zwischen den Klemmbacken gewährleistet ist. Der Saugkopf der Lineareinheit kann bei der erfindungsgemässen Vorrichtung eine Doppelfunktion ausüben, nämlich einerseits eine Haltefunktion beim Transport der Ventile aus dem Transportbehälter zum Zylinderkopf und ancerer- seits die Funktion eines Schubwerkzeugs zum Hineinschieben des Ventilschaftes in die Ventilführung bzw. durch eine Ventilschaftdichtung hindurch, wenn der Ventilschaft bereits in der Ventilführung sitzt. Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Montageanlage mit der erfindungsgemässen Vorrichtung; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der er findungsgemässen Vorrichtung des Bereiches I in Fig. 1; Fig. 3 eine Teildraufsicht der erfindungsgemässen Vorrichtung, teilweise im Schnitt, in Richtung des Pfeiles II in Fig. 2; Fig. 4 eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines Transportbehälters für Ventile; Fig. 5 eine schematische Seitenansicht, teil weise im Schnitt der Ausgangssituation beim Erfassen eines Ventils im Transport behälter; Fig. 6 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt zur Erläuterung der Einführung des Ventils in den Zylinderkopf; ; Fig. 7 einen Schnitt durch das mechanische Greif werkzeug längs der Linie VI-VI in Fig. 6; Fig. 8 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt zur Erläuterung des Einsetzens des Ventilschaftendes in die Öffnung der Ventilführung in der Position, wo das Greif werkzeug öffnet; Fig. 9 eine Darstellung im Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 8; Fig. 10 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt zur Erläuterung der weiteren Einführung des Ventilschaftendes in die Venti lführung; Fig. 11 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die das in die Führungsbuchse eingesetzte Ventil zeigt; Fig. 12 einen Querschnitt durch das mechanische Greifwerkzeug längs der Linie XI-XI in Fig. 11 zur Erläuterung der Bewegung seiner Klemmbacken; und in Fig. 13 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt zur Erläuterung der vollständigen Einfüh rung des Ventilschaftes in die Ventilführung. Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt eine Montagemaschine 20, mit der Ventile 64 in einem Zylinderkopf 61 eines Motors montierbar sind, nämlich in eine Ventilschaftbohrung 68 einer im Zylinderkopf 61 angeordneten Führungsbuchse 63 der Ventile 64 einschiebbar sind. Die Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht der Montagemaschine 20 zum automatischen Montieren der Ventile 64. Auf einem Fundament 21 erkennt man einen Sockel 22, an dem ein Führungsgehäuse 24 angeordnet ist, in dem ein horizontal verfahrbarer Schlitten 23 verschieblich gelagert ist. Am vorderen Ende des Schlittens 23 befindet sich eine Halterung 25 für eine Greifeinrichtung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist. Das Führungsgehäuse 24 ist mit geeigneten Steuer- und Antriebseinrichtungen versehen, um in bezug auf eine Förderbahn die erforderlichen Bewegungen vorzunehmen, um aus einem Transportbehälter 50 Ventile zu entnehmen und diese dem Zylinderkopf 61 zuzuführen, der sich auf einer auf der Förderbahn angeordneten Palette bzw. einem Arbeitstisch befindet, und zwar in der Regel festgespannt. Bei der Förderbahn handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Rollenbahn, nämlich eine Friktionsrollenbahn 60 bekannter Bauart. Die Greifeinrichtung 30 am vorderen Ende des Schlittens 23 des Führungsgehäuses 24 kann Bewegungen in Richtung der Y-Achse und ggf. in einer weiteren Richtung in einer horizontalen Ebene ausführen. Eine senkrecht dazu verlaufende Bewegung in Richtung der Z-Achse erfolgt mittels einer Hubeinrichtung 26 vertikal zur Halterung 25. Der Antrieb der Hubeinrichtung 26 erfolgt über entsprechende Steuerleitungen 27, die am Schlitten 23 angeschlossen sind. An seinem unteren Ende weist die Hubeinrichtung 26 einen Auslegerarm 28 auf, an dem die Greifeinrichtung 30 schwenkbar gelagert ist, und zwar um eine horizontale Drehachse 36 quer zur Z-Achse. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht die Greifeinrichtung 30 im wesentlichen aus einer Lineareinheit 31 mit Saugkopf 32 einerseits sowie einem mechanischen Greifwerkzeug 37 andererseits, das zwei Klemmbacken 39 und 40 besitzt, die mit einer gemeinsamen Kolben-Zylinder Einheit 33 bewegbar sind. Zu diesem Zweck sind die Klemmbacken 39 und 40 um Drehachsen 43 und 44 drehbar gelagert und können so weit auseinanderbewegt werden, bis ihre rückseitigen Enden gegen einen Anschlag 38 anliegen. In diesem Augenblick ist die maximale Spreizung der Klemmbacken 39, 40 erreicht, die ausreicht, einen Ventiltel ler 66 der Ventile 64 zwischen den Klemmbacken 39, 40 hi ndurchzu lassen. Des weiteren zeigen die Fig. 1 und 2 die Greifeinrichtung 30 in der für das erfindungsgemässe Verfahren typischen Schrägstellung, in der eine Längsachse 48 der Greifeinrichtung 30 um einen Winkel von 50 - 450, beispielsweise 250 gegenüber einer Längsachse 29 einer Führungsbuchse 63 im Zylinderkopf 61 geneigt ist. Die Schrägstellung folgt mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 35 (vgl.Fig. 2), die sich am Auslegerarm 28 der Hubeinrichtung 26 abstützt und die Greifeinrichtung 30 in die gewünschte Schrägstellung bringt und in dieser Schrägstellung arretiert, wobei die Drehbewegung um die Drehachse 36 am Auslegerarm 28 erfolgt. Die im Zylinderkopf 61 zu montierenden Ventile 64 werden mit einem Transportbehälter 50 angeliefert, wie er beispielsweise in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Dabei handelt es sich um einen Transportbehälter 50 mit einem Boden 51 und zwei in verschiedenen Höhen eingezogenen Zwischenböden 52 und 53, die mit Durchgangsöffnungen 54 bzw. 55 versehen sind. Somit stehen die Ventile 64 auf ihren Ventilschäften 65, nämlich vorzugsweise ihren Ventilschaftenden 67 auf dem Boden 51 bzw. dem unteren Zwischenboden 52 auf, während sie in der Nähe ihrer Ventil teller 66 in den Durchgangsöffnungen 55 des oberen Zwischenbodens 53 aufrecht gehalten werden. Wie die Fig. 4 auch zeigt, stehen die Ventile 64 abwechselnd auf dem Boden 51 bzw. dem unteren Zwischenboden 52, sind also abwechselnd höhenversetzt im Transportbehälter 50 angeordnet. Der Transportbehälter 50 ist zweckmässigerweise oben offen, damit die Ventile 64 von der Oberseite an ihren Ventiltellern 66 erfasst werden können. Dabei können die Ventile 64 entweder einzeln aus dem Transportbehälter 50 entnommen werden oder aber in Gruppen, wobei dann mehrere Ventile 64 gleichzeitig im Zylinderkopf 61 montiert werden können. Da die Positionierungen der Ventile 64 im Transportbehälter 50 nicht mit dem Abstand der Ventile 64 untereinander im Zylinderkopf 61 übereinstimmen, ist dann eine nicht dargestellte Einrichtung vorgesehen, die die Position der Ventile 64 im Transportbehälter 50 den Abständen innerhalb des Zylinderkopfes 61 angleicht. Die Montage eines einzelnen Ventils im Zylinderkopf eines Motors wird nachstehend in den verschiedenen Stadien unter Bezugnahme auf Fig. 5 - 13 näher erläutert. Dabei fährt die Montagemaschine 20 zunächst mit der Greifeinrichtung 30 über den neben der Friktionsrollenbahn 60 angeordneten Transportbehälter 50. Dann wird von der Lineareinheit 31 der Saugkopf 32 entlang der Längsachse 48 abgesenkt und mit seiner Dichtung 45 auf die Oberseite des Ventiltellers 66 eines zu montierenden Ventils 64 aufgesetzt, das mit seinem Ventilschaft 65 durch die Durchgangsöffnung 55 im Transportbehälter 50 hindurchragt und mit seinem Ventilschaftende 67 auf dem Zwischenboden 52 desselben aufliegt. Wenn der Saugkopf 32 auf dem Ventilteller 66 aufliegt, wird in seinem Innern ein Vakuum aufgebaut, gesteuert durch einen Vakuum-Elektroschalter der Lineareinheit 31. Dadurch kann das Ventil 64 so weit aus dem Transportbehälter 50 herausgehoben werden, bis das mechanische Greifwerkzeug 37 mit seinen beiden Klemmbacken 39, 40 den Ventilschaft 65 positioniert greifen kann. Fig. 6 zeigt das nächste Stadium des Montagevorganges. Das Ventil 64 ist vom Greifwerkzeug 37 mit den beiden Klemmbacken 39 und 40 erfasst und wird bei schräg gestellter Greifeinrichtung 30 durch die Öffnung eines Strömungskanals 62 im Zylinderkopf 61 eingeführt, und zwar durch den Ventilsitz 70 hindurch. Die Schrägstellung zwischen der Längsachse 48 der Greifeinrichtung 30 einerseits und der Längsachse 29 der Führungsbuchse 63 bzw. ihrer Ventilschaftbohrung 68 ist deutlich erkennbar. Man erkennt in Fig. 6 ferner einen Signalgeber 42 und einen Sensor 41 zwischen dem mechanischen Greifwerkzeug 37 und der Lineareinheit 31 mit dem Saugkopf 32, und zwar oberhalb der gegenüberliegenden Klemmbacken 39 und 40. Der Klemmeingriff der Klemmbacken 39 und 40 des Greifwerkzeuges 37 ist in Fig. 7 dargestellt, wobei der Rand des Ventiltellers 66 schematisch angedeutet ist. Man erkennt, dass der Ventilschaft 65 von den beiden Spannflächen 46 und 47 der Klemmbacke 39 und der Spannfläche 72 der Klemmbacke 40 festgehalten wird. Dabei bilden die Spannflächen 46 und 47 der Klemmbacken 39 im Querschnitt die Kontur eines Polygonzuges, nämlich eines Dreiecks. Die Klemmbacke 40 hat dagegen einen trogförmigen Querschnitt, dessen Basis breiter ist als der Durchmesser des Ventilschaftes 65 ist, wobei das Ventil 64 von der Klemmbacke 40 nur mit der Spannfläche 72 gehalten ist, wogegen die Seitenflächen 73 nicht am Ventilschaft 65 anliegen. Das nächste Stadium der Montagebewegung ist in Fig. 8 dargestellt. Das Ventil 64 ist mit seinem Ventilschaft 65 bzw. seinem Ventilschaftende 67 ganz dicht an die Öffnung 69 der Ventilschaftbohrung 68 in der Führungsbuchse 63 herangeführt. In diesem Augenblick wird der Klemmeingriff der Klemmbacken 39 und 40 des Greifwerkzeuges 37 leicht geöffnet, so dass das Ventil 64 nur mit seinem Eigengewicht auf die Ventilführung 63 gleitet und dort anschnäbelt. Dazu kann bereits der Saugkopf 32 vom Ventilteller 66 gelöst sein. Durch die schräge Position des Ventilschaftes 65 und sein Aufliegen auf der Ventilführung 63 ergibt sich aus der Geometrie heraus eine maximale Zentriermöglichkeit, wenn das Ventilschaftende 67 in die Ventilschaftbohrung 68 der Ventilführung 63 eintaucht. Durch die Zentrierung des nicht eingespannten, sondern lediglich von der einen Spannfläche 72 der Klemmbacke 40 unterstützten Ventiles 64 wird unabhängig von Toleranzen die gewünschte und erforderliche Position erreicht, die für den Montagevorgang der Ventilführung 63 erforderlich ist. Das Hineingleiten des Ventilschaftes 65 bzw. seines Ventilschaftendes 67 in die Ventilschaftbohrung 68 kann dadurch unterstützt und erleichtert werden, dass man die Greifeinrichtung 30 eine leichte Schwingbewegung quer zur Längsachse 48 ausführen lässt, damit das angefaste Ventilschaftende 67 noch besser in die Öffnung 69 der Ventilschaftbohrung 68 hineingleitet bzw. sich dort unter der Wirkung seines Eigengewichtes zentriert. Hierbei wird der Ventilschaft 65 seitlich durch eine der gegenüberliegenden Seitenflächen 73 der Klemmbacken zusätzlich bei Bedarf geführt. Das nächste Stadium ist in Fig. 10 dargestellt. Man erkennt, dass das Ventilschaftende 67 bereits in die Öffnung 69 der Ventilschaftbohrung 68 hineingeglitten ist. Dementsprechend erfolgt nun das Aufrichten der Greifeinrichtung 30 bzw. des von ihm gehaltenen Ventils 64, das sich mit seinem Ventilschaft 65 immer noch auf der einen Spannfläche 72 der Klemmbacke 40 abstützt. Auch in diesem Stadium kann die Montage durch das Fortdauern leichter Schwingbewegungen des Greifwerkzeuges 37 unterstützt werden. Das nächste Stadium der Montage ist in Fig. 11 dargestellt. Hierbei sitzt das Ventilschaftende 67 bereits in der Führungshülse 63 und hat seine vertikale Stellung eingenommen, d. h. die Längsachse 29 der Führungshülse 63 und die Längsachse 48 der Greifeinrichtung 30 sind miteinander ausgefluchtet. In diesem Stadium werden die beiden Klemmbacken 39 und 40, wie in Fig. 12 dargestellt, auseinanderbewegt, so dass sie den Ventilteller 66 so weit freigeben, dass sich das Ventil 64 vollständig zwischen den Klemmbacken 39 und 40 hindurchbewegen kann und vollständig in die Führungsbuchse 63 im Zylinderkopf 61 hineinrutschen kann. Um eine Beschädigung insbesondere der Unterseite des Ventiltellers 66 durch die Klemmbacken 39, 40 zu vermeiden, kann das Ventil 64 vom Saugkopf 32 auch so lange gehalten werden, bis die beiden Klemmbacken 39 bzw. 40 aus der Bahn des Ventiltellers 66 herausgeschwenkt sind, wenn dieser seine Abwärtsbewegung ausführt. Das Öffnen der Klemmbacken 39, 40 und ggf. das Lösen des Ventils 64 vom Saugkopf 32, d. h. das Abbauen des Saugvakuums wird durch den Sensor 41 und den Signalgeber 42 oberhalb der Klemmbacken 39, 40 in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe des Ventils 64 in der Ventilschaftbohrung 68 am Ventilteller 66 überwacht bzw. gesteuert. Wenn die Ventilführung bzw. ihre Ventilschaftbohrung 68 bereits mit einer Ventilschaftdichtung 71 (Fig. 13) versehen ist, kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass das Ventil 64 mit seinem Ventilschaftende 67 sich zunächst auf diese Ventilschaftdichtung 71 setzt und anschliessend die beiden Klemmbacken 39, 40 auseinanderbewegt werden, ohne dass der Ventilteller 66 an den Ober kanten der Klemmbacken 39 und 40 entlangkratzt. Eine Sensorüberachung kann dann entfallen. Schliesslich wird dann das Ventil 64 vollständig in die Führungsbuchse 63 hinein- und durch die Ventilschaftdichtung 71 hindurchgedrückt, wie es in Fig. 13 angedeutet ist. Zu diesem Zweck wird der Saugkopf 32 von der Lineareinheit 31 ausgefahren und vertikal abgesenkt, wobei er mit seiner Dichtung 45 gegen den Ventilteller 66 zur Anlage kommt und das Ventil 64 vollständig in die Führungsbuchse 63 hineindrückt, bis der Ventilteller 66 gegen den Ventilsitz 70 zur Anlage kommt. Während dieser Durchschubbewegung bleiben die beiden Klemmbacken 39 und 40 in ihrer ausgerückten Stellung, wie es in Fig. 13 auch schematisch angedeutet ist. Auch das Durchdrücken des Ventils 64 kann durch den Signalgeber 42 ausgelöst werden, wenn beispielsweise der Sensor 41 ein entsprechendes Signal vom Signalgeber 42 erhält (vgl. Fig. 11), wobei dieses Signal dem Zustand entspricht, wenn der Ventilschaft 65 mit seinem Ventilschaftende 67 auf der Ventilschaftdichtung 71 aufliegt. Dieses Durchdrücken des Ventils 64 kann aber auch ausserhalb der Montagestation in einer nachfolgenden Station erfolgen. Wie bereits erwähnt, können auch mehrere Ventile gleichzeitig im Zylinderkopf 61 montiert werden. Dann werden eine entsprechende Anzahl von Greifeinrichtungen 30 mit Paaren von Saugköpfen 32 und mechanischen Greifwerkzeugen 37 für jedes Ventil 64 vorgesehen. Gegebenenfalls können auch mehrere Saugköpfe 32 an einer Lineareinheit 31 angebracht sein, die von einzelnen Steuerleitungen 27 beaufschlagt werden.

Claims: Verfahren und Vorrichtung zum Montieren von Ventilen im Zylinderkopf eines Motors Patentansprüche 1. Verfahren zum Montieren von Ventilen im Zylinderkopf eines Motors, bei dem das jeweilige Ventil mit seinem Ventilschaft in seine Ventilschaftbohrung eingeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ventile mit einer Greifeinrichtung aus einem Transportbehälter entnommen, mit ihren Ventilschäften in eine Schrägstellung gegenüber der jeweiligen Ventilschaftbohrung gebracht werden, in der das jeweilige Ventil auf die Öffnung der Ventilschaftbohrung einer Führungsbuchse für den Ventilschaft im Zylinderkopf aufgelegt wird,und anschliessend das Ventil aufgerichtet wird zum Ausfluchten seiner Achse mit der Achse der Ventilschaftbohrung. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ventil nach dem Ausfluchten durch sein Eigengewicht in die Ventilschaftbohrung eingelassen wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ventil in einer Schrägstellung seines Ventilschaftes mit einem Winkel von 50 - 450, vorzugsweise 25 , gegenüber der Achse der Ventilführung auf die Öffnung der Führungsbuchse aufgelegt wird. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ventil nach dem Auflegen des Ventilschaftendes auf die Öffnuna der Ventilschaftbohrung mit einer leichten Schwingbewegung beaufschlagt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingbewegung quer zur Achse des Ventilschaftes erfolgt. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Ventile bei dem Montagevorgang mit Sensoren abgetastet und gesteuert werden. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifwerkzeug nach dem Auflegen des Ventilschaftes auf die Öffnung der Ventilschaftbohrung teilweise geöffnet wird. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausfluchten der Achsen von Ventilschaft und Ventilschaftbohrung das Greifwerkzeug so weit ständig auseinanderbewegt wird, dass das Ventil vollständig in die Ventilschaftbohrung eingeführt werden kann. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil durch eine Linearbewegung mindestens eines Teiles der Greifeinrichtung mit seinem Ventilschaft durch die Ventilführung unt ggf. durch eine daran angebrachte Ventilschaftdichtung hindurchgedrückt wird. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventile gleichzeitig aus einem Transportbehälter entnommen und mit ihren Ventilschäften in die jeweiligen Ventilführungen eingesetzt werden. 11. Vorrichtung zum Montieren von Ventilen im Zylinderkopf eines Motors, mit einer Greifeinrichtung für die Zuführung der Ventile zum Zylinderkopf, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Greifeinrichtung (30) zwei unabhängig voneinander betätigbare Halteorgane (Saugkopf 32, Greifwerkzeug 37) für die Ventile (64) aufweist und sowohl geradlinig bewegbar als auch schwenkbar ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (30) ein an einer Lineareinheit (31) angebrachtes, geradlinig bewegbares Halteorgan (Saugkopf 32) und ein quer zur Lineareinheit (31) angeordnetes mechanisches Greifwerkzeug (37) mit zwei gegeneinander und auseinander bewegbaren Klemmbacken (39, 40) aufweist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (30) um eine quer zur Längsachse (48) der Lineareinheit (31) verlaufende Achse (36) schwenkbar gelagert ist. 14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (30) am Führungsgehäuse (24) an einem Auslegerarm (28) angebracht und in den Richtungen von den drei senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen (X, Y, Z) bewegbar ist. 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (30) eine an den Auslegerarm (28) angeschlossene Kolben-Zylinder-Einheit (35) aufweist, mit der die Greifeinrichtung (30) in eine Schrägstellung gegenüber der Vertikalen (Z) bringbar und um eine quer zur Vertikalen verlaufende Achse (36) verschwenkbar ist. 16. Vorrichtung nach Anspruch 12 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan als Saugkopf (32) ausgebildet ist. 17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkopf (32) in Längsrichtung der Lineareinheit (31) und das mechanische Greifwerkzeug (37) quer zur Lineareinheit (31) unabhängig voneinander bewegbar und steuerbar sind. 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (39, 40) des mechanischen Greifwerkzeugs (37) vollständig aus der Bewegungsbahn der Lineareinheit (31) und der von ihr getragenen Ventile (64) herausbewegbar, insbesondere herausschwenkbar sind. 19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen (46, 47) der beiden Klemmbacken (39, 40) des Greifwerkzeugs (37) im Querschnitt die Kontur eines ggf. symmetrischen Polygonzuges, z. B. eines Fünfecks oder Prismas bilden. 20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Klemmbacke (40) einen trogförmigen Querschnitt aufweist,dessen Basis als Spannfläche (72) ausgebildet ist und breiter als der Durchmesser des Ventilschaftes (65) ist. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfläche (72) der Klemmbacke (40) den Ventilschaft (65) in der Schrägstellung des Ventils (64) als Auflager abstützt, derart, dass der Ventilschaft (65) bei leicht geöffneten Klemmbacken (39, 40) nur an der Spannfläche (72) anliegt. 22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Greifwerkzeug (37) leichte Schwingbewegungen ausführt, sobald das von der Greifeinrichtung (30) gehaltene Ventil (64) mit seinem Ventilschaftende (67) auf die Öffnung (69) der Ventilschaftbohrung (68) aufgesetzt ist. 23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Klemmbacken (39, 40) des mechanischen Greifwerkzeugs (37) an eine gemeinsame Kolben-Zylinder-Einheit (33) angeschlossen sind, die ihre Öffnungs- und Schliessbewegung synchron steuert. 24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Saugkopf (32) und dem mechanischen Greifwerkzeug (37) ein Signalgeber (42) und ein Sensor (41) quer zur Längsachse (48) der Lineareinheit (31) angeordnet sind, die zwischeneinander einen Durchgang für das Ventil (64) und den Saugkopf (32) frei lassen. 25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Lineareinheit (31) an einen Sensor angeschlossen ist, der beim Aufsitzen des Ventilschaftendes (67) auf einer Ventilschaftdichtung (71) der Ventilschaftbohrung (68) eine Ausfahrbewegung des Saugkopfes (32) zum Durchdrücken des Ventilschaftes (65) durch die Ventilschaftdichtung (71) steuert. 26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (30) eine Vielzahl von Paaren von Saugköpfen (32) und Klemmbackenpaaren (39, 40) aufweist, mit denen mehrere Ventile (64) gleichzeitig transportierbar und in einen Zylinderkopf (61) einsetzbar sind. 27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Saug- köpfe (32) an einer gemeinsamen Lineareinheit (31) und/ oder an einem gemeinsamen Auslegerarm (28) angebracht sind und jeweils eigene Steuerleitungen zum Aufbau und Abbau von Unterdruck aufweisen.

Inventors: KRAUSE, JOHANN A.
Applicants: JOHANN A. KRAUSE MASCHINENFABRIK GMBH
Application year: 1985
Main classification: B23P19
IPC codes: F01L1, B23P19