Steckverbinder und Montagewerkzeug hierzu

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen eines O-Ringes in einen Steckverbinder, wobei der Steckverbinder ein Gehäuse mit einem Innenraum aufweist und sich ein Innenrohr zentrisch durch den Innenraum hindurch erstreckt, wobei der O-Ring in eine Aufnahmeposition in den Innenraum eingesetzt wird, in der das Innenrohr sich durch den O-Ring hindurch erstreckt.

STAND DER TECHNIK

Beispielsweise ist aus der DE 37 23 091 A1 ein Verfahren zum Einsetzen eines O- Ringes in den Innenraum eines Bauteils bekannt. Ein dafür geeignetes Montagewerkzeug weist einen Sauggreifer mit einer Greifstelle auf, wobei der O-Ring an einer Um- fangsposition mit dem Sauggreifer gehalten wird. Der O-Ring kann dabei mit dem Sauggreifer in den Innenraum des Bauteils eingeführt werden. Das Einführen des O- Ringes in den Innenraum erfolgt unter einer Schräglage, da der Innenraum in der Regel zylindrisch ausgeführt ist und der O-Ring in der Schräglage eine elliptische Form annimmt. Dadurch wird der O-Ring nicht gestaucht und kann im Wesentlichen kraftminimal in eine vorbereitete Aufnahmenut im Innenraum des Bauteils eingesetzt werden. Um den O-Ring aus der Schräglage in den Innenraum zu bewegen, so dass der O-Ring über seiner gesamten Länge in die Aufnahmenut einschnappt, ist ein verschiebbarer Montagekolben vorgesehen, der den schrägen O-Ring in die Aufnahmenut gerade hinein- drückt, bis der O-Ring einschnappt.

Bekannte Verfahren zum Einsetzen von O-Ringen können damit durch Montagewerkzeuge ausgeführt werden, so dass eine wenigstens halbautomatische Montage möglich ist. Die halbautomatische Montage beschreibt dabei wenigstens einen oder eine Folge von automatisch ablaufenden Fügeschritten, wobei beispielsweise der O-Ring manuell oder mit einem Handhabungssystem auf die Greifstelle aufgesetzt werden muss.

Spezielle Steckverbinder weisen mehrere getrennt voneinander ausgeführte Fluidleitun- gen auf. Dabei können Steckverbinder vorgesehen sein, die ein Gehäuse mit einem im Wesentlichen zylindrischen Innenraum aufweisen, wobei sich durch den zylindrischen Innenraum ein zentrisches Innenrohr erstreckt. Dieses Innenrohr verhindert ein Einfahren eines Montagegreifer in den Innenraum des Gehäuses, so dass es mit den bekannten Lösungen nicht möglich ist, den O-Ring an wenigstens einer Umfangsposition zu greifen und in die Aufnahmenut einzusetzen. Auch das anschließende vollumfängliche Eindrücken des O-Ringes in die Aufnahmenut ist damit nicht mehr auf einfache Weise möglich.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem ein Einsetzen eines O-Ringes in einen Steckverbinder möglich wird, der ein Gehäuse mit einem Innenraum aufweist, wobei sich ein Innenrohr zentrisch durch den Innenraum erstreckt. Weiterhin soll ein entsprechendes Montagewerkzeug bereitgestellt werden, um wenigstens halbautomatisch das Einsetzen des O-Ringes in die Aufnahmeposition in dem Innenraum des Steckverbinders zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und ausgehend von einem Montagewerkzeug gemäß Anspruch 8 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Verfahren mit einem Montagewerkzeug mit wenigstens den folgenden Schritten ausgeführt wird: Bereitstellen eines Montagewerkzeugs mit einem Grundkörper, in dem ein Führungsstempel, eine Drehhülse und ein Schieberelement axial beweglich aufgenommen sind; Ansetzen des Steck- verbinders an ein Mundstück des Grundkörpers; Einsetzen des O-Ringes in eine O- Ring-Aufnahme im Grundkörper; axiales Vorschieben des Führungsstempels über das Innenrohr, so dass der Führungsstempel den O-Ring durchdringt; axiales Vorschieben der Drehhülse, womit der O-Ring aus der O-Ring-Aufnahme in Richtung zum Innenraum des Steckverbinders vorgeschoben wird und axiales Vorschieben des Schieberelemen- tes und Rotieren der Drehhülse, wodurch der O-Ring in die Aufnahmeposition im Innenraum gedrückt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den O-Ring beschädigungsfrei in die Aufnahmeposition im Innenraum des Steckverbinders einzusetzen. Der Führungs- Stempel weist eine zentrale Bohrung auf. Wird der Führungsstempel in den Innenraum des Steckverbinders axial vorgeschoben, so wandert das Innenrohr in die zentrale Bohrung in den Führungsstempel hinein. Die O-Ring-Aufnahme ist so ausgeführt, dass bei einem eingesetzten O-Ring der axial vorgeschobene Führungsstempel den O-Ring durchdringt. Im Grundkörper des Montagewerkzeugs ist ein zentraler Arbeitskanal aus- gebildet, zu dem der wenigstens abschnittsweise zylindrisch ausgebildete oder wenigstens rotationssymmetrische Innenraum des Steckverbinders konzentrisch angeordnet wird. In dem Arbeitskanal sind wenigstens der Führungsstempel, die Drehhülse und das Schieberelement beweglich zueinander aufgenommen. Durch ein entsprechendes Vorschieben der einzelnen Elemente kann der O-Ring in den Innenraum des Steckverbin- ders überführt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens weist die Drehhülse eine angeschrägte Stirnfläche auf, so dass der O-Ring mittels der Drehbewegung der Drehhülse mit wenigstens einem Teil einer Volldrehung vollumfänglich in eine Aufnahmenut in die Aufnahmeposition gedrückt wird. Der Schrägungswinkel der angeschrägten Stirnfläche entspricht dabei etwa einem Schrägungswinkel, mit dem die O-Ring-Aufnahme in den Grundkörper des Montagewerkzeugs eingebracht ist. Durch ein axiales Vorschieben der Drehhülse nimmt dabei die angeschrägte Stirnfläche den O-Ring aus der O-Ring- Aufnahme mit und schiebt diesen wenigstens teilweise bis zum Innenraum des Steck- verbinders vor. Der Vorteil dabei ist eine elliptische Form des O-Ringes, so dass dieser nicht gestaucht werden muss, um durch den Arbeitskanal des Montagewerkzeugs und durch den Innenraum des Steckverbinders bis in die Aufnahmenut hinein zu gelangen. Dadurch wird eine beschädigungsfreie Montage des O-Rings sichergestellt. Durch die angeschrägte Stirnringfläche wird erreicht, dass bei einer Drehung der Drehhülse der O- Ring über seinem gesamten Umfang in die Aufnahmeposition im Innenraum des Steckverbinders eingeführt wird, was durch das Vorschieben des Schieberelementes unterstützt und sichergestellt wird.

Der Führungsstempel weist ein Kopfende auf, das eine Absatzkante umfasst, und die Absatzkante kann mit einer Seitenfläche der Aufnahmenut zur Aufnahme des O-Ringes in Übereinstimmung gebracht werden, wenn der Führungsstempel so weit vorgeschoben wird, dass das Innenrohr des Steckverbinders im Wesentlichen vollständig in der Zentralbohrung des Führungsstempels aufgenommen ist. Mittels der Absatzkante wird eine Fehlmontage des O-Ringes verhindert, insbesondere dann, wenn die Aufnahmenut in der Innenkontur des Steckverbinders nicht an eine endseitige Stirnfläche angrenzt.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens wird erreicht, wenn der Führungsstempel an der Drehhülse aufgenommen ist, wobei das axiale Vorschieben des Führungsstempels mittels eines axialen Vorschiebens der Drehhülse über einen ersten Vorschubweg ausge- führt wird. Das axiale Vorschieben der Drehhülse erfolgt dabei über einen sich an den ersten Vorschubweg anschließenden zweiten Vorschubweg der Drehhülse unter Kompression einer Zwischenfeder, die zwischen der Drehhülse und dem Führungsstempel angeordnet ist. Dadurch vereinfacht sich die Konstruktion des Montagewerkzeugs, wobei lediglich eine Hubeinrichtung für die Drehhülse und eine Hubeinrichtung für das Schie- berelement erforderlich sind. Das axiale Vorschieben des Führungsstempels erfolgt dann mit der Hubvorrichtung, die mit der Drehhülse zusammenwirkt. Die Kompression der Zwischenfeder erfolgt über einen Kompressionsweg, der dem zweiten Vorschubweg entspricht, wobei der zweite Vorschubweg wenigstens durch den Abstand zwischen der O-Ring-Aufnahme und dem Ende des Mundstücks des Montagewerkzeugs bestimmt ist.

Das Montagewerkzeug kann pneumatische Einrichtungen aufweisen, wobei die Vorschubbewegung der Drehhülse und/oder die Vorschubbewegung des Schieberelementes pneumatisch erzeugt werden können. Zur Druckbeaufschlagung entsprechender Pneumatikaktoren kann eine Steuerung vorgesehen werden, so dass die Pneumatikak- toren über elektropneumatische Ventile angesteuert werden können. Die Drehbewe- gung, die in die Drehhülse eingeleitet wird, wird vorzugsweise mit einer Motor-Getriebe- Einheit erzeugt, die zur Vereinfachung der Konstruktion mit der Vorschubbewegung der Drehhülse mitbewegt wird. Mit weiterem Vorteil weist das Montagewerkzeug ein erstes Schalterelement auf, mittels dem das Ansetzen des Steckverbinders an das Mundstück sensiert wird, wodurch beispielsweise die Vorschubbewegung der Drehhülse ausgelöst wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass das Montagewerkzeug ein zweites Schalterelement aufweist, mittels dem die ausgeführte Vorschubbewegung des Schieberelementes sensiert wird, wodurch beispielsweise die Drehbewegung der Drehhülse ausgelöst wird. Das erste Schalterelement ist dabei beispielsweise mit der Pneumatik verbunden, mit der die Vorschubbewegung der Drehhülse ausgelöst wird. Das zweite Schalterelement ist beispielsweise mit einer elektrischen Einrichtung zum Betrieb der Motor-Getriebe-Einheit verbunden, um die Drehbewegung in der Drehhülse auszulösen.

Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Montagewerkzeug zum Einsetzen eines O- Ringes in einen Steckverbinder, aufweisend einen Grundkörper mit einem Mundstück, an das der Steckverbinder ansetzbar ist; einen Führungsstempel, der in einen Innenraum des Steckverbinders axial einfahrbar ist; eine im Grundkörper axial bewegliche Drehhülse, an der der Führungsstempel aufgenommen ist und ein Schieberelement, das axial beweglich im Grundkörper aufgenommen ist und das die Drehhülse rohrförmig umschließt, wobei der O-Ring aus einer O-Ring-Aufnahme im Grundkörper mittels eines axialen Vorschiebens der Drehhülse zum Innenraum des Steckverbinders hin schiebbar ist und mit dem Schieberelement unter zeitgleicher Drehung der Drehhülse in die Auf- nahmeposition im Innenraum drückbar ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Montagewerkzeugs weist die Drehhülse eine schräge Stirnfläche auf, so dass der O-Ring beim Vorschieben mittels der Drehhülse zum Innenraum des Steckverbinders hin eine angeschrägte Lage aus der O-Ring- Aufnahme beibehält. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass das Schieberelement den O-Ring von einer schrägen, teilweise in den Innenraum ragenden Lage unter gleichzeitiger Drehung der Drehhülse in die Aufnahmeposition drückt, in der der O-Ring in eine Aufnahmenut im Steckverbinder einschnappt. BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine quergeschnittene Ansicht durch ein Montagewerkzeug zur

Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, eine Detailansicht des Montagewerkzeugs in einem Ausgangs;

stand,

Fig. 3 die Detailansicht des Montagewerkzeugs mit eingesetztem und

vorgeschobenem O-Ring und

Fig. 4 eine Detailansicht des Montagewerkzeugs mit einem fertig montierten O-Ring in der Aufnahmeposition im Innenraum eines Steckverbinders.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen, quergeschnittenen Ansicht ein Montagewerkzeug 10 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsetzen eines O-Ringes 1 in einen Steckverbinder 100. Der Steckverbinder 100 weist ein Gehäuse 101 mit einem Innenraum 102 auf, wobei sich ein Innenrohr 103 zentrisch durch den Innenraum 102 hindurch erstreckt, so dass der Steckverbinder 100 zwei getrennt voneinander ausgebildete Fluidkanäle aufweist.

Das Montagewerkzeug 10 weist einen Grundkörper 1 1 mit einem vorderseitigen Mundstück 15 auf. Am Mundstück 15 ist dabei der Steckverbinder 100 aufgenommen. Durch den Grundkörper 1 1 erstreckt sich eine Zentralbohrung hindurch, in der ein Führungsstempel 12, eine Drehhülse 13 sowie ein Schieberelement 14 jeweils axial beweglich aufgenommen sind. Die Zentralbohrung fluchtet dabei mit dem im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführten Innenraum 102 des Steckverbinders 100. Der Führungsstempel 12, die Drehhülse 13 und das Schieberelement 14 sind in der Zentralbohrung des Grundkörpers 1 1 unabhängig voneinander axial verlagerbar aufgenommen. Weiterhin weist der Grundkörper 1 1 eine O-Ring-Aufnahme 16 auf, in die ein eingesetzter O- Ring 1 gezeigt ist. Das Montagewerkzeug 10 befindet sich in der gezeigten Anordnung in einem Ausgangszustand.

Der Führungsstempel 12 ist mit einer Zwischenfeder 18 an der Drehhülse 13 vorge- spannt aufgenommen. Vorderseitig weist der Führungsstempel 12 eine Absatzkante 21 mit einem kegelförmigen Ansatz auf. Wird die Drehhülse 13 über einen Aktuator 22 durch die Zentralbohrung in Richtung zum Steckverbinder 100 bewegt, so führt die Drehhülse 13 den Führungsstempel 12 über das Innenrohr 103 des Steckverbinders 100. Bei der Vorschubbewegung durchdringt die Absatzkante 21 mit dem kegelförmigen Ansatz den O-Ring 1 , der in einer O-Ring-Aufnahme 16 eingesetzt ist. Gelangt das freie Ende des Führungsstempels 12 zur Anlage im Steckverbinder 100, kann die Drehhülse 13 unter Kompression der Zwischenfeder 18 weiter vorgeschoben werden. Dabei kann die Stirnringfläche 17 aufgrund der angeschrägten Ausführung an der Drehhülse 13 den O-Ring 1 mitnehmen, so dass der O-Ring 1 unter Beibehaltung der Schräglage durch die Zentralbohrung des Montagewerkzeugs 10 in Richtung zum Steckverbinder 100 bewegt werden kann.

Das Schieberelement 14 ist mit einem Aktuator 23 bewegbar, wobei das Schieberelement 14 unabhängig von der Axialbewegung der Drehhülse 13 in Richtung zum Steck- verbinder 100 bewegt werden kann. Unabhängig von den Axialbewegungen der Drehhülse 13 und des Schieberelements 14 kann die Drehhülse 13 in Rotation versetzt werden, so dass die Stirnringfläche 17 mit der Anschrägung derart auf den O-Ring 1 einwirken kann, dass dieser in eine Aufnahmenut 104 im Gehäuse 101 des Steckverbinders 1 vollumfänglich einschnappen kann. Die einzelnen Verfahrensschritte werden anhand der folgenden Figuren 2, 3 und 4 detailliert beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine Detailansicht des Montagewerkzeugs 10 mit dem Grundkörper 1 1 , und ein O-Ring 1 sitzt in der O-Ring-Aufnahme 16 im Grundkörper 1 1 ein. Der Steckverbinder 100 ist beabstandet zum Mundstück 15 des Grundkörpers 1 1 gezeigt, Im Kragenbe- reich des Mundstückes 15 befindet sich ein erstes Schalterelement 19.

Wird der Steckverbinder 100 an das Mundstück 15 aufgesetzt, so sensiert das erste Schalterelement 19 den aufgesetzten Steckverbinder 100. Der Vorgang des Einsetzens des O-Ringes 1 in den Steckverbinder 100 kann beispielsweise mit dem ersten Schal- terelement 19 ausgelöst werden, wenn dieses das Ansetzen des Steckverbinders 100 an das Mundstück 15 sensiert.

Fig. 3 zeigt das Montagewerkzeug 10 mit dem Grundkörper 1 1 und mit dem an das Mundstück 15 des Grundkörpers 1 1 angesetzten Steckverbinder 100, was durch das Schalterelement 19 sensiert wird. Die Vorschubbewegung der Drehhülse 13 ist in dem gezeigten Zustand des Montagewerkzeugs 10 ausgeführt worden, so dass der O-Ring 1 unter Beibehaltung der Schräglage teilweise in den Innenraum 102 des Steckverbinders 100 hineinragt. Der Führungsstempel 12 ist vollständig über das Innenrohr 103 geführt worden. Die weitere Bewegung der Drehhülse 13 in Richtung zum Mundstück 15 erfolgt unter Kompression der Zwischenfeder 18. Die Absatzkante 21 am freien Ende des Führungsstempels 12 schließt dabei mit einer Seitenfläche der Aufnahmenut 104 ab, so dass eine Fehlmontage des O-Ringes 1 verhindert wird. Die Drehhülse 13 ist bereits im vorgeschobenen Zustand gezeigt, wobei der Vorschub in der Drehhülse 13 gemeinsam mit dem Führungsstempel 12 durch das erste Schalterelement 19 ausgelöst wurde. Eine Vorschubbewegung des Schieberelements 14 hat dabei noch nicht stattgefunden. Fig. 4 zeigt schließlich einen Zustand des Montagewerkzeugs 10 mit dem Steckverbinder 100, wobei der O-Ring 1 in der Aufnahmenut 104 eingeschnappt ist. Die Drehhülse 13 verbleibt dabei im vorgeschobenen Zustand, so dass auch der Führungsstempel 12 mit maximaler Tiefe in den Innenraum 102 des Steckverbinders 100 eingeschoben bleibt. Anschließend wird das Schieberelement 14 nach vorne in Richtung zum Steck- verbinder 100 verlagert, was durch das zweite Schalterelement 20 sensiert werden kann. Befindet sich das Schieberelement 14 in der gezeigten nach vorne bewegten Position, kann durch das zweite Schalterelement 20 eine Drehbewegung in der Drehhülse 13 ausgelöst werden. Dadurch wird der O-Ring 1 mit wenigstens einer Volldrehung der Drehhülse 13 vollumfänglich in die Aufnahmenut 104 gedrückt, so dass der O-Ring 1 unter leichter Auffederung selbsthaltend in die Aufnahmenut 104 einschnappt. Anschließend kann zuerst das Schieberelement 14 und anschließend die Drehhülse 13 unter Entspannung der Zwischenfeder 18 wieder zurückgezogen werden, so dass auch der Führungsstempel 12 aus dem Steckverbinder 100 zurückgezogen wird. Schließlich kann der Steckverbinder 100 vom Mundstück 15 des Montagewerkzeugs 100 abgenommen werden. Mit dem Montagewerkzeug 10 kann eine halbautomatische Montage des O-Ringes 1 in den Steckverbinder 100 erfolgen, wobei eine beschädigungsfreie Anordnung des O- Ringes 1 in der Aufnahmenut 100 sichergestellt wird. Insbesondere kann der O-Ring 1 trotz des Innenrohres 103 im Innenraum 102 des Steckverbinders 100 montiert werden. Dabei erfolgt die Montage in vergleichsweise kurzer Zeit, so dass die Verwendung des Montagewerkzeugs 10 eine deutlich höhere Taktzeit aufweist als bei einer manuellen Montage des O-Rings 1 im Steckverbinder 100. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelhei- ten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

B ez u q sze i c h e n l i ste

I O-Ring 10 Montagewerkzeug

I I Grundkörper

12 Führungsstempel

13 Drehhülse

14 Schieberelement

15 Mundstück

16 O-Ring-Aufnahme

17 Stirnringfläche

18 Zwischenfeder

19 erstes Schalterelement

20 zweites Schalterelement

21 Absatzkante

22 Aktuator

23 Aktuator 100 Steckverbinder

101 Gehäuse

102 Innenraum

103 Innenrohr

104 Aufnahmenut