DE4422650A1 - Montageverfahren für ein mechanisches Teil und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Montageverfah­ ren für ein mechanisches Teil mit einem Körper mit einer plungerähnlichen Stange und betrifft insbesondere ein Monta­ geverfahren für ein mechanisches Teil zum Montieren einer plungerähnlichen Stange in einem Körper, in dem die plunger­ ähnliche Stange gleitet, um so ein mechanisches Teil zu schaffen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft weiter eine Montagevorrichtung zur Durchführung des Montage­ verfahrens für ein mechanisches Teil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Ein mechanisches Teil mit einem Körper und einer in dem Kör­ per gleitbar eingebauten, hin- und herbewegbaren, plungerähn­ lichen Stange, z. B. hydraulische Steuerventile, die einen Ventilkörper und als hin- und herbewegbare, plungerähnliche Stange einen Schieber aufweisen, sind ein wichtiges Bauteil für einen hydraulischen Steuerschaltkreis in einem automati­ schen Getriebe für Kraftfahrzeuge. Der Ventilkörper weist eine axiale Ventilbohrung auf, die aus mehreren koaxialen, zylindrischen Bohrungsabschnitten mit unterschiedlichen In­ nendurchmessern, die kontinuierlich koaxial in axialer Länge angeordnet sind, besteht, wobei der Ventilschieber aus mehre­ ren entsprechend geformten, koaxialen, zylindrischen Schie­ berabschnitten mit unterschiedlichen Außendurchmessern, die kontinuierlich koaxial in axialer Länge angeordnet sind, be­ steht.

Aufgrund dieser unterschiedlichen Durchmesser der koaxialen, zylindrischen Bohrungsabschnitte und Schieberabschnitte und aufgrund der erforderlichen Paßgenauigkeit des Ventilschie­ bers im Ventilkörper, die ausreichend groß sein muß, um zwi­ schen dem Ventilschieber und dem Ventilkörper eine öldichte Passung zu schaffen, ist es einerseits typisch, die hydrauli­ sche Steuerventileinheit von Hand zu montieren und anderer­ seits sehr schwierig, die Montage zu automatisieren. Eine einfache Möglichkeit, den Ventilschieber in den Ventilkörper einzusetzen, besteht darin, den Ventilschieber in den Ventil­ körper hineinzupressen, nachdem man die vordere Kante des Schiebers abgeschrägt hat, um ihn so mit dem Ventilbohrungs­ abschnitt in Übereinstimmung zu bringen. Wenn der Ventil­ schieber weiter mit einer großen Druckkraft beaufschlagt wird, wird zum gegenseitigen Gleiten der Wandflächen des Ven­ tilschiebers und der Ventilbohrung der Ventilkörper vertikal während des Einsetzens des Ventilschiebers mit einer Vibra­ tion beaufschlagt.

Zum besseren Verständnis einer kurzen Beschreibung eines üb­ lichen automatischen Ventilmontageverfahrens und einer Vor­ richtung zur Durchführung der automatischen Montage von hydraulischen Steuerventileinheiten wird auf die Fig. 9 bis 11 Bezug genommen.

In den Fig. 9 bis 11 ist schematisch eine automatische Ven­ tilmontagevorrichtung dargestellt, die in der nichtgeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-26432 beschrieben ist und die zur Montage einer Ventileinheit 100 dient. Diese Ventileinheit 100 besteht aus einem Ventilkörper 101, einem Ventilschieber 47, einer Schraubenfeder 48 und einem Stopfen 49. Dabei werden insbesondere der Ventilschieber 47 und die Schraubenfeder 48 in eine Ventilbohrung 102 des Ventilkörpers 101 der Reihe nach eingesetzt, und dann wird das offene Ende des Ventilkörpers 101 mittels des Stopfens 49 abgedichtet. Um den Stopfen 49 in seiner Lage zu halten, wird ein Haltestift 41 in eine Haltebohrung 103, die sich radial in die Wand des Ventilkörpers 101 erstreckt, und in eine in dem Stopfen 49 ausgebildete Haltenut 50 eingepaßt. Eine automatische Ventil­ einheit-Montagevorrichtung 200 umfaßt eine Lagerplatte 201, die den Ventilkörper 101 trägt und ihn zu einer vorbestimmten Montagestation bewegt und ausrichtet. An der Montagestation wird nach dem Einsetzen des Schiebers 47, der Schraubenfeder 48 und des Stopfens 49 in ein Führungsrohr 202 mittels einer Zuführ- und Handhabungseinrichtung für die Teile eine Stoß­ einrichtung 203 mit einem schwimmenden Gewichtskopf 204, der mit einem Zylinder 205 verbunden ist, aktiviert, um den Stop­ fen 49 gegen die Schraubenfeder 48 nach unten zu stoßen, bis die Haltebohrung 103 und die Haltenut 50 miteinander ausge­ richtet sind. Während der schwimmende Gewichtskopf 204 den Stopfen 49 nach unten drückt, wird eine Halteeinsetzeinrich­ tung 206 mit einem Zylinder 207 in die Nähe des Ventilkörpers 101 bewegt und ein Haltestift 41 in die Haltebohrung 103 und die Haltenut 50 mittels einer Haltedruckstange 207 einge­ setzt. Um das richtige Einsetzen des Schiebers 47, der Schraubenfeder 48 und des Stopfens 49 in den Ventilkörper 101 durch das Führungsrohr 202 zu erfassen, ist ein mit dem Füh­ rungsrohr 202 in Verbindung stehender Fühler 61 vorgesehen. Weiter sind ein Fühlerpaar 62 und 63 in Verbindung mit der Haltezuführeinrichtung 206 vorgesehen, um festzustellen, ob sich der Haltestift 41 vor und nach dem Einsetzen des Halte­ stifts 41 in seiner Lage befindet, um das richtige Einsetzen des Haltestifts 41 zu erfassen.

Diese automatische Ventileinheit-Montagevorrichtung 200 ist kaum für Ventileinheiten geeignet, bei denen der Ventilkörper eine Ventilbohrung aufweist, die aus mehreren Bohrungsab­ schnitten mit unterschiedlichen Durchmessern besteht und aus einem Ventilschieber besteht, der mehrere Schieberabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt. Eine derartige Ventileinheit wird üblicherweise in der Art montiert, daß zum Einleiten des Einsetzens eines Schiebers in einen Ventilkör­ per der Schieber koaxial mit der Ventilbohrung ausgerichtet wird und dann der Schieber von Hand eingesetzt wird, wobei die koaxiale Ausrichtung zwischen dem Schieber und der Ven­ tilbohrung beibehalten wird. Entsprechend besteht eine der wichtigsten Verbesserungen in der Automation der Ventilindu­ strie darin, die Ventileinheiten automatisch mit weniger Ar­ beitskräften zu montieren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Montage­ verfahren für mechanische Teile und eine Montagevorrichtung für mechanische Teile zu schaffen, die einen Körper mit einer plungerähnlichen Stange umfassen, insbesondere ein Montage­ verfahren für ein mechanisches Teil zu schaffen, bei dem eine plungerähnliche Stange in einem Körper montiert wird, in dem die plungerähnliche Stange gleitet, um so ein mechanisches Teil herzustellen, und weiter eine Montagevorrichtung für das mechanische Teil zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Montage einer plungerähnlichen, zylindrischen Stange, z. B. einem Ventil­ schieber, mit mehreren zylindrischen Abschnitten unterschied­ lichen Außendurchmessers in einem Körper, z. B. einem Ventil­ körper, mit einer axialen Bohrung, die aus mehreren zylindri­ schen Bohrungsabschnitten mit unterschiedlichen Innendurch­ messern besteht, die koaxial in der Reihenfolge der Durchmes­ ser angeordnet sind, zur Herstellung eines mechanischen Teils, mit folgenden Schritten gelöst: Einsetzen einer zylin­ drischen Führungsbuchse mit einem Außendurchmesser, der etwa dem größten Innendurchmesser des zylindrischen Bohrungsab­ schnitts gleich ist, und einem Innendurchmesser, der etwa dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts gleich ist, in den zylindrischen Bohrungsabschnitt mit dem größten Durchmesser; koaxiales Ausrichten des zylindrischen Abschnitts mit größtem Durchmesser der plungerähnlichen Stange mit der zylindrischen Führungsbuchse und darauffolgen­ des Hineindrücken der plungerähnlichen Stange in die Füh­ rungsbuchse und dann in den Körper. Nach dem Entfernen der zylindrischen Führungsbuchse von dem Körper wird die axiale Bohrung mittels einer Ventilkappe verschlossen. Vor dem Ein­ setzen der Führungsbuchse in den Körper wird ein Führungs­ schuh mit einer abgerundeten Innenkante auf die Oberseite des Körpers gesetzt.

Da die in den größten Bohrungsabschnitt eingesetzte Führungs­ buchse einen geraden Bohrungsabschnitt mit dem gleichen Durchmesser wie der Bohrungsabschnitt mit dem zweitgrößten Durchmesser bildet und sich bis zum Eintrittsende des Ventil­ körpers erstreckt, d. h. es wird ein Absatz zwischen den Boh­ rungsabschnitten mit dem größten und dem zweitgrößten Durch­ messer im wesentlichen vermieden, kann die plungerähnliche Stange leicht mit der axialen Bohrung des Körpers ausgerich­ tet werden und entsprechend leicht und glatt in die axiale Bohrung des Körpers eingesetzt werden. Da weiter die abgerun­ dete Innenkante dazu dient, die Führungsbuchse mit dem Boh­ rungsabschnitt größten Durchmessers auszurichten, kann die Führungsbuchse glatt in die axiale Bohrung des Körpers einge­ setzt werden. Die Verwendung dieser Führungsbuchse und des Führungsschuhs macht es sehr einfach, die Montage des mecha­ nischen Teils zu automatisieren.

Während die plungerähnliche Stange mit einer Kraft beauf­ schlagt wird und in die Führungsbuchse und dann in die axiale Bohrung des Körpers eingesetzt wird, wird die Kraft, mit der die plungerähnliche Stange beaufschlagt wird, so überwacht, daß die koaxiale Ausrichtung der plungerähnlichen Stange, insbesondere des zylindrischen Abschnitts mit größtem Durch­ messer, mit der zylindrischen Führungsbuchse oder wiederum der axialen Bohrung berichtigt durchgeführt wird, wenn fest­ gestellt wird, daß die Druckkraft größer als ein vorbestimm­ ter Wert ist, um so eine Störung zwischen dem zylindrischen Abschnitt mit größtem Durchmesser und der zylindrischen Füh­ rungsbuchse oder der axialen Bohrung zu erfassen. Diese wie­ derholte koaxiale Ausrichtung macht es sehr einfach, die Mon­ tage des mechanischen Teils zu automatisieren, sogar bei ei­ nem mechanischen Teil, dessen plungerähnliche Stange leicht aus der koaxialen Ausrichtung mit der Führungsbuchse und der axialen Bohrung beim Einsetzen herausgebracht wird. Die Ein­ stellung des vorbestimmten Wertes auf einen größeren Wert zum Einpressen der plungerähnlichen Stange in die Führungsbuchse als zum Einpressen der plungerähnlichen Stange in den Körper liefert eine Verbesserung bei der genauen Steuerung des Ein­ setzens der plungerähnlichen Stange in die Führungsbuchse und in den Körper bei der automatischen Montage der Ventilein­ heit.

Die Vorrichtung zur Durchführung des automatischen Montage­ verfahrens umfaßt einen Führungsbuchsen-Handhabungsmanipula­ tor zur Handhabung und zum Einsetzen einer zylindrischen Füh­ rungsbuchse mit einem Außendurchmesser, der etwa gleich dem größten Innendurchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts ist, und einem Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts ist, in den zylindrischen Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser vor der Montage der plungerähnlichen Stange in dem Körper und Entfernen der zylindrischen Führungsbuchse von dem Körper nach der Montage der plungerähnlichen Stange in dem Körper, der vertikal mittels eines Lagerständers gelagert ist, und einen Stangen-Handhabungsmanipulator zum Einpressen der plungerähnlichen Stange in die Führungsbuchse und dann in den Körper, so daß die plungerähnliche Stange in den Körper eingesetzt wird.

Ein Führungsschuh, der eine Führungsbohrung mit einem Innen­ durchmesser aufweist, der etwa gleich dem größten Innendurch­ messer des zylindrischen Bohrungsabschnitts ist, wird unmit­ telbar oberhalb des Körpers so angeordnet, daß die Führungs­ buchse mit der axialen Bohrung des Körpers koaxial ausgerich­ tet ist. Die innere Umfangskante des Führungsschuhs ist abge­ rundet, so daß die Führungsbuchse koaxial mit der Führungs­ bohrung und somit mit dem zylindrischen Bohrungsabschnitt mit dem zweitgrößten Durchmesser der axialen Bohrung ausgerichtet wird, wenn die Führungsbuchse mit der abgerundeten Kante in Berührung tritt. Die Verwendung dieser Führungsbuchse und des Führungsschuhs macht es sehr einfach, das koaxiale Ausrichten der Führungsbuchse und die Montage des mechanischen Teils zu automatisieren.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1A eine Aufsicht auf einen Ventilschieber;

Fig. 1B einen Längsschnitt eines hydraulischen Steuerven­ tils;

Fig. 1C eine Explosionsansicht im Längsschnitt eines Ven­ tilkörpers;

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Montagevorrichtung für das in Fig. 1B dargestellte Ventil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Ventilmontagevorrichtung;

Fig. 4 eine Vorderansicht der Ventilmontagevorrichtung zur Darstellung eines Hilfsmontageschrittes;

Fig. 5A bis 5D erläuternde Darstellungen der einzelnen Mon­ tageschritte;

Fig. 6A bis 6B ein Fließbild zur Darstellung eines Schie­ bereinsetzsteuerprogramms für einen in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) eingebauten Mikrocomputer;

Fig. 7A bis 7C erläuternde Darstellungen der unterschiedli­ chen Störungen des Schiebers;

Fig. 8 eine detaillierte, erläuternde Darstellung des Einsetzens des Schiebers in die Führungsbuchse und in den Ventilkörper; und

Fig. 9 bis 11 schematische, perspektivische Darstellungen einer üblichen automatischen Ventilmontagevor­ richtung.

Die folgende Beschreibung betrifft als Beispiel ein Montage­ verfahren und eine Montagevorrichtung für eine hydraulische Steuerventileinheit HCVU, die in den Fig. 1A bis 1B als me­ chanisches Teil dargestellt ist, das in hydraulischen Steuer­ kreisen für automatische Getriebe von Fahrzeugen verwendet wird. Diese Ventileinheit HCVU wird von einem allgemein zy­ lindrischen Ventilkörper 1 als Körper und einem Ventilschie­ ber 3 als Plunger gebildet. Der Ventilkörper 1 ist in zwei Ventilkörperabschnitte unterteilt, nämlich einen Hauptventil­ körper 1A und eine Ventilkörperkappe 1B. Wie weiter unten be­ schrieben, wird die Ventilkörperkappe 1B in dem Hauptventil­ körper 1A montiert, um den gesamten Ventilkörper 1 fertig zu stellen, der eine axiale Ventilbohrung 2 aufweist, die aus mehreren koaxialen, zylindrischen Bohrungsabschnitten be­ steht, nämlich einem zylindrischen Ventilführungsbohrungsab­ schnitt 2a mit kleinem Durchmesser, einem zylindrischen Ven­ tilführungsbohrungsabschnitt 2b mit einem großen Durchmesser, der größer als der Ventilführungsbohrungsabschnitt 2a mit kleinem Durchmesser ist, und einem zylindrischen Schaftfüh­ rungsbohrungsabschnitt 2c mit kleinerem Durchmesser als dem Ventilführungsbohrungsabschnitt 2a mit kleinem Durchmesser, die hintereinander koaxial angeordnet sind. Der Hauptventil­ körper 1A ist insbesondere mit einem zylindrischen Paßboh­ rungsabschnitt 2d ausgebildet, der einen größeren Durchmesser als der des Bohrungsabschnitts 2b mit großem Durchmesser auf­ weist, zusätzlich zu dem Bohrungsabschnitt 2a mit mittlerem Durchmesser und dem Bohrungsabschnitt 2b mit großem Durchmes­ ser. Dieser Paßbohrungsabschnitt 2d ist koaxial zu der axia­ len Ventilbohrung 2 ausgebildet und öffnet sich nach außen. Die Ventilkörperkappe 1B weist einen Außendurchmesser auf, der dem Durchmesser des Paßbohrungsabschnitts 2d des Haupt­ ventilkörpers 1A gleich ist, so daß sie öldicht in den Hauptventilkörper 1A eingepaßt werden kann, und weist weiter einen zylindrischen Ventilführungsbohrungsabschnitt 2a mit einem kleinen Durchmesser auf, der gleich dem Durchmesser des Bohrungsabschnitts 2b mit kleinem Durchmesser des Hauptven­ tilkörpers 1A ist, und weist weiter einen zylindrischen Schaftführungsbohrungsabschnitt 2c auf.

Der Ventilschieber 3 ist in zwei Schieberabschnitte unter­ teilt, nämlich eine erste Schieberhälfte 3A und eine zweite Schieberhälfte 3B. Die erste Schieberhälfte 3A wird einteilig durch zylindrische Schieberabschnitte 3a mit kleinem Durchmesser, einem zylindrischen Schieberabschnitt 3b mit großem Durchmesser und Schieberschäften 3c gebildet. Auf ähn­ liche Weise wird die zweite Schieberhälfte 3B einteilig durch einen Schieberabschnitt 3a kleinen Durchmessers und einen Schieberschaft 3c gebildet. Diese erste und zweite Schieberhälfte 3A und 3B werden als ein gesamter Ventilschie­ ber 3 gleitbar im Ventilkörper 1 montiert und mittels einer Spannfeder 14 in einer Richtung oder in Richtung der Ventil­ körperkappe 1B gespannt. In diesem Fall sind mindestens die Schieberabschnitte 3a und 3b mit kleinem und großem Durchmes­ ser öldicht in den Ventilführungsbohrungsabschnitten 2a bzw. 2b eingepaßt und werden axial zum wahlweisen Öffnen und Schließen mehrerer Ventilöffnungen 1c und/oder 2e, die radial in der Wand des Ventilkörpers 1 ausgebildet sind, verschoben. Der Schieberschaft 3c der zweiten Schieberhälfte 3B ist zum gleichmäßigen Gleiten in den Schaftführungsbohrungsabschnitt 2c eingepaßt.

Fig. 2 und 3 zeigen eine Montagevorrichtung, z. B. eine Ven­ tilmontagevorrichtung VUAA gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung, zum geeigneten Montie­ ren der in den Fig. 1A bis 1B dargestellten hydraulischen Ventileinheit HCVU. Da der Hauptventilkörper 1A als Ein­ trittsabschnitt mit dem Paßbohrungsabschnitt 2d ausgebildet ist, der einen beachtlich größeren Durchmesser als der Boh­ rungsabschnitt 2b mit großem Durchmesser aufweist, in dem der Schieberabschnitt 3b der ersten Schieberhälfte 3A gleitet und dabei Oberflächenberührung mit der Wandfläche des Ventilboh­ rungsabschnitts 2b großen Durchmessers hat, ist es bei der Montage einer derartigen hydraulischen Steuerventileinheit HCVU schwierig, die erste Ventilschieberhälfte 3A in die Ven­ tilbohrung 2 des Hauptventilkörpers 1A einzusetzen und dabei die koaxiale Ausrichtung der ersten Ventilschieberhälfte 3A mit der Ventilbohrung 2, z. B. beim Führen der Schieberab­ schnitte 3b mit großem Durchmesser, mittels der Innenfläche des Bohrungsabschnitts 2a großen Durchmessers beizubehalten.

Um dieses schwierige Einsetzen der ersten Ventilschieber­ hälfte 3A in die Ventilbohrung 2 des Hauptventilkörpers 1A zu erleichtern, wird eine Führungsbuchse 6 mit einem Ringflansch 6a nur zur Montage verwendet, um eine Hilfseintrittsbohrung 6b mit dem gleichen Durchmesser wie dem des Bohrungsab­ schnitts 2b großen Durchmessers zu schaffen. Die Führungs­ buchse 6 hat einen Außendurchmesser, der etwa gleich den bei­ den Durchmessern des Paßbohrungsabschnitts 2d und des Außen­ durchmessers der Ventilkörperkappe 1B ist, und weist einen Bohrungsdurchmesser auf, der etwa gleich dem Durchmesser des Bohrungsabschnitts 2b großen Durchmessers ist. Diese Füh­ rungsbuchse 6 wird in den Paßbohrungsabschnitt 2d der Ventil­ bohrung 2 des Hauptventilkörpers 1A vor dem Einsetzen der ersten Schieberhälfte 3A eingesetzt. Da die Passung des vor­ dersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Ventilschieberhälfte 3A in der Eintrittsbohrung 6b der Füh­ rungsbuchse 6 eine gerade Wand zwischen der Eintrittsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 und dem Ventilbohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers des Hauptventilkörpers 1A bildet, ist es sehr einfach, die erste Ventilschieberhälfte 3A in die Ven­ tilbohrung 2A des Hauptventilkörpers 1A einzusetzen, wobei die Mittelachse der ersten Schieberhälfte 3A mit der Mitte der Ventilbohrung 2 des Hauptventilkörpers 1A ausgerichtet ist.

Um weiter eine mögliche ungenaue koaxiale Ausrichtung zwi­ schen der Führungsbuchse 6 und dem Eintrittsbohrungsabschnitt 2d des Hauptventilkörpers 1A, häufig bedingt durch rauhe End­ bearbeitung des Eintrittsbohrungsabschnitts 2d, zu beherr­ schen, wird ein Führungsschuh 7 stationär direkt am oder min­ destens in Berührung mit dem offenen Ende des Hauptventilkör­ pers 1A vor dem Einsetzen der Führungsbuchse 6 angeordnet. Der Führungsschuh 7 hat eine genau bearbeitete Führungsboh­ rung 7a mit einem Durchmesser, der ungefähr gleich dem des Eintrittsbohrungsabschnitts 2d des Hauptventilkörpers 1A ist, und mit einer inneren Umfangskante 7b, die abgerundet ist. Bevor die erste Schieberhälfte 3A in den Hauptventilkörper 1A eingesetzt wird, wird der Führungsschuh 7 mit dem Hauptven­ tilkörper 1A so ausgerichtet, daß seine Führungsbohrung 7a genau koaxial zur Eintrittsbohrung 2d des Hauptventilkörpers 1A liegt.

Die Ventilmontagevorrichtung VUAA umfaßt einen Arbeitshalte­ ständer 11, der stationär auf einem Schütteltisch ST angeord­ net ist, und einen Führungsschuhhalter, wie z. B. einen Luft­ zylinder 8, der am Arbeitshalteständer 11 befestigt ist. Wenn der Luftzylinder 8 aktiviert wird, drückt er seine Kolben­ stange 9 nach unten, bis sie eine vertikale Lage erreicht, an der ein Führungsschuhhalter 10 stationär angeordnet ist.

Diese Kolbenstange 9 drückt ein hinteres Ende 7c des Füh­ rungsschuhs 7 gegen den stationären Führungsschuhhalter 10 und hält ihn an der beabsichtigten vertikalen Höhe so, daß der Führungsschuh 7 unmittelbar über dem offenen Ende des Hauptventilkörpers 1A vertikal mittels des Arbeitshaltestän­ ders 11 fest in seiner Lage gehalten wird.

Die Ventilmontagevorrichtung VUAA umfaßt weiter als Hauptteil einen Montagemanipulator oder eine Roboterhand 20, deren Be­ trieb mittels einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 34 ge­ steuert wird. Die Roboterhand 20 ist mit einer Fühleinheit oder -einrichtung für eine Innenkraft 22 und einer Mittenaus­ gleichseinrichtung (RCC-Einrichtung) 24 versehen, die mit der Fühleinrichtung 22 für die Innenkraft über einen schwimmenden Verbindungsmechanismus verbunden ist. Diese Fühleinrichtungen für die Innenkraft, die RCC-Einrichtungen und die schwimmen­ den Verbindungsmechanismen sind dem Fachmann für die Roboter­ technik bekannt und können von irgendeiner bekannten Bauweise sein. Die RCC-Einrichtung 24 ist an ihrem Boden mit einer Drehscheibe 26 mit drei Einspannarmen 28 versehen, die in re­ gelmäßigen Winkelintervallen von 120° angeordnet sind, um die mit dem Hauptventilkörper 1A und seinem zugeordneten Teil zu montierenden Teile einzuspannen. Wie weiter unten im einzel­ nen erläutert, schlägt hierbei, wenn die Roboterhand 20 die erste Schieberhälfte 3A in die Ventilbohrung 2 des Hauptven­ tilkörpers 1A einsetzt, der vorderste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A leicht gegen eine abgeschrägte Innenkante C einer Schulter 2f zwischen dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers und der Eintritts­ bohrung 2d oder der Wandfläche des Bohrungsabschnitts 2b großen Durchmessers an, so daß er in einem solchen Fall einer Reaktionskraft davon unterworfen wird. Die Fühleinrichtung 22 für die Innenkraft fühlt und erfaßt X-, Y- und Z-Komponenten der Reaktionskraft, nämlich die Reaktionskraftkomponenten Fx, Fy und Fz, die von der ersten Schieberhälfte 3A aufgenommen werden. Die RCC-Einrichtung 24 hat einen besonderen Aus­ gleichswert, der ausreichend gering ist, so daß verhindert wird, daß der Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A die Wandfläche des Bohrungsab­ schnitts großen Durchmessers 2b des Hauptventilkörpers 1A während des Einsetzens der ersten Schieberhälfte 3A beschä­ digt oder verletzt. Die drei Spannarme 28G, 28S und 28C er­ greifen die erste Schieberhälfte 3A, die Ventilkörperkappe 1B, wobei die zweite Schieberhälfte 3B vorher dort eingesetzt wurde, bzw. die Führungsbuchse 6 mittels ihren Fingern 28a. Die Drehscheibe 26 ist mit einem Luftzylinder 30 ausgerüstet, dessen Kolbenstange 32 mit dem Spannarm 28C für die Ventil­ körperkappe 1B zusammenwirkt, um die Ventilkörperkappe 1B nach unten zu drücken. Der Spannarm 28C mit den Fingern 28a für die Ventilkörperkappe 1B ist mit einer Saugpumpe (nicht dargestellt) versehen, die mit dem Inneren der Ventilkör­ perkappe 1B über die Ventilöffnungen 2e in Verbindung steht, um so eine Ansaugwirkung im Inneren der Ventilkörperkappe 1B herzustellen, wodurch die zweite Schieberhälfte 3B, die vorher in der Ventilkörperkappe 1B angeordnet wurde, gehalten wird.

Wie in den Fig. 4 und 5A bis 5D dargestellt, wird vor der Montage des Ventilschiebers 3 und der Ventilkörperkappe 1B mit dem Hauptventilkörper 1A und dem Fertigstellen der hydraulischen Steuerventileinheit HCVU der Arbeitshaltestän­ der 11, der auf dem Schütteltisch ST angeordnet ist und mit einer geringen vertikalen Vibration beaufschlagt wird und der den Hauptventilkörper 1A hält, in einer Vormontagestellung PP angeordnet, in der eine Schraubenfeder 14 in den Bohrungsab­ schnitt 2a kleinen Durchmessers versenkt wird. Dann wird der Arbeitshalteständer 11, der den Hauptventilkörper 1A mit der in dem Boden der Ventilbohrung 2 angeordneten Schraubenfeder 14 hält, in eine Montagestellung AP unmittelbar unterhalb der Roboterhand 20 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Luftzy­ linder 8 noch nicht aktiviert, der den Führungsschuh 7 ein wenig oberhalb von der Oberseite des Hauptventilkörpers 1A entfernt hält. Andererseits haben die Spannarme 28S, 28G und 28C vorher die erste Schieberhälfte 3A, die Führungsbuchse 6 bzw. die Ventilkörperkappe 1B mit der darin vorher eingepaß­ ten zweiten Schieberhälfte 3B mit ihren Fingern 28a gehalten.

Nach dem Anordnen des Arbeitshalteständers 11 unmittelbar un­ terhalb des Spannarms 28G für die Führungsbuchse, der die Führungsbuchse 6 hält, und einer geringen Drehung der Dreh­ scheibe 26 zum Ausrichten der Führungsbohrung 6b der Füh­ rungsbuchse 6 mit der Eintrittsbohrung 2d des Hauptventilkör­ pers 1A wird der Luftzylinder 8 aktiviert, um seine Kolben­ stange 9 herauszubewegen, so daß das hintere Ende 7c des Füh­ rungsschuhs 7 gegen den Führungsschuhhalter 10 gedrückt und in der beabsichtigten vertikalen Höhe von der Oberseite des Hauptventilkörpers 1A fest angeordnet wird. Hierdurch wird der Führungsschuh 7 festgelegt, um vertikal seine Führungs­ bohrung 7a mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 auszurichten.

Darauffolgend bewegt sich die Roboterhand 20 nach unten, um die Führungsbuchse 6 in den Führungsschuh 7 einzusetzen, bis der Ringflansch 6a der Führungsbuchse 6 gegen die Oberseite des Führungsschuhs 7 anschlägt, wie dies in Fig. 5A darge­ stellt ist. Wenn der Ringflansch 6a der Führungsbuchse 6 ge­ gen die Oberseite des Führungsschuhs 7 anschlägt, ist der Hauptteil des Führungsschuhs 7 in die Eintrittsbohrung 2d des Hauptventilkörpers 1A eingesetzt. Während dieses Einsetzens bewirkt der Führungsschuh 7 eine Änderung der vertikalen Nei­ gung der Führungsbuchse 6 durch den Eingriff des unteren En­ des der Führungsbuchse 6 mit der abgerundeten Kante 7b und hält die Führungsbuchse 6 in koaxialer Ausrichtung mit dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers der Ventilbohrung 2 des Hauptventilkörpers 1A mit Hilfe des schwimmenden Verbin­ dungsmechanismus. Weiter wird durch den Schütteltisch ST eine kleine vertikale Vibration auf den Hauptventilkörper 1A auf­ gebracht, so daß das Einsetzen der Führungsbuchse 6 in den Führungsschuh 7 unterstützt wird. Mit Hilfe des Führungs­ schuhs 7 wird die Führungsbuchse 6 leicht in dem Bohrungsab­ schnitt 2b großen Durchmessers aufgenommen und damit koaxial ausgerichtet.

Nachdem die Roboterhand 20 den Einspannarm 28G für die Füh­ rungsbuchse von der Führungsbuchse 6 gelöst und nach oben be­ wegt hat, dreht er die Drehscheibe 26, bis die erste Schie­ berhälfte 3A unmittelbar oberhalb des Hauptventilkörpers 1A angeordnet ist. Dann bewegt sich die Roboterhand 20 nach un­ ten, um den vordersten Schieberabschnitt 3b mit großem Durch­ messer der ersten Schieberhälfte 3A in die Führungsbuchse 6 einzusetzen. Wenn der vorderste Schieberabschnitt 3b mit großem Durchmesser der ersten Schieberhälfte 3A vollständig glatt in die Führungsbuchse 6 eingesetzt ist, ist eine genaue koaxiale Ausrichtung zwischen der Führungsbohrung 6b der Füh­ rungsbuchse 6, dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers des Hauptventilkörpers 1A und der Schieberabschnitte 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A gewährlei­ stet. Da die Roboterhand 20 sich kontinuierlich nach unten bewegt, werden die Schieberabschnitte 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A nacheinander in die Führungs­ buchse 6 eingesetzt, wobei zwischen den drei Elementen die koaxiale Ausrichtung beibehalten wird. Entsprechend erreicht der vorderste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers den Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers und tritt glatt in ihn ein, wie dies in Fig. 5B dargestellt ist, während einer der Schieberabschnitte 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A sich immer noch in der Führungsbuchse 6 be­ findet. Dieses Einsetzen der ersten Schieberhälfte 3A wird mit Steuerung der auf die erste Schieberhälfte 3A aufgebrach­ ten Druckkraft durchgeführt, wie dies weiter unten beschrie­ ben wird. Während des Einsetzens bringt der Schütteltisch ST kontinuierlich eine kleine vertikale Vibration auf den Haupt­ ventilkörper 1A auf, um so das Einsetzen der Führungsbuchse 6 in den Führungsschuh 7 zu unterstützen. Nachdem mindestens einer der Schieberabschnitte 3b mit großem Durchmesser der ersten Schieberhälfte 3A in den Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers des Hauptventilkörpers 1A eingesetzt ist und dort gehalten wird, gibt die Roboterhand 20 den Einspannarm 28S für den Schieber von der ersten Schieberhälfte 3A frei und bewegt sich nach oben.

Darauf dreht die Roboterhand 20 die Drehscheibe 26, bis der Einspannarm 28G für die Führungsbuchse unmittelbar oberhalb des Hauptventilkörpers 1A angeordnet ist. Dann bewegt sich die Roboterhand 20 nach unten und bewirkt, daß der Einspann­ arm 28G für die Führungsbuchse die Führungsbuchse 6 ergreift und darauffolgend nach oben bewegt, um sie aus dem Hauptven­ tilkörper 1A herauszuziehen. Die Roboterhand 20 dreht erneut die Drehscheibe 26, bis der Einspannarm 28G für die Kappe un­ mittelbar oberhalb des Hauptventilkörpers 1A angeordnet ist, und bewegt sich darauf nach unten, um die Ventilkörperkappe 1B in die Eintrittsbohrung 2d des Hauptventilkörpers 1A bis zu einer Tiefe d durch den Führungsschuh 7 einzusetzen, wie dies in Fig. 5C dargestellt ist. Dann gibt die Roboterhand 20 den Einspannarm 28C für die Kappe von der Ventilkörperkappe 1B frei und bewirkt, daß die Saugpumpe keine Saugwirkung mehr auf die Innenseite der Ventilkörperkappe 1B aufbringt. Hier­ durch fällt die zweite Schieberhälfte 3B nach unten auf die erste Schieberhälfte 3A. Darauf bewirkt die Roboterhand 20, daß der Luftzylinder 30 seine Kolbenstange 32 nach unten be­ wegt und die Ventilkörperkappe 1B vollständig in die Ein­ trittsbohrung 2d hineindrückt und einsetzt, bis die Ventil­ körperkappe 1B gegen die Schulter 2f anschlägt. Während der Luftzylinder 30 die Ventilkörperkappe 1B innerhalb des Haupt­ ventilkörpers 1A mit seiner Kolbenstange 32 nach unten hält, wird ein Haltestift 17 in Öffnungen 1d des Hauptventilkörpers 1A und der Ventilkörperkappe 1B, die miteinander ausgerichtet sind, eingepaßt, um den Hauptventilkörper 1A und die Ventil­ körperkappe 1B miteinander als Gesamtventileinheit 1 fest zu verbinden, wie dies in Fig. 5D dargestellt ist. Darauf bewegt sich die Roboterhand 20 nach oben und ist für die Montage einer weiteren hydraulischen Steuerventileinheit HCVU bereit.

Die genaue Arbeitsweise der Roboterhand 20 zum Einsetzen der ersten Schieberhälfte 3A in den Hauptventilkörper 1A mit ei­ ner gesteuerten Druckkraft wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 6A und 6B in Verbindung mit Fig. 8 erläutert, die ein Fließbild zur Erläuterung eines Schiebereinsetzsteu­ erprogramms für einen in der elektronischen Steuereinheit (ECU) 34 eingebauten Mikrocomputer darstellen. Das Program­ mieren eines Computers ist allgemein in der Technik bekannt. Die folgende Beschreibung soll es einem Programmierer mit üb­ lichem Fachwissen ermöglichen, ein geeignetes Programm für den Mikrocomputer aufzustellen. Die Einzelheiten eines der­ artigen Programms hängen natürlich von der Bauart des beson­ ders ausgewählten Computers ab.

Vor der Erläuterung der Arbeitsweise der Roboterhand 20 für das Einsetzen der ersten Schieberhälfte 3A in den Hauptven­ tilkörper 1A wird auf die Fig. 7A bis 7C Bezug genommen, um einige mögliche Aspekte einer Störung zwischen dem Schie­ berabschnitt 3b großen Durchmessers und dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers während des Einsetzens aufzuzeigen, die das Verständnis der Arbeitsweise der Druckkraftsteuerung erleichtern. Wenn eine Störung zwischen der vorderen Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A und der abgerundeten Kante A der Eintrittsöffnung der Führungsbuchse 6 an einem Punkt a1 auf­ tritt, wie in Fig. 7A dargestellt, wird die Roboterhand 20 mittels einer Lageeinstelloperation so gesteuert, daß eine genaue koaxiale Ausrichtung zwischen der ersten Schieber­ hälfte 3A und der Führungsbuchse 6 erreicht wird. Wenn die koaxiale Ausrichtung zwischen der ersten Schieberhälfte 3A und der Führungsbuchse 6 innerhalb der Führungsbuchse 6 ver­ lorengeht, so daß der vorderste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers sich in bezug auf die Führungsbohrung 6b neigen kann und mit der Wandfläche der Führungsbohrung 6b der Füh­ rungsbuchse 6 mit der oberen und unteren Kante an den Punkte b1 und b2 in Berührung tritt oder daran reibt, wie in Fig. 7B dargestellt, dann wird die Roboterhand 20 gesteuert, um eine Lageeinstellung für die erste Schieberhälfte 3A durchzufüh­ ren, um die koaxiale Ausrichtung zwischen der Ventilbohrung 2 und der ersten Schieberhälfte 3A wieder herzustellen. Weiter wird, wenn die Störung an einem Punkt c1 zwischen dem vorder­ sten Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A und der Innenkante C der Schulter 2f zwi­ schen dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers und der Eintrittsbohrung 2d bewirkt wird, wie in Fig. 7C dargestellt, die Roboterhand 20 mittels der Lageeinstellung gesteuert, um eine genaue koaxiale Ausrichtung zwischen der ersten Schie­ berhälfte 3A und dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers herzustellen.

Das Schiebereinsetzsteuerprogramm beginnt und die Steuerung schreitet direkt zu Schritt S1, bei dem die Roboterhand 20 nach unten bewegt wird, um die erste Schieberhälfte 3A in Richtung der Führungsbuchse 6 zu bewegen. Wenn die vordere Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmes­ sers eine vorher gespeicherte vertikale Höhe erreicht, die ungefähr gleich der Führungshöhe der oberen Fläche der Füh­ rungsbuchse 6 von einem Standardniveau gleich ist, speichert der Mikrocomputer der elektronischen Steuereinheit (ECU) 34 die vertikale Lage der Roboterhand 20 als ursprüngliche oder Null (O)-Lage. Bei Schritt S2 wird die Roboterhand 20 konti­ nuierlich unter besonderen Bedingungen nach unten bewegt, wo­ bei sie eine Druckkraft auf die erste Schieberhälfte 3A auf­ bringt. Während der Abwärtsbewegung der Roboterhand 20 über­ wacht die Fühleinrichtung 22 für die innere Kraft die Reakti­ onskraftkomponenten Fx, Fy und Fz, deren zusammengesetzte Kraft als eine auf die erste Schieberhälfte 3A aufgebrachte Druckkraft F erfaßt wird, und liefert bei Schritt S3 ein der Druckkraft F entsprechendes Signal für eine Entscheidung, ob sie größer oder gleich einem ersten kritischen Wert f1, z. B. ungefähr 100 g, ist. Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, bedeutet dies, daß ein möglicher Anschlag zwischen der vorderen Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A und der abgerunde­ ten Kante A der Eintrittsendenöffnung der Führungsbuchse 6 an einem Punkt a1 stattfindet, wie in Fig. 7A dargestellt. Dann wird, nachdem die Roboterhand 20 unmittelbar in ihrer Ab­ wärtsbewegung unterbrochen wurde, bei Schritt S5 eine korri­ gierende Lageeinstellung durch Verschieben der ersten Schie­ berhälfte 3A in eine Lage in einer horizontalen Ebene in zwei Dimensionen, nämlich den X- und den Y-Richtungen, senkrecht zu einer vertikalen Linie um bestimmte kleine Abstände ge­ startet. Bei Schritt S6 nimmt darauffolgend die Roboterhand 20 erneut ihre Abwärtsbewegung auf. Auf der Grundlage eines Signals von der Fühleinrichtung 22 für die innere Kraft, die die dadurch erzeugte Reaktionskraft überwacht, wird bei Schritt S7 eine Entscheidung darüber gemacht, ob die auf die erste Schieberhälfte 3A aufgebrachte Druckkraft F gleich oder kleiner als ein zweiter kritischer Wert f2, z. B. ungefähr 200 g, ist. Wenn die Antwort auf die Entscheidung "NEIN" ist, zeigt dies, daß die erste Schieberhälfte 3A möglicherweise aus der genauen koaxialen Ausrichtung mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 gebracht wurde, woraufhin dann die Schritte S4 bis S7 wiederholt werden, bis die erzeugte Ant­ wort "JA" ist. Die "JA"-Antwort auf die Entscheidung zeigt, daß die erste Schieberhälfte 3A in ihrer Lage so korrigiert wurde, daß sie genau koaxial mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 ausgerichtet ist.

Wenn andererseits die Antwort der Entscheidung bei Schritt S3 "NEIN" ist, zeigt dies entweder, daß die erste Schieberhälfte 3A genau koaxial mit der Führungsbohrung 6b der Führungs­ buchse 6 ausgerichtet ist oder daß die vordere Kante des vor­ dersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A noch nicht die abgeschrägte Kante A der Eintrittsöffnung der Führungsbuchse 6 erreicht hat, woraufhin dann, nachdem die Abwärtsbewegung der Roboterhand 20 unmit­ telbar bei Schritt S8 unterbrochen wurde, bei Schritt S9 eine Entscheidung darüber gefällt wird, ob die vertikale Absenk­ strecke D aus der ursprünglichen Lage, in die sich die Robo­ terhand 20 bewegt hat, gleich oder größer als eine erste be­ stimmte Strecke d1 ist (siehe Fig. 8). Diese Entscheidung wird auf der Grundlage eines elektrischen, von einem Streckensensor (nicht dargestellt), z. B. ein Potentiometer, erzeugten Signals in Verbindung mit der Roboterhand 20 gemacht. Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, zeigt dies, daß die vordere Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A in die Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 gelangt ist, wobei seine Mittelachse mit der Mittelachse der Führungsbohrung 6 ausgerichtet ist, woraufhin dann die Steuerung zu Schritt S11 fortschreitet, um die Abwärtsbewegung der Roboterhand 20 fortzuführen. Wenn die Antwort der Entscheidung bei Schritt S9 jedoch "NEIN" ist, zeigt dies, daß, obwohl die erste Schieberhälfte 3A mit der Führungsbohrung 6b der Führungs­ buchse 6 koaxial ausgerichtet ist, daß die vordere Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A sich noch nicht in die Führungs­ buchse 6 hineinbewegt hat, woraufhin dann bei Schritt S10 die Roboterhand 20 einen Befehl erhält, um eine 1 mm Abwärtsbe­ wegung mit einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindig­ keit, mit der sie sich während Schritt S2 bewegt, durchzu­ führen. Dieses Unterprogramm der Schritte S2, S3, S8, S9 und S10 wird wiederholt, bis sich die Roboterhand 20 um eine ver­ tikale Abwärtsstrecke D bewegt hat, die gleich der ersten be­ stimmten Strecke d1 von der Ausgangslage ist. In diesem Fall wird die Anzahl der erlaubten Wiederholungen dieses Unter­ programms vorher entsprechend einer Taktzeit bestimmt, und nach der Anzahl der Wiederholungen des Programms wird die Steuerung unterbrochen.

Immer wenn bestimmt wird, daß die auf die erste Schieber­ hälfte 3A aufgebrachte Druckkraft F geringer als der zweite kritische Wert f2 ist, oder daß die vertikale Absenkstrecke D, die sich die Roboterhand 20 von der Ausgangslage bewegen muß, gleich oder größer als die erste bestimmte Strecke d1 ist, wird die Roboterhand 20 bei Schritt S11 unter den be­ stimmten Bedingungen kontinuierlich abwärts bewegt, so daß sie auf die erste Schieberhälfte 3A eine Druckkraft auf­ bringt. Während der Abwärtsbewegung der Roboterhand 20 über­ wacht die Fühleinrichtung 22 für die innere Kraft die Reakti­ onskraftkomponenten Fx, Fy und Fz als Ersatzkomponenten für die Druckkraft und schafft ein der Druckkraft F entsprechen­ des Signal. Bei Schritt S12 wird eine Entscheidung darüber gefällt, ob die Druckkraft F gleich oder größer als ein drit­ ter kritischer Wert f3, z. B. ungefähr 500 g, ist. Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, zeigt dies, daß eine Be­ stimmung darüber getroffen wurde, daß die erste Schieber­ hälfte 3A möglicherweise aus der koaxialen Ausrichtung mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 gelangt ist, und daß eine Störung verursacht wurde, in der der vorderste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers in bezug auf die Führungsbohrung 6b geneigt ist, mit dem Ergebnis, daß die obere und/oder untere Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers mit der Wandfläche der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 an Punkt b1 und b2 in Berührung ge­ treten ist, wie dies in Fig. 7B dargestellt ist. Darauf wird, nachdem bei Schritt S13 die Abwärtsbewegung der Roboterhand 20 unmittelbar unterbrochen wurde, eine korrigierende Lage­ einstellung bei Schritt S14 gestartet, bei der die erste Schieberhälfte 3A in einer horizontalen Ebene in zwei Dimen­ sionen, d. h. der X- und Y-Richtung, senkrecht zu einer verti­ kalen Linie um bestimmte kleine Abstände verschoben wird. Nach der Lageeinstellung nimmt die Roboterhand 20 erneut ihre Abwärtsbewegung bei Schritt S15 auf, und es wird auf der Grundlage eines Signals von dem Kraftfühler 22 bei Schritt S16 eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Druckkraft F gleich oder kleiner als der zweite kritische Wert f2 von 200 g ist. Wenn die Antwort der Entscheidung "NEIN" ist, zeigt dies, daß die erste Schieberhälfte 3A immer noch nicht genau koaxial mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 aus­ gerichtet ist, und immer noch eine Störung vorhanden ist, bei der die gegenüberliegenden Kanten des vordersten Schieberab­ schnitts 3b großen Durchmessers mit der Wandfläche der Füh­ rungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 an den Punkten b1 und b2 in Berührung stehen. Darauf werden die Schritte S13 bis S16 wiederholt, um die Lage der ersten Schieberhälfte 3A in bezug auf die Führungsbuchse 6 zu korrigieren. Die bei Schritt S16 erzeugte "JA"-Antwort zeigt, daß die erste Schieberhälfte 3A in der koaxialen Ausrichtung mit der Führungsbuchse 6 korri­ giert wurde.

Wenn andererseits bei Schritt S12 die Antwort "NEIN" ist, zeigt dies entweder, daß die erste Schieberhälfte 3A genau mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 ausgerichtet ist, woraufhin dann, nachdem die Abwärtsbewegung der Roboter­ hand 20 bei Schritt S17 unmittelbar unterbrochen wurde, bei Schritt S9 eine Entscheidung darüber gefällt wird, ob die vertikale Absenkstrecke D, die sich die Roboterhand 20 von der Ausgangslage bewegt hat, gleich oder größer als eine zweite bestimmte Strecke d1 + d2 (siehe Fig. 8) ist. Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, bedeutet dies, daß die vordere Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A ungefähr in der Nähe des Bodens der Führungsbuchse 6 angelangt ist, wobei ihre Mittelachse in koaxialer Ausrichtung mit der Mittelachse der Führungsbuchse 6 steht, woraufhin dann die Steuerung zu Schritt S20 fortschreitet, um die Abwärtsbewegung der Robo­ terhand 20 fortzuführen. Wenn die Antwort der Entscheidung bei Schritt S9 jedoch "NEIN" ist, zeigt dies, daß der vorder­ ste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A sich immer noch in der Mitte der Führungs­ buchse 6 befindet, woraufhin dann die Roboterhand 20 um 1 mm mit einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit, mit der sie bei Schritt S11 bewegt wird, abwärts bewegt wird. Dieses Programm der Schritte S11, S12, S17, S18 und S19 wird wiederholt, bis sich die Roboterhand 20 um eine vertikale Ab­ senkstrecke D bewegt hat, die gleich dem zweiten bestimmten Abstand d1 + d2 von der Ausgangslage ist.

Immer wenn bestimmt wird, daß die auf die erste Schieber­ hälfte 3A aufgebrachte Druckkraft F geringer als der zweite kritische Wert f2 von ungefähr 200 g ist, oder daß die verti­ kale Absenkstrecke D, die sich die Roboterhand 20 aus der Ausgangslage bewegt hat, gleich oder größer als der zweite bestimmte Abstand d1 + d2 ist, wird die Roboterhand 20 konti­ nuierlich unter den bestimmten Bedingungen bei Schritt S20 abwärts bewegt, und bringt auf die erste Schieberhälfte 3A eine Druckkraft auf. Während der Abwärtsbewegung der Roboter­ hand 20 wird bei Schritt S21 mit Hilfe eines der mittels der Fühleinrichtung 22 für die Innenkraft überwachten Reaktions­ kraft als Ersatz für die Druckkraft F entsprechenden Signals eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Druckkraft F gleich oder größer als der dritte kritische Wert f3 von unge­ fähr 500 g ist. Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, zeigt dies, daß die erste Schieberhälfte 3A sich nicht mehr in koaxialer Ausrichtung mit der Ventilbohrung 2 befindet, und daß möglicherweise eine Störung bei Punkt c1 zwischen dem vordersten Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der er­ sten Schieberhälfte 3A und der Innenkante C der Schulter 2f zwischen dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers und der Eintrittsbohrung 2d auftritt, wie in Fig. 7C dargestellt, wo­ raufhin dann, nachdem die Abwärtsbewegung der Roboterhand 20 bei Schritt S22 unmittelbar unterbrochen wurde, sie die erste Schieberhälfte 3A in zwei Dimensionen, d. h. in der X- und der Y-Richtung, relativ senkrecht zu der vertikalen Linie um be­ stimmte kleine Abstände zur Lagekorrektur bei Schritt S23 verschiebt. Nach der Lageeinstellung nimmt die Roboterhand 20 erneut beim Schritt S24 ihre Abwärtsbewegung auf, und es wird auf der Grundlage eines Signals von der Fühleinrichtung 22 für die innere Kraft bei Schritt S25 eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Druckkraft F gleich oder kleiner als der dritte kritische Wert f3 von ungefähr 500 g ist. Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, zeigt dies, daß die erste Schieberhälfte 3A das Hindernis zwischen dem vordersten Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers und der Schulter 2f überwunden hat und koaxial mit dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers des Hauptventilkörpers 1A ausgerichtet ist und in diesen eingetreten ist. Daraufhin bewirkt die Roboterhand 20, daß der Schiebereinspannarm 28S bei Schritt S29 die erste Schieberhälfte 3A freigibt und sich nach oben bewegt, um den Arbeitsablauf zu beenden. Wenn die erste Schieberhälfte 3A von dem Schiebereinspannarm 28S freigegeben ist, fällt sie aufgrund der Vibration glatt in der Bohrung 2 des Hauptventilkörpers 1A nach unten. Wenn die Antwort der Entscheidung "NEIN" ist, zeigt dies, daß der vorderste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A immer noch von der Schulter 2f behindert wird, woraufhin dann die Schritte S22 bis S25 wiederholt wer­ den, um die Behinderung zu überwinden.

Wenn weiter die Antwort der Entscheidung bei Schritt S21 "NEIN" ist, zeigt dies, daß die erste Schieberhälfte 3A genau mit der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 koaxial aus­ gerichtet ist, woraufhin dann, nachdem die Roboterhand 20 bei Schritt S26 unmittelbar in ihrer Abwärtsbewegung unterbrochen wurde, bei Schritt S28 eine Entscheidung darüber gefällt wird, ob die vertikale Absenkstrecke D, die sich die Roboter­ hand 20 von der Ausgangslage bewegt hat, gleich oder größer als ein dritter bestimmter Abstand d1 + d2 + d3 ist (siehe Fig. 8). Wenn die Antwort der Entscheidung "JA" ist, zeigt dies, daß die vordere Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A in den Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers eingetreten ist, wobei seine Mittelachse koaxial mit der Mittelachse des Boh­ rungsabschnitts 2b großen Durchmessers ausgerichtet ist. Die Steuerung schreitet dann zu Schritt S29, um die erste Schie­ berhälfte 3A freizugeben, und geht zum Ende. Wenn jedoch die Entscheidung bei Schritt S27 "NEIN" ist, zeigt dies, daß der vorderste Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A sich immer noch in der Eintrittsbohrung 2d befindet, woraufhin dann die Roboterhand 20 mit einer Ge­ schwindigkeit, die größer als eine Geschwindigkeit ist, mit der er während Schritt S20 bewegt wurde, um einen (1) mm ab­ wärts bewegt wird. Dieses Unterprogramm der Schritte S20, S21, S26, S27 und S28 wird wiederholt, bis die Roboterhand 20 sich vertikal um die Strecke D von der Ausgangslage bewegt hat, die gleich dem dritten bestimmten Abstand d1 + d2 + d3 ist.

Wie oben beschrieben, wird durch das Vorsehen des dritten kritischen Wertes f3 zur Erfassung der Störung zwischen dem vordersten Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der er­ sten Schieberhälfte 3A mit der Wandfläche der Führungsbohrung 6b der Führungsbuchse 6 und zur Erfassung der Störung zwi­ schen dem vordersten Schieberabschnitt 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A mit der Innenkante C der Schul­ ter 2f zwischen dem Bohrungsabschnitt 2b großen Durchmessers und der Eintrittsbohrung 2d, der größer als der erste kriti­ sche Wert f1 zur Erfassung des Anschlags der vorderen Kante des vordersten Schieberabschnitts 3b großen Durchmessers der ersten Schieberhälfte 3A gegen die abgerundete Kante A der Eintrittsendenöffnung der Führungsbohrung 6 ist, wird die erforderliche Zeit zur vollständigen Montage der hydrauli­ schen Steuerventileinheit HCVU weiter verkürzt. Der dritte kritische Wert f3 kann jedoch kleiner als der erste kritische Wert f1 sein. In einem derartigen Fall ergeben sich weniger Riefen an der Umfangsfläche der Ventilbohrung 2.

Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sind andere Ausführungen und Abänderungen für den Fachmann naheliegend, die sich aus dem Sinngehalt und dem Umfang der Erfindung ergeben, wobei derartige Ausfüh­ rungsformen und Abänderungen mit von den folgenden Ansprüchen umfaßt werden sollen.

Claims (19)

1. Montageverfahren für ein mechanisches Teil mit einem eine axiale Bohrung aufweisenden Körper, wobei die Bohrung mehrere zylindrische Bohrungsabschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern, die in der Reihenfolge der Durchmesser ko­ axial angeordnet sind, umfaßt, und mit einer plungerähnli­ chen, gleitbar in den Körper eingesetzten Stange, die mehrere zylindrische Abschnitte mit unterschiedlichen Außendurchmes­ sern aufweist, wobei der größte Außendurchmesser ungefähr gleich dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Boh­ rungsabschnitts ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Einsetzen einer zylindrischen Führungsbuchse (6) mit einem Außendurchmesser, der etwa dem größten Innendurchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2d) gleich ist, und einem Innendurchmesser, der etwa dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2b) gleich ist, in den zy­ lindrischen Bohrungsabschnitt (2d) mit größerem Durchmesser;
koaxiales Ausrichten des zylindrischen Abschnitts (3b) mit größtem Durchmesser der plungerähnlichen Stange (3A) mit der zylindrischen Führungsbuchse (6);
Hineindrücken der plungerähnlichen Stange (3A) in die Füh­ rungsbuchse (6) und dann in den Körper (1A);
Entfernen der zylindrischen Führungsbuchse (6) aus dem Körper (1A); und
Schließen der axialen Bohrung (2).

2. Montageverfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch den Schritt:
Anordnen eines Führungsschuhs (7) zum koaxialen Ausrichten der zylindrischen Führungsbuchse (6) in dem zylindrischen Bohrungsabschnitt (2b) mit zweitgrößtem Durchmesser und Befe­ stigen des Führungsschuhs (7) in einer Lage vor dem Einsetzen der zylindrischen Führungsbuchse (6) in den zylindrischen Bohrungsabschnitt (2d) mit größerem Durchmesser.

3. Montageverfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch den Schritt:
Überwachen einer Druckkraft (F), mit der die plungerähnliche Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) und dann in den Körper (1A) hineingedrückt wird, und
Wiederholen des koaxialen Ausrichtens des zylindrischen Ab­ schnitts (3b) größten Durchmessers der plungerähnlichen Stange (3A) in bezug auf die zylindrische Führungsbuchse (6), wenn festgestellt wird, daß die Druckkraft (F) größer als ein vorbestimmter Wert ist.

4. Montageverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte vorbestimmte Wert zum Hineinpressen der plungerähnlichen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) größer ist als zum Hineinpressen der plungerähnlichen Stange (3A) in den Körper (1A).

5. Montageverfahren nach Anspruch 3, weiter gekennzeichnet durch den Schritt:
Wiederholen des Hineinpressens der plungerähnlichen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) und in den Körper (1A), wenn festgestellt wird, daß die Druckkraft (F) größer als ein vor­ bestimmter Wert ist.

6. Montageverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte vorbestimmte Wert zum Hineinpressen der plungerähnlichen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) größer als zum Hineinpressen der plungerähnlichen Stange (3A) in den Körper (1A) ist.

7. Montageverfahren für eine hydraulische Steuerventil­ einheit mit einem mit mehreren zylindrischen Bohrungsab­ schnitten, die einen Teil einer axialen Ventilbohrung bilden, die unterschiedliche Durchmesser aufweist, und die in der Reihenfolge der Durchmesser koaxial angeordnet sind, gebilde­ ten Ventilkörper, einer Ventilkappe mit mehreren, einen weiteren Teil der axialen Ventilbohrung bildenden, zylindri­ schen Bohrungsabschnitten mit unterschiedlichen Innendurch­ messern, die koaxial angeordnet sind, wobei die zylindrische Ventilkappe in den zylindrischen Bohrungsabschnitt größten Durchmessers des Ventilkörpers eingepaßt wird, um so die axiale Ventilbohrung zu vervollständigen, und einem Ventil­ schieber mit mehreren zylindrischen Schieberabschnitten mit unterschiedlichen Außendurchmessern, der für eine gleitende Bewegung in die axiale Ventilbohrung eingebaut wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Einsetzen einer zylindrischen Führungshülse (6) mit einem Außendurchmesser, der etwa dem größten Innendurchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2d) des Ventilkörpers (1A) gleich ist, und einem Innendurchmesser, der etwa dem zweit­ größten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2b) des Ventilkörpers (1A) gleich ist, in den zylindrischen Boh­ rungsabschnitt (2d) mit größerem Durchmesser des Ventilkör­ pers (1A);
koaxiales Ausrichten des zylindrischen Abschnitts (3b) mit größtem Durchmesser mit der zylindrischen Führungsbuchse (6);
Hineindrücken des Ventilschiebers (3A) in die Führungsbuchse (6) und dann in den Ventilkörper (1A);
Entfernen der zylindrischen Führungsbuchse (6) aus dem Ven­ tilkörper (1A); und
Einsetzen der zylindrischen Ventilkappe (1B) in den Ventil­ körper (1A).

8. Montageverfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
Überwachen einer Druckkraft (F), mit der der Ventilschieber (3A) in die Führungsbuchse (6) und dann in den Ventilkörper (1A) hineingedrückt wird, und Ausrichten des zylindrischen Schieberabschnitts (3b) mit größtem Durchmesser mit der zy­ lindrischen Führungsbuchse (6) und erneutes Hineindrücken des Ventilschiebers (3A) in die Führungsbuchse (6) oder in den Ventilkörper (1A), immer wenn festgestellt wird, daß die Druckkraft (F) größer als ein vorbestimmter Wert ist.

9. Montageverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert zum Hinein­ drücken des Ventilschiebers (3A) in die Führungsbuchse (6) größer eingestellt wird als zum Hineindrücken des Ventil­ schiebers (3A) in den Ventilkörper (1A).

10. Montagevorrichtung für ein mechanisches Teil, umfas­ send einen Körper mit einer axialen Bohrung, die aus mehreren zylindrischen Bohrungsabschnitten mit unterschiedlichen In­ nendurchmessern besteht, die koaxial in der Reihenfolge der Durchmesser angeordnet sind, und mit einer plungerähnlichen, gleitbar in dem Körper eingebauten Stange, die mehrere zylin­ drische Abschnitte unterschiedlichen Außendurchmessers auf­ weist, wobei der größte Außendurchmesser ungefähr gleich dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts ist, gekennzeichnet durch
einen den Körper (1A) vertikal lagernden Arbeitshalteständer (11);
einen Manipulator (28G) zur Handhabung und zum Einsetzen einer zylindrischen Führungsbuchse (6) mit einem Außendurch­ messer, der ungefähr gleich dem größten Innendurchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2d) ist, und einem Innen­ durchmesser, der ungefähr gleich dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2b) ist, in den zylin­ drischen Bohrungsabschnitt (2d) größeren Durchmessers vor der Montage der plungerähnlichen Stange (3A) in den Körper (1A) und Entfernen der zylindrischen Führungsbuchse (6) aus dem Körper (1A) nach der Montage der plungerähnlichen Stange (3A) in den Körper (1A); und
einen Manipulator (28S) zum Hineindrücken der plungerähnli­ chen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) und dann in den Körper (1A), um die plungerähnliche Stange (3A) in den Körper (1A) einzusetzen.

11. Montagevorrichtung nach Anspruch 10, weiter gekennzeichnet durch einen Führungsschuh (7) zur Positionierung der Führungsbuchse (6) in bezug auf die axiale Bohrung (2) des Körpers (1A).

12. Montagevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschuh (7) eine Führungsbohrung (7a) mit einem Innendurchmesser aufweist, der ungefähr gleich dem größten Innendurchmesser des zylindri­ schen Bohrungsabschnitts (2d) ist, und einer abgerundeten Kante (7b) längs eines inneren Umfangs des Führungsschuhs (7) zur koaxialen Ausrichtung der Führungsbuchse (6) mit dem zylindrischen Bohrungsabschnitt (2b) zweitgrößten Durchmes­ sers, wenn die Führungsbuchse (6) mit der abgerundeten Kante (7b) in Berührung kommt.

13. Montagevorrichtung nach Anspruch 11, weiter gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (10) zur Festlegung des Führungsschuhs (7) und zur Schaffung einer Ausgangslage, von der eine Strecke für eine vertikale Bewe­ gung der plungerähnlichen Stange (3A) gemessen wird.

14. Montagevorrichtung nach Anspruch 10, weiter gekennzeichnet durch eine Positioniereinrichtung (24) für einen Führungsbuchsen-Handhabungsmanipulator (28G) und einen Stangen-Handhabungsmanipulator (28S), um die plunger­ ähnliche Stange (3A) in zweidimensionaler Lage zur Wiederher­ stellung einer koaxialen Ausrichtung des zylindrischen Ab­ schnitts (3b) größten Durchmessers der plungerähnlichen Stange (3A) in bezug auf die Führungsbuchse (6) bzw. die axiale Bohrung (2) des Körpers (1A) zu berichtigen.

15. Montagevorrichtung nach Anspruch 14, weiter gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (22) zur Überwachung einer Druckkraft (F), mit der die plungerähnliche Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) und dann in den Körper (1A) hineingedrückt wird, und um die Positioniereinrichtung (24) zu aktivieren, um zu bewirken, daß der Stangen-Handha­ bungsmanipulator (28S) die koaxiale Ausrichtung des zylindri­ schen Abschnitts (3b) größten Durchmessers der plungerähnli­ chen Stange (3A) mit der axialen Bohrung (2) des Körpers (1A) wieder hergestellt wird, wenn festgestellt wird, daß die Druckkraft (F) größer als ein vorbestimmter Wert ist.

16. Montagevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte vorbestimmte Wert zum Hineindrücken der plungerähnlichen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) größer ist als zum Hineindrücken der plungerähnlichen Stange (3A) in den Körper (1A).

17. Montagevorrichtung nach Anspruch 14, weiter gekennzeichnet durch den Schritt:
Wiederholen des Hineindrückens der plungerähnlichen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) und den Körper (1A), wenn festgestellt wird, daß die Druckkraft (F) größer als ein vor­ bestimmter Wert ist.

18. Montagevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte vorbestimmte Wert zum Hineindrücken der plungerähnlichen Stange (3A) in die Führungsbuchse (6) größer als zum Hineindrücken der plungerähnlichen Stange (3A) in den Körper (1A) ist.

19. Montagevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Teil eine hydrau­ lische Steuerventileinheit ist, die als den Körper (1A) einen Ventilkörper mit mehreren zylindrischen Bohrungsabschnitten (2a, b, d) aufweist, die einen Teil einer axialen Ventilbohrung (2) bilden, die unterschiedliche Innendurchmesser hat, und die in der Reihenfolge der Durchmesser koaxial angeordnet sind, weiter eine zylindrische Ventilkappe (1B) mit mehreren zylindrischen Bohrungsabschnitten (2a, c), die einen anderen Teil der axialen Ventilbohrung (2) mit unterschiedlichen Innendurchmessern bilden und koaxial angeordnet sind, umfaßt, wobei die zylindrische Ventilkappe (1B) in den zylindrischen Bohrungsabschnitt (2d) größten Durchmessers den Ventilkörpers (1A) eingepaßt wird, um die axiale Ventilbohrung (2) zu ver­ vollständigen, und weiter die plungerähnliche Stange (3A) ein Ventilschieber mit mehreren zylindrischen Schieberabschnitten (3a, b, c) mit unterschiedlichen Außendurchmessern ist, der gleitbar in die axiale Ventilbohrung (2) eingebaut ist, wobei der größte Außendurchmesser des zylindrischen Schieberab­ schnitts (3b) ungefähr gleich dem zweitgrößten Durchmesser des zylindrischen Bohrungsabschnitts (2b) des Ventilkörpers (1A) ist.