CH404318A - Kolben mit Kolbenstange, insbesondere für Axialkolbenmaschinen, und Verfahren zur Herstellung des Kolbens mit Kolbenstange - Google Patents

Description

  Kolben mit     Kolbenstange,        insbesondere        für        Axialkolbenmaschinen,     und Verfahren     zur        Herstellung    des Kolbens mit Kolbenstange    Die Erfindung betrifft einen Kolben mit Kolben  stange, insbesondere für     Axialkolbenmaschinen,    wobei  der Kolben und die Kolbenstange durch ein Einsatz  stück zusammengehalten sind. Die Erfindung     betrifft     ferner ein Verfahren zur Herstellung des Kolbens mit  Kolbenstange aus den Einzelteilen.  



  Es ist bekannt, mit Kugelköpfen versehene Kolben  stangen in rohrförmigen Kolben unter Verwendung  von Einsatzstücken,     einschraubbaren    Kolbenböden mit  Kugelpfanne,     Rückzugringen    u. dgl. festzulegen.     Im     allgemeinen werden für die Festlegung der Einsatz  stücke in dem Kolben Sprengringe verwendet, die in  eine Ringnut im Kolbenhemd eingreifen und derart  das Einsatzstück und die darin mit ihrem Kugelkopf  gehaltene Kolbenstange gegen axiale Verschiebung  sichern. Die Einsatzstücke sind dabei in der Regel in  axialer Richtung geteilt, damit der Kugelkopf der  Kolbenstange in die Kugelpfanne des Einsatzstückes  eingesetzt werden kann und hierin gehalten wird.  



  Die     Erfindung    bezweckt eine Verbindung zwischen  Kolben und Kolbenstange, die in der Fertigung und  Montage einfacher, billiger und betriebssicherer als  die bisherigen Ausführungen ist.  



  Gemäss der Erfindung weist das Einsatzstück auf  der der Kolbenstange abgewandten Seite einen axialen  Ansatz auf, der durch eine Öffnung des Kolbenbodens       hindurchgreift    und durch Umpressen gegen eine Schul  ter des Kolbenbodens das Einsatzstück mit der Kol  benstange zugfest in dem Kolben festlegt. Die auf  der Druckseite des Kolbens liegende Schulter ist zweck  mässig als konische Ringschulter ausgebildet. Der  Ansatz des Einsatzstückes kann aus einem koaxialen    Zapfen bestehen, der eine     Ausnehmung    aufweist, in  die ein Werkzeug für das Umpressen des Zapfens  eingeführt werden kann.  



  Bei kugelgelenkiger Verbindung der Kolbenstange  ist das Einsatzstück, wie an sich bekannt,     zweckmässig     mit einer     kalottenförmigen        Ausnehmung    versehen, in  der der Kugelkopf der Kolbenstange gelenkig gehalten  ist. Im Bereich der Kugelpfanne besitzt das Einsatz  stück vorzugsweise einen Aussendurchmesser, der  gleich dem     Innendurchmesser    des Kolbens ist. Durch  den im Durchmesser verjüngten zapfenartigen An  satz des Einsatzstückes wird an diesem eine Ringfläche  gebildet, die sich gegen eine radial nach innen vor  springende Schulter des Kolbens anlegt und beim  Umpressen des Ansatzes gegen diese Schulter ver  spannt wird.  



  Das Einsatzstück kann in irgendeiner Weise mit  der Kolbenstange verbunden sein. Vorzugsweise ist  es jedoch so ausgebildet, dass es vor dem Einsetzen  in den Kolben durch Umpressen eines Ansatzes mit  der Kolbenstange zugfest verbunden werden kann.  Zu diesem Zweck kann an dem Einsatzstück ein weite  rer Ansatz angeordnet sein, der sich gegen eine ent  sprechende Gegenfläche der Kolbenstange umpressen  lässt. Dieser Ansatz wird vorzugsweise durch den  Bund der Kugelpfanne des Einsatzstückes gebildet,  der so ausgebildet ist, dass er mittels geeigneter Vor  richtungen hinter den Kugelkopf der Kolbenstange  gepresst werden kann.  



  Um die erfindungsgemässe Verbindung zwischen  Kolben und Kolbenstange herzustellen, wird bei der  Fertigung zunächst das Einsatzstück durch Umpressen      des an diesem angeordneten Ansatzes gegen die Gegen  fläche der Kolbenstange mit dieser verbunden. Die  Verbindung erfolgt zweckmässig mit Hilfe eines über  das Einsatzstück schiebbaren Pressringes, wobei wäh  rend des Pressvorganges die Kolbenstange selbst den  Pressstempel bilden kann. Anschliessend wird die Kol  benstange zusammen mit dem Einsatzstück in den     rohr-          förmigen    Kolben eingesetzt und durch Umpressen des  anderen an dem Einsatzstück angeordneten Ansatzes  gegen die Gegenfläche des Kolbens in diesem zugfest  festgelegt. Zur Festlegung des Einsatzstückes in dem  Kolben wird zweckmässig ebenfalls ein Pressstempel  verwendet.

   Vorzugsweise besitzt der Pressstempel einen  in die     Ausnehmung    des zapfenartigen Ansatzes des  Einsatzstückes einschiebbaren Kopf, der von einer  konischen Druckfläche axial vorspringt.  



  Die     erfindungsgemässe    Befestigungsart ist gegen  über den bekannten Bauarten mit geteilten Befesti  gungselementen in der Ausführung und in der Her  stellung wesentlich einfacher, billiger und betriebs  sicherer. Ausserdem wird die Montage der Teile  erheblich vereinfacht. Durch geeignete Form des Bun  des des Einsatzstückes und das     Kalibrieren    des zapfen  artigen Ansatzes mittels des Pressringes entsteht  zwangsläufig aus dem vorher zylindrischen Teil des  Kolbeneinsatzes eine     Kalottenform,    welche die Rück  zugskräfte der Kolbenstange aufnehmen kann. Es wird  also durch einfache Pressvorgänge eine Kalotte er  zeugt, die bei geteiltem Kolbeneinsatz in ihrer Genauig  keit nur durch eine spanabhebende Fertigungsmethode  erreicht werden kann.

   Es ist nunmehr möglich, den  Kolbeneinsatz z. B. als Pressteil herzustellen. Das  Kolbenhemd stellt eine Sicherung gegen     aufweiten     des Kolbeneinsatzes durch den Kugelkopf der Kolben  stange dar.  



  Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung. Es zeigen:       Fig.    1 eine Kolbenstange vor der Verbindung mit  einem Einsatzstück gemäss der Erfindung;       Fig.    2 die Kolbenstange mit dem daran befestigten  Einsatzstück gemäss     Fig.    1 vor der Verbindung mit  einem     rohrförmigen    Kolben;       Fig.    3 den zusammengebauten Kolben gemäss den       Fig.    1 und 2 im Längsschnitt.  



  Die Kolbenstange 2, die von bekannter Ausführung  ist, weist einen Kugelkopf 2a und einen im Durch  messer grösseren Kugelkopf 2b auf, der am Trieb  flansch der     Axialkolbenmaschine        angelenkt    wird.  



  Zur Verbindung der Kolbenstange 2 mit dem     rohr-          förmigen    Kolben 1 dient ein Einsatzstück 3, das mit  einer     kalottenförmigen        Ausnehmung    3a versehen ist,  die im Bereich des Bundes 3c von zylindrischer Form  ist, wie bei 3b angedeutet. Der Bund<B>3e</B> erweitert sich  konisch nach aussen, wie     Fig.    1 zeigt.  



  An dem Einsatzstück 3 befindet sich ferner ein  im Durchmesser verjüngter zapfenartiger Ansatz 3d  mit einer axialen Bohrung 3e.  



  Zur zugfesten Verbindung des Einsatzstückes 3  mit der Kolbenstange 2 dient ein Pressring 4, der eine  sich konisch erweiternde Öffnung 4a aufweist     (Fig.    1).    Um die genannten Teile miteinander zu verbinden,  wird der Kugelkopf 2a in die     Ausnehmung        3a/3b    des  Einsatzstückes eingesetzt und dann das Einsatzstück  mit dem darin befindlichen Kugelkopf durch den  Pressring 4 hindurchgedrückt, wobei sich der Bund 3c  des Einsatzstückes um den rückseitigen Teil des Kugel  kopfes 2a herumlegt, wie in den     Fig.    2 und 3 darge  stellt ist. Auf diese Weise ist die Kolbenstange gelenkig  in dem Einsatzstück festgelegt. Die Pressrichtung ist in       Fig.    1 durch den Pfeil A angedeutet.

   Bei diesem     Press-          vorgang    stellt die Kolbenstange 2 selbst den eigent  lichen Pressstempel dar, während der Pressring 4  festgelegt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich,  die Kolbenstange 2 festzulegen und den Pressring 4  über das Einsatzstück 3, in dem sich der Kugelkopf 2a  befindet, zu drücken.  



  Der Aussendurchmesser des Einsatzstückes 3 ent  spricht dem Innendurchmesser des rohrförmigen Kol  bens 1 an der Stelle, wo das Einsatzstück in dem  Kolben zu liegen kommt. Auf diese Weise wird sicher  gestellt, dass das Einsatzstück unter Einwirkung der  über die Kolbenstange wirkenden Rückzugkräfte keine       Aufweitung    erfahren kann.  



  Um die Kolbenstange mit dem daran befestigten  Einsatzstück im Kolben 1 festzulegen, wird die Kol  benstange mit dem Einsatzstück in Pfeilrichtung A in  den Kolben so weit eingeschoben, bis sich die Ring  fläche 3f des Einsatzstückes gegen eine radial vor  springende Schulter la des Kolbens legt. Der zapfen  artige Ansatz 3d des Einsatzstückes greift durch die  Kolbenbohrung im Bereich der radialen Schulter la  und liegt mit seinem Ende innerhalb einer     Ausnehmung          1b    auf der Druckseite des Kolbens. Am Boden dieser       Ausnehmung    befindet sich eine konische Ringschulter       1c,    gegen die der zapfenartige Ansatz gepresst wird.  



  Für diesen Zweck ist ein Pressstempel 5 vorge  sehen, der mit einem axial vorspringenden Kopf 5a  und einer konischen Druckfläche 5b versehen ist. Um  den zapfenartigen Ansatz 3d des Einsatzstückes 3  gegen die konische Ringschulter     1c    zu pressen, wird  der Stempel 5 mit seinem Kopf 5a in die Bohrung 3e  des Zapfens eingeschoben und dann der Rand des  Zapfens über die konische Druckfläche 5b nach aussen  gegen die Ringschulter     1c    gebogen. Hierbei wird das  Einsatzstück mit der Ringfläche 3f gegen die radiale  Schulter la des Kolbens verspannt, so dass die Kolben  stange gegen axiale Verschiebung in dem Kolben  gesichert ist. Während des Pressvorganges stützt sich  die Kolbenstange mit ihrem Kugelkopf 2b an einem  geeigneten     Widerlager    6 ab.

   Die Pressrichtung ist  durch den Pfeil B angedeutet.  



  Die     Fig.    3 zeigt den Kolben und die Kolbenstange  in zusammengebautem Zustand. Zwischen den beiden  Kugelköpfen 2a und 2b besitzt die Kolbenstange einen  kegelförmigen Abschnitt 2c, der sich beim     Verschwen-          ken    der Kolbenstange gegen einen zylindrischen Ab  schnitt     1d    des Kolbens anlegt.  



  Die Erfindung benötigt in der dargestellten Aus  führungsform zur Verbindung von Kolben und Kol  benstange lediglich ein einziges Verbindungselement,      nämlich das Einsatzstück, das zugleich die Pfanne für  das Kugelgelenk der Kolbenstange bildet. Die Ver  bindung ist in der Ausführung und auch in der Her  stellung und Montage ausserordentlich einfach und  insbesondere in der Serienfertigung derartiger Massen  artikel wesentlich billiger als bekannte Konstruktionen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Kolben mit Kolbenstange, insbesondere für Axial kolbenmaschinen, wobei der Kolben und die Kolben stange durch ein Einsatzstück zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (3) auf der der Kolbenstange (2) abgewandten Seite einen axialen Ansatz (3d) aufweist, der durch eine Öffnung des Kolbenbodens hindurchgreift und durch Umpres sen gegen eine Schulter des Kolbenbodens das Ein satzstück (3) mit der Kolbenstange (2) zugfest in dem Kolben (1) festliegt. UNTERANSPRÜCHE 1. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die auf der Druckseite des Kolbens (1) liegende Schulter als konische Ring schulter (Ic) ausgebildet ist. 2.

   Kolben mit Kolbenstange nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz als koaxialer Zapfen (3d) ausgebildet ist, der eine Ausnehmung (3d) aufweist. 3. Kolben mit Kolbenstange nach Unteranspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschulter (1c) in einer Ausnehmung (1b) auf der Druckseite des Kolbens (1) liegt, in die der Zapfen (3d) hinein greift. 4. Kolben mit Kolbenstange nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (3) eine Kugelpfanne (3a) aufweist, in der ein Kugelkopf (2a) der Kolbenstange (2) gelenkig gehalten ist. 5.

   Kolben mit Kolbenstange nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück einen Aussendurchmesser aufweist, der gleich dem Innen durchmesser des Kolbens (1) ist, und sich mit einer am Übergang zum zapfenartigen Ansatz (3d) liegenden Ringfläche (3f) gegen eine radial nach innen vorsprin gende Schulter (la) des Kolbens (1) anlegt. 6. Kolben mit Kolbenstange nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Verbindung zwischen Kolbenstange (2) und dem in dem Kolben (1) festgelegten Einsatzstück (3) durch Umpressen eines Ansatzes des Einsatzstückes gebildet ist. 7.

   Kolben mit Kolbenstange nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz durch den Bund (3c) der Kugelpfanne (3a) des Einsatzstückes (3) gebildet ist, in die die Kolbenstange (2) mit dem Kugel kopf (2a) eingesetzt ist, wobei der gegen die Rückseite des Kugelkopfes (2a) umgepresste Bund am Aussen umfang zylindrisch ausgebildet ist und an der Innen- wandung des rohrförmigen Kolbens (1) anliegt.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung des Kolbens mit Kol benstange gemäss Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass zunächst an der Kolbenstange (2) ein Einsatzstück (3) durch Umpressen eines an diesem (3) angeordneten Ansatzes gegen eine Gegenfläche der Kolbenstange (2) befestigt wird, dann die Kolben stange (2) mit dem Einsatzstück (3) in einen rohr- förmigen Kolben (1) eingesetzt und durch Umpressen eines weiteren, an dem Einsatzstück (3) befindlichen Ansatzes gegen eine Gegenfläche des Kolbens (1) mit dem Kolben zugfest verbunden wird. UNTERANSPRÜCHE B.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Einsatzstük- kes (3) an der Kolbenstange (2) ein Pressring (4) ver wendet wird, und dass während des Pressvorganges zweckmässig die Kolbenstange (2) den gegenüber dem festliegenden Pressring (4) bewegten Pressstempel bil det, derart, dass das Einsatzstück (3) beim Pressvor- gang in seinem Aussendurchmesser kalibriert wird. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Festlegung des Einsatzstückes (3) in dem Kolben (1) ein Pressstempel (5) verwendet wird, der mit einem in die Ausnehmung (3e) des zapfenartigen Ansatzes (3d) des Einsatzstückes (3) einsetzbaren Kopf (5a) versehen ist, der von einer konischen Druckfläche (5b) des Stempels (5) axial vorspringt. 10. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Einsatzstük- kes (3) an der Kolbenstange (2) der Kolben (1) als Pressmatritze verwendet wird.