CH710174A2 - Kolben-/Kolbenstangeneinheit. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-/Kolbenstangeneinheit für eine Kolbenzylinderanordnung, mit einer koaxialen nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung 7 des Kolbens 1, in die das einen Befestigungsbereich bildende Ende einer Kolbenstange 2 eingeführt ist. Dabei besteht der Kolben 1 aus einem Kolbenbereich 3 und einem die Aufnahmebohrung 7 aufweisenden Befestigungsabschnitt 4, und der in die Aufnahmebohrung 7 eingeführte Befestigungsbereich der Kolbenstange 2 weist eine radial umlaufende Ringnut 12 auf, in die Material des die Ringnut 12 umschliessenden Befestigungsabschnitts 4 des Kolbens 1 in die Ringnut 12 hinein verformt ist. Der Befestigungsabschnitt 4 ist aus einem zylindrischen Befestigungsabschnitt 4 in einen in Kolbenstangenrichtung konischen sich verjüngenden Konusabschnitt 17 verformt.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-/Kolbenstangeneinheit für eine Kolbenzylinderanordnung, mit einer koaxialen nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung des Kolbens, in die das einen Befestigungsbereich bildende Ende einer Kolbenstange eingeführt ist, wobei der Kolben aus einem Kolbenbereich und einem die Aufnahmebohrung aufweisenden Befestigungsabschnitt besteht und der in die Aufnahmebohrung eingeführte Befestigungsbereich der Kolbenstange eine radial umlaufende Ringnut aufweist, in die Material des die Ringnut umschliessenden Befestigungsabschnitts des Kolbens in die Ringnut hineinverformt ist.

[0002] Solche Kolben-/Kolbenstangeneinheiten haben den Vorteil, dass sie aufgrund der nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung des Kolbens dieser Kolben mediumundurchlässig von der einen zur anderen Seite des Kolbens ist.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es eine Kolben-/Kolbenstangeneinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine einfach herstellbare Verbindung hoher Sicherheit des Kolbens mit der Kolbenstange aufweist.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Befestigungsabschnitt aus einem zylindrischen Befestigungsabschnitt in einen in Kolbenstangenrichtung konischen sich verjüngenden Konusabschnitt verformt ist.

[0005] Durch diese Ausbildung führt bei der Verformung des Befestigungsabschnitts zu einem kontinuierlichen Einfliessen Materials des Befestigungsabschnitts in die Ringnut der Kolbenstange, wobei die Ringnut zumindest weitgehend vollständig ausgefüllt wird, was zu einer hohen Sicherheit der Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange führt.

[0006] Die kontinuierliche Verformung des Befestigungsabschnitts in den Konusabschnitt erfolgt dabei in einfacher Weise dadurch, dass ein einen Innenkonus aufweisendes Werkzeug mit dem Innenkonus auf den Befestigungsabschnitt axial aufgeschoben wird. Diese kontinuierliche Verformung ermöglicht es auch ein relativ grosses Materialvolumen zu verformen, wodurch eine Verbindung hoher Belastbarkeit zwischen Kolben und Kolbenstange entsteht.

[0007] Das freie Ende der Kolbenstange hinter der Ringnut ist während dieses Aufschubvorgangs immer in der Aufnahmebohrung geführt und sichert so die Koaxialität von Kolben und Kolbenstange.

[0008] Da das verformte Material sich an die Ringnut anpasst bestehen keine besonderen Anforderungen an die Oberflächengüte im Verbindungsbereich von Kolben und Kolbenstange. Härteschwankungen der Kolbenstangen haben keinen Einfluss auf die Verbindung von Kolben und Kolbenstange.

[0009] Aufgrund der nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung des Kolbens ist der Kolben axial von der einen zur anderen Seite des Kolbens mediumundurchlässig.

[0010] Eine besonders hohe Dichtsicherheit von der einen zur anderen Seite des Kolbens wird dadurch erreicht, dass der Kolbenbereich mit dem Konusabschnitt einteilig ausgebildet ist.

[0011] Zu einer Minimierung der Aufschubkraft des Werkzeugs auf den Befestigungsabschnitt führt es, wenn die umlaufende Mantelfläche des Konusabschnitts um einen Winkel zwischen 5,5° und 9°, insbesondere um einen Winkel zwischen 6,8° und 7,5° zur Längsachse des Kolbens geneigt ist.

[0012] Ein zumindest weitgehend vollständiges Einfliessen des Materials des Befestigungsabschnitts in die Ringnut kann dadurch erreicht werden, dass eine oder beide Seitenwände der Ringnut den Querschnitt der Ringnut radial nach aussen erweiternd geneigt sind.

[0013] Die Neigung der Seitenwände der Ringnut beträgt dabei vorzugsweise zwischen 35° und 55° zur Längsachse des Kolbens.

[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen <tb>Fig. 1<SEP>einen Längsschnitt einer miteinander verbundenen Kolben-/Kolbenstangeneinheit in einem Zylinder <tb>Fig. 2<SEP>einen Längsschnitt des Kolbens der Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach Fig. 1 mit noch unverformtem Befestigungsabschnitt des Kolbens.

[0015] Die in Fig. 1 dargestellte Kolben-/Kolbenstangeneinheit ist in einem Zylinder 10 verschiebbar geführt angeordnet und weist einen Kolben 1 sowie eine Kolbenstange 2 auf.

[0016] Vor dem Zusammenbau hat der Kolben 1 die in Fig. 2 dargestellte Form. Er besteht einteilig aus einem zylindrischen Kolbenbereich 3 und einem Befestigungsabschnitt 4, die koaxial zueinander angeordnet sind.

[0017] Der Kolbenbereich 3 weist eine an seiner zylindrischen Mantelfläche radial umlaufende Dichtungsnut 5 auf, in die später ein Dichtring 6 eingelegt wird, wie in Fig. 1 zu sehen ist.

[0018] Der Befestigungsabschnitt 4 ist als zylindrischer Rohrabschnitt mit geringerem Aussendurchmesser als der Kolbenbereich 3 ausgebildet.

[0019] Koaxial weist der Befestigungsabschnitt 4 eine nichtdurchgehende Aufnahmebohrung 7 auf, die als Stufenbohrung ausgebildet ist, deren kleine Stufe 8 sich im Bodenbereich der Aufnahmebohrung 7 befindet.

[0020] An seiner der Kolbenstange 2 abgewandten Stirnseite weist der Kolben 1 eine nichtdurchgehende Tieflochbohrung 9 auf, in die z.B. ein Ventilelement am dem ihr gegenüberliegenden Ende des Zylinders 10 eintauchbar ist und auf diese Weise einen grösseren Hub der Kolben-/Kolbenstangeneinheit ermöglicht.

[0021] Die Kolbenstange 2 ist an ihrem einen Ende als Befestigungsbereich 11 verringerten Durchmessers ausgebildet, wobei der Durchmesser des Befestigungsbereichs 11 dem Durchmesser der Aufnahmebohrung 7 entspricht.

[0022] Im Bereich des Befestigungsbereichs 11 ist die Kolbenstange 2 mit einer radial umlaufenden Ringnut 12 versehen, deren Seitenwände 13, 13 ́ den Querschnitt der Ringnut 12 radial nach aussen erweiternd um 45° geneigt sind.

[0023] Zur Befestigung der Kolbenstange 2 an dem Kolben 1 wird die Kolbenstange 2 mit ihrem Befestigungsbereich 11 in die Aufnahmebohrung 7 eingeführt, bis sie mit ihrer Stirnseite 14 an dem radialen Übergang 15 von der kleinen Stufe 8 zur grossen Stufe 16 der Aufnahmebohrung 7 zur Anlage kommt.

[0024] Nun wird ein nicht dargestelltes Werkzeug mit einem Innenkegel von der Kolbenstangenseite her mit hoher Kraft auf den Befestigungsabschnitt 4 aufgeschoben. Die umlaufende Mantelfläche des Innenkegels weist einen Winkel 6,5° zu dessen Längsachse 18. Mit Fortschreiten des Aufschiebens des Werkzeugs auf den Befestigungsabschnitt 4 wird dieser sukzessive an seiner äusseren Mantelfläche zu einem Konusabschnitt 18 verformt und mit dem Material an seiner Innenfläche in die Ringnut 12 der Kolbenstange 2 hineinverformt, so dass die Ringnut 12 zumindest weitgehend voll ausgefüllt wird.

Bezugszeichenliste

[0025] <tb>1<SEP>Kolben <tb>2<SEP>Kolbenstange <tb>3<SEP>Kolbenbereich <tb>4<SEP>Befestigungsabschnitt <tb>5<SEP>Dichtungsnut <tb>6<SEP>Dichtring <tb>7<SEP>Aufnahmebohrung <tb>8<SEP>kleine Stufe <tb>9<SEP>Tieflochbohrung <tb>10<SEP>Zylinder <tb>11<SEP>Befestigungsbereich <tb>12<SEP>Ringnut <tb>13<SEP>Seitenwand <tb>13 ́<SEP>Seitenwand <tb>14<SEP>Stirnseite <tb>15<SEP>Übergang <tb>16<SEP>grosse Stufe <tb>17<SEP>Konusabschnitt <tb>18<SEP>Längsachse

Claims (8)

1. Kolben-/Kolbenstangeneinheit für eine Kolbenzylinderanordnung, mit einer koaxialen nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung (7) des Kolbens (1), in die das einen Befestigungsbereich bildende Ende einer Kolbenstange (2) eingeführt ist, wobei der Kolben (1) aus einem Kolbenbereich (3) und einem die Aufnahmebohrung (7) aufweisenden Befestigungsabschnitt (4) besteht und der in die Aufnahmebohrung (7) eingeführte Befestigungsbereich der Kolbenstange (2) eine radial umlaufende Ringnut (12) aufweist, in die Material des die Ringnut (12) umschliessenden Befestigungsabschnitts (4) des Kolbens (1) in die Ringnut (12) hineinverformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (4) aus einem zylindrischen Befestigungsabschnitt (4) in einen in Kolbenstangenrichtung konischen sich verjüngenden Konusabschnitt (17) verformt ist

2. Öffnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenbereich (3) mit dem Konusabschnitt (17) einteilig ausgebildet ist.

3. Öffnungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Mantelfläche des Konusabschnitts (17) um einen Winkel zwischen 5,5° und 9° zur Längsachse (18) des Kolbens (1) geneigt ist.

4. Öffnungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Mantelfläche des Konusabschnitts (17) um einen Winkel zwischen 6,8° und 7,5° zur Längsachse (18) des Kolbens (1) geneigt ist.

5. Öffnungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Seitenwände (13, 13 ́) der Ringnut (12) den Querschnitt der Ringnut (12) radial nach aussen erweiternd geneigt sind.

6. Öffnungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Seitenwände (13, 13 ́) der Ringnut (12) zwischen 35° und 55° zur Längsachse (18) des Kolbens (1) beträgt.

7. Öffnungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

8. Öffnungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (2) aus Stahl besteht.