DE102014202209A1

DE102014202209A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbenzylinder-Aggregates

Info

Publication number: DE102014202209A1
Application number: DE102014202209.6A
Authority: DE
Inventors: Dirk Becker; Hartmut Rölleke; Klaus Schreiner; Wolfgang Hertz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2015-08-06
Also published as: WO2015117787A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines topfförmigen Verschlusses, insbesondere für ein Kolbenzylinder-Aggregat mit einem Boden der eine umlaufenden Ringwandung aufweist, wobei der Verschluss mindestens eine Nut aufweist, wobei in die Ringwandung mittels mindestens eines Rollwerkzeugs mindestens eine nutbildende Sicke eingeformt wird; wobei mittels eines Gegenhalterwerkzeugs das von dem Rollwerkzeug verdrängte Materialvolumen des Verschlusses vom Innenraum des topfförmigen Verschlusses entfernt gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbenzylinder-Aggregates gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem Schwingungsdämpfer bestehen verschiedene konstruktive Möglichkeiten einen Boden mit einem Zylinder zu verbinden. In der Regel wird ein topfförmiger Boden durch ein Schweißverfahren mit dem Zylinder verbunden, wie z. B. in der DE 92 03 542 U1 offenbart ist, wobei der Boden eine umlaufende Nut für einen Dichtungsring aufweist.
Die DE 939 784 C beschreibt einen hydraulischen Teleskopdämpfer, dessen endseitiger Verschluss eine erste Sicke für einen Dichtring und eine zweite Sicke für eine Formschlussverbindung mit einem Zylinder aufweist. Zum Querschnitts des Bodens enthält die DE 939 784 C keine Angaben.
Derzeit werden die Sicken spanend in die Mantelfläche des Verschlusses eingearbeitet. Dadurch entsteht einerseits ein Materialverlust und bearbeitungsbedingt eine Reduzierung der zulässigen Belastung auf den Boden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Kolbenzylinder-Aggregats zu realisieren, wobei die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile im Zusammenhang mit einer Versickung des Zylinders mit einem Boden behobenen sein sollen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in die Ringwandung mittels mindestens eines Rollwerkzeugs mindestens eine nutbildende Sicke eingeformt wird, wobei mittels eines Gegenhalterwerkzeugs das von dem Rollwerkzeug verdrängte Materialvolumen des Verschlusses vom Innenraum des topfförmigen Verschlusses entfernt gehalten wird.
Versuche haben gezeigt, dass die eingerollte Sicke für die Aufnahme eines Dichtrings oder für eine Formschlussverbindung mit dem Zylinder geeignet ist. Des Weiteren tritt aufgrund der Verrollung im Bereich der mindestens einen Sicke eine Materialverfestigung auf. Bei der Verrollung treten keine Bearbeitungsgrate auf, die den Dichtring beschädigen könnten. Des Weiteren wird durch den Gegenhalter eine erhöhte Maßhaltigkeit der mindestens einen Ringnut erreicht, da eine Rückfederung des verdrängten Materials unterbunden wird. Auch einer möglichen Unrundheit des Verschlusses wird mit dem Gegenhalterwerkzeug entgegengewirkt.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird der Verschluss aus einer ebenen Blechplatine hergestellt, z. B. mittels Tiefziehen.
Eine Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung mindestens ein radial zustellbares Rollwerkzeug mit einer die Ringnut bildenden Werkzeugkontur aufweist. Über die radiale Zustellbewegung kann die Nuttiefe individuell eingestellt werden.
Die Taktzeit zur Herstellung des Verschlusses und der Aufbau der Vorrichtung werden dadurch verbessert, indem die Vorrichtung mindestens drei auf einem Teilkreis angeordnete Rollwerkzeuge aufweist. Bei mehreren Rollen ist der notwendige Umformgrad pro Rollwerkzeug geringer, so dass der Verschleiß an dem Rollwerkzeug abnimmt. Durch den Einsatz mehrerer Rollwerkzeuge wird das Werkstück innerhalb der Vorrichtung zentriert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Vorrichtung ein Gegenhalterwerkzeug auf, dessen Außenkontur der Innenkontur des Verschlusses im Bereich der mindestens einen Ringnut angepasst ist.
Es ist nicht auszuschließen, dass der Verschluss während des Umformverfahrens aus der Vorrichtung auswandert. Zur axialen Positionierung weist die Vorrichtung ein Niederhalterwerkzeug auf, das die Position des Verschlusses zum Rollwerkzeug bestimmt. Das Niederhalterwerkzeug kann ggf. auch eine Vorlast ausüben.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
1 Vorrichtung mit einem Kolbenzylinder-Aggregat im Schnitt
2 und 3 Ansichten vom Boden
4 Vorrichtung nach 1 in einer Draufsicht
Die 1 zeigt einem topfförmigen Verschluss 1, insbesondere für ein Kolbenzylinder-Aggregat innerhalb einer Vorrichtung 3. Der Verschluss 1 verfügt über einen Boden 5 mit einem konischen Übergang 7 zu einer umlaufenden Ringwandung 9. Die Ringwandung 9 verfügt über eine erste Ringnut 11 für eine Ringdichtung und eine zweite Ringnut 13 für eine Formschlussverbindung zwischen einem dem Verschluss und einem nicht dargestellten Zylinder.
Der Verschluss 1 wird gemäß den 2 und 3 aus einer ebenen Blechplatine 15 hergestellt und z. B. mittels Tiefziehen in die Topform gebracht. Der Verschluss 1 gemäß 3 wird in die Vorrichtung 3 eingelegt, die mindestens ein radialbewegliches Rollwerkzeug 17 und ein Gegenhalterwerkzeug 19 aufweist. Das Gegenhalterwerkzeug 19 ist auf einem Längenabschnitt mit einem konstanten Außendurchmesser seiner zylindrischen Mantelfläche 21 dem Innendurchmesser des topfförmigen Verschlusses 1 im Bereich der mindestens einen Sicke 11; 13 angepasst. Das mindestens eine Rollwerkzeug 17 weist eine die Sicke 11; 13 bildenden Werkzeugkontur 23; 25 auf.
Des Weiteren verfügt die Vorrichtung 3 über ein Niederhalterwerkzeug 27, das zusammen mit dem Gegenhalterwerkzeug 19 die Position des Verschlusses 1 zum Rollwerkzeug 17 bestimmt. Der Verschluss-Rohling gemäß 3 wird mit seiner Öffnung auf das Gegenhalterwerkzeug 19 aufgelegt. Zwischen der Ringwandung 9 und der zylindrischen Mantelfläche 21 des Gegenhalterwerkzeugs 19 liegt nur ein minimaler Spalt vor. Das Gegenhalterwerkzeug 19 ist bevorzugt axial zu dem mindestens einen Rollwerkzeug 17 verstellbar. Alternativ kann das Rollwerkzeug 17 auch axial verstellbar geführt sein. Die axiale Ausrichtung des Gegenhalterwerkzeugs zum Rollwerkzeug 17 bestimmt die axiale Position der mindestens einen Ringnut 11; 13 im Verschluss 1.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Niederhalterwerkzeug 27 auf den Boden 5 des Verschlusses 1 aufgesetzt. Der Verschluss 1 wird über das Gegenhalterwerkzeug 19 und/oder Niederhalterwerkzeug 27 und/oder dem Rollwerkzeug 17 in Rotation versetzt. Dabei wird das Rollwerkzeug 17 sukzessive in die Ringwandung 9 gedrückt, bis die gewünschte Nuttiefe erreicht ist. Dabei werden Volumenanteile entsprechend der Nutgeometrie von dem Rollwerkzeug 17 axial und/oder radial nach außen verdrängt. Das Gegenhalterwerkzeug 19 verhindert eine Volumenverschiebung nach radial innen, so dass eine Innenwandung 29 des Verschlusses 1 auch im Bereich der mindestens einen Ringnut einen konstanten Innendurchmesser aufweist.
Die 4 zeigt eine Vorrichtung 3 mit drei Rollwerkzeugen 17 auf einem Teilkreis um den Verschluss 1. Durch die Anordnung der Rollwerkzeuge 17 findet eine Kompensation der Umformkräfte innerhalb der Vorrichtung 3 statt. Der Verschluss 1 wird dadurch zentriert.
Bezugszeichenliste

1: Verschluss
3: Vorrichtung
5: Boden
7: konischer Übergang
9: Ringwandung
11: erste Ringnut
13: zweite Ringnut
15: Blechplatine
17: Rollwerkzeug
19: Gegenhalterwerkzeug
21: Mantelfläche
23: Werkzeugkontur
25: Werkzeugkontur
27: Niederhalterwerkzeug
29: Innenwandung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 9203542 U1 [0002]
DE 939784 C [0003, 0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines topfförmigen Verschlusses (5), insbesondere für ein Kolbenzylinder-Aggregat mit einem Boden( 5) und einer umlaufenden Ringwandung (9), wobei der Verschluss (1) mindestens eine Ringnut (11; 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ringwandung (9) mittels mindestens eines Rollwerkzeugs (17) die mindestens Ringnut (11; 13) eingeformt wird, wobei mittels eines Gegenhalterwerkzeugs (19) das von dem Rollwerkzeug (17) verdrängte Materialvolumen des Verschlusses (1) vom Innenraum (29) des topfförmigen Verschlusses (1) entfernt gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (1) aus einer ebenen Blechplatine (15) hergestellt wird.
Vorrichtung für eine Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) mindestens ein radial zustellbares Rollwerkzeug (17) mit einer die Ringnut bildenden Werkzeugkontur (23; 25) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) mindestens drei auf einem Teilkreis angeordnete Rollwerkzeuge (17) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) ein Gegenhalterwerkzeug (19) aufweist, dessen Außenkontur der Innenkontur des Verschlusses (1) im Bereich der mindestens einen Ringnut (11; 13) angepasst ist.
Vorrichtung nacheinem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) ein Niederhalterwerkzeug (27) aufweist, das die Position des Verschlusses (1) zum Rollwerkzeug (17) bestimmt.