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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Lösesicherung am Gewindering eines Hydrostataktor, bei welchem im Gehäuse eines hydraulischen Geberzylinders ein, eine mit einem Druckmittel befüllte Druckkammer mit Druck beaufschlagender Kolben axial beweglich gelagert und gegenüber dem Innenraum des Gehäuses mittels einer Dichtung abgedichtet wird, sowie einen Hydrostataktor, nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9.
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Aus der
WO 2011/050767 A1 ist ein Hydrostataktor bekannt, welcher ein, einen Geberzylinder enthaltendes Gehäuse und einen in einem Geberzylinder axial verlagerbaren, eine mit Druckmittel befüllte Druckkammer mit Druck beaufschlagenden Kolben aufweist und mit einem, einen Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Planetenwälzgetriebe mit einer Hülse, einer Gewindespindel und zwischen diesen abwälzenden Planetenwälzkörpern sowie mit einem das Planetenwälzgetriebe antreibenden Elektromotor mit einem fest am Gehäuse verbundenen Stator und einem gegenüber diesem verdrehbaren Rotor ausgebildet ist. Dabei ist der Geberzylinder radial außerhalb des Planetenwälzgetriebes angeordnet, der den axial durch eine Hülse verlagerten Kolben und die durch das Gehäuse und den Kolben gebildete, mit dem Druckanschluss versehene Druckkammer enthält. Kolben und Druckkammer sind jeweils ringförmig um die Hülse angeordnet. Die Druckkammer ist mittels zwischen Kolben und Gehäuse angeordneter Nutringdichtungen nach außen abgedichtet. Eine weitere Nutringdichtung dichtet den Kolben gegenüber dem Innenraum des Gehäuses ab.
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Eine Kolben/Zylinder-Einheit ist auch aus der
EP 2 025 951 A2 bekannt. Hier ist der Kolben über ein Innengewinde mit einer Kolbenstange verbunden und über ein axial wirkendes Sicherungselement gegen Losdrehen gesichert.
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Aus der
DE 11 2012 006 932 T5 ist es bekannt einen Kolben mit einer Kolbenstange zu verstemmen, so dass sich dieser Kolben in Folge von Erschütterungen nicht lösen kann.
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Aus der
WO 14 048 427 A1 ist bereits bekannt, dass diese Innendichtung mittels eines Gewinderinges im Geberzylinder gegen Verschiebung stabilisiert ist. Dieses ist so auch in der
DE 10 2014 220 415 A1 und auch in der
DE 10 2015 216 235 A1 gezeigt.
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Dabei ist der Gewindering formschlüssig mittels eines Gewindes an dem Hydraulikgehäuse des Hydrostataktors befestigt und kann stoffschlüssig gegen Lösen gesichert sein. Diese stoffschlüssige Verbindung erfolgt über eine mikroverkapselte Klebstoffbeschichtung, um zu verhindern, dass thermische Belastungen, Vibrationen und das Lastwechsel-Umkehrspiel des Planetenwälzgetriebes zum selbsttätigen, ungewollten Lösen der Schraubverbindung des Gewinderinges mit dem Gehäuse führen.
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Allerdings hat die Beschichtung mit dem mikroverkapselten Klebstoff eine Reihe von Nachteilen. So ist zum Auftragen der mikroverkapselten Klebstoffschicht ein separater Arbeitsschritt bei einem Zulieferer oder dem Hersteller des Hydrostataktors notwendig, wodurch hohe Kosten entstehen. Die Lieferkette wird durch den zusätzlichen Bearbeitungsschritt länger und komplexer, wobei beispielsweise Trocknungszeiten einzuhalten sind. Da die Auftragsmenge des Klebstoffes bei der Beschichtung nicht exakt eingestellt werden kann und zusätzlich die beiden Gewinde des Gewinderinges und des Gehäuses Toleranzen unterliegen, kann ein zu geringes Lösemoment infolge zu geringer Klebstoffmenge oder ein Austritt von Klebstoffkrümeln infolge zu hoher Klebstoffmenge die Folge sein. Die differenzierte Auftragsmenge des Klebstoffes hat einen großen Einfluss auf das Montagedrehmoment und bewirkt somit die Schwankungen der erzielten verschraubten Vorspannung zwischen Gewindering und Gehäuse. Die verwendeten Klebstoffe haben nur eine eingeschränkte Beständigkeit gegen die, im Hydrostataktor wirkenden Temperatur- und Medieneinflüsse, wodurch ein ausreichend hohes Lösemoment unter Umständen nicht über die gesamte Lebensdauer gewährleistet ist.
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Es ist bekannt, die oben erwähnten Nutringdichtungen über eine separate Kunststoffarmierung 11, wie sie in 4 dargestellt ist, zusätzlich zu stabilisieren. In einer anderen Ausführung kann diese Armierung als angespritzter Kunststoffring fester Bestandteil des Gewinderings sein, wodurch der Bauraumbedarf und die Anzahl der zu montierenden teile reduziert werden. Mikroverkapselten Klebstoff vor dem Anspritzen der Kunststoffarmierung aufzutragen, ist wegen der dabei entstehenden thermischen Belastung des Klebstoffes unzulässig. Die umgekehrte Reihenfolge birgt enorme Risiken für eine Beschädigung oder Verunreinigung der sensiblen Armierung beim Teile-Handling, weshalb die Kombination aus angespritzter Armierung und klebstoffbasierter Lösesicherung schwer umsetzbar ist.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sicherung des Gewinderings an einem Hydrostataktor ohne Klebstoffvorbeschichtung, sowie einen Hydrostataktor, welcher zur Sicherung des Gewinderinges keine Klebstoffbeschichtung aufweist, anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Hierbei wird die Dichtung von einem Gewindering stabilisiert welcher in einen Verstemmvorgang in Richtung des Gehäuses gegen Verdrehung gesichert wird. Infolge der, durch die Verstemmung entstehenden Verformung entsteht zwischen den beiden Bauteilen Gewindering und Gehäuse lokal eine reib- und gegebenenfalls auch formschlüssige Verbindung, die das selbsttätige Lösen des Gewinderings vom Gehäuse hemmt. Die Höhe des Lösemoments ist unter anderem abhängig von Form, Art, Position und Anzahl der Verstemmungen. Mittels dieser mechanischen Verbindung wird eine zuverlässige Lösesicherung unter Verzicht auf eine stoffschlüssige Verbindung mittels Klebstoffbeschichtung realisiert. Geometrische Änderungen an dem Gehäuse des Geberzylinders sowie an dem Gewindering werden zuverlässig unterbunden, wodurch ein besonders einfacher und kostengünstiger Montageschritt ermöglicht wird. Zusätzliche Montageschritte, wie beispielsweise das Auftragen eines Flüssigklebstoffes, entfallen, was die Kosten weiterhin reduziert.
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Vorteilhafterweise wird bei dem Verstemmvorgang der Gewindering unter Einwirkung einer lokalen Flächenpressung in Richtung des Gehäuses punktuell plastisch verformt. Durch eine solche lokale Verformung, die punktuell mehrfach am Umfang des Gewinderinges ausgebildet sein kann, wird ein Lösen des Gewinderinges infolge der Betätigung des Hydrostataktors zuverlässig unterbunden.
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In einer Ausgestaltung wird der Verstemmvorgang radial an dem Gewindering ausgeführt, wodurch der Gewindering radial an dem Gehäuse befestigt wird.
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Um Rückfederungen und Materialbelastungen beim Verstemmvorgang gering zu halten, wird während der radialen Verstemmung des Gewinderinges die radial aufgebrachte Kraft am Innendurchmesser des Gehäuses abgestützt.
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In einer Variante wird als Gewindering ein Aluminium-Schraubteil verwendet, wobei die radiale Verstemmung im Bereich eines für den Montagevorgang vorgesehenen Eingriffs im Bereich des Gewindes des Aluminium-Schraubteils ausgeführt wird. Da der Gewindering im Bereich des Eingriffs seine geringste Wandstärke aufweist, ist eine einfache und leichte Verformung möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Verstemmvorgang axial an dem Gewindering ausgeführt. Auch hierbei erfolgt eine punktuelle Verbindung des Gewinderinges mit dem Gehäuse, was zur Realisierung einer Lösesicherung des Gewinderinges am Gehäuse führt.
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In einer Ausgestaltung wird der Gewindering an der, für die Verstemmung vorgesehenen Position ausgespart, vorzugsweise geschlitzt. Durch diese Schlitzung wird eine Verzahnung des Gewinderinges mit dem Gehäuse erreicht. Die Verstemmung wird dabei so ausgeführt, dass sie sich beim Lösen im Kunststoff des Gehäuses abstützt.
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In einer Variante wirkt zur axialen Verstemmung ein stempelförmiges Verstemmwerkzeug auf eine Stirnfläche des Gewinderinges ein und verformt diesen plastisch in Richtung des Hydraulikgehäuses.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Hydrostataktor, umfassend ein Hydraulikgehäuse, in welchem ein, eine mit einem Druckmittel gefüllte Druckkammer mit Druck beaufschlagender Kolben axial beweglich gelagert ist und der Kolben gegenüber dem Kolbenraum des Gehäuses mittels einer Dichtung abgedichtet ist, wobei der Kolben durch einen Elektromotor über ein, den Drehantrieb des Elektromotors in eine Linearbewegung umwandelndes Getriebe antreibbar ist. Bei einem Hydrostataktor, bei welchem die Montage einfacher umgesetzt werden kann, ist die Dichtung durch einen Gewindering stabilisiert, welcher mit dem Gehäuse verstemmt ist. Die Verstemmung stellt dabei eine mechanische Verbindung zwischen Gewindering und Gehäuse dar, die einfach aber zuverlässig zu realisieren ist und wobei auf eine konstruktive Veränderung von Gehäuse und Gewindering verzichtet werden kann.
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Vorteilhafterweise ist der Gewindering als Aluminium-Schraubteil ausgebildet, welcher mit dem Kunststoffgehäuse verschraubt ist und mindestens eine Verstemmung zwischen Gewindering und Gehäuse lokal ausgebildet ist. Somit kann auf eine zusätzliche Klebverbindung verzichtet werden, wodurch Kosten reduziert werden und Bearbeitungsschritte entfallen und die Schraubvorspannung zwischen Gewinderring und Hydraulikgehäuse geringeren Schwankungen unterliegt. Darüber hinaus wird eine zuverlässige Lösesicherung eingestellt, insbesondere dann, wenn die Verstemmung an mehreren Stellen am Umfang des Gewinderinges durchgeführt wird. Mit einer solchen Lösung wird eine stabile Verbindung erzeugt, die über die gesamte Lebensdauer des Hydrostataktors anhält.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2: ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3: eine Draufsicht nach einem Verstemmvorgang gemäß 2,
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4: ein Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem hydraulischen Geberzylinder 1 eines Hydrostataktors, welcher im Schnittbild in 4 vollständig dargestellt ist, Der hydraulische Geberzylinder 1 weist ein aus Kunststoff bestehendes Hydraulikgehäuse 2 auf, das einen Kolben 3 umfasst. Der Kolben 3 greift dabei in einen Druckraum 4 ein, der durch die Innen- und Außenwandung 5, 6 des Gehäuses 2 ausgebildet ist. Dem Druckraum 4 gegenüberliegend ist der Kolben 3 mittels zwei Dichtungen 7 und 8 gegenüber der Außenwandung 6 des Gehäuses 2 abgedichtet. Eine dritte Dichtung 9 wird durch einen inneren Gewindering 10 stabilisiert, welcher als Aluminium-Schraubteil ausgebildet ist und auf die Innenwandung 5 des Gehäuses 2 aufgeschraubt ist. Zwischen dem inneren Gewindering 10 und der dritten Dichtung 9 ist eine Armierung 11 angeordnet. Ein äußerer Gewindering 12 stabilisiert die beiden äußeren Dichtungen 7, 8.
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Um eine Lösesicherung des inneren Gewinderinges 10 zu realisieren, wird gemäß 1 vor der Montage des Kolbens 3 und des äußere Gewinderinges 12 durch ein Verstemmwerkzeug 13 eine Verstemmkraft F radial von außen auf den inneren Gewindering 10 aufgebracht. Das Verstemmwerkzeug 13 weist dabei in einer möglichen Ausführung eine abgebogene Spitze auf, die im Bereich des Gewindes 14 des Gewinderinges 10 und des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses 2 angreift und dabei eine hohe lokale Flächenpressung in Richtung des Gehäuses 2 ausübt. Dadurch wird der Gewindering 10 und gegebenenfalls auch das Gehäuse 2 an dieser Stelle plastisch verformt. Die Verformung infolge der Verstemmung erfolgt dabei im Bereich der geringsten Wandstärke des Gehäuses 2 und des Gewinderinges 10.
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Um die radial aufgebrachte Kraft am Innendurchmesser des Gehäuses 2 abzustützen, wird der Innendurchmesser des Gehäuses 2 durch ein zweites Werkzeug 15 abgestützt. Somit wird eine Rückfederung des Gehäuses 2 und des Gewinderinges 10 in die Richtung des Innendurchmessers des Gehäuses 2 minimiert. Anstelle der zwei beschriebenen Werkzeuge 13, 15 ist es auch vorstellbar, ein zangenförmiges Werkzeug zu verwenden, dessen erster Arm die Verstemmung ausführt, während der zweite Arm die Haltekraft am Innendurchmesser des Gehäuses 2 einstellt.
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Durch diese Verformung werden der innere Gewindering 10 als auch das Gehäuse 2 reibschlüssig und gegebenenfalls auch formschlüssig verbunden, wodurch ein selbsttätiges Lösen des inneren Gewinderinges 10 bei der Betätigung des Geberzylinders 1 unterbunden wird.
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Anstelle einer radial ausgeführten Verstemmung kann die Verformung auch axial aufgebracht werden, was in 2 dargestellt ist. Dabei greift ein stempelartiges Verstemmwerkzeug 16 an der Stirnfläche 17 des Gewinderinges 10 an und verformt diesen in Richtung Gehäuse 2. Um eine möglichst gute Verzahnung zwischen Gehäuse 2 und Gewindering 10 zu erzielen, wird der Gewindering 10 lokal an den entsprechenden Positionen, wo die Verstemmung erfolgen soll, ausgespart. Wie aus 3 ersichtlich, erfolgt an diesen Stellen eine Schlitzung 18, wobei beim Eingreifen eines stempelartigen Verstemmwerkzeuges 16 unmittelbar neben den Schlitz 18 die Verstemmung 19 in axiale Richtung ausgeführt wird. Durch eine derartige Verstemmung 19 stützt sich der Gewindering 10 im Kunststoff des Gehäuses 2 ab, wodurch ein Lösen des Gewinderinges 10 verhindert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulischer Geberzylinder des Hydrostataktor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Druckraum
- 5
- Innenwandung
- 6
- Außenwandung
- 7
- Dichtung
- 8
- Dichtung
- 9
- Dichtung
- 10
- Innerer Gewindering
- 11
- Armierung
- 12
- Äußerer Gewindering
- 13
- Verstemmwerkzeug radial
- 14
- Gewinde
- 15
- Haltewerkzeug
- 16
- Stempelförmiges Verstemmwerkzeug axial
- 17
- Stirnfläche
- 18
- Schlitz
- 19
- Verstemmung
