DE1527971A1 - Verfahren zum Festspannen eines nachgiebigen hohlzylindrischen Koerpers an einem verhaeltnismaessig starren Rohrkoerper - Google Patents

Verfahren zum Festspannen eines nachgiebigen hohlzylindrischen Koerpers an einem verhaeltnismaessig starren Rohrkoerper

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DE1527971A1 DE1966G0045777 DEG0045777A DE1527971A1 DE 1527971 A1 DE1527971 A1 DE 1527971A1 DE 1966G0045777 DE1966G0045777 DE 1966G0045777 DE G0045777 A DEG0045777 A DE G0045777A DE 1527971 A1 DE1527971 A1 DE 1527971A1
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Description

fw«. ' Dr. Expl.
K, Walther
W/Vh-2053 20.1.66
General Motors Corporation, Detroit, Mich., /V.St.A.
Verfahren zum Pestspannen eines nachgiebigen hohlzylindrisohen Körpers an einem verhältnismässig starren Eohrkörper
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Festspannen eines nachgiebigen hohlzylindrlechen Körpers an einem verhältnismässig starren Eohrkörper.
Durch die US-Patentschrift 3 126 937 ist ein Verfahren zum Formen ein§s Werkstückes bekannt, bei dem zuerst ein elektrischer Strom durch das Werkstück geleitet wird, um dieses vorzuwärmen und dann an dem vorgewärmten Werkstück eine magnetische Verformung durchgeführt wird, indem an der Oberfläche des Werkstückes ein veränderliches Magnetfeld erzeugt wird, durch das abhängig von seiner Intensität und seiner Gestalt die Verformung des Werkstücke
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in einer gewünschten Weise erfolgt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Festspannen eines nachgiebigen hohlzylindrisohen Körpers an einem verhältnismässig starren Rohrkörper besteht darin, dass der nachgiebige hohlzylindrische Körper in der beabsichtigten Lage auf den starren Eohrkörper und ein endloser Spannring koaxial um einen Teil des nachgiebigen hohlzylindrischen Körpers gebracht werden, worauf rund um die Aussenfläohe des Spannrings ein im wesentlichen gleichmässiges magnetisches Feld erzeugt wird, das durch das an sich bekannte magnetische Verformungsverfahren den Spannring und einen radial innerhalb des Spannringes liegenden Teil des Rohrkörpers im wesentlichen gleichmässig radial einwärts gerichtet verformt, um den nachgiebigen hohlzylindrischen Körper verriegelt zwischen dem Spannring und dem Rohrkörper festzuspannen.
Auf diese Weise werden zwei Teile, nämlich der Spannring und der Rohrkörper, in einem einzigen Arbeitsgang verformt, um die gewünschte verriegelte Einspannung des nachgiebigen hohlzylindrischen Körpers zu erzielen. Hierzu ist weder ein Vorwärmen oder eine sonstige Vorbehandlung der Teile erforderlich. Die magnetische Verformung erfolgt sohneil und ist verhältnismässig billig. Durch die magnetische Verformung werden auch andere Teile, die bereits innerhalb des Rohrkörpers angebracht sind, nicht beschädigt.
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Ferner ist der nachgiebige hohlzylindrisfhe Körper nicht der Gefah* der Zerstörung ausgesetzt, so dass ein verhältnismässig billiger Werkstoff hierfür verwendet werden kann, ferner wird durch das erfindungsgeraäsae Verfahren eine Verbindung geschaffen, die bei erheblicher mechanischer Festigkeit auch flüssigkeitsdioht ist.
Wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung durch die magnetische Verformung der Auseendurchmesser des Spannringes auf einen Wert verringert, der im wesentlichen dem Aussendurchmesser des spannungsfreien nachgiebigen hohlzylindrisehen Körpers entspricht, so besteht keine Gefahr, dass der Spannring im späteren Betrieb gegen andere Teile hakt. Diese Eigenschaft ist besonders wertvoll, wenn der nachgiebige hohlzylindrische Körper ein Rollbalg ist, dessen Enden mit einem Behälterrohr bzw. einem Schutzrohr einer kombinierten Stossdätnpfer-Luftfedereinheit verbunden sind. Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders für die Herstellung solcher Einheiten geeignet. Da die Aussenflache des Spannringes durch das erfindungsgemässe Verfahren so verformt werden kann, dass er bündig mit der Aussenfläche des spannungsfreien Rollbalgs liegt, kann er die Arbeitsbewegungen der Einheit nicht stören.
Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert« In der Zeichnung ist
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ι-.
Fig· 1 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht einer kombinierten Stossdämpfer-Iiuftfedereinheit mit einem Rollbalg, dessen beide Enden mit Hilfe des erfindungegemassen Verfahrens befestigt sind,
Fig. 2 eine sohematisohe Seitenansicht der Einheit in einer ersten Arbeitsstufe,
Fig· 3 eine sohematiaohe Seitenansicht der Einheit während der ersten magnetischen Verformung ,
Fig. 4 ein vergrösserter Ausschnitt des !Feiles 4· aus Fig· 5,
Fig· 5 eine sohematischen Seitenansicht der Einheit während eines Arbeitsganges zwischen den beiden magnetischen Verformungsvorgängen,
Fig. 6 eine schematisohe Seitenansicht der Einheit während der zweiten magnetischen Verformung,
Fig. 7 eine vergrösserte Darstellung des Ausschnittes 7 der Fig. 6,
Fig· 8 ein Schaltbild der Einrichtung zur magnetischen Verformung,
Fig« 9 ein vergröpserter Ausschnitt der einzelnen Teile an der Verbindungsstelle vor
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der magnetischen Verformung und fig·10 eine der Fig· 9 entsprechende Darstellung nach der magnetischen Verformung·
Die in Pig. 1 dargestellte kombinierte Stoaadämpfer-Luftfedereinheit 10 besteht aus einem doppelten direkt wirkenden hydraulischen Stossdämpfer 12 mit einem länglichen Aussengehäuse 14» das duroh ein starres Rohr gebildet ist und ssugleioh den Voratsbehälter des Stossdämpfers bildet· Am einen Snde ist das Behälterrohr 14 duroh eine Verschlusskappe 16 verschlossen, die einen Ansohlussring 18 trägt, Über den der Stossdämpfer mit der ungefederten Masse eines Fahrzeuge, beispielsweise einer Fahrzeugachse, verbunden werden kann· Das andere Ende des Behälterrohres 14 ist duroh eine Kappe 20 verschlossen. Die Kolbenstange 22 eines hin- und hergehenden Stossdämpfer-. kolbens tritt duroh die Kappe 20,auf die mit Preßsitz ein Ringteil 26 aufgesetzt ist, das das eine Ende eines länglichen Sohutzrohres 28 abschließet. Das Schutsrohr 28, dessen anderes Snde offen ist, umgibt mit Abstand koaxial das Behälterrohr 14. An'der Kolbenstange ist Über einen angeschweissten Teil 32 ein Ansohlussring 30 befestigt, mit dem der Stossdämpfer mit der gefederten Fahrzeugmasse, beispielsweise dem Fahrzeugrahmen, verbunden werden kann«
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Die luftfeder 34 der Einheit 10 umgibt koaxial den Stossdämpfer 12 und besteht aus einem Rollbalg, der die Form einer nachgiebigen zusammendrUokbaren Büchse 36 aus Gummi oder anderem elastomeren Werkstoff hat. Bin auBsen liegender Handteil 38 des Rollbalges umsohliesst koaxial die aussere Fläche des offenen Endes des Schutzrohr β θ 28* Wie Fig· 7 zeigt, ist der aussere Rand 38 des Rollbalge verriegelt zwischen einer durchlaufenden Einpressung 40 am Schutzrohr 28 und einem endlosen Spannring 44 verriegelt eingespannt, so dass ein Teil 42 des Rollbalgs in radialer Richtung einwärts versetzt ist und zwischen dem Spannring 44 und der Einpressung 40 liegt· Auf diese Weise ist der Rollbalg mit dem Schutzrohr 28 mechanisch einwandfrei und zugleioh flUssigkeitsdioht verbunden. Die Aussenfläohe des Spannringes 44 liegt hierbei ausgerichtet oder etwas radial einwärts der Aussenfläohe des spannungsfreien Rollbalgs 36, so dass der Spannring während des Betriebes der Einheit nicht an anderen Teilen der Einheit hängen bleiben kann.
Der Rollbalg ist zwischen seinen beiden Enden bei 48 umgestülpt» Sein innenliegender Rand 50 ist liber das Behälterrohr 14 gezogen, so dass sich der Rollbalg Über dessen ganze Länge erstreckt. Der Rollbalg ist mit dem Behälterrohr 14 duroh einen endlosen Klemmring 56 verbunden^
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der in gleicher Weise wirkt wie der Klemmring 44 am anderen Rand des Roirbalgee. Auoh hier wird eine gute mechanische Verbindung, die flüesigkeitsdioht ist, gebildet. Wie Fig.4 zeigt, wird ein radial einwärts verformter Teil ffes Rollbalgs duroh den Spannring 56 in eine über den Umfang sich erstreckende Einpressung 52 des Behälterrohres 14 gedruckt« Die Aussenfläche des Klemmringes 56 liegt ebenfalls fluchtend oder radial einwärts der Aussenfläohe des spannungsfreien Rollbalgs, wodurch während des Betriebes der S^ossdämpfer-Luftfedereinheit ein Haken des Klemmrings 54 an der Einpressung 40 des Sohutzrohres 28 verhindert wird.
An dem Schutzrohr 28 ist ein Luftventil 62 vorgesehen, das die Zufuhr von Druckluft zu einer Luftkammer veränderlichen Volumens bzw. den Abstrom von Luft aus dieser Kammer gestattet. Diese veränderliche Kammer wird von dem Schutzrohr 28, dem Rollbalg 36 und dem äusseren Rand des Ringteils 26 begrenzt.
Das Verfahren zum Festspannen des Rollbalges an dem Schutzrohr bzw. dem Behälterrohr ist in den Fig. bis 7 veranschaulicht.
Wie Fig. 2 zeigt, wird der Druokbalg 36 Über das Behälterrohr 14 gezogen, wobei der Stossdämpfer 12 sich in der ausgezogenen Stellung befindet. Das Behälterrohr 14 hat zu dieser Zeit einen über die ganze Länge gleichen Aussendurchmesser. Dann wird der endlose Spannring 56,dessen
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Innendurchmesser etwas grosser als der Aussendurohmesser des Roirbalges 36 ist, koaxial zum Behälterrohr 14 aufgesohoben und an die Stelle gebracht, an der der Rollbalg mit ' dem Behälterrohr verbunden weiden soll.
Danach wird der Stossdämpfer in eine öffnung 64 einer ringförmigen Magnetspule 66 eingeführt, so dass der Spannring 56 im Bereich der Spul* liegt. Die Spule 66 ist das Teil eines Stromkreises 68 für die magnetische Verformung, der in Pig. 8 näher dargestellt ist. Dieser Stromkreis kann durch Sohliessen eines Schalters 71 erregt werden, dessen einer Kontakt Über einen Leiter 72 mit der Spule 66 und dessen anderer Kontakt über einen Leiter 74 mit einem Kondensator 76 verbunden ist· Dieser kann von einer Stromquelle 69 duroh Sohliessen eines Schalters 70 aufgeladen werden« Beim Sohliessen des Sohalters 71 wird der Kondensator 76 Über einen Widerstand 78 und die Spule 66entladen« Die Anlage ist so ausgelegt, dass der von dem Kondensator 76 gelieferte Strom im Bereich der Spule 66 ein magnetisches PeId von etwa 6 kilojoules liefert. Ein solches Magnetfeld erzeugt in dem Spannring 56 Wirbelströme, die dem Primärfeld der Spule entgegengerichtet sind, so dass im wesentlichen augenblicklich der Spannring 56 radial einwärts verformt wird und in dem Druckbalg die Einpressung 58 und in dem Behälterrohr 14 die Einpressung 52 bilde*. Der radial einwärts verlagerte Teil 54 des Druckbalgs 36 ergibt eine mechanisch verriegelte
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Befegtigung, die »ugleioh flussigkeitsdioht let, wobei ein unerwünschtes Reissen de« Druokbalges in seinem Randteil 50 und Toraionrvefformungen oder andere Verformungen de· Behälterrohre· 14- verhindert sind· Hierdurch wird eine Beeinflussung von innerhalb des Behälterrohrea 14 bereits eingebauten Teilen des Stossdämpfers verhindert· Bs ist äuseerst vorteilhaft, dass duroh die magnetisohe Verformung die Einpressung 52 in dem ursprünglich durchgehenden zylindrischen Behälterrohr 14 duron den Spannring. 46 gebildet wird» so dass ein besonderer Herstellungsgang für diese Ausnehmung bei der Herstellung des Behälterrohres nioht erforderlich ist«
Naoh dieser ersten magnetischen Verformung wird der Stossdämpfer in der gestreckten Stellung in eine andere Einrichtung verlagert, die in Pig, 5 dargestellt ist·. In dieser greifen hin- und hergehende Zangen 80 den äusseren Hand 38 des Druokbalgs 36 und stülpen diesen um· Der Hub der Zangen 80 ist so gewählt, dass der äussere Rand 38 des Druckbalgs über den einwärts eingezogenen Rand <,■> des offenen Endes des Schutzrohres 28 gezogen wird und auf dem Sohutzrohr 28, das gleiohmässigen Aussendurchmesser aufweist, aufliegt. Der Stossdämpfer 12 wird dann in seine zusammengeschobene Stellung bewegt, wie dies Pig.6 zeigt und der äussere Spannring 44 koaxial zum Schutzrohr an der Stelle, an der die Befestigung erfolgen soll, aufgesetzt· Die Einheit wird dann in die öffnung 64 der ringförmigen Magnetspule 66 eingesetzt, so dass der Spannring 44 im Bereioh der Spule
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liegt. Die Spule 66 muss flir diesen Zweok einen grösseren Durchmesser haben, um die jetzt grösseren Durohmesser aufweisende Einheit aufnehmen zu können. Es wird dann der Sohalter 71 gesohloesen, um die gleicheässige radial einwärts gerichtet« Verformung dee Spannringes 44 zu bewirken, durch die eine gute flüssigkeitsdiohte mechanische Verbindung zwischen dem Druckbalg 36 und dem Schutzrohr 28 hergestellt wird, die in Pig. 7 in grösserem Maßstab dargestellt ist. Bei diesem Vorgang hat das magnetische Feld im Bereioh der Spule 66 die Grosse von ungefähr 5 kilojode».
Bei der Verformung des Spannringes 44 wird auch die Einpressung 40 in dem Schutzrohr 28 gebildet, für deren Bildung also bei der Herstellung des Sohutzrohres kein be-Bonderer Arbeitsvorgang erforderlich ist. für den Betrieb der Stossdämpfer-Iuftfedereinheit ist es besonders vorteilhaft, dass durch daa magne-tisolie Verformungsverfaiiren eine gleichraäsBige Verformung der Spannringe er*-folgt. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur bei kombinierten Stossdämpfer-Luftfedereinheiten nützlich, sondern allgemein geeignet, um eine nachgiebige Buchse mit einem relativ starren Rohrkörper mittels eines endlosen Spannringes zu verbinden. In !ig. 9 ist ein Teil eines starren Rohrkörpers 88 dargestellt, der koaxial von einer nachgiebigen Büchse umgeben ist. Der Rohrkörper 88 hat anfänglich einen durchgehenden Aussendurohmesser D., während die nachgiebige Sliohee 82 einen Aussendurchmesser D hat. Ein endloser
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Spannring 84, der koaxial die nachgiebige Bliohse 82 umgibt, hat einen anfänglichen Aueienäurchmesser D2* Der Bpannring 84- wird dann entsprechend der Erfindung gleiohmässlg rund um seinen Umfang durch ein Hagnetfeld magnetisch verformt» Duroh diese Verformung erfolgt auoh eine Verformung des Rohrkörpers 88, indem über die Breite ¥ eine Einpressung 86 gebildet wird, deren Aussendurohmesser D1 1 beträgt. In diese Einpressung wird ein Teil der nachgiebigen Bliohse 82 gedrückt, so dass er verriegelt festgehalten ist« Der Spannring wird im wesentlichen gleiohmässig radial einwärts verformt, so dass sein endgültiger Aussendurchmesser etwa dem Durohmesser D2 der spannungsfreien nachgiebigen Büchse 82 entspricht. Durch die gleichmässige Verformung des Spannringes 84 durch die magnetische Verformung wird die biegsame Büchse 82 gleiohmässig radial einwärts verlagert ohne dass eine mechanische Schwächung an der Verbindungsstelle eintritt. Es ergibt sich hierdurch eine mechanisch einwandfreie und zugleich flüssigkeitsdichte Verbindung. Das magnetische Verformungsverfahren hat den Vorteil, dass Gegenauflagen entbehrlich sind, dass eine gute Spannwirkung erzielt wird ohne verhältnismässig störanfällige Steuereinrichtungen innerhalb des Stossdämpfers zu zerstören und gestattet darüberhinaus die Verwendung eines verhältnismässig billi-*gen Werkstoffes für die nachgiebige Büchse, da diese bei der Herstellung der Verbindung
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nicht libermässig beansprucht wird.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche ι
    IJ Verfahren zum Festspannen eines nachgiebigen hohlzyllndrisohen Körpers an einem verhältnismässig starren Rohrkörperι daduroh gekennzeichnet, dass der nachgiebige hohlzylindrisohe Körper (36)82) in der beabsichtigten Lage auf dem starren Rohrkörper (14|28|88) und ein endloser Spannring (44,56|84) koaxial um einen feil des nachgiebigen hohlzylindrisohen Körpers gebracht werden, worauf rund um die Aussenfläohe des Spannringes ein im wesentlichen gleiohmäsaiges magnetisches Feld (Spule 66) eiseugt wird, das durch das an sich bekannte magnetische Verformungsverfahren den Spannring und einen radial innerhalb des Spannringes liegenden Teil des Rohrkörpers im wesentlichen gleiohmässig radial einwärts gerichtet verformt, um den nachgiebigen hohlzylindrisohen Körper verriegelt zwischen dem Spannring und dem Rohrkörper festzuspannen.
  2. 2. Verfahren naoh Anspruch 1+zum festspannen der Ränder eines Rollbalgs an einem Behälterrohr bzw· einem Schutzrohr einer kombinierten Stossdämpfer-Luftfedereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Rand (50) des Rollbalgs (36) mit dem Behälterrohr (14) der Einheit (1O) durch magnetische Verformung eines ersten Spannrings (56) in einem ersten Arbeitsgang erfolgt, in dem die Einheit in ihrer
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    gtstreokten Stellung 1st, und anschliessend In einem zweiten Arbeitsgang, in dem die Einheit in ihrer zusammengeklappten Stellung 1st, der andere Hand (38) des Hollbalge mit dem Schutzrohr (28) duroh magnetische Verformung eines zweiten Spannringes (44) erfolgt« .
  3. 3. Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurohmesser des Spannrings (44f56184) beim magnetischen Verformen auf einen im wesentlichen den Aussendurohmesser des spannungsfreien nachgiebigen hohlzylindrischen Körpers entsprechenden Wert verringert wird.
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