DE2554748B2 - Kolbenstange mit angeschweißter Gabel und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Bei einer bekannten Kolbenstange mit angeschweißter Gabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für einen Arbeitszylinder ist die Gabel als Schmiedeteil ausgebildet und hat an ihrem Boden ein Sackloch, in das ein abgesetzter Bolzen der Kolbenstange greift. Beide Teile sind somit zueinander zentriert. Gabel und Kolbenstange sind ferner durch eine ringförmige Schweißnaht am Umfang der Kolbenstange fest miteinander verbunden. Diese Bauart hat den Nachteil, daß sie aufwendig und damit teuer baut, zumal die Gabel ein Schmiedeteil ist und die Schweißnaht einen Zusatzwerkstoff erforderlich macht (Bosch Hydraulik Information 1973/74, Nr. 4, Zylinder, Seite 29).

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung zu vereinfachen.

Gemäß der Erfindung wird eine einfach und billig bauende Kolbenstange mit Gabel erreicht, die keine Schmiedeteile, kein Schweißzusatzmaterial und keine zusätzliche Nachbearbeitung erfordert. Durch die am gekrümmten Bodenteil spanlos angeformte, ebene Schweißfläche können auch bei verhältnismäßig dickem Flachmaterial die Schenkel der Gabel relativ nahe beieinander liegen, wodurch sie sich zur Übertragung relativ großer Kräfte eignet, zumal auch ein vollverschweißter Querschnitt beim Reibschweißen ausgebildet wird. Hinzu kommt, daß der die Schweißfläche teilweise umgebende, kegelförmige Wulst die Bildung eines Reibschweißwulstes unterstützt, der keine Nacharbeit erfordert.

Bekannt ist eine Gelenkverbindung, bei der die Gabel aus Flachmaterial so gebogen ist, daß ein ebenes Bodenteil entsteht, an dem der rohrförmige Schaft (entsprechend der Kolbenstange) durch Auftragsschweißung befestigt ist. Diese Verbindung eignet sich nur zur Übertragung relativ geringer Kräfte, da ein großer Abstand zwischen den Schenkeln der Gabel vorliegt und das ebene Bodenteil großflächig aus dem relativ dünnen Flachmaterial gebildet ist. Auch diese Anordnung benötigt beim Schweißen Zusatzwerkstoff (FR-PS 10 89 630, Figur 5).

Es ist auch bekannt (DE-PS 9 47 476, Abb. 3), zwei zylindrische Teile, von denen eines einen Kolben trägt, miteinander durch Stumpfschweißen zu verbinden. Ein Hinweis auf Reibschweißen findet sich in dieser Druckschrift nicht.

JO Ferner ist es bekannt, das Verfahren des Reibschweißens bei verschiedenen Teilen für den Kraftfahrzeugbau anzuwenden (Zeitschrift Schweißen und Schneiden 20 [1968] H. 11, Seiten 604/5), insbesondere auch für eine Spurstange. Bei dieser Spurstange ist ein Gewindebolzen mit einer Stange reibverschweißt, an deren anderem Ende eine aus Flachmaterial gebogene Gabel sitzt. Das dünnwandige Material der Gabel sowie sein ebenes Bodenteil lassen eine Reibschweißstelle an der Gabel als wenig wahrscheinlich erscheinen, zumal diese Druckschrift hierzu keine näheren Angaben macht.

Bekannt ist ferner eine reibgeschweißte Augenschraube, bei der ein Formteil mit einem Gewindebolzen verbunden ist (Zeitschrift MM-Industriejournal, Würzburg 77 [1971] 103, Seite 2321 bis 2323, Abb 8c). Das Formteil ist zumindest nahe der Reibschweißstelle als Drehteil ausgebildet und mit einer aus Flachmaterial gebogenen Gabel nicht vergleichbar. Obwoh! diese Druckschrift einen Hinweis gibt, daß in vielen Fällen eine Nacharbeit des Reibschweißwulstes entfallen kann, lehrt sie nicht, wie dies in konkreten Fällen sicher zu vermeiden wäre.

Weiterhin ist es auch bekannt, den zylindrischen Kopf einer Schraube vor dem Reibverschweißen mit dem zugeordneten Gewindebolzen mit einer kegeligen Aushöhlung und den Gewindebolzen mit einer passenden Kegelspitze zu versehen. Diese Aushöhlung dient jedoch dem Zweck, den schädlichen Einfluß der Wärme beim Reibschweißen auf die vorbehandelten Schraubenteile zu verringern. Auch ist dieser Kopf nicht ohne weiteres mit einer Gabel vergleichbar. Der Reibschweißwulst muß hier durch einen zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden.

Ein Herstellungsverfahren des Erfindungsgegenstandes ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gibt die Zeichnung wieder. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kolbenstange mit verschweißter Gabel an einem Teil eines Arbeitszylinder,

F i g. 2 die Kolbenstange mit Gabel nach F i g. 1 in Draufsicht,

F i g. 3 bis 5 einen Längsschnitt, einen Querschnitt und eine Seitenansicht der Gabel vor dem Reibschweißen.

F i g. 1 zeigt einen Teil eines hydraulischen Arbeitszylinders 10, dessen Gehäuse 11 einen Druckmittelanschluß 12 aufweist und einen nicht näher gezeichneten Kolben aufnimmt, der fest mit einer Kolbenstange 13 verbunden ist. Die Kolbenstange 13 trägt an ihrem aus dem Gehäuse 11 herausragenden Ende 14 eine Gabel 15, die durch Reibschweißung an ihr befestigt ist. Die Gabel 15 besitzt zwei mit Bohrungen 16 versehene, zueinander parallele Schenkel 17, 18, die über ein gekrümmtes Bodenteil 19 miteinander verbunden sind; sie ist aus einem Flachstahl gebogen. Am Bodenteil 19 weist sie eine ebene, kreisförmige Schweißfläche 21 auf, die teilweise ein kegelförmiger Wulst 22 einfaßt.

Dieser Wulst 22 bewirkt beim Reibschweißen, daß sich ein Reibschweißwulst 23 der Kolbenstange 13 wie ein Bund eng an der Kolbenstange 13 anlegt und damit eine Nachbearbeitung der Reibschweißstelle 24 erübrigt. Die Kolbenstange 13 selbst hat an ihrem Ende 14 eine ebene Schweißfläche 25, deren Durchmesser kleiner oder gleich dem Durchmesser der Schweißfläche 21 am Bodenteil 19 ist.

Die Herstellung geschieht zweckmäßig wie folgt: Es wird ein ebenes Stück Flachstahl in eine Gabelform gebogen und dabei oder unmittelbar anschließend die

ebene Schweißfläche 21 am Bodenteil 19 angeschlagen (siehe F i g. 3 bis 5). Beim Anschlagen der Schweißfläche, das in kaltem oder warmein Zustand der Gabel erfolgen kann, bildet sich durch geeignete Form des Schlagwerkzeugs der kegelförmige Wulst 22 rings um die ebene, kreisförmige Schweißfläche 21. Auf diese Weise läßt sich die Schweißfläche 21 selbst dann eben und relativ groß ausbilden, wenn die Schenkel 17, 18 relativ nahe beieinander liegen und damit das Bodenteil 19 stark gekrümmt ist. Die mit einer ebenen Schweißfläche 25 versehene Kolbenstange 13 oder die mit der angepräg-

ten Fläche 21 versehene Gabel 15 wird in Drehung versetzt und beide Teile mit hoher Kraft gegeneinander gepreßt. Durch die Relativbewegung über einen bestimmten Zeitraum wird die benötigte Wärme erzeugt, so daß die beiden Teile nach Stillstand und erfolgtem Stauchschlag über den ganzen Kreisquerschnitt hinweg fest miteinander verschweißt sind. Der dabei sich bildende Reibschweißwulst 23 der Kolbenstange 13 legt sich krausenförmig um deren Ende 14, so daß die Reibschweißstelle 24 nicht mehr nachbearbeitet werden muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kolbenstange mit angeschweißter Gabel für einen Arbeitszylinder, mit einem Abstand zwischen den freien Schenkeln der Gabel, der gleich oder kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (15) aus gebogenem Flachstahl besteht und an ihrem gekrümmten Bodenteil (19) eine spanlos ausgebildete, ebene kreisförmige Schweißfläche (21) aufweist, die zumindest teilweise von einem kegelförmigen Wulst (22) umgeben ist und durch Reibschweißung (24) mit der Kolbenstange (13) verbunden ist.

2. Verfahren zum Herstellen einer Kolbenstange mit angeschweißter Gabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Biegen der Gabel in einem Arbeitsgang und im kalten Zustand die ebene Schweißfläche mit umgebendem Kegelwulst angeschlagen wird.

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