DE3020749A1 - Verfahren zur herstellung von kolbenstangen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kolbenstangen

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DE3020749A1 DE19803020749 DE3020749A DE3020749A1 DE 3020749 A1 DE3020749 A1 DE 3020749A1 DE 19803020749 DE19803020749 DE 19803020749 DE 3020749 A DE3020749 A DE 3020749A DE 3020749 A1 DE3020749 A1 DE 3020749A1
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Description

H 3Q2074
PICHTEL & SACHS AG, SCHWEINFURT / MAIN
PATENTANMELDUNG
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KOLBENSTANGEN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kolbenstangen für hydraulische,hydropneumatische oder pneumatische Aggregate, insbesondere für Schwingungsdämpfer, wobei die Kolbenstange durch ein Rohr gebildet wird, welches an dem in einem Zylinder befindlichen' Ende mit einem Zapfen verbunden ist, welcher der Aufnahme eines Kolbens dient, während an dem aus dem Zylinder ragenden Kolbenstangenende ein Anschlußzapfen befestigt ist.
Die Befestigung der Anschlußzapfen bei derartigen Kolbenstangen erfolgt üblicherweise durch eine Schweiß- oder Lötverbindung. Derartige Verbindungen haben den Nachteil, daß sowohl das Rohr als auch der Zapfen aus Werkstoff besteht -, der ein einwandfreies Schweißen und Löten gewährleistet. Die beim Schweißen und Löten
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erforderliche Erwärmung der Teile bewirken oftmals einen Wärmeverzug, wodurch ein hoher Prüfaufwand erforderlich wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Kolbenstangen zu schaffen, welches eine äußerst intensive Verbindung zwischen dem Rohr und den Zapfen gewährleistet sowie schnell und problemlos durchgeführt werden kann'und nur grobe Toleranzen der zu verbindenden Teile erfordert. Die hergestellten Kolbenstangen sollen einwandfrei dicht sein und billig in der Herstellung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst> daß mindestens ein mit dem Rohr zu verbindender Zapfen ein Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Rohres aufweist und in das Rohr eingepreßt wird, wodurch das Rohr eine AufWeiterung erfährt und durch einen Rundknetvorgang in etwa auf den Ausgangsdurchmesser gehämmert wird. Hierdurch wird eine einwandfreie und äußerst intensive Verbindung zwischen dem Rohr und dem Zapfen geschaffen, wobei eine derartige Kaltverformung ein schnelles und problemloses Arbeitsverfahren ist. Dadurch daß der Zapfen ein Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Rohres besitzt, werden keine hohen Anforderungen an die Maßgenauigkeit des Zapfens und des Rohrinnendurchmessers gestellt, so daß hier grobe Toleranzen ausreichend sind und keine Vorbearbeitung des Rohres erforderlich wird. Die Zapfen selbst sind sehr billig in der Herstellung, da diese als Automaten- oder Kaltpreßteile hergestellt werden kön nen. Infolge des RundknetVorgangs kann kein Wärmeverzug auftre-
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ten und außerdem ist keinerlei Beschränkung in der Werkstoffqualität erforderlich, so daß beispielsweise auch rostfreier Werkstoff verwendet werden kann. Vorteilhafterweise wird durch den Rundknetvorgang das Rohr im Bereich der Zapfen auf den Ausgangsdurchmesser des Rohres zurückgehämmert, so daß die Kolbenstange beidseitig bis zu den Zapfen in· der Kolbenstangenführung geführt und abgedichtet werden kann, was eine geringe Baulänge des Gesamtaggregates bewirkt. Im Gegensatz zu den Schweiß- und Lötverbindungen istkeine Entluftungsbohrung erforderlich.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist der Zapfen mindestens eine Vertiefung auf, wodurch beim Rundknetvorgang der Rohrwerkstoff in diese Vertiefung gehämmert wird und eine besonders intensive Verbindung zwischen Rohr und Zapfen gewährleistet. Dabei kann entsprechend weiteren Merkmalen der Erfindung die Vertiefung des Zapfens durch eine Nut gebildet sein oder aus einer ebenen Fläche bestehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch erhalten, daß das Übermaß des Zapfens durch mindestens einen angestauchten Kopf gebildet wird. Dieses Übermaß des Zapfens ist ebenfalls ohne große Toleranzanforderungen und liegt in der Größenordnung zwischen o,7 bis 1,5 mm bei einem Rohr mit 3 mm Wandstärke und 22 mm Außendurchmesser.
Zur Erleichterung des Einpreßvorganges weist entsprechend der Er-
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findung der Zapfen einen Zentrieransatz mit anschließender konischer Fläche auf.
Falls hohe Drehmomente an der Verbxndungss.telle zwischen Rohr und Zapfen übertragen werden müssen, ist es zweckmäßig, den Zapfen mit einer in Längsrichtung verlaufenden Riffelung zu versehen oder Längsnuten anzuordnen.
Für spezielle Anwendungsfälle,bei denen besonders hohe öl- oder Gasdrücke auftreten, kann es vorteilhaft sein, daß zwischen dem Zapfen und der Innenwand des Rohres eine Dichtung angeordnet ist. Diese Dichtung kann beispielsweise durch einen in einer Nut des Zapfens befindlichen O-Ring oder durch auf den Zapfen aufgebrachte flüssige oder pastenförmige Dichtungsmittel bestehen.
Die nachfolgende Beschreibung zeigt Einzelheiten und die weitere Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigt:
• ·
Figur 1 einen Einrohr-Schwingungsdämpfer im Längsschnitt·
Figur 2 die Verbindung der als Rohr ausgebildeten Kolbenstange mit dem Zapfen gemäß Figur 1 in vergrößerter Darstellung;
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Figur 3 einen mit angestauchtem Kopf versehenen Zapfen;
Figur 4 einen Zapfen, der mit zwei Anstauchungen versehen ist und eine Längsriffelung besitzt;
Figur 5 die Anordnung einer zwischen Zapfen und Innenwand des Rohres angeordneten Dichtung und
Figur .6 einen mit mindestens einer ebenen Fläche ausgebildeten Zapfen.
In Figur 1 ist als hydraulisches, hydropneumatisches oder pneumatisches Aggregat ein Einrohr-Schwingungsdämpfer dargestellt. Dieser besteht aus dem Zylinder I9 an dessen Innenfläche der mit der Kolbenstange verbundene Kolben 2 gleitet. Die Kolbenstange besteht im wesentlichen aus dem Rohr 3j welches am unteren Ende den Zapfen 4 zur Verbindung mit dem Kolben trägt, während am oberen Ende der Anschlußzapfen 5 befestigt, ist. Diese Zapfen 4 und 5 besitzen die als Ringnut 6 ausgebildete Vertiefung und einen Zentrieransatz 7j der im wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohres 3 entspricht. Der Zapfen 4 sowie der Anschlußzapfen 5 sind mit einem Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Rohres 3 versehen, das in etwa o,7 bis 1,5 mm betragen kann. Die Verbindung der Zapfen 1I und 5 mit dem Rohr 3 erfolgt zunächst durch Einpressen auf das vorgegebene Längenmaß. Hierbei wird der Zentrieransatz 7 eingeführt und anschließend unter Aufwendung einer Axialkraft der Zapfen 4
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bzw. 5 in das Rohr 3 gedrückt. Die konische Fläche 8 zwischen dem Zentrieransatz 7 und dem Außendurchmesser der Zapfen 4 bzw. 5 bewirkt ein leichteres Eindringen der Zapfen in das Rohr. Bei diesem Einpreßvorgang wird das Rohr 3 im Bereich der Zapfen 4 und 5 aufgeweitet, wie dies in der oberen Hälfte in Figur 2 dargestellt ist. Bei dem anschließenden Rundknetvorgang wird das Rohr 3 im Bereich des Zapfens 4 auf den ursprünglichen Außendurchmesser zurückgehämmert. Der Rohrwerkstoff wird hierbei radial nach innen verdrängt und dringt in die Nut 6 des Zapfens 4 ein. Dieses Kneten des Rohres 3 bewirkt eine äußerst intensive Verbindung zwischen Rohr 3 und Zapfen 4. Dabei wird der Knetvorgang so gesteuert, daß das Rohr 3 auf seiner gesamten Länge, also auch im Bereich des Zapfens 4, wieder auf den ursprünglichen Außendurchmesser umgeformt wird, so daß die aus Rohr und Anschlußzapfen 4 und 5 bestehende Kolbenstange über die gesamte Länge des rohrförmigen Teils in der Kolbenstangenführung geführt und auch nach außen abgedichtet werden kann. Der Knetvorgang selbst ist nicht an bestimmte Werkstoff-Qualitäten gebunden, so daß im Gegensatz zu den bisher üblichen Schweiß- und Lötverbindungen hier ohne weiteres rostfreie Werkstoffe für das Rohr 3 angewendet werden können, was insbesondere bei Kolbenstangen von Schwingungsdämpfern, die der Korrosion ausgesetzt sind, von Vorteil ist, da hierdurch ein teurer Korrosionsschutz durch Verchromen der Kolbenstange wegfallen kann. Rohrförmige Kolbenstangen dienen außerdem der Gewichtsreduzierung des Aggregates. Die fertige Verbindung zwischen dem Zapfen 4 und
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dem Rohr 3 ist in der unteren Hälfte von Figur 2 gezeigt.
In Figur 3 wird das Übermaß des Zapfens 4 durch einen angestauchten Kopf 9 gebildet. Auch dieser Zapfen weist den Zentrieransatz 7 und die konische Fläche 8 auf. Die Aufweitung des Rohres nach dem Einpressen des Zapfens 4 zeigt die untere Hälfte von Figur 3j während in der oberen Hälfte die fertige Verbindung nach dem Rundknetvorgang dargestellt ist.
Entsprechend Figur 4 ist der Zapfen 4 mit zwei angestauchten Köpfen versehen,zwischen denen eine umlaufende Nut gebildet wird. Auch hier ist in der unteren Hälfte das aufgeweitete Rohr 3 nach dem Einpreßvorgang gezeigt und die obere Hälfte stellt die fertige Verbindung nach dem Rundknetvorgang dar. Zur übertragung eines hohen Drehmoments zwischen dem Rohr 3 und dem Zapfen 4 sind die angestauchten Köpfe 9 mit einer in Achsrichtung verlaufenden Riffelung 11 versehen.
Um bei hohen öl- oder Gasdrücken eine einwandfreie dichte Verbindung zu erhalten, ist es in speziellen Anwendungsfällen vorteilhaft, zur Sicherheit zwischen dem Zapfen 4 und der Innenwand des Rohres 3 eine Dichtung anzuordnen. Eine solche Ausführungsform ist in Figur 5 dargestellt.
Eine weitere Ausbildung des Zapfens 4 mit mindestens einer ebenen Fläche Io zeigt die Figur 6. Diese ebenen Flächen Io können bei-
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spielsweise durch quer zur Zapfenachse verlaufende Einschnitte gebildet werden und ermöglichen beim RundknetVorgang, daß der Werkstoff des Rohres 3 in diese Aussparungen geknetet wird.
Die Form des Zapfens im Bereich der Verbindungsstelle mit dem Rohr 3 ist nicht auf die vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es ist ohne weiteres denkbar, einen relativ weichen Zapfen ohne jede Vertiefung zu verwenden, so daß beim Rundknetvorgang ein geringfügiges Umformen des Zapfens genügt, um eine einwandfreie Verbindungsstelle zu schaffen.
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TPP-I Be/Sk-
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Claims (1)

  1. PICHTEL & SACHS AG, SCHWEINFURT / MAIN
    PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Herstellung von Kolbenstangen für hydraulische, hydropneumatisehe oder pneumatische Aggregate, insbesondere für Schwingungsdämpfer, wobei die Kolbenstange durch ein Rohr gebildet wird, welches an dem in einem Zylinder befindlichen Ende mit einem Zapfen verbunden ist, welcher der Aufnahme eines Kolbens dient, während an dem aus dem Zylinder ragenden Kolbenstangenende ein Anschlußzapfen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit dem Rohr (3) zu verbindender Zapfen (4, 5) ein Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Rohres (3) aufweist und in das Rohr (3) eingepreßt wird, wodurch das Rohr eine Aufweitung erfährt und durch einen Rundknetvorgang in etwa auf den Ausgangsdurchmesser gehämmert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4, 5) mindestens eine Vertiefung aufweist.
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    ORIGINAL
    3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung des Zapfens (4, 5) durch eine Nut (6) gebildet wird.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung des Zapfens (4, 5) durch mindestens 1 ebene Fläche (lo) gebildet ist.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich-■ net, daß das Übermaß des Zapfens (4, 5) durch mindestens
    einen angestauchten Kopf (9) gebildet wird.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übermaß des Zapfens (4, 5) etwa 1 mm beträgt.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4, 5) einen Zentrieransatz (7) mit anschließender konischer Fläche (8) aufweist.
    8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4, 5) niit in Achsrichtung verlaufender Riffelung (11) versehen ist.
    9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennseich-
    ■'■ '
    net, daß zwischen den Zapfen (4, 5) und der Innenwand des Rohres (3) eine Dichtung (12) angeordnet ist.
    13.05.1980
    TPP-I Be/Sk-
    13005Q/0172
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