WO2015117787A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verschlusses für ein kolbenzylinder-aggregat - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verschlusses für ein kolbenzylinder-aggregat Download PDF

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piston
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Dirk Becker
Hartmut Rölleke
Klaus Schreiner
Wolfgang Hertz
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    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/3207Constructional features
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/3271Assembly or repair

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a piston-cylinder unit according to the preamble of patent claim 1.
  • a vibration damper there are various design options to connect a floor with a cylinder.
  • a cup-shaped bottom is connected by a welding process with the cylinder, such. B. in DE 92 03 542 U1 is disclosed, wherein the bottom has a circumferential groove for a sealing ring.
  • DE 939 784 C describes a hydraulic telescopic damper whose end-side closure has a first bead for a sealing ring and a second bead for a positive connection with a cylinder. For the cross section of the soil, DE 939 784 C contains no information.
  • the beads are machined into the outer surface of the closure. This results in a loss of material on the one hand and a reduction in the permissible load on the floor due to the processing.
  • the object of the present invention is to realize a method and a device for closing a piston-cylinder unit, wherein the known from the prior art disadvantages in connection with a seepage of the cylinder should be corrected with a bottom.
  • the object is achieved in that at least one groove-forming bead is formed in the annular wall by means of at least one rolling tool, which is kept away from the interior of the pot-shaped closure by means of a counter-holding tool displaced by the rolling tool material volume of the closure.
  • the rolled bead is suitable for receiving a sealing ring or for a positive connection with the cylinder. Furthermore occurs due to the rolling in the region of at least one bead on a material consolidation. During rolling, no machining burrs occur which could damage the sealing ring. Furthermore, an increased dimensional stability of the at least one annular groove is achieved by the counter-holder, since a spring-back of the displaced material is prevented. Also, a possible ovality of the closure is counteracted with the anvil tool.
  • the closure is made of a flat sheet metal blank, z. B. by deep drawing.
  • a device for the method according to the invention is characterized in that the device has at least one radially deliverable rolling tool with a tool contour forming the annular groove. About the radial feed movement, the groove depth can be adjusted individually.
  • the cycle time for the production of the closure and the construction of the device are improved by the fact that the device has at least three arranged on a pitch circle rolling tools. For several roles, the necessary degree of deformation per rolling tool is lower, so that the wear on the rolling tool decreases. Through the use of multiple rolling tools, the workpiece is centered within the device.
  • the device has an anvil tool whose outer contour is adapted to the inner contour of the closure in the region of the at least one annular groove.
  • the device has a hold-down tool, which determines the position of the closure to the rolling tool. If necessary, the hold-down tool can also exert a preload.
  • Fig. 1 device with a piston-cylinder unit in section
  • Figs. 2 and 3 are views from the ground
  • Fig. 4 apparatus of Fig. 1 in a plan view
  • the closure 1 shows a cup-shaped closure 1, in particular for a piston-cylinder unit within a device 3.
  • the closure 1 has a bottom 5 with a conical transition 7 to a circumferential annular wall 9.
  • the annular wall 9 has a first annular groove 1 1 for a ring seal and a second
  • Ring groove 13 for a positive connection between a closure and a cylinder, not shown.
  • the closure 1 is made according to Figures 2 and 3 from a flat sheet metal plate 15 and z. B. brought by deep drawing in the top shape.
  • the closure 1 according to FIG. 3 is inserted into the device 3, which has at least one radially movable rolling tool 17 and an anvil tool 19.
  • the counter-holding tool 19 is on a longitudinal section with a constant outer diameter of its cylindrical surface 21 to the inner diameter of the cup-shaped VerInstitutesl in the region of at least one bead 1 1; 13 adapted.
  • the at least one rolling tool 17 has a bead 1 1; 13 forming tool contour 23; 25 on.
  • the device 3 has a holding-down tool 27 which, together with the counter-holding tool 19, determines the position of the closure 1 relative to the rolling tool 17.
  • the shutter blank according to FIG. 3 is placed with its opening on the counter-holding tool 19. Between the annular wall 9 and the cylindrical lateral surface 21 of the anvil tool 19 there is only a minimal gap.
  • the counter-holding tool 19 is preferably axially adjustable relative to the at least one rolling tool 17.
  • the rolling tool 17 can also be guided axially adjustable.
  • the axial alignment of the anvil tool to the rolling tool 17 determines the axial position of the at least one annular groove 1 1; 13 in the closure 1.
  • the hold-down tool 27 is placed on the bottom 5 of the closure 1.
  • the closure 1 is set in rotation by means of the counter-holding tool 19 and / or hold-down tool 27 and / or the rolling tool 17.
  • the rolling tool 17 is successively pressed into the annular wall 9 until the desired groove depth is reached.
  • volume fractions corresponding to the groove geometry are displaced axially and / or radially outward by the rolling tool 17.
  • the counter-holding tool 19 prevents a volume displacement radially inward, so that an inner wall 29 of the closure 1 also has a constant inner diameter in the region of the at least one annular groove.
  • FIG. 4 shows a device 3 with three rolling tools 17 on a pitch circle around the closure 1. Due to the arrangement of the rolling tools 17, a compensation of the forming forces takes place within the device 3. The shutter 1 is thereby centered.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines topfförmigen Verschlusses (1), insbesondere für ein Kolbenzylinder-Aggregat, mit einem Boden (5) der eine umlaufenden Ringwandung (9) aufweist, wobei der Verschluss (1) mindestens eine Ringnut (11, 13) aufweist, wobei in die Ringwandung (9) mittels mindestens eines Rollwerkzeugs (17) die mindestens eine Ringnut (11, 13) eingeformt wird; wobei mittels eines Gegenhalterwerkzeugs (19) das von dem Rollwerkzeug (17) verdrängte Materialvolumen des Verschlusses (1) vom Innenraum des topfformigen Verschlusses (1) entfernt gehalten wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES VERSCHLUSSES FÜR EIN KOLBENZYLINDER-AGGREGAT
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 endseiti- ger 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: Fig. 1 Vorrichtung mit einem Kolbenzylinder-Aggregat im Schnitt
Fig. 2 und 3 Ansichten vom Boden
Fig. 4 Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Draufsicht
Die Figur 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 1 1 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 Figuren 2 und 3 aus einer ebenen Blechplatine 15 hergestellt und z. B. mittels Tiefziehen in die Topform gebracht. Der Verschluss 1 gemäß Fig. 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 Verschlussesl im Bereich der mindestens einen Sicke 1 1 ; 13 angepasst. Das mindestens eine Rollwerkzeug 17 weist eine die Sicke 1 1 ; 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 Fig. 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 1 1 ; 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 Figur 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.
Bezuqszeichen
Verschluss
Vorrichtung
Boden
konischer Übergang
Ringwandung
erste Ringnut
zweite Ringnut
Blechplatine
Rollwerkzeug
Gegenhalterwerkzeug
Mantelfläche
Werkzeugkontur
Werkzeugkontur
Niederhalterwerkzeug
Innenwandung

Claims

Patentansprüche
1 . 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 (1 1 ; 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ringwandung (9) mittels mindestens eines Rollwerkzeugs (17) die mindestens Ringnut (1 1 ; 13) eingeformt wird, wobei mittels eines Gegen halterwerk- zeugs (19) das von dem Rollwerkzeug (17) verdrängte Materialvolumen des Verschlusses (1 ) vom Innenraum (29) des topfförmigen Verschlusses (1 ) entfernt gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (1 ) aus einer ebenen Blechplatine (15) hergestellt wird.
3. 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.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) mindestens drei auf einem Teilkreis angeordnete Rollwerkzeuge (17) aufweist.
5. 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 (1 1 ; 13) an- gepasst ist.
6. 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.
PCT/EP2015/050213 2014-02-06 2015-01-08 Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verschlusses für ein kolbenzylinder-aggregat WO2015117787A1 (de)

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