DE102014113839B3 - Piston / piston rod unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-/Kolbenstangeneinheit für eine Kolbenzylinderanordnung, mit einer koaxialen nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung 7 des Kolbens 1, in die das einen Befestigungsbereich bildende Ende einer Kolbenstange 2 eingeführt ist. Dabei besteht der Kolben 1 aus einem Kolbenbereich 3 und einem die Aufnahmebohrung 7 aufweisenden Befestigungsabschnitt 4 und der in die Aufnahmebohrung 7 eingeführte Befestigungsbereich der Kolbenstange 2 weist eine radial umlaufende Ringnut 12 auf, in die Material des die Ringnut 12 umschließenden Befestigungsabschnitts 4 des Kolbens 1 in die Ringnut 12 hineinverformt ist. Der Befestigungsabschnitt 4 ist aus einem zylindrischen Befestigungsabschnitt 4 in einen in Kolbenstangenrichtung konischen sich verjüngenden Konusabschnitt 17 verformt.The invention relates to a piston / piston rod assembly for a piston-cylinder assembly, with a coaxial non-continuous receiving bore 7 of the piston 1, in which the end of a piston rod 2 forming a fastening region is inserted. In this case, the piston 1 consists of a piston portion 3 and a receiving bore 7 having mounting portion 4 and introduced into the mounting hole 7 mounting portion of the piston rod 2 has a radially encircling annular groove 12, in the material of the annular groove 12 enclosing mounting portion 4 of the piston 1 in the annular groove 12 is deformed. The attachment portion 4 is deformed from a cylindrical attachment portion 4 in a tapered conical portion 17 in the piston rod direction.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-/Kolbenstangeneinheit für eine Kolbenzylinderanordnung, mit einer koaxialen nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung des Kolbens, in die das einen Befestigungsbereich bildende Ende einer Kolbenstange eingeführt ist, wobei der Kolben aus einem Kolbenbereich und einem die Aufnahmebohrung aufweisenden Befestigungsabschnitt besteht und der in die Aufnahmebohrung eingeführte Befestigungsbereich der Kolbenstange eine radial umlaufende Ringnut aufweist, in die Material des die Ringnut umschließenden Befestigungsabschnitts des Kolbens in die Ringnut hineinverformt ist. The invention relates to a piston / piston rod assembly for a piston-cylinder assembly, with a coaxial non-penetrating bore of the piston, in which the end of a piston rod forming a mounting portion is inserted, wherein the piston consists of a piston portion and a mounting portion having the mounting portion and the in the receiving bore introduced mounting portion of the piston rod has a radially encircling annular groove, is deformed into the material of the annular groove enclosing mounting portion of the piston in the annular groove.

Solche Kolben-/Kolbenstangeneinheiten ( DE 2 306 899 A ) haben den Vorteil, daß sie aufgrund der nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung des Kolbens dieser Kolben mediumundurchlässig von der einen zur anderen Seite des Kolbens ist. Aus der DE 2 306 899 A ist eine derartige Kolben-/Kolbenstangeneinheit bekannt, bei der am zylindrischen Befestigungsabschnitt des Kolbens eine radial umlaufende Nut als Sollstauchstelle ausgebildet ist, wobei beim Stauchen des Befestigungsabschnitts ein Wulst gebildet wird, der in die radial umlaufende Ringnut der Kolbenstange fließt. Der Befestigungsabschnitt behält dabei seine zylindrische Form bei. Such piston / piston rod units ( DE 2 306 899 A ) have the advantage that it is medium impermeable from one to the other side of the piston due to the non-continuous receiving bore of the piston of these pistons. From the DE 2 306 899 A Such a piston / piston rod unit is known in which a radially encircling groove is formed as a desired compression point on the cylindrical attachment portion of the piston, wherein during upsetting of the fastening portion, a bead is formed, which flows in the radially encircling annular groove of the piston rod. The attachment portion maintains its cylindrical shape.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Kolben-/Kolbenstangeneinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine einfach herstellbare Verbindung hoher Sicherheit des Kolbens mit der Kolbenstange aufweist. The object of the invention is to provide a piston / piston rod unit of the type mentioned, which has a simple and cost-effective construction of a simple to produce connection high security of the piston with the piston rod.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Befestigungsabschnitt aus einem zylindrischen Befestigungsabschnitt in einen in Kolbenstangenrichtung konischen sich verjüngenden Konusabschnitt verformt ist. This object is achieved in that the attachment portion is deformed from a cylindrical attachment portion in a tapered in piston rod direction tapered cone portion.

Durch diese Ausbildung führt bei der Verformung des Befestigungsabschnitts zu einem kontinuierlichen Einfließen Materials des Befestigungsabschnitts in die Ringnut der Kolbenstange, wobei die Ringnut zumindest weitgehend vollständig ausgefüllt wird, was zu einer hohen Sicherheit der Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange führt. As a result of this design, during the deformation of the fastening section, material of the fastening section continues to flow into the annular groove of the piston rod, whereby the annular groove is at least substantially completely filled, which leads to a high degree of safety of the connection of the piston to the piston rod.

Die kontinuierliche Verformung des Befestigungsabschnitts in den Konusabschnitt erfolgt dabei in einfacher Weise dadurch, daß ein einen Innenkonus aufweisendes Werkzeug mit dem Innenkonus auf den Befestigungsabschnitt axial aufgeschoben wird. Diese kontinuierliche Verformung ermöglicht es auch ein relativ großes Materialvolumen zu verformen, wodurch eine Verbindung hoher Belastbarkeit zwischen Kolben und Kolbenstange entsteht. The continuous deformation of the fastening section in the cone section is effected in a simple manner in that a tool having an inner cone is pushed axially onto the fastening section with the inner cone. This continuous deformation also makes it possible to deform a relatively large volume of material, creating a connection of high load capacity between the piston and the piston rod.

Das freie Ende der Kolbenstange hinter der Ringnut ist während dieses Aufschubvorgangs immer in der Aufnahmebohrung geführt und sichert so die Koaxialität von Kolben und Kolbenstange. The free end of the piston rod behind the annular groove is always guided during this postponement in the receiving bore, thus ensuring the coaxiality of the piston and piston rod.

Da das verformte Material sich an die Ringnut anpaßt bestehen keine besonderen Anforderungen an die Oberflächengüte im Verbindungsbereich von Kolben und Kolbenstange. Härteschwankungen der Kolbenstangen haben keinen Einfluß auf die Verbindung von Kolben und Kolbenstange. Since the deformed material adapts to the annular groove, there are no special requirements for the surface quality in the connecting region of piston and piston rod. Hardness variations of the piston rods have no influence on the connection of piston and piston rod.

Aufgrund der nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung des Kolbens ist der Kolben axial von der einen zur anderen Seite des Kolbens mediumundurchlässig. Due to the non-penetrating bore of the piston, the piston is axially impervious to medium from one side to the other of the piston.

Eine besonders hohe Dichtsicherheit von der einen zur anderen Seite des Kolbens wird dadurch erreicht, daß der Kolbenbereich mit dem Konusabschnitt einteilig ausgebildet ist. A particularly high sealing safety from one side to the other of the piston is achieved in that the piston area is integrally formed with the cone portion.

Zu einer Minimierung der Aufschubkraft des Werkzeugs auf den Befestigungsabschnitt führt es, wenn die umlaufende Mantelfläche des Konusabschnitts um einen Winkel zwischen 5,5° und 9°, insbesondere um einen Winkel zwischen 6,8° und 7,5° zur Längsachse des Kolbens geneigt ist. To minimize the Aufschubkraft of the tool on the mounting portion, it leads when the circumferential surface of the cone portion inclined by an angle between 5.5 ° and 9 °, in particular by an angle between 6.8 ° and 7.5 ° to the longitudinal axis of the piston is.

Ein zumindest weitgehend vollständiges Einfließen des Materials des Befestigungsabschnitts in die Ringnut kann dadurch erreicht werden, daß eine oder beide Seitenwände der Ringnut den Querschnitt der Ringnut radial nach außen erweiternd geneigt sind. An at least substantially complete inflow of the material of the fastening section into the annular groove can be achieved by virtue of one or both side walls of the annular groove being inclined in an expanding manner radially outward in the cross section of the annular groove.

Die Neigung der Seitenwände der Ringnut beträgt dabei vorzugsweise zwischen 35° und 55° zur Längsachse des Kolbens. The inclination of the side walls of the annular groove is preferably between 35 ° and 55 ° to the longitudinal axis of the piston.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below. Show it

1 einen Längsschnitt einer miteinander verbundenen Kolben-/Kolbenstangeneinheit in einem Zylinder 1 a longitudinal section of an interconnected piston / piston rod unit in a cylinder

2 einen Längsschnitt des Kolbens der Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach 1 mit noch unverformtem Befestigungsabschnitt des Kolbens. 2 a longitudinal section of the piston of the piston / piston rod unit after 1 with still undeformed mounting portion of the piston.

Die in 1 dargestellte Kolben-/Kolbenstangeneinheit ist in einem Zylinder 10 verschiebbar geführt angeordnet und weist einen Kolben 1 sowie eine Kolbenstange 2 auf. In the 1 shown piston / piston rod unit is in a cylinder 10 slidably guided and has a piston 1 and a piston rod 2 on.

Vor dem Zusammenbau hat der Kolben 1 die in 2 dargestellte Form. Er besteht einteilig aus einem zylindrischen Kolbenbereich 3 und einem Befestigungsabschnitt 4, die koaxial zueinander angeordnet sind. Before assembly has the piston 1 in the 2 illustrated form. It consists of one piece of a cylindrical piston area 3 and a fixing portion 4 which are arranged coaxially with each other.

Der Kolbenbereich 3 weist eine an seiner zylindrischen Mantelfläche radial umlaufende Dichtungsnut 5 auf, in die später ein Dichtring 6 eingelegt wird, wie in 1 zu sehen ist. The piston area 3 has a on its cylindrical surface radially encircling sealing groove 5 on, in the later a sealing ring 6 is inserted, as in 1 you can see.

Der Befestigungsabschnitt 4 ist als zylindrischer Rohrabschnitt mit geringerem Außendurchmesser als der Kolbenbereich 3 ausgebildet. The attachment section 4 is as a cylindrical tube section with smaller outer diameter than the piston area 3 educated.

Koaxial weist der Befestigungsabschnitt 4 eine nichtdurchgehende Aufnahmebohrung 7 auf, die als Stufenbohrung ausgebildet ist, deren kleine Stufe 8 sich im Bodenbereich der Aufnahmebohrung 7 befindet. Coaxially, the attachment portion 4 a non-continuous receiving bore 7 on, which is designed as a stepped bore, whose small step 8th in the bottom area of the locating hole 7 located.

An seiner der Kolbenstange 2 abgewandten Stirnseite weist der Kolben 1 eine nichtdurchgehende Tieflochbohrung 9 auf, in die z.B. ein Ventilelement am dem ihr gegenüberliegenden Ende des Zylinders 10 eintauchbar ist und auf diese Weise einen größeren Hub der Kolben-/Kolbenstangeneinheit ermöglicht. At its the piston rod 2 facing away from the piston 1 a non-continuous deep hole drilling 9 on, in the example, a valve element at the opposite end of the cylinder 10 submersible and in this way allows a larger stroke of the piston / piston rod unit.

Die Kolbenstange 2 ist an ihrem einen Ende als Befestigungsbereich 11 verringerten Durchmessers ausgebildet, wobei der Durchmesser des Befestigungsbereichs 11 dem Durchmesser der Aufnahmebohrung 7 entspricht. The piston rod 2 is at one end as a mounting area 11 reduced diameter, wherein the diameter of the mounting portion 11 the diameter of the receiving bore 7 equivalent.

Im Bereich des Befestigungsbereichs 11 ist die Kolbenstange 2 mit einer radial umlaufenden Ringnut 12 versehen, deren Seitenwände 13, 13‘ den Querschnitt der Ringnut 12 radial nach außen erweiternd um 45° geneigt sind. In the area of the attachment area 11 is the piston rod 2 with a radially encircling annular groove 12 provided, whose side walls 13 . 13 ' the cross section of the annular groove 12 expanding radially outwards are inclined by 45 °.

Zur Befestigung der Kolbenstange 2 an dem Kolben 1 wird die Kolbenstange 2 mit ihrem Befestigungsbereich 11 in die Aufnahmebohrung 7 eingeführt, bis sie mit ihrer Stirnseite 14 an dem radialen Übergang 15 von der kleinen Stufe 8 zur großen Stufe 16 der Aufnahmebohrung 7 zur Anlage kommt. For fixing the piston rod 2 on the piston 1 becomes the piston rod 2 with its attachment area 11 into the receiving hole 7 Introduced until she with her forehead 14 at the radial transition 15 from the small step 8th to the big step 16 the receiving bore 7 comes to the plant.

Nun wird ein nicht dargestelltes Werkzeug mit einem Innenkegel von der Kolbenstangenseite her mit hoher Kraft auf den Befestigungsabschnitt 4 aufgeschoben. Die umlaufende Mantelfläche des Innenkegels weist einen Winkel 6,5° zu dessen Längsachse 18. Mit Fortschreiten des Aufschiebens des Werkzeugs auf den Befestigungsabschnitt 4 wird dieser sukzessive an seiner äußeren Mantelfläche zu einem Konusabschnitt 18 verformt und mit dem Material an seiner Innenfläche in die Ringnut 12 der Kolbenstange 2 hineinverformt, so daß die Ringnut 12 zumindest weitgehend voll ausgefüllt wird. Now, an unillustrated tool with an inner cone from the piston rod side with high force on the mounting portion 4 postponed. The circumferential surface of the inner cone has an angle of 6.5 ° to its longitudinal axis 18 , With the progress of the sliding of the tool on the attachment portion 4 this is successively on its outer circumferential surface to a cone section 18 deformed and with the material on its inner surface in the annular groove 12 the piston rod 2 deformed so that the annular groove 12 at least largely filled out.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Kolben piston
2 2
Kolbenstange piston rod
3 3
Kolbenbereich piston area
4 4
Befestigungsabschnitt attachment section
5 5
Dichtungsnut seal groove
6 6
Dichtring seal
7 7
Aufnahmebohrung location hole
8 8th
kleine Stufe small step
9 9
Tieflochbohrung Deep hole drilling
10 10
Zylinder cylinder
11 11
Befestigungsbereich fastening area
12 12
Ringnut ring groove
13 13
Seitenwand Side wall
13‘ 13 '
Seitenwand Side wall
14 14
Stirnseite front
15 15
Übergang crossing
16 16
große Stufe big step
17 17
Konusabschnitt cone section
18 18
Längsachse longitudinal axis

Claims (8)

Kolben-/Kolbenstangeneinheit für eine Kolbenzylinderanordnung, mit einer koaxialen nichtdurchgehenden Aufnahmebohrung (7) des Kolbens (1), in die das einen Befestigungsbereich bildende Ende einer Kolbenstange (2) eingeführt ist, wobei der Kolben (1) aus einem Kolbenbereich (3) und einem die Aufnahmebohrung (7) aufweisenden Befestigungsabschnitt (4) besteht und der in die Aufnahmebohrung (7) eingeführte Befestigungsbereich der Kolbenstange (2) eine radial umlaufende Ringnut (12) aufweist, in die Material des die Ringnut (12) umschließenden Befestigungsabschnitts (4) des Kolbens (1) in die Ringnut (12) hineinverformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (4) aus einem zylindrischen Befestigungsabschnitt (4) in einen in Kolbenstangenrichtung konischen sich verjüngenden Konusabschnitt (17) verformt ist. Piston / piston rod unit for a piston-cylinder arrangement, with a coaxial, non-continuous receiving bore ( 7 ) of the piston ( 1 ) into which the fastening area forming an end of a piston rod ( 2 ) is introduced, wherein the piston ( 1 ) from a piston area ( 3 ) and a receiving bore ( 7 ) having mounting portion ( 4 ) and in the receiving bore ( 7 ) introduced fastening area of the piston rod ( 2 ) a radially encircling annular groove ( 12 ), in the material of the annular groove ( 12 ) enclosing fastening section ( 4 ) of the piston ( 1 ) in the annular groove ( 12 ) is deformed, characterized in that the fastening portion ( 4 ) from a cylindrical attachment portion ( 4 ) in a tapered in piston rod direction conical section ( 17 ) is deformed. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbereich (3) mit dem Konusabschnitt (17) einteilig ausgebildet ist. Piston / piston rod unit according to claim 1, characterized in that the piston area ( 3 ) with the cone section ( 17 ) is formed in one piece. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Mantelfläche des Konusabschnitts (17) um einen Winkel zwischen 5,5° und 9° zur Längsachse (18) des Kolbens (1) geneigt ist. Piston / piston rod unit according to one of the preceding claims, characterized in that the circumferential lateral surface of the cone section ( 17 ) at an angle between 5.5 ° and 9 ° to the longitudinal axis ( 18 ) of the piston ( 1 ) is inclined. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Mantelfläche des Konusabschnitts (17) um einen Winkel zwischen 6,8° und 7,5° zur Längsachse (18) des Kolbens (1) geneigt ist. Piston / piston rod unit according to claim 3, characterized in that the circumferential lateral surface of the cone section ( 17 ) at an angle between 6.8 ° and 7.5 ° to the longitudinal axis ( 18 ) of the piston ( 1 ) is inclined. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Seitenwände (13, 13‘) der Ringnut (12) den Querschnitt der Ringnut (12) radial nach außen erweiternd geneigt sind. Piston / piston rod unit according to one of the preceding claims, characterized in that one or both side walls ( 13 . 13 ' ) of the annular groove ( 12 ) the cross section of the annular groove ( 12 ) are widening radially outwardly widening. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Seitenwände (13, 13‘) der Ringnut (12) zwischen 35° und 55° zur Längsachse (18) des Kolbens (1) beträgt. Piston / piston rod unit according to claim 5, characterized in that the inclination of the side walls ( 13 . 13 ' ) of the annular groove ( 12 ) between 35 ° and 55 ° to the longitudinal axis ( 18 ) of the piston ( 1 ) is. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Piston / piston rod unit according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 1 ) consists of aluminum or an aluminum alloy. Kolben-/Kolbenstangeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (2) aus Stahl besteht. Piston / piston rod unit according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod ( 2 ) consists of steel.
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