DE4112956B4 - Vorrichtung zum Verschließen von Kolben-Zylinder-Aggregaten - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zum Verschließen
eines Kolben-Zylinder-Aggregates, wobei innerhalb eines zylindrischen
Behälterrohres
eine axial bewegliche Kolbenstange montiert ist und die Kolbenstange
von einer Kolbenstangenführung
konzentrisch zum Behälterrohr
positioniert und gegenüber
der Atmosphäre
durch eine Kolbenstangendichtung abgedichtet ist, wobei ein Behälterrohrende
im Bereich der Kolbenstangenführung
umgebördelt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behälteraufnahmevorrichtung (2)
für das
zu verschließende
Behälterrohr
(3) in einer definierten Position zu einer Referenzebene (20) steht,
und mindestens ein Biegewerkzeug (17) radial von außen in eine
bezogen auf eine Biegewerkzeugfläche
(19) parallele Stellung zum Behälterrohr
(3) bewegbar ist, wobei das Biegewerkzeug (17) um einen Kipp-Punkt
(22) schwenkbar gelagert ist, der einerseits in einem Abstand in etwa
der Behälterwandstärke S parallel
zur behälteraußenseitigen
Kolbenstangenführungs-Stirnfläche (21)
befindet und andererseits auf einem Teilkreis liegt, der dem Behälterrohr-Außendurchmesser
entspricht, wobei das Biegewerkzeug (17) für den Verschließvorgang
um einen Winkel schwenkbar ist, der sich aus einem Winkel einer
behälteraußenseitig
liegenden Kolbenstangenführungs-Stirnfläche (21)
und der Biegewerkzeugfläche...
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen eines Kolben-Zylinder-Aggregates, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
- Kolben-Zylinder-Aggregate, insbesondere Schwingungsdämpfer, müssen nach der Montage der Baugruppen und dem Befüllen mit Dämpfmedium gas- und/oder öldicht verschlossen werden. Allgemein wird der Schwingungsdämpfer im Bereich der Kolbenstangenführung verschlossen, wie z. B. in der
DE 83 11 750 U1 beschrieben, durch partielles Andrücken des Behälterrohres. Für dieses Verfahren lassen sich nur dünnwandige Behälterrohre verwenden oder als Ausweichlösung muß das Behälterrohr an dem zu verschließenden Ende mit einer Behälterrohrwand-Reduzierung ausgeführt sein. Daraus folgt als weiterer schwerwiegender Nachteil, daß sich der belastbare Querschnitt des Behälterrohres stark reduziert. Für hochbelastete Schwingungsdämpfer ist daher dieses Verfahren ungeeignet. Als Alternative werden solche Schwingungsdämpfer häufig mit einer Schraubkappe als Behälterrohrabschluß versehen. Nachteilig erweist sich dabei die teuere Fertigung der Gewindeverbindung sowie die damit verbundenen Montageschwierigkeiten. Ungeachtet dessen erhält man eine Behälterrohrwand-Reduzierung und ein wenig gefälliges Aussehen. - Aus der
DE 476 588 C1 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Rohrenden bekannt. Eine Bördelrolle ist schwenkbar um einen Kipp-Punkt gelagert und erzeugt eine kreisringförmige Endfläche an dem Rohr. Eine derartige Vorrichtung ist für das Verschließen eines Kolben-Zylinderaggregates ungeeignet, da die Bördelrolle über das Rohrende geschwenkt wird, aus dem bei einem Kolben-Zylinderaggregat eine Kolbenstange ragt. - In diesem Zusammenhang ist noch die
US 2 368 817 zu nennen. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verschließen eines Kolben-Zylinder-Aggregates zu realisieren, die eine möglichst große Behälterrohrwandstärke zuläßt, sehr günstige Fertigungsverhältnisse ermöglicht, ein gefälliges Aussehen des zu verschließenden Behälterrohres in Verbindung mit einer glatten Behälterrohroberfläche ergibt.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale nach Patentanspruch 1 gelöst.
- Der Kipp-Punkt für das Biegewerkzeug befindet sich in einem parallelen Abstand zur behälteraußenseitigen Kolbenstangen-Stirnfläche, der in etwa der Behälterrohr-Wandstärke entspricht und andererseits auf einem Teilkreis, der im wesentlichen dem Behälterrohr-Außendurchmesser gleicht. Durch diese Abhängigkeit des Kipp-Punktes von den Größenverhältnissen des Behälterrohres läßt sich der Kipp-Punkt für verschiedene Behältergrößen sehr leicht festlegen und ist somit entsprechend reproduzierbar. Daraus ergeben sich für die Serienfertigung sehr kurze Einstellzeiten für das Biegewerkzeug.
- Die als Biegewerkzeug verwendete drehbar gelagerte Zylinderrolle garantiert eine saubere Oberfläche ohne Riefen und Kratzer. Bei ungünstigen Behälterrohr-Abmessungen und sich daraus ergebendem Platzmangel läßt sich auch ein löffelähnliches oder fingerartiges Biegewerkzeug einsetzen.
- Gemäß einem Unteranspruch kommen mindestens zwei Führungsrollen zum Einsatz, damit das Kolben-Zylinder-Aggregat positioniert ist. Die Anzahl der Führungsrollen ist abhängig von der Anzahl der Biegerollen und dem Behälterdurchmesser. Bei entsprechend großem Behälterrohr-Durchmesser hat sich der Einsatz von drei Wegerollen als sehr vorteilhaft erwiesen, da die Umformung schneller abläuft und man auf die Führungsrollen verzichten kann. In den meisten Einsatzfällen beträgt der Schwenkwinkel ca. 90°.
- In einer besonderen Verfahrensvariante kann die Unterstützungsfläche der Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung, bezogen auf das Kolben-Zylinder-Aggregat, axial verschoben werden. Damit ist eine stufenlose Längeneinstellung für die Kolben-Zylinder-Aggregate möglich.
- Erfindungsgemäß besitzt die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung eine Drehantriebseinrichtung. Eine vorher bestimmte Rotationsgeschwindigkeit, die in einem definierten Verhältnis zur Schwenkgeschwindigkeit des Biegewerkzeuges steht, sorgt für eine hohe Oberflächengüte der Behälterrohr-Umbördelung. In Abwandlung dazu kann auch die Biegerolle einen Drehantrieb besitzen.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung eine drehbar gelagerte Abstützglocke, die das Kolben-Zylinder-Aggregat innerhalb der Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung verspannt. Als weiteres Konstruktionsmerkmal besitzt die Abstützglocke eine Stirnfläche, die als Referenzebene für die Positionierung des Kipp-Punktes dient. Damit können Längentoleranzen zwischen dem Behälterrohr und dem Druckrohr ausgeglichen werden.
- Ein besonders rationeller Einsatz der Vorrichtung wird dadurch erzielt, indem das Biegewerkzeug das Kolben-Zylinder-Aggregat innerhalb der Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung während des Verschließvorganges verspannt. Es vereinfacht sich der Aufbau der Vorrichtung, da auf eine Abstützglocke verzichtet werden kann.
- Zur Verdeutlichung der Erfindung werden die Funktionen und deren Vorteile in der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 Prinzipskizze einer Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung mit Abstützglocke; -
2 Draufsicht der Prinzipskizze aus1 ; -
3 und4 Ausschnitt-Darstellung eines Kolben-ZylinderAggregates mit Biegewerkzeug-Bewegung; -
5 Prinzipdarstellung einer Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung mit stationärer Unterstützungsfläche. - In
1 befindet sich ein komplettes, mit Dämpfmedium gefülltes Kolben-Zylinder-Aggregat1 , in diesem Fall ein Schwingungsdämpfer, in der Behälteraufnahmevorrichtung2 . Bei dem Schwingungsdämpfer handelt es sich um einen bekannten Zweirohrdämpfer, bei dem konzentrisch zu einem Behälterrohr3 ein Druckrohr5 angeordnet ist. Eine Kolbenstangenführung4 positioniert die beiden Rohre zueinander, wobei eine Kolbenstangendichtung6 innerhalb einer Kolbenstangendichtung-Aufnahmebohrung die Arbeitsräume8 und9 gegenüber der Atmosphäre abdichtet. - Die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung
2 verfügt zur axialen Positionierung des Kolben-Zylinder-Aggregates1 über eine Unterstützungsfläche10 sowie eine Führungseinrichtung11 für den unteren Bereich, z. B. dem Auge des Kolben-Zylinder-Aggregates1 . Des weiteren enthält die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung2 einen Drehantrieb12 für das Kolben-Zylinder-Aggregat1 . An dem zu verschließenden Ende des Kolben-Zylinder-Aggregates1 sind Führungsrollen13 montiert, die für einen exakten Rundlauf des Kolben-Zylinder-Aggregates1 beim Verschließvorgang sorgen. Eine drehbar gelagerte Abstützglocke14 , die spreizbare Haltefinger15 besitzt, verspannt das Kolben-Zylinder-Aggregat innerhalb der Behälteraufnahmevorrichtung2 . Zur Einstellung auf verschiedene Kolben-Zylinder-Aggregatlängen kann der Abstand zwischen der Abstützglocke14 und der Unterstützungsfläche10 mittels einer Verstelleinrichtung16 , vorzugsweise eines Hydraulikzylinders, stufenlos verändert werden. In dieser Ausführung ist die Verstelleinrichtung16 der Unterstützungsfläche10 zugeordnet. Eine umgekehrte Variante, bei der die Verstelleinrichtung16 Bestandteil der Abstützglocke14 wäre, erfüllt den gleichen Zweck. - Neben den Führungsrollen
13 verfügt die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung2 über mindestens ein Biegewerkzeug17 . In der Regel hat das Biegewerkzeug17 eine zylindrische Kontur und ist um seine Längsachse18 drehbar gelagert, wobei die Längsachse18 schwenkbar ausgeführt ist und radial an das Kolben-Zylinder-Aggregat1 verschoben werden kann zur Anpassung an verschiedene Behälterrohr-Durchmesser. Bei Platzmangel im Bereich des zu verschließenden Endes des Kolben-Zylinder-Aggregates1 kann anstatt einer Zylinderrolle auch ein flachbauendes Biegewerkzeug eingesetzt werden. - Das Verschließverfahren beginnt damit, daß das Kolben-Zylinder-Aggregat
1 in die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung2 gestellt wird. Die Verstelleinrichtung16 fährt das Kolben-Zylinder-Aggregat1 in Richtung der Abstützglocke14 , die auf die Kolbenstangendichtung6 drückt und über die Kolbenstangenführung4 das Kolben-Zylinder-Aggregat1 verspannt, damit die Bestandteile zueinander kein Spiel aufweisen. Aus Platzgründen ist die Abstützglocke14 geteilt, wobei die Haltefinger15 radial spreizbar sind, um das nicht dargestellte Anschlußorgan der Kolbenstange bei der Zustellbewegung des Kolben-Zylinder-Aggregates1 zu umgehen. In diesem Abschnitt des Verschließvorganges nimmt die Biegewerkzeugfläche19 eine parallele Stellung zum Behälterrohr3 ein. Zur axialen Einstellung des Biegewerkzeuges17 dient als Referenzfläche20 die Stirnfläche der Abstützglocke14 . -
2 verdeutlicht die Anordnung des Kolben-Zylinder-Aggregates1 innerhalb der Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung2 . Das angetriebene Kolben-Zylinder-Aggregat1 rotiert um seine Längsachse. Aus seiner Grundposition wird das Biegewerkzeug17 entsprechend seiner Führungsachsen A-A, B-B radial an das Behälterrohr3 bewegt. Man könnte auch auf die Führungsachse B-B verzichten, doch bietet sich mit dieser Führungsachse die Möglichkeit, die Verteilung der Rollen auf den Behälterrohrumfang optimal einzustellen. - In dieser Ausführung wird die Unterstützungsfläche
10 angetrieben. Denkbar wäre aber auch der Antrieb des Biegewerkzeuges17 , einer Führungsrolle13 oder der Abstützglocke14 . - Zur Anpassung der Stellung der Führungsrollen
13 an den Behälterrohr-Durchmesser können diese entsprechend den Achsen X1, X2 und Y verschoben werden. Alternativ bietet sich die Möglichkeit, durch Austausch der Führungsrollen13 für die jeweils angepaßten Durchmesser diese Einstellmaßnahmen vorzunehmen. - Die
3 und4 zeigen einen Ausschnitt aus dem Kolben-Zylinder-Aggregat im Bereich des zu verschließenden Endes mit einer Biegerolle als Biegewerkzeug17 . Auf die Führungsrollen13 und die Abstützglocke14 ist zur Vereinfachung verzichtet worden. - Innerhalb der Kolbenstangenführung
4 ist die Kolbenstangendichtung6 montiert. Sie baut um ein bestimmtes Maß E höher als die Stirnfläche21 der Kolbenstangenführung4 . Aus der Position der Kolbenstangen-Stirnfläche und dem Behälterrohr-Durchmesser ergibt sich ein Kipp-Punkt22 , der im parallelen Abstand, der der Wandstärke S des Behälterrohres3 entspricht, steht. Dieser Kipp-Punkt22 stellt einen Punkt auf der Schwenkachse für das Biegewerkzeug17 dar. - Beim Verschließvorgang schwenkt das Biegewerkzeug
17 mit einer im Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit geringeren Geschwindigkeit um den Kipp-Punkt22 . Dabei wird das Behälterrohr3 , das keinerlei Ausklinkungen oder Wandstärken-Reduzierungen aufweist, falten- und riefenfrei auf die Kolbenstangenführung4 umgebördelt. Gleichzeitig wird die Kolbenstangendichtung6 innerhalb der Kolbenstangendichtungs-Aufnahmebohrung7 der Kolbenstangenführung4 verspannt. - Man erhält eine Behälterrohr-Wandstärke im Bereich des zu verschließenden Behälterrohr-Endes aufgrund der Stauch- und Walzbewegung, die mindestens so groß ist wie im übrigen Behälterrohrbereich. Nach dem Verschließvorgang muß das Behälterrohr
3 durch geeignete Maßnahmen so bearbeitet werden, daß es sich gegenüber dem Druckrohr5 verkürzt, z. B. durch das Walzen des Behälterrohres3 . -
5 zeigt eine Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung2 mit einer stationären Unterstützungsfläche10 . Im Gegensatz zur1 entfällt bei dieser Vorrichtungsvariante die Abstützglocke14 . Führungsrollen13 sind in dieser vereinfachten Darstellung nicht eingezeichnet. - Es ist für diese Vorrichtungsvariante wichtig, daß die Längentoleranzen zwischen dem Druckrohr
5 und dem Behälterrohr3 relativ klein sind. Als Referenzebene dient in dieser Ausführung die Unterstützungsfläche10 . Eine zusätzliche Anforderung wird an die Kolbenstangenführung4 gestellt, die eine größere Stirnfläche21 besitzen muß, damit sie beim Verschließvorgang aufgrund der erhöhten Belastung nicht beschädigt wird. Das Grundprinzip des Verschließverfahrens entspricht den1 bis4 . Zusätzlich zu der Schwenk- und Rotationsbewegung führt das Biegewerkzeug17 , nachdem die Umbördelung23 an der Stirnfläche21 der Kolbenstangenführung4 anliegt, eine Stauchbewegung in Richtung der Unterstützungsfläche10 aus. Während dieser Stauchbewegung findet permanent eine relative Rotationsbewegung zwischen dem Kolben-Zylinder-Aggregat1 und dem Biegewerkzeug17 statt. Beim Stauchen drückt das Biegewerkzeug17 über die Kolbenstangenführung4 auf das Druckrohr5 und verkürzt dieses elastisch. Dadurch verlängert sich relativ das Behälterrohr3 gegenüber dem Druckrohr5 , wobei der entstandene Materialüberschuß des Behälterrohres3 in die Umbördelung23 gleich eingewalzt wird. - Nach Abschluß der Stauchbewegung entspannt sich das Druckrohr
5 und sorgt über die Kolbenstangenführung4 und die dort anliegende Umbördelung23 für eine Zugspannung im Behälterrohr3 . Durch diese Maßnahme kann auf ein anschließendes Behälterrohrbearbeiten verzichtet werden.
Claims (11)
- Vorrichtung zum Verschließen eines Kolben-Zylinder-Aggregates, wobei innerhalb eines zylindrischen Behälterrohres eine axial bewegliche Kolbenstange montiert ist und die Kolbenstange von einer Kolbenstangenführung konzentrisch zum Behälterrohr positioniert und gegenüber der Atmosphäre durch eine Kolbenstangendichtung abgedichtet ist, wobei ein Behälterrohrende im Bereich der Kolbenstangenführung umgebördelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behälteraufnahmevorrichtung (
2 ) für das zu verschließende Behälterrohr (3 ) in einer definierten Position zu einer Referenzebene (20 ) steht, und mindestens ein Biegewerkzeug (17 ) radial von außen in eine bezogen auf eine Biegewerkzeugfläche (19 ) parallele Stellung zum Behälterrohr (3 ) bewegbar ist, wobei das Biegewerkzeug (17 ) um einen Kipp-Punkt (22 ) schwenkbar gelagert ist, der einerseits in einem Abstand in etwa der Behälterwandstärke S parallel zur behälteraußenseitigen Kolbenstangenführungs-Stirnfläche (21 ) befindet und andererseits auf einem Teilkreis liegt, der dem Behälterrohr-Außendurchmesser entspricht, wobei das Biegewerkzeug (17 ) für den Verschließvorgang um einen Winkel schwenkbar ist, der sich aus einem Winkel einer behälteraußenseitig liegenden Kolbenstangenführungs-Stirnfläche (21 ) und der Biegewerkzeugfläche (19 ) ergibt, wobei das Behälterrohr (3 ) und das Biegewerkzeug (17 ) eine rotatorische Relativbewegung zueinander ausführen und das Biegewerkzeug (17 ) nach dem Verschließvorgang wieder in eine Ausgangsposition zurückgeschwenkbar ist. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Biegewerkzeug (
17 ) mindestens eine drehbar gelagerte Zylinderrolle verwendet wird. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung (
2 ) mindestens zwei Führungsrollen (13 ) zur radialen Positionierung des Kolben-Zylinder-Aggregates (1 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruchen 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Biegerollen, angeordnet auf einem Kippkreis verwendet werden.
- Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Biegewerkzeuges (
17 ) 90° ist. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung (
2 ) eine Unterstützungsfläche (10 ) aufweist, die, bezogen auf das Kolben-Zylinder-Aggregat (1 ), axial verschoben werden kann. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung (
2 ) eine Dreh-Antriebs-Einrichtung (12 ) besitzt. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Biegerolle eine Dreh-Antriebs-Einheit (
12 ) besitzt. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterrohr-Aufnahmevorrichtung (
2 ) eine drehbar gelagerte Abstützglocke (14 ) besitzt, die das Kolben-Zylinder-Aggregat (1 ) innerhalb der Behälteraufnahmevorrichtung (2 ) axial vorspannt. - Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützglocke (
14 ) eine zur Kolbenstangenführung (4 ) gerichtete Stirnfläche enthält, die als Referenzfläche (20 ) dient. - Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewerkzeug (
17 ) das Kolben-Zylinder-Aggregat (1 ) innerhalb der Behälteraufnahmevorrichtung (2 ) während des Verschließvorganges axial vorspannt.
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EP3760376A1 (de) | Verwendung einer dreh-spannvorrichtung |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |