DE69212197T2 - Cylinder-piston actuator - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Kolben-Zylinder-Stellglied, bei welchem ein Zylinderrohr mit wenigstens einer Stirnwand versehen ist, die wenigstens teilweise in dem Zylinderrohr aufgenommen ist.The invention relates to a piston-cylinder actuator in which a cylinder tube is provided with at least one end wall which is at least partially accommodated in the cylinder tube.

Die Montage von Stirnwänden an Zylinderrohren von Stellgliedern erfolgt gewöhnlich mit Bolzenverbindungen, entweder kurzen Bolzen, die sich durch Flansche an dem Zylinderrohr und die Stirnwände erstrecken, oder Zugstangen, die sowohl die Stirnwände als auch die gesamte Länge des Zylinderrohrs überspannen. Andere übliche Stirnwandbefestigungen machen Gebrauch von in Eingriff zu bringenden Gewinden, die direkt in das Zylinderrohr und die Stirnwände eingeschnitten sind, oder von Sicherungsringen, welche die Stirnwände relativ zum Zylinderrohr sichern.The assembly of end caps to actuator cylinder tubes is usually accomplished with bolted connections, either short bolts extending through flanges on the cylinder tube and end caps, or tie rods spanning both the end caps and the full length of the cylinder tube. Other common end cap attachments make use of engaging threads cut directly into the cylinder tube and end caps, or of locking rings that secure the end caps relative to the cylinder tube.

Bei all den oben erwähnten Stellgliedern des Standes der Technik ist ein zusätzliches maschinelles Bearbeiten des Zylinderrohrs und/oder es sind zusätzliche Befestigungselemente erforderlich, wie Bolzen und Muttern, um die Stirnwände an dem Zylinderrohr zu befestigen. Außerdem ist wertvolle Arbeitszeit erforderlich, um den Zusammenbau durchzuführen.All of the above-mentioned prior art actuators require additional machining of the cylinder barrel and/or additional fasteners such as bolts and nuts to secure the end walls to the cylinder barrel. In addition, valuable labor time is required to complete the assembly.

Eine vereinfachte Gestaltung des Zylinders und der Stirnwand ist jedoch in dem japanischen Patent Abstract Vol 6, No. 267 (M-182) (1145) gezeigt. Gemäß dieser vorbekannten Vorrichtung greift ein durch plastische Deformation der Zylinderwand ausgebildeter Umf angsvorsprung in eine Umfangsnut an der Stirnwand ein, um dadurch letztere an dem Zylinder zu verriegeln.However, a simplified design of the cylinder and the end wall is shown in the Japanese Patent Abstract Vol 6, No. 267 (M-182) (1145). According to this previously known device, a circumferential projection formed by plastic deformation of the cylinder wall engages in a circumferential groove on the end wall in order to thereby lock the latter to the cylinder.

Diese bekannte Vorrichtung weist nicht nur einen maschinell bearbeiteten, geschwächten Bereich des Zylinderrohrs auf, sondern erfordert wenigstens zwei Montageschritte.This known device not only has a machined, weakened area of the cylinder tube, but also requires at least two assembly steps.

Die Aufgfabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Befestigen einer Stirnwand und ein Kolben-Zylinder-Stellglied zu schaffen, bei welchen die Gestaltung von Stirnwand und Zylinderrohr ebenso wie der Zusammenbau wesentlich vereinfacht und damit kostengünstiger sind.The object of the invention is to provide a method for fastening a front wall and a piston-cylinder actuator, in which the design of the front wall and cylinder tube as well as the assembly are significantly simplified and thus more cost-effective.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren und durch das im Anspruch 3 gekennzeichnete Stellglied gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the method characterized in claim 1 and by the actuator characterized in claim 3. Preferred embodiments are specified in the dependent claims.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen genau beschrieben. Es zeigen:A preferred embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings. They show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kolben-Zylinder-Stellglied;Fig. 1 shows a longitudinal section through a piston-cylinder actuator according to the invention;

Fig. 2a - c in drei Schritten eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Befestigung der Stirnwand;Fig. 2a - c a schematic representation of the method according to the invention for fastening the front wall in three steps;

Fig. 3 die abgeschlossene Stirnwandbefestigung, die gemäß der Darstellung nach Fig. 2a - c durchgeführt wurde;Fig. 3 the completed front wall fastening, which was carried out according to the illustration in Fig. 2a - c;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3;Fig. 4 shows an enlarged section of Fig. 3;

Fig. 5 eine Endansicht der Vorrichtung nach Fig. 3.Fig. 5 is an end view of the device according to Fig. 3.

Das in Fig. 1 gezeigte Stellglied besitzt ein Zylinderrohr 10 mit Druckfluid-Anschlußöf fnungen 11, 12 und zwei Stirnwänden 13. 14. Eine der Stirnwände 14 besitzt eine zentrale Öffnung 16, durch welche sich eine Kolbenstange 17 erstreckt. Letztere besitzt zur Verbindnung mit einer äußeren Last eine Gewindebohrung 18 an ihrem äußeren Ende und hat ein mit einem Gewinde versehenes inneres Teil 19, mittels dessen ein Kolben 20 starr befestigt ist.The actuator shown in Fig. 1 has a cylinder tube 10 with pressure fluid connection openings 11, 12 and two end walls 13, 14. One of the end walls 14 has a central opening 16 through which a piston rod 17 extends. The latter has a threaded bore 18 at its outer end for connection to an external load and has a threaded inner part 19 by means of which a piston 20 is rigidly attached.

Der Kolben 20 trägt zur Anlage an der zylindrischen inneren Fläche 24 des Zylinderrohrs 10 sowohl einen Dichtring 22 als auch Führungselemente 23. In der Stirnwandöffnung 16 ist ein Dichting 25 montiert, um mit der Kolbenstange 17 abdichtend zusammenzuwirken. Zwischen der vorderen Stirnwand 14 und dem Kolben 20 ist eine Schraubenfeder 27 eingefügt, um auf den Kolben 20 eine Vorlast in Richtung der hinteren Stirnwand 13 auszuüben.The piston 20 carries both a sealing ring 22 and guide elements 23 for contact with the cylindrical inner surface 24 of the cylinder tube 10. A sealing ring 25 is mounted in the end wall opening 16 in order to cooperate with the piston rod 17 in a sealing manner. A coil spring 27 is inserted between the front end wall 14 and the piston 20 in order to exert a preload on the piston 20 in the direction of the rear end wall 13.

Die Stirnwände 13, 14 sind mit Umfangsnuten 28 bzw. 29 zum Halten von Dichtringen 30, 31 ausgebildet. Die Stirnwände 13, 14 sind zudem mit umlaufenden Befestigungsnuten 33, 34 versehen, in welche Verriegelungsvorsprünge 35, 36 eingreifen, die sich von der inneren Fläche 24 des Zylinderrohrs 10 radial nach innen erstrecken. Die Vorsprünge 35, 36, welche sich über den gesamten inneren Umfang des Zylinderrohrs 10 erstrecken, werden durch dessen plastische Deformation ausgeformt und bilden zusammmen mit den Nuten 33, 34 starre und dauerhafte Befestigungsmittel für die Stirnwände 13, 14. Auf diese Weise schließen die flachen Stirnflächen 37, 38 der Stirnwände 13, 14 bündig mit den Stirnflächen des Zylinderrohrs 10 ab.The end walls 13, 14 are designed with circumferential grooves 28 and 29 for holding sealing rings 30, 31. The end walls 13, 14 are also provided with circumferential fastening grooves 33, 34, into which locking projections 35, 36 engage, which extend radially inwards from the inner surface 24 of the cylinder tube 10. The projections 35, 36, which extend over the entire inner circumference of the cylinder tube 10, are formed by its plastic deformation and, together with the grooves 33, 34, form rigid and permanent fastening means for the end walls 13, 14. In this way, the flat end surfaces 37, 38 of the end walls 13, 14 are flush with the end surfaces of the cylinder tube 10.

Die Verformung des Verriegelungsvorsprungs 35 wird, wie in Fig. 2a - c gezeigt, gleichzeitig mit dem Einführen der Stirnwand 13 in das Zylinderrohr 10 durchgeführt.The deformation of the locking projection 35 is carried out, as shown in Fig. 2a - c, simultaneously with the insertion of the end wall 13 into the cylinder tube 10.

Die Montage der Stirnwand erfolgt mittels eines Montagewerkzeuges 40, das sowohl als Führungs- und Einführmittel als auch als ein das Zylinderrohr stauchendes Preßwerkzeug dient. Für diese Zwecke ist das Werkzeug 40 mit einer flachen Vorderfläche 41 und einem ringförmigen Steg 42 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet, der aus der Vorderfläche 41 hervorsteht. Dieser Steg 42 besitzt einen zur äußeren Fläche 37 der Stirnwand 13 passenden inneren Durchmesser, und seine axiale Erstreckung ist gleich dem Abstand zwischen der äußeren Stirnfläche 37 der Stirnwand 13 und der Befestigungsnut 33. Die Breite des Stegs 42 ist so gewählt, daß ein zu der Nut 33 passender Vorsprung 35 richtiger Größe erzeugt wird, wenn der Steg 42 gegen und in die Stirnfläche des Zylinderrohrs 10 gepreßt wird. Der Verformungssteg 42 greift an dem Bereich 43 der Stirnfläche des Zylinderrohrs 10 an, welcher sich an dessen inneren Umfang befindet (siehe Fig. 2b)The end wall is assembled using an assembly tool 40 which serves both as a guide and insertion means and as a pressing tool which compresses the cylinder tube. For these purposes, the tool 40 is designed with a flat front surface 41 and an annular web 42 with a substantially rectangular cross-section which protrudes from the front surface 41. This web 42 has an inner diameter which matches the outer surface 37 of the end wall 13 and its axial extent is equal to the distance between the outer end surface 37 of the end wall 13 and the fastening groove 33. The width of the web 42 is selected so that a projection 35 of the correct size which matches the groove 33 is produced when the web 42 is pressed against and into the end surface of the cylinder tube 10. The deformation web 42 engages the area 43 of the end face of the cylinder tube 10, which is located on its inner periphery (see Fig. 2b)

Bei dem in Fig. 2b dargestellten Montageschritt wird die Stirnwand 13 von dem Werkzeug 40 ergriffen und in das Zylinderrohr 10 eingeführt. Auf das Werkzeug 40 wird eine axial gerichtete Kraft F aufgebracht, und in Fig. 2c ist der abschließende Montageschritt dargestellt, bei welchem die Stirnwand 13 vollständig in das Zylinderrohr 10 eingeführt und mittels des Stegs 42 des Preßwerkzeugs ein Vorsprung 35 ausgebildet wird. Der Vorsprung 35 wird in die Nut 33 hinein umgeformt, um letztere dadurch vollständig auszufüllen. Es wird eine starre Verbindung der Stirnwand 13 in Bezug auf das Zylinderrohr 10 erreicht. In Fig. 3 und insbesondere in Fig. 4 ist die abgeschlossene Stirnwandbefestigung dargestellt.In the assembly step shown in Fig. 2b, the end wall 13 is gripped by the tool 40 and inserted into the cylinder tube 10. An axially directed force F is applied to the tool 40, and Fig. 2c shows the final assembly step in which the end wall 13 is completely inserted into the cylinder tube 10 and a projection 35 is formed by means of the web 42 of the pressing tool. The projection 35 is formed into the groove 33 in order to completely fill the latter. A rigid connection of the end wall 13 with respect to the cylinder tube 10 is achieved. In Fig. 3 and In particular, Fig. 4 shows the completed front wall fastening.

Selbstverständlich sind die Ausführungsformen der Erfindung nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt, das die Ausformung eines einzigen ringförmigen Verriegelungsvorsprungs 35 beinhaltet, der sich über den gesamten Umfang des Zylinderrohrs 10 erstreckt. Stattdessen können die Verriegelungsmittel aus einer Anzahl kürzerer Vorsprünge bestehen, die über den Umfang des Zylinderrohrs 10 verteilt sind, und die Befestigungsnut 33 kann auch durch eine Anzahl kürzerer Nuten ersetzt werden, um auf die Vorsprünge zu passen. In einem solchen Fall ist das Montagewerkzeug 40 mit einer Anzahl kurzer Stegabschnitte zum Erzeugen solcher Vorsprünge ausgebildet.Of course, the embodiments of the invention are not limited to the example described above, which involves the formation of a single annular locking projection 35 extending over the entire circumference of the cylinder tube 10. Instead, the locking means may consist of a number of shorter projections distributed over the circumference of the cylinder tube 10, and the fastening groove 33 may also be replaced by a number of shorter grooves to fit the projections. In such a case, the assembly tool 40 is formed with a number of short web portions for creating such projections.

Claims (5)

1. Verfahren zum starren Befestigen einer Stirnwand (13, 14) an einem Zylinderrohr (10) eines Kolben-Zylinder- Stellgliedes, bei welchem die Stirnwand (13, 14) wenigstens teilweise in dem Zylinderrohr (10) aufgenommen und mit einer oder mehreren Umfangsnuten (33, 34) ausgebildet wird, gekennzeichnet durch einen einstufigen Verfahrensschritt, in welchem die Stirnwand (13, 14) unter gleichzeitiger Anwendung einer Druckkraft (F) auf einen oder mehrere Bereiche (43) am inneren Umfang der betreffenden Stirnfläche des Zylinderrohrs (10) in dieses eingeführt wird, um durch plastische Deformation des Bereiches bzw. der Bereiche (43) eine oder mehrere radial nach innen weisende Vorsprünge (35, 36) zum verriegelnden Eingreifen in die Umfangsnut bzw. -nuten (33, 34) in der Stirnwand (13, 14) auszuformen.1. Method for rigidly fastening an end wall (13, 14) to a cylinder tube (10) of a piston-cylinder actuator, in which the end wall (13, 14) is at least partially received in the cylinder tube (10) and is formed with one or more circumferential grooves (33, 34), characterized by a one-stage method step in which the end wall (13, 14) is introduced into the cylinder tube (10) while simultaneously applying a compressive force (F) to one or more areas (43) on the inner circumference of the relevant end face of the cylinder tube (10) in order to form one or more radially inwardly pointing projections (35, 36) for locking engagement in the circumferential groove or grooves (33, 34) in the end wall (13, 14) by plastic deformation of the area or areas (43). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (13, 14) in das Zylinderrohr (10) mittels eines Montagewerkzeuges (40) eingeführt wird, das mit Verformungsmitteln (42) zum gleichzeitigen Angreifen und Verformen der Stirnflächenbereiche (43) ausgebildet ist.2. Method according to claim 1, characterized in that the end wall (13, 14) is introduced into the cylinder tube (10) by means of an assembly tool (40) which is designed with deformation means (42) for simultaneously engaging and deforming the end surface areas (43). 3. Kolben-Zylinder-Stellglied mit einem Zylinderrohr (10), einem Kolben (20), der in dem Zylinderrohr (10) hinund hergehend geführt ist, und wenigstens einer Stirnwand (13, 14), die zumindest teilweise in dem Zylinderrohr (10) aufgenommen ist und eine oder mehrere Umfangsnuten (33, 34) besitzt, wobei das Zylinderrohr (10) einen oder mehrere radial nach innen weisende Umfangsvorsprünge (35, 36) aufweist, die so angeordnet sind, daß sie in die Nut bzw. Nuten (33, 34) eingreifen, um die Stirnwand in Bezug auf das Zylinderrohr (10) starr zu verriegeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsvorsprung bzw. die Umfangsvorsprünge (35, 36) im Wege plastischer Deformation eines oder mehrerer Bereiche (43) der betreffenden Stirnfläche des Zylinderrohrs (10) ausgeformt sind.3. Piston-cylinder actuator with a cylinder tube (10), a piston (20) which is guided back and forth in the cylinder tube (10), and at least one end wall (13, 14) which is at least partially accommodated in the cylinder tube (10) and has one or more circumferential grooves (33, 34), wherein the cylinder tube (10) has one or more radially inwardly pointing circumferential projections (35, 36) which are arranged are designed to engage in the groove or grooves (33, 34) in order to rigidly lock the end wall with respect to the cylinder tube (10), characterized in that the circumferential projection or projections (35, 36) are formed by plastic deformation of one or more regions (43) of the relevant end face of the cylinder tube (10). 4. Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder die mehreren Umfangsnuten (33, 34) aus einer einzigen Nut bestehen, die sich durchgehend über den Umfang der Stirnwand (13, 14) erstreckt.4. Actuator according to claim 3, characterized in that the one or more circumferential grooves (33, 34) consist of a single groove which extends continuously over the circumference of the end wall (13, 14). 5. Stellglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die mehreren Umfangsvorsprünge (35, 36) aus einem einzigen Vorsprung bestehen, der sich durchgehend über den inneren Umfang des Zylinderrohrs (10) erstreckt.5. Actuator according to claim 4, characterized in that the one or more circumferential projections (35, 36) consist of a single projection which extends continuously over the inner circumference of the cylinder tube (10).