DE4429567A1

DE4429567A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines pneumatischen Zylinders

Info

Publication number: DE4429567A1
Application number: DE19944429567
Authority: DE
Inventors: Anton Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2014-08-20
Also published as: DE4429567C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines pneumatischen Zylinders gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kleinere pneumatische Zylinder werden vorzugsweise aus einem Profil eines metallischen Werkstoffes, insbesondere aus einem Aluminium-Strangpreßprofil hergestellt. Die Zylinder bohrung wird in den massiven Profilkörper gebohrt, wobei der Zylinderboden stehen bleibt. Dieses Verfahren ist zeitauf wendig und mit großem Materialabfall verbunden. Bei dem Verfahren der eingangs genannten Gattung wird daher von einem Profil mit einer Zylinderbohrung ausgegangen und ein gesondert hergestellter kreisscheibenförmiger Zylinderboden wird in die Stirnfläche des Zylinders eingesetzt, um die Zylinderbohrung abzuschließen. Es ist hierzu bekannt, den Zylinderboden in die Zylinderbohrung einzuschrauben. Dies erfordert die aufwendige Herstellung von Gewinden in der Zylinderbohrung und an dem Zylinderboden. Weiter ist es bekannt, den Zylinderboden in die Zylinderbohrung einzu schweißen. Auch dieses Verfahren ist aufwendig. Vor allem können bei dem Schweißen Spannungen in dem Material des Zylinders auftreten, so daß sich der Zylinder verzieht und Ungenauigkeiten auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, daß ein schnelles kostengünstiges Herstellen eines pneumatischen Zylinders ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfah ren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Im Anspruch 8 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den die Zylinderboh rung abschließenden Zylinderboden in der Stirnfläche des Zylinders durch Rollieren zu befestigen. Dabei kann von einem Strangpreßprofil mit Zylinderbohrung ausgegangen werden, so daß der Vorteil des geringeren Materialverbrauchs erhalten bleibt. Das Rollieren ist ein im Vergleich zum Gewindeschneiden wenig aufwendiger Arbeitsgang. Das Rollie ren verursacht als Kaltverformung keine Spannungen in dem Material des Zylinders. Überraschenderweise hat sich ge zeigt, daß allein durch das Rollieren eine dichte Verbindung zwischen Zylinder und Zylinderboden erhalten wird, ohne daß zusätzliche Maßnahmen zum Abdichten notwendig sind.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der axial wirkende Rollierdruck am entgegengesetzten Ende des Zylinders durch einen Kopf abgestützt, der die Zylinderboh rung dicht verschließt. Über diesen Kopf wird eine Leckprü fung durchgeführt, so daß bereits während des Einrollierens des Bodens eine Dichtigkeitskontrolle durchgeführt werden kann. Dadurch wird eine zusätzliche Prüfung eingespart und der Ausschuß wird verringert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einem Axialschnitt den pneumatischen Zylinder in der oberen Hälfte vor dem Rollieren und in der unteren Hälfte nach dem Rollieren;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens und

Fig. 3 eine Stirnansicht gemäß der Linie III-III in Fig. 2.

Zum Herstellen des pneumatischen Zylinders wird von einem Strangpreßprofil vorzugsweise aus Aluminium ausgegangen, welches den Zylinder 10 bildet und eine axial durchgehende Zylinderbohrung 12 aufweist. Der Zylinder 10 weist häufig einen quadratischen Außenquerschnitt auf, der je nach Anwen dung mit Führungs- und Befestigungsprofilen ausgebildet sein kann.

Das Strangpreßprofil wird entsprechend dem geforderten Axialmaß des Zylinders 10 abgelängt. Von der einen Stirn fläche 14 des Zylinders 10 her wird die Zylinderbohrung 12 vorzugsweise durch Ausdrehen aufgeweitet, so daß eine Innen schulter 16 gebildet wird. Weiter wird die Stirnfläche 14 radial von außen abgedreht, so daß ein radial unmittelbar an die aufgeweitete Zylinderbohrung 12 anschließender axial aus der Stirnfläche 14 vorragender Kragen 18 stehen bleibt.

Ein Zylinderboden 20 hat die Form einer Kreisscheibe, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der aufgeweiteten Zylinderbohrung 12 entspricht. Die axiale Dicke des Zylin derbodens 20 entspricht der axialen Tiefe des aufgeweiteten Abschnittes der Zylinderbohrung 12. Am Außenumfang der äußeren Stirnfläche des Zylinderbodens 20 wird eine Stufe 22 abgedreht, deren axiale Tiefe der radialen Stärke des Kra gens 18 und deren radiale Breite der axialen Höhe des Kra gens 18 entspricht.

Der Zylinderboden 20 wird in die aufgeweitete Zylinderboh rung 12 eingesetzt, so daß er axial auf der Innenschulter 16 aufsitzt. Dieser Zustand ist in Fig. 1 in der oberen Hälfte dargestellt. Dann wird der Kragen 18 nach innen rolliert, so daß er sich in die Stufe 22 des Zylinderbodens 20 einlegt, wie dies in Fig. 1 in der unteren Hälfte dargestellt ist. Die Stirnfläche 14, der nach innen rollierte Kragen 18 und die äußere Stirnfläche des Zylinderbodens 20 bilden nun eine bündig durchgehende ebene Fläche, ohne daß es einer weiteren Nachbearbeitung bedarf. Durch den Rollierdruck wird der Zylinderboden 20 axial dicht an die Innenschulter 16 gepreßt und das Material des Kragens 18 fließt kalt in die Stufe 22, so daß die Fuge zwischen dem Zylinder 10 und dem Zylinderbo den 20 vollständig dicht verschlossen wird.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

Auf einer Tischplatte 24 ist eine Aufnahme 26 angebracht, in die der abgelängte und an seiner Stirnseite abgedrehte Zylinder 10 eingesetzt wird. Die Aufnahme 26 führt den Zylinder 10 axial verschiebbar. Die Aufnahme 26 ist aus tauschbar an der Tischplatte 24 angebracht, so daß jeweils eine der Zylinderdimensionierung angepaßte Aufnahme 26 verwendet werden kann.

Stirnseitig an die Aufnahme 26 anschließend ist auf der Tischplatte 24 ein Joch 28 angebracht, welches einen pneuma tisch betätigbaren Stempel 30 aufweist, der von oben auf den in der Aufnahme 26 sitzenden Zylinder 10 drückt und den Zylinder in der Aufnahme 26 fixiert.

Auf beiderseits der Aufnahme 26 angeordneten horizontalen Führungsstäben 32 ist ein Schlitten 34 verschiebbar und arretierbar geführt. Der Schlitten 34 trägt an seiner verti kalen Stirnfläche einen austauschbaren Kopf 36, der mit einer vertikalen Stirnfläche an der hinteren Stirnfläche des an der Aufnahme 26 angeordneten Zylinders 10 zur Anlage gebracht wird. In der Stirnfläche des Kopfes 36 ist eine Dichtung angeordnet, die sich abdichtend an die hintere Stirnfläche des Zylinders 10 anlegt und die Zylinderbohrung 12 umschließt. Auf diese Weise verschließt der Kopf 36 die Zylinderbohrung 12 dicht. Die Austauschbarkeit des Kopfes 36 ermöglicht die Anpassung an unterschiedliche Zylindergrößen.

In dem Bereich der Stirnfläche des Kopfes 36, der mit der Zylinderbohrung 12 zur Deckung kommt, weist der Kopf 36 eine Bohrung auf, über welche eine Vakuumpumpe mit Druckanzeige angeschlossen werden kann.

Auf der dem Schlitten 34 entgegengesetzten Seite der Tisch platte 24 ist eine Rolliereinheit montiert. Die Rollierein heit besteht aus einem Elektromotor 38, der über einen Getriebeblock 40 ein Rollierwerkzeug 42 antreibt. Die Dreh achse des Rollierwerkzeugs 42 fluchtet mit der Achse der Zylinderbohrung 12 des auf der Aufnahme 26 befestigten Zylinders 10. Das Rollierwerkzeug 42 weist auf radialen Achsen gelagerte Rollierscheiben 44 auf, die mit einem dem Kragen 18 entsprechenden radialen Abstand von der Rotations achse angeordnet sind.

Axial in dem Rollierwerkzeug 42 ist ein Stempel 46 gelagert, der axial verschiebbar ist und durch eine Feder 48 vorge spannt ist. Der axial abgelängte und an seiner vorderen Stirnfläche 14 abgedrehte Zylinder 10 wird in die Aufnahme 26 eingesetzt und mittels des Stempels 30 fixiert. Der Schlitten 34 wird gegen den Zylinder 10 gefahren, so daß sein Kopf 36 abdichtend an der hinteren Stirnfläche des Zylinders 10 anliegt. In dieser Stellung wird der Schlitten 34 arretiert. Der Zylinderboden 20 wird in die Zylinderboh rung 12 eingesetzt und durch den Stempel 46 unter dem Druck der Feder 48 an der Innenschulter 16 der Zylinderbohrung 12 anliegend gehalten. Nun wird mittels des Rollierwerkzeuges 42 der Kragen 18 nach innen rolliert und in die Stufe 22 des Zylinderbodens 20 gepreßt. Während des Rollierens wird über den Kopf 36 die Zylinderbohrung 12 evakuiert. Über die Druckanzeige kann festgestellt werden, wann der Druck in der Zylinderbohrung 12 absinkt, was bedeutet, daß die Zylinder bohrung 12 durch den einrollierten Zylinderboden 20 luft dicht verschlossen ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines pneumatischen Zylinders aus einem Profil eines metallischen Werkstoffes mit einer Zylinderbohrung, wobei ein die Zylinderbohrung verschließender Zylinderboden in die Stirnfläche des Zylinders eingesetzt und dicht abschließend befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche (14) des Zylinders (10) ein die Zylinderbohrung (12) koaxial umschließender axial vorspringender Kragen (18) angearbeitet wird, daß der Zylinderboden (20) koaxial in diesen Kragen (18) eingesetzt und an einer Innenschulter (16) der Zylinderbohrung (12) in einer axialen Lage abgestützt wird, in welcher der Kragen (18) über die äußere Stirnfläche des Zylinderbodens (20) hinausragt, und daß der Kragen (18) radial nach innen über den Umfangsrand des Zylinderbodens (20) rolliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschulter (16) durch Ausdrehen der Zylinderboh rung (12) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Kragen (18) radial unmittelbar an die Zylinderbohrung (12) anschließt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der äußeren Stirnfläche des Zylinderbodens (20) eine Stufe (22) eingearbeitet wird, in welche der Kragen (18) rolliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschulter (16), die axiale Dicke des Zylinderbo dens (20), die Stufe (22) und der Kragen (18) so dimen sioniert sind, daß nach dem Rollieren des Kragen (18) die Stirnfläche (14) des Zylinders (10), die Stirnfläche des Zylinderbodens (20) und der einrollierte Kragen (18) flächenbündig in einer Ebene liegen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) an seinem dem Zylinderboden (20) entgegengesetzten Ende axial gegen den Rollierdruck durch einen Kopf (36) abgestützt wird, der die Zylinderbohrung (12) dicht verschließt und daß über diesen Kopf (36) die Luftdichtigkeit der Zylin derbohrung (12) geprüft wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung (12) über den Kopf (36) evakuiert wird und zur Prüfung der Dichtigkeit der Druck in der Zylinderbohrung (12) gemessen wird.

8. Vorrichtung zum Herstellen eines pneumatischen Zylinders gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden An sprüche mit einer Aufnahme (26) für den Zylinder (10), mit einer stirnseitig vor der Aufnahme (26) angeordneten Rolliereinheit (38, 40, 42), mit einem der Rollierein heit (38, 40, 42) entgegengesetzt angeordneten Schlitten (34) zum Abstützen des Zylinders (10) und mit einem an dem Schlitten (34) angeordneten, die Zylinderbohrung (12) dicht verschließenden Kopf (36), der mit einer Leckprüfeinrichtung ausgestattet ist.