AT512703A1 - Kolben-Zylindereinheit - Google Patents

Kolben-Zylindereinheit Download PDF

Info

Publication number
AT512703A1
AT512703A1 AT4392012A AT4392012A AT512703A1 AT 512703 A1 AT512703 A1 AT 512703A1 AT 4392012 A AT4392012 A AT 4392012A AT 4392012 A AT4392012 A AT 4392012A AT 512703 A1 AT512703 A1 AT 512703A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
cylinder
piston
sheet
cylinder jacket
jacket
Prior art date
Application number
AT4392012A
Other languages
English (en)
Other versions
AT512703B1 (de
Original Assignee
Hti High Tech Ind Ag
Neuson Hydrotec Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hti High Tech Ind Ag, Neuson Hydrotec Gmbh filed Critical Hti High Tech Ind Ag
Priority to AT4392012A priority Critical patent/AT512703B1/de
Priority to PCT/EP2013/057421 priority patent/WO2013153079A1/de
Publication of AT512703A1 publication Critical patent/AT512703A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT512703B1 publication Critical patent/AT512703B1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J10/00Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
    • F16J10/02Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
    • F15B15/1428Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/36Bending and joining, e.g. for making hollow articles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2215/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another
    • F15B2215/30Constructional details thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Kolben-Zylindereinheit für Verstellelemente mit einem, innerhalb eines Zylindermantels (1) entlang der Zylinderachse (Z) geführten Kolben (3), bei der erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass der Zylindermantel (1) zumindest abschnittsweise aus einem wickelbaren, flächigen oder folienförmigen Werkstoff gefertigt ist, der beginnend in einem radialen Abstand um die Zylinderachse (Z) gewickelt ist. Mithilfe der Erfindung wird somit eine Kolben-Zylindereinheit insbesondere für Leichtbauzylinder bereitgestellt, die im Vergleich zu herkömmlichen Kolben-Zylindereinheiten bei vergleichbarer Druck- und Zugbeständigkeit über ein kleineres Gewicht verfügt, da sie je nach Belastungsfall präzise unter geringstmöglichem Materialeinsatz gefertigt werden kann. Die erfindungsgemäßen Kolben-Zylindereinheiten bieten dabei Kostenvorteile in der Herstellung, sowie Flexibilität hinsichtlich geänderter Ausführungsformen.

Description

• · ♦ * • * * · • ♦ * · • · * · f · Μ • · 1 · ι φ * · • · * · ·· ·· » · • * * « ···« * · F/L00301
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylindereinheit für Verstellelemente mit einem, innerhalb eines Zylindermantels entlang der Zylinderachse geführten Kolben, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Kolben-Zylindereinheiten für Verstellelemente finden vielfältige Anwendungen, etwa im Möbel- oder Automobilbau oder anderen industriellen Anwendungen, und bestehen im Wesentlichen aus einem Zylinder mit einem Zylindermantel, einer Kolbenstange mit Kolben, sowie geeigneten Anschlüssen. Sie dienen in Form von Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder oder Gasdruckfedern als Antriebs- oder Dämpfungselemente linearer Bewegungen. Bei der Fertigung der druck- und zugbelasteten Teile wie dem Zylinder oder der Kolbenstange werden in der Regel metallische Werkstoffe verwendet. In herkömmlicher Weise werden dabei anhand erwarteter axialer und radialer Belastungen des Zylinders metallische Rohre geeigneter Wandstärke herangezogen. Da die axialen und tangentialen Spannungen im Zylinderrohr entlang der axialen Erstreckung des Zylinders im Belastungsfall variieren, erfolgt die Auslegung des gesamten Zylinders anhand der zu erwartenden Spitzenspannungen.
In der Praxis folgt aus dieser Vorgangsweise in der Regel eine Überdimensionierung des Zylinders hinsichtlich seiner Wandstärke, da eine präzise Fertigung des Zylinderrohres etwa über spanende Verfahren für eine bestimmte Auslegung einer Kolben-Zylindereinheit zwar möglich wäre, aber mit erhöhtem Aufwand und Kosten verbunden ist. Aus der Überdimensionierung des Zylinders folgt jedoch ein erhöhtes Gesamtgewicht der Kolben-Zylindereinheit, die insbesondere bei Leichtbauzylinder nachteilig ist. In vielen Anwendungen spielt das Gesamtgewicht der Kolben-Zylindereinheiten eine große Rolle, wobei eine Reduktion des Gesamtgewichts mit Vorteilen in der Herstellung und Verwendung verbunden ist, etwa hinsichtlich Materialersparnis in der Fertigung, oder hinsichtlich einer Energieersparnis bei Anwendungen etwa im Automobilbereich. Des Weiteren sind Zylinder mit einem, von der Kreisform abweichenden Querschnitt nur unter erhöhtem Aufwand zu fertigen.
Es ist daher das Ziel der Erfindung eine Kolben-Zylindereinheit insbesondere für Leichtbauzylinder bereitzustellen, die im Vergleich zu herkömmlichen Kolben-Zylindereinheiten bei vergleichbarer Druck- und Zugbeständigkeit über ein kleineres Gewicht verfügen. Die erfindungsgemäßen Kolben-Zylindereinheiten sollen dabei Flexibilität hinsichtlich geänderter Ausführungsformen, sowie Kostenvorteile in der Fertigung bieten.
Diese Ziele werden durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich auf eine Kolben-Zylindereinheit für Verstellelemente mit einem, innerhalb eines Zylindermantels entlang der Zylinderachse geführten Kolben, bei der erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Zylindermantel zumindest abschnittsweise aus einem wickelbaren, flächigen oder folienförmigen Werkstoff gefertigt ist, der beginnend in einem radialen Abstand um die Zylinderachse gewickelt ist. Das Ausgangsprodukt besteht somit nicht aus einem rohrförmigen Werkstück, das für die Auslegung des Zylinders herangezogen wird, sondern aus einem wickelbaren, flächigen oder folienförmigen Werkstoff. Flächige Werkstoffe ^sind in der Regel leichter zu bearbeiten als rohrförmige Werkstücke und können materialsparend zugeschnitten werden. Im Zuge der Wicklung des flächigen oder folienförmigen Werkstoffes zu einem Zylindermantel kann die Wandstärke des Zylindermantels durch die Anzahl der Wicklungen und die Dicke des flächigen oder folienförmigen Werkstoffes bestimmt werden. Es ist auch unmittelbar ersichtlich, dass unterschiedliche Abmessungen des Zylindermantels hinsichtlich Länge, sowie seinem inneren und äußeren Durchmesser, leicht herstellbar sind, da lediglich der Zuschnitt des flächigen oder folienförmigen Werkstoffes entsprechend zu erfolgen hat. Daher können auch unterschiedliche Wandstärken sehr genau gefertigt werden, und Überdimensionierungen vermieden werden. Daraus resultiert auch eine entsprechende Gewichtsreduktion. • * • · *
Je nach Dicke des flächigen Werkstoffes und Ausführung der Wicklung kann es bei der ersten Überdeckung, also beginnend von einem radialen Abstand um die Zylinderachse nach Vollendung der ersten Wicklung, wenn die zweite Wicklungsschicht begonnen wird, zu einer Stufenbildung entlang der inneren Abschlusskante kommen. Diese Stufenbildung könnte den dichten Kontakt zwischen Kolben und innerer Zylinderfläche beeinträchtigen. Daher kann der Endbereich des flächigen Werkstoffes auch abgeschrägt ausgeführt sein, also mit einer, in Richtung der inneren Abschlusskante kontinuierlich abnehmenden Dicke. Alternativ könnte aber auch vorgesehen sein, die stufenförmige Abschlusskante des flächigen Werkstoffes mit einem Füllstoff so aufzufüllen, dass ein, an die Abschlusskante anschließender Füllstoffbereich kontinuierlich abnehmender Dicke verwirklicht wird. Eine einfache Lösung zur Vermeidung einer Stufenbildung, sowie allfälliger Schwierigkeiten durch ein Ablösen oder Aufbiegen der inneren Abschlusskante besteht jedoch auch darin, den wickelbaren, flächigen Werkstoff auf einem Innenrohr aufzuwickeln. Die Wandstärke des Innenrohres kann dabei sehr gering gehalten werden, da es im Wesentlichen nur der Abdichtung des Zylinders gegenüber dem Kolben und als Träger der ersten Wicklung dient, nicht jedoch der Aufnahme von Druck- und Zugbelastungen.
Wie bereits erwähnt wurde, variieren die axialen und tangentialen Spannungen im Zylinderrohr entlang der axialen Erstreckung des Zylinders im Belastungsfall. In herkömmlicher Weise wird der Zylinder daher mit konstanter Wandstärke auf die zu erwartenden Spitzenspannungen ausgelegt, sodass der Zylinder in Bereichen niedriger Spannungen in der Regel überdimensioniert ist. Eine Optimierung des Materialeinsatzes wäre möglich, wenn der Zylinder mit entsprechend variierenden Wandstärken gefertigt werden könnte. Daher wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante vorgeschlagen, dass der wickelbare, flächige oder folienförmige Werkstoff in seiner ebenen Abwicklung einen Zuschnitt aufweist, dessen Umfangslinie von einer inneren Abschlusskante unterschiedliche Entfernungen aufweist. Wird der Zylindermantel in eine Ebene abgewickelt, so wird die innere Abschlusskante zuletzt abgewickelt· Die Entfernung der Umfangslinie von dieser inneren Abschlusskante bezieht sich dabei auf den jeweiligen Abstand in Wicklungsrichtung, also jene Richtung in der Abwicklungsebene, die normal auf die, in die Abwicklungsebene projizierte Wicklungsachse steht. Somit stellt sich nach der Wicklung ein Zylindermantel mit einem, entlang der axialen Erstreckung variierenden Durchmesser ein. Falls die Umfangslinie zur inneren Abschlusskante einen geringeren Abstand aufweist, wird sich ein geringerer Durchmesser des Zylindermantels ergeben, als in jenen Bereichen, in denen die Umfangslinie einen größeren Abstand zur inneren Äbschlusskante aufweist. Bei kontinuierlich variierendem Verlauf der Umfangslinie stellt sich ein kontinuierlich variierender Durchmesser des Zylindermantels ein. Daher kann in Bereichen geringerer Spannungen im Zylindermantel die Wandstärke etwas geringer gewählt werden, als in Bereichen höherer Spannungen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der äußerste Umfang des Zylindermantels eine, von der Kreisform abweichende geometrische Form aufweist, also beispielsweise ellipsenförmig ausgeführt ist. Bei einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylindereinheit ist es fertigungstechnisch vergleichsweise einfach, von der Kreisform abweichende Querschnitte für den Zylindermantel vorzusehen. Von der Kreisform abweichende Querschnitte für den Zylindermantel erscheinen insbesondere bei Anwendungen vorteilhaft, in denen die Kolben-Zylindereinheit einen nachteiligen Strömungswiderstand darstellt, etwa bei großen Hydraulikzylindern, die frei auf Fahrzeugen angeordnet sind und während der Fahrt des Fahrzeuges der Luftströmung ausgesetzt sind. Ein beispielsweise ellipsenförmiger Querschnitt etwa bietet in diesen Fällen bei geeigneter Ausrichtung einen geringeren Strömungswiderstand und verringert somit die Treibstoffkosten. Des Weiteren wäre es auch denkbar, für den Zylindermantel einen polygonalen, beispielsweise quadratischen, Querschnitt vorzusehen, um einen verdrehsicheren Einbau zu ermöglichen.
Die Erfindung wird in weiterer Folge anhand eines
Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen hierbei die
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kolben-Z ylindereinheit,
Fig. 2 eine Darstellung eines Beispiels einer ebenen Abwicklung des Zylindermantels gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines möglichen
Spannungs- und Wandstärkenverlaufes entlang der axialen
Erstreckung des Zylindermantels, und die
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Übergangsbereiches zwischen dem Zylindermantel und dem Zylinderboden.
Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung einer Kolben-Zylindereinheit mit einem Zylindermantel 1, einer Kolbenstange 2, sowie einem Kolben 3 zeigt. Die Bodenbefestigung 4 am Zylinderboden des Zylinders, sowie das Anschlusselement 5 für das Verstellelement sind lediglich schematisch dargestellt. Die Kolbenstange 2 ist in einer Führungsbuchse im Zylinderkopf 6 des Zylinders geführt. Die Anschlüsse für die Steuerung der Kolben-Zylindereinheit entsprechen herkömmlichen Ausführungen und sind daher in der Fig. 1 nicht dargestellt. Bei der gezeigten Kolben-Zylindereinheit handelt es sich etwa um einen Pneumatikzylinder, einen Hydraulikzylinder oder eine Gasdruckfeder, die , als Antriebs- oder Dämpfungselemente linearer Bewegungen von Verstellelementen (in der Fig. 1 nicht dargestellt) dienen. Der Zylindermantel 1 weist eine
Gesamtlänge L entlang seiner axialen Erstreckung x auf.
Wie bereits erwähnt wurde, werden die axialen und tangentialen Spannungen im Zylindermantel entlang seiner axialen Erstreckung im Belastungsfall· variieren. Um eine Auslegung des gesamten Zylinders anhand der zu erwartenden Spitzenspannungen zu vermeiden, kann ein erfindungsgemäßer Zylindermantel 1 nun so gefertigt werden, dass die Wandstärke des Zylindermantels 1 an die lokalen Belastungen angepasst wird. Hierzu werden zunächst mithilfe der Kesselformel, oder anhand mathematischer Simulationen, etwa mithilfe der Finite-Elemente-Methode, die erwarteten axialen und tangentialen Spannungen im Belastungsfall errechnet. Die bei druckbelasteten, rotationssymmetrischen Körpern stets größeren Tangentialspannungen σ variieren dabei in der Regel entlang der axialen Erstreckung x. Ein möglicher Verlauf der erwarteten Tangentialspannungen σ ist in der Fig. 3 dargestellt und weist drei Maxima auf, die sich im oberen und unteren Bereich des Zylindermantels, sowie in seinem mittleren Abschnitt einstellen. Anhand der bekannten Zug- und Druckfestigkeit des Werkstoffes, der für die Herstellung des Zylindermantels 1 verwendet werden soll, kann aus dem errechneten Verlauf der Tangentialspannungen σ ein geforderter Wandstärkenverlauf d, der aufgrund des vorgegebenen Innendurchmessers des Zylinders einem geforderten Außendurchmesser D des Zylindermantels 1 entspricht, abgeleitet werden. Der Verlauf des Außendurchmessers D entlang der axialen Erstreckung x wird dabei dem Verlauf der Tangentialspannungen σ folgen, und in den Bereichen höherer Tangentialspannungen σ entsprechend größer gewählt werden (siehe Fig. 3).
Aus dem geforderten Verlauf des Außendurchmessers D des Zylindermantels kann in weiterer Folge ausgehend von einem bekannten Innendurchmesser des Kolbenraumes des Zylinders eine ebene Abwicklung 7 des Zylindermantels 1 bestimmt werden. Die ebene Abwicklung 7 weist eine innere Abschlusskante 8 auf, die bei einer Abwicklung des Zylindermantel 1 in eine Ebene zuletzt abgewickelt wird. Diese innere Abschlusskante 8 bildet somit zumindest abschnittsweise die, dem Kolbenraum zugewandte Abschlusskante des gewickelten Zylindermantels 1. Die ebene Abwicklung 7 weist ferner eine Umfangslinie 9 auf, die von der inneren Abschlusskante 8 unterschiedliche Entfernungen aufweist. Die Entfernung der Umfangslinie 9 von der inneren Abschlusskante 8 bezieht sich dabei auf den jeweiligen Abstand in Wicklungsrichtung R, also jene Richtung in der Abwicklungsebene, die normal auf die, in die Abwicklungsebene projizierte Wicklungsachse steht. Die Wicklungsachse entspricht hierbei der Zylinderachse Z. Falls die innere Abschlusskante 8 parallel zur Zylinderachse Z verläuft, handelt es sich bei der inneren Abschlusskante 8 um eine axiale Abschlusskante. Die Abschlusskante 8 könnte in der Abwicklungsebene aber auch schräg zur Zylinderachse Z oder auch bogenförmig verlaufen, sodass sie sich im gewickelten Zustand des Zylindermantels 1 um die Zylinderachse Z windet. Eine solche Ausführung verbessert die Kolbenführung innerhalb des Zylindermantels 1 und minimiert dadurch den Verschleiß. In der Fig. 2 ist eine mögliche, ebene Abwicklung 7 für einen Zylindermantel 1 schematisch dargestellt, die den geforderten Verlauf des Außendurchmessers D gemäß der Fig. 2 erfüllt.
Diese ebene Abwicklung 7 stellt in weiterer Folge den erforderlichen Zuschnitt eines wickelbaren, flächigen Werkstoffes dar. Für die erfindungsgemäße Verwendung als wickelbarer, flächiger Werkstoff sind etwa Materialien wie Aluminium, Stahlblech, Edelstahl, Papier oder auch Kunststoffe denkbar. Unter einem flächigen Werkstoff wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein folienförmiger Werkstoff verstanden, sodass auch die Verwendung von Kunststofffolien denkbar ist. Der Zuschnitt eines flächigen oder folienförmigen Werkstoffes ist dabei in fertigungstechnischer Hinsicht unabhängig von Form und Verlauf der Umfangslinie 9 etwa mithilfe von Laserschneidverfahren und dergleichen einfach und rasch zu bewerkstelligen.
Nach erfolgtem Zuschnitt des flächigen oder folienförmigen Werkstoffes anhand der ebenen Abwicklung 7 kann die Wicklung zu einem Zylindermantel 1 beginnen. Wie bereits erwähnt wurde, kann der flächige oder folienförmige Werkstoff hierfür beginnend mit der inneren Ab Schluss kante 8 etwa auf einem Innenrohr aus Stahlblech als Träger aufgewickelt werden, das in weiterer Folge verbleibt, oder entfernt wird. Die Wicklung selbst kann von einem Fügeverfahren begleitet werden, etwa indem ein Klebstoff während des Wicklungsvorganges auf den Werkstoff aufgetragen wird, oder ein axialer Schweiß- oder Lötvorgang zwischen zwei benachbarten Wicklungsschichten erfolgt. Aufgrund des variierenden Abstandes der ümfangslinie 9 von der inneren Abschlusskante 8 stellt sich nach der Wicklung ein Zylindermantel 1 mit einem, entlang der axialen Erstreckung x variierenden Außendurchmesser D ein. Weist die Umfangslinie 9 zur inneren Abschlusskante 8 einen geringeren Abstand auf, wird sich ein geringerer Außendurchmesser D des Zylindermantels 1 ergeben, als in jenen Bereichen, in denen die Umfangslinie 9 einen größeren Abstand zur inneren Abschlusskante 8 aufweist. Bei kontinuierlich variierendem Verlauf der Umfangslinie 9 stellt sich ein kontinuierlich variierender Außendurchmesser D des Zylindermantels 1 ein. Daher kann in Bereichen geringerer Tangentialspannungen σ im Zylindermantel 1 der Außendurchmesser D etwas geringer gewählt werden, als in Bereichen höherer Tangentialspannungen σ.
Es wäre an sich denkbar, den gesamten Zylinder aus einer ebenen Abwicklung 7 zu fertigen, also nicht nur den Zylindermantel 1, sondern auch den Zylinderkopf 6 und den Zylinderboden. Ein solcher, einteiliger Zylinder würde über besonders gute Zug- und Druckfestigkeiten verfügen. Es ist jedoch auch möglich, lediglich den Zylindermantel 1 erfindungsgemäß aus einem wickelbaren, flächigen oder folienförmige Werkstoff zu fertigen, und den Zylinderkopf 6 und den Zylinderboden anschließend über Fügeverfahren zu befestigen. Diese Vorgangsweise bietet den Vorteil, für den Zylinderköpf 6 und den Zylinderboden jeweils geeignete Werkstoffe verwenden zu können, die sich vom wickelbaren, flächigen oder folienförmigen Werkstoff für den Zylindermantel 1 unterscheiden, oder jeweils einfachere und kostengünstigere Fertigungsverfahren anwenden zu können. Der Zylinderkopf 6 und der Zylinderboden können etwa in herkömmlicher Weise als Drehteil gefertigt werden, oder mithilfe von kostengünstigen und raschen Spritz- oder Druckgussverfahren. Aber auch spezielle Spritzgussverfahren wie das Pulverspritzgießen („PIM"; Powder Injection Molding} sind denkbar, bei denen ein mit einem Binder versehenes Metall- („MIM"; Metal Injection Molding) oder Keramikpulver („CIM"; Ceramic Injection Molding} in einem Spritzgussprozess verarbeitet wird, wobei der Binder anschließend entfernt wird. Hierdurch ist es möglich, komplex geformte Teile in größeren Stückzahlen mit sehr geringen Toleranzen herzustellen.
Zur Befestigung des Zylinderkopfes 6 und des Zylinderbodens am gewickelten Zylindermantel 1 werden neben Schweiß- oder Lötverfahren insbesondere Klebeverfahren als Fügeverfahren vorgeschlagen. Die Vorteile einer Klebverbindung bestehen darin, dass eine gleichmäßige Spannungsverteilung und Kraftübertragung über die gesamte Klebfläche erreicht werden kann, die sowohl bei statischer als auch dynamischer Belastung wirksam ist. Des Weiteren dient der Klebstoff auch gleichzeitig als Dichtstoff für Gase und Flüssigkeiten innerhalb des Kolbenraumes. Schließlich können auch unterschiedliche Werkstoffe verbunden werden, die etwa einem thermischen Fügeverfahren nicht zugänglich sind.
Zur Herstellung einer Klebeverbindung zwischen einem erfindungsgemäß gewickelten Zylindermantel 1 und etwa dem Zylinderkopf 6 wird insbesondere eine schräge Klebefläche 10 vorgeschlagen. Hierzu wird auf die Fig. 4 verwiesen, die eine vergrößerte Darstellung einer Schnittansicht des Übergangsbereiches zwischen dem Zylindermantel 1 und dem Zylinderkopf 6 zeigt. Der Fig. 4 kann der geschichtete Aufbau des Zylindermantels 1 entnommen werden, der sich aus der Wicklung des flächigen oder folienförmigen Werkstoffes ergibt. Dabei kann der Zuschnitt der ebenen Abwicklung 7 so gewählt werden, dass sich nach der Wicklung des Zylindermantels 1 ein stufenförmiger Endbereich einstellt, wie er in der Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Der Zylinderkopf 6 ist etwa als einteiliger Drehteil gefertigt. Zwischen dem stufenförmigen Endbereich des Zylindermantels 1 und dem Zylinderkopf 6 ist ein Klebstoff eingebracht, der den Zylindermantel 1 fest mit dem Zylinderköpf 6 verbindet, wobei für die Klebeverbindung eine, relativ zur Zylinderachse Z schräge Klebefläche 10 vorgesehen ist. Es wurde nämlich festgestellt, dass die Klebkraft einer Klebeverbindung bei Scherbelastung höher ist, als bei Belastungen normal zur Klebefläche 10. Bei Ausführung einer, relativ zur Zylinderachse Z schrägen Klebefläche 10 wird dieser Effekt ausgenutzt, da die, in der Regel parallel zur Zylinderachse wirkenden Zug- und Druckkräfte durch die schräge Geometrie der Klebeverbindung zum Teil in Scherkräfte umgesetzt werden. Insbesondere bei einer stufenförmigen Ausführung des Verbindungsbereiches des Zylindermantels 1, die im Rahmen einer erfindungsgemäßen Wicklung besonders einfach herzustellen ist, stellt sich bei schräger Ausführung der Klebeflächen 10 eine gute Klebewirkung ein.
Mithilfe der Erfindung wird somit eine Kolben-Zylindereinheit insbesondere für Leichtbauzylinder bereitgestellt, die im Vergleich zu herkömmlichen Kolben-Zylindereinheiten bei vergleichbarer Druck- und Zugbeständigkeit über ein kleineres Gewicht verfügt, da sie je nach Belastungsfall präzise unter geringstmöglichem Materialeinsatz gefertigt werden kann. Die erfindungsgemäßen Kolben-Zylindereinheiten bieten dabei Kostenvorteile in der Herstellung, sowie Flexibilität hinsichtlich geänderter Ausführungsformen.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Kolben-Zylindereinheit für Verstellelemente mit einem, innerhalb eines Zylindermantels (1) entlang der Zylinderachse (Z) geführten Kolben (3) , dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (1) zumindest abschnittsweise aus einem wickelbaren, flächigen oder folienförmigen Werkstoff gefertigt ist, der beginnend in einem radialen Abstand um die Zylinderachse (Z) gewickelt ist.
  2. 2. Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wickelbare, flächige oder folienförmige Werkstoff auf einem Innenrohr aufgewickelt ist.
  3. 3. Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wickelbare, flächige oder folienförmige Werkstoff in seiner ebenen Abwicklung (7) einen Zuschnitt aufweist, dessen Umfangslinie (9) von einer inneren Abschlusskante (8) unterschiedliche Entfernungen aufweist.
  4. 4. Kolben-Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äußerste Umfang des Zylindermantels (1) eine, von der Kreisform abweichende geometrische Form aufweist. Wien, am 12.April 2012 Kliment & Henhapel Patentanwälte OG
AT4392012A 2012-04-12 2012-04-12 Kolben-Zylindereinheit AT512703B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT4392012A AT512703B1 (de) 2012-04-12 2012-04-12 Kolben-Zylindereinheit
PCT/EP2013/057421 WO2013153079A1 (de) 2012-04-12 2013-04-10 Kolben-zylindereinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT4392012A AT512703B1 (de) 2012-04-12 2012-04-12 Kolben-Zylindereinheit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT512703A1 true AT512703A1 (de) 2013-10-15
AT512703B1 AT512703B1 (de) 2014-06-15

Family

ID=48092953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT4392012A AT512703B1 (de) 2012-04-12 2012-04-12 Kolben-Zylindereinheit

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT512703B1 (de)
WO (1) WO2013153079A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108188314B (zh) * 2018-03-09 2019-05-21 重庆禀天科技有限公司 带耳缸体锻件一火锻造全纤维成型工艺
DE102021209068A1 (de) 2021-08-18 2023-02-23 Festo Se & Co. Kg Fluidbetätigter Arbeitszylinder und diesbezügliches Herstellungsverfahren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2982457A (en) * 1958-11-28 1961-05-02 Dal Mon Research Co Tubular structures
US3131725A (en) * 1960-07-26 1964-05-05 Chicago Bridge & Iron Co High tensile multi-layer cylinder
WO1993023675A1 (en) * 1992-05-13 1993-11-25 Hr Textron Inc. Composite cylinder for use in aircraft hydraulic actuator
DE102004008523A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-08 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Druckzylinder und Kolbenstange für Aktuatoren und Stoßdämpfer und Verfahren zu deren Herstellung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430502C2 (de) * 1994-08-27 1999-08-19 Lingk & Sturzebecher Gmbh Verwendung eines Verbundaggregates aus einem Liner und einem faserverstärkten Kunststoffrohr als Druckzylinder eines Stelltriebes der Hochdruckhydraulik
US7980762B2 (en) * 2002-06-07 2011-07-19 Polygon Company Hybrid bearing cylinder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2982457A (en) * 1958-11-28 1961-05-02 Dal Mon Research Co Tubular structures
US3131725A (en) * 1960-07-26 1964-05-05 Chicago Bridge & Iron Co High tensile multi-layer cylinder
WO1993023675A1 (en) * 1992-05-13 1993-11-25 Hr Textron Inc. Composite cylinder for use in aircraft hydraulic actuator
DE102004008523A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-08 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Druckzylinder und Kolbenstange für Aktuatoren und Stoßdämpfer und Verfahren zu deren Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013153079A1 (de) 2013-10-17
AT512703B1 (de) 2014-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2512702B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines halbschalenteils
DE102009042139B4 (de) Verschlussplattenelementanordnung, Fahrzeugmotorhauben-Plattenelementanordnung und Verfahren zum Ausbilden einer Verschlussplattenelementanordnung
EP2271447B1 (de) Verfahren zum Formen eines Bördelfalzes in ein mehrlagiges Verbundmaterial
DE102013006009B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Balgs und/oder Balg
DE102007049925B4 (de) Geschweißte Metalldichtung
DE102010060686A1 (de) Verfahren und Komponentensatz zur Herstellung eines rohrförmigen Bauteils, insbesondere einer gebauten Nockenwelle
AT512703B1 (de) Kolben-Zylindereinheit
DE19511970C2 (de) Verfahren zum Herstellen von verformten mehrwandigen Rohren mit Hohlräumen zwischen den Wandungen
DE102015100261A1 (de) Träger für ein Kraftfahrzeug und Herstellungsverfahren für einen Träger für ein Kraftfahrzeug
EP2205371B1 (de) Verfahren zur herstellung von rohr-in-rohr-systemen
EP1920899A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Hybrid-Bauteilen, korrespondierendes Werkzeug und Verwendung eines solchen Werkzeugs
DE102008024009A1 (de) Längsnahtgeschweißtes Mehrlagenrohr und Verfahren zur Herstellung eines längsnahtgeschweißten Mehrlagenrohres
WO2016041555A2 (de) Spindel für einen kugelgewindetrieb und verfahren zur herstellung derselben
EP3213837A1 (de) Stossdämpferrohr und verfahren zu dessen herstellung
DE4334230C2 (de) Verfahren zum Befestigen eines Profilteils in einem das Profilteil umgreifenden Hohlprofil
DE102016206356A1 (de) Gehäusebauteil mit einer Hydraulikleitung und deren Herstellung
EP3141310B1 (de) Verfahren zur herstellung von dichtringen mit umgeformtem profil
DE102004062518B4 (de) Nocken für gebaute Nockenwellen
DE102014004329A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von stranggepessten Profilabschnitten aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen und ein daraus hergestelltes Leichtbauelement
EP2708294B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Torsionsprofils
DE102016101989A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumrohres und einer Rohrleitung sowie Aluminiumrohr und Rohrleitung
DE10330148B3 (de) Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei Blechplatinenteilen und Blechstrukturteil mit einer Fügeverbindung
DE102009032651A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug und Karosserie
EP1985388A1 (de) Hochdruckfester Metallbalg und Verfahren zum Herstellen eines solchen
DE102007000244A1 (de) Druckgasbehälter, insbesondere für Fahrzeuge, und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PC Change of the owner

Owner name: NH HYDRAULIKZYLINDER GMBH,

Effective date: 20190312

HC Change of the firm name or firm address

Owner name: NZ HYDRAULIKZYLINDER GMBH,

Effective date: 20201229