CN104619997A - 工作缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工作缸，带有缸壳体(12)，在其缸内部空间(13)中容纳有可通过流体加载而线性移动的驱动活塞(14)，其中，缸壳体(12)容纳在两个闭锁缸内部空间(13)的缸盖(17a,17b)之间，其中，缸盖(17a,17b)相应具有中间区段(18)和包围中间区段(18)的外部的框架区段(21)，框架区段(21)带有至少四个固定区域(22)，其中，在框架区段(21)与中间区段(18)之间构造有环形空间，在其中布置有在径向方向上取向的并且相应朝相关联的固定区域(22)延伸的加强撑(23)、相应的加强撑(23)的外面(27a,27b)以相关联的固定区域(22)为出发点朝中间区段(18)的方向上发散。

Description

工作缸
技术领域
本发明涉及工作缸，带有缸壳体，在其缸内部空间中容纳有可通过流体加载而线性移动的驱动活塞，其中，缸壳体容纳在两个闭锁缸内部空间的缸盖之间，其中，缸盖相应具有中间区段和包围中间区段的外部的框架区段，该框架区段带有至少四个固定区域，其中，在框架区段与中间区段之间构造有环形空间，在其中布置有在径向方向上取向的并且相应朝相关联的固定区域延伸的加强撑(Verstärkungsstrebe)。
背景技术
工作缸例如在工业气动系统或液压系统中用作做功元件。工作缸可实施为所谓的标准缸，在其中一定的轮廓是确定的。这种标准缸具有缸壳体，其在两个缸盖之间借助于夹紧器件夹紧。夹紧器件通常包括多个拉杆，其相应在缸壳体之外从一缸盖延伸至另一缸盖并且借助于固定器件如此固定在缸盖处，即，将缸壳体夹紧在两个缸盖之间。
这种缸盖(其例如尤其用于大型缸)的典型的实施方式包括方形轮廓、用于系杆螺母的成梯状的下沉部/凹处和对角的筋条。筋条通常尖棱地来实施或实施成带有很小的半径，其由于在此出现的提高的缺口应力对降低的构件负荷能力负责。环绕的轮廓壁仅有条件地有助于机械的构件稳定性或在螺旋连接的区域中产生对负载关键性的区域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开头提到的类型的工作缸，其在制造该工作缸时在使用保持相同或或更少的材料的情况下相对与于传统的工作缸具有提高的强度。
该目的通过带有独立权利要求1的特征的工作缸来实现。在从属权利要求中提供了本发明的有利的改进方案。
根据本发明的工作缸的特征在于，相应的加强撑的外面以相关联的固定区域为出发点朝中间区段的方向上发散。
发散的外面负责从围绕工作缸的中央的相应的固定区域至相对而置的固定区域的最佳的能流。适宜地，加强撑形成所谓的伸臂梁(Kragbalken)，其在对角的方向上在中间区段与外部的框架区段之间朝相关联的固定区域的方向上伸延。通过加强撑或伸臂梁的该走向将在固定区域处的构件负载如此引入到结构中，即，能流并未使构件在最小的壁厚中过载。因此，缸盖可以轻型结构来实施。
在本发明的一改进方案中，彼此相邻的加强撑的面向彼此的外面在中间区段的区域中经由凹形弯曲的过渡面彼此过渡。适宜地，过渡面连续相切地弯曲。通过凹形弯曲的过渡面避免狭小的半径，其对很高的缺口应力和因此很低的构件稳定性负责。
加强撑以特别优选的方式相应具有凹部。由此实现材料节省和因此缸盖的重量减轻。
以特别优选的方式通过凹部形成包括两个撑腿的框架状的加强结构。此类加强撑还可被称为两个肋状的伸臂梁。带有发散的外面的此类加强结构的特征在于能流和材料使用的很高的优化程度。
如果相应的加强撑的撑腿以固定区域为出发点朝中间区域发散，这是特别适宜的。
在本发明的一改进方案中，加强撑的外面相应通过凹形弯曲的联接面过渡到外部的框架区段中。适宜地，联接面连续相切地弯曲。由此还针对在加强撑与外部的框架区段之间的过渡避免狭小的半径和因此很高的缺口应力，其负面地影响构件稳定性。
在本发明的一改进方案中，固定区域从外部的框架区段的剩余部(Rest)吊耳状地沿径向向外突出。
以特别优选的方式，固定区域具有至少一个固定孔以用于容纳固定器件。固定器件例如可针对每个固定区域具有拉杆和固定螺母或固定螺栓。通过在两个缸盖之间伸延的拉杆可将两个缸盖夹紧到缸壳体处。适宜地，沿径向向外伸出的固定区域同样以优化缺口应力的方式来设计，尤其在外部的框架区段与联接到其处的固定区域之间避免狭小的半径。
在相邻的两个固定区域之间的外部的框架区段以特别优选的方式与缸壳体的外轮廓相匹配。在相邻的两个固定区域之间的外部的框架区段的区域尤其占据弧形(尤其圆弧形)的走向。
固定区域一起以特别优选的方式限定用于附装件的装配面。因此，通过附装件传输的外力的能流并未影响外部的框架区段，而是直接作用到固定区域上，其尤其通过在此处存在的拉杆设计得特别不易弯曲。由此可降低外部的框架区段的壁厚。此外，不必要加工外部的框架区段的轮廓端面，其例如在在此附装附装件时是必须的。
在本发明的一改进方案中，在相应相邻的加强撑之间设置有材料变薄部(Materialausmagerung)。由此可实现进一步的材料节省。
在本发明的一改进方案中，缸盖具有底部区段，其封闭缸容积的内面并未设有凹部或变薄部。
适宜地，加强撑从底部区段的外面向上突出，其尤其一体地模制到底部区段的外面处。缸盖可为铸件，在其中优选地在浇铸工艺中同时一起模制加强撑。
附图说明
在附图中示出了本发明的优选的实施例并且在下文中对其进行进一步阐述。其中：
图1显示了根据本发明的工作缸的一优选的实施例的侧视图，
图2显示了图1的工作缸的前视图，
图3显示了沿着图2的线III-III通过工作缸的纵向截面，
图4显示了图1的工作缸的第一缸盖的透视性的图示，
图5显示了图4的缸盖的前视图，以及
图6显示了沿着图5的线VI-VI通过缸盖的纵向截面。
具体实施方式
图1至6显示了根据本发明的工作缸11的一优选的实施例。在下文中示例性地借助流体的(尤其气动的)工作缸来说明工作缸11。
在该示例中，工作缸11为大型缸，其带有相对很大的直径的缸壳体12。
如尤其在图3中显示的那样，在缸壳体12的缸内部空间13中可线性移动地容纳有驱动活塞14。驱动活塞14的移动借助于流体加载(尤其借助于通过压缩空气的加载)引起。驱动活塞14将缸容积分成两个工作室15a、15b，在其中可可选地引入压缩空气，以便使驱动活塞在一方向上或在另一方向上运动。两个工作室15a、15b的操控通过阀单元(未示出)实现，其例如可包括两位三通阀。利用该阀门功能性实现为工作空间15b放气，而另一工作空间15a利用压缩空气加载，且反之亦然。
如尤其在图3中示出的那样，驱动活塞14与活塞杆16相连接，其从缸壳体12突出。于是，驱动活塞的运动可作为输出运动作用在活塞杆16处。
缸壳体12容纳在两个在两端闭锁缸内部空间13的缸盖17a、17b之间。缸盖17a、17b(在图4至6中示出了其中的一个)包括铸造材料，尤其铝。可考虑其他的制造方法和材料。在下文中示例性地说明第一缸盖17a，其在原理上的构造与第二缸盖17b相同。
缸盖17a具有中间区段18，其环形地来设计并且如尤其在图4中示出的那样放置在柱状的套筒区段19处。如尤其图3显示的那样，中间区段18设置成带有通孔20以用于穿引活塞杆16，其还伸过同轴于通孔20布置的套筒区段19。在套筒区段19的前面的出口端处存在环形密封部以用于密封在活塞杆16与套筒区段19之间的通道。
此外，缸盖17a具有包围中间区段18的外部的框架区段21。在框架区段21处存在四个固定区域22，在下面还将对其进行进一步阐述。
在中间区段18与框架区段21之间构造有环形空间45，在其中布置有在径向方向上取向的并且相应朝相关联的固定区域22延伸的加强撑23。最后，缸盖17a具有圆盘状的底部区段24，带有：内面25，其面向缸内部空间13；和外面26，加强撑23一体地模制到该外面处并且从外面26突出。
如尤其在图2和5中示出的那样，在该示例中四个固定区域22一起限定缸盖17a的方形的基本形状。加强撑23在径向方向上从固定区域22延伸直至环形的中间区段18。
加强撑23的独特特征是，其外面27a、27b以相关联的固定区域22为出发点朝中间区段18的方向上发散。
加强撑23相应具有在径向方向上在固定区域22与中间区段18之间延伸的凹部28。适宜地，凹部在径向方向上从固定区域22延伸直至柱状的中间区段18的侧面。适宜地，凹部28的深度伸至底部区段24的外面26。通过在相应的加强撑23中的凹部28产生包括两个接片状的撑腿29a、29b的独特的框架状的加强结构。
如尤其图2显示的那样，相应的加强撑23的撑腿29a、29b以相关联的固定区域22为出发点直至朝中间区段18的方向上发散。因此，撑腿29a、29b相应具有与加强撑23的外面相协调的外面和内面30a、30b。相应的撑腿29a、29b的内面和外面在径向方向上近似彼此平行地伸延。内面30a、30b形成凹部28的侧面。
一个重要的方面是，彼此相邻的加强撑23的面向彼此的外面27a、27b在中间区段28的区域中经由凹形弯曲的过渡面31彼此过渡。适宜地，过渡面31连续相切地弯曲。由此加强撑23在中间区段18的区域中直接彼此相连接。在这些区域处避免了很小的半径和因此很高的缺口应力。此外，加强撑的外面27a、27b经由凹形弯曲的联接面32与外部的框架区段21相连接。这引起减小缺口应力，因此在此同样取消很小的半径。
如尤其在图2中示出的那样，在相应相邻的加强撑23之间构造有材料变薄部33。材料变薄部33具有扇形的形状。相应的加强撑23的面向彼此的内面30a、30b同样通过凹形弯曲的过渡面34彼此过渡。
如已经提到的那样，为缸盖17a设置有四个固定区域，然而，6个或更多个同样是可行的。固定区域22从外部的框架区段的剩余部吊耳状地沿径向向外突出。固定区域22具有至少一个固定孔35以用于容纳固定器件。在该示例中，固定器件针对每个固定区域22相应包括拉杆36，其可在一端设有螺栓头37。于是，拉杆被插过第二缸盖17b的固定孔35、然后在缸壳体12的外围之外朝第一缸盖17a的方向上突出并且在此引导通过存在于此的固定孔35。在拉杆36的端部处存在螺纹区段，然后可将固定螺母38拧到该螺纹区段上。
如尤其在图2中示出的那样，外部的框架区段21的四个在相邻的固定区域22之间延伸的子区段40中的至少三个与缸壳体12的形状相匹配。因此，子区段40圆弧状地来设计。仅仅在图2中示出的上部的子区段40形成在固定区域22之间线性伸延的区段，其用作用于联结工作缸11的流体供给部的接口。对于大直径的缸，子区段还可圆形地设计成相应带有削平部。
固定区域22一起形成用于附装件的装配面39。装配面39垂直于工作缸11的纵轴线41取向。适宜地，装配面39由固定螺母38的端面形成。装配面39具有这样的优点：不必加工外部的框架区段21的端面轮廓。此外可始终在加固的固定区域22处预料到外部的力引入，从而实际上没有直接加载外部的框架区段21，由此可将外部的框架区段21构造成带有更小的壁厚。
总地来说，通过带有凹部28以及变薄部33和加强撑23的独特的走向的分成两部分的加强撑23实施这样的措施，其提供呈轻型结构的缸盖17a，缸盖17a相对于传统的缸盖的特征在于在最优的强度的情况下的更低的重量。
第二缸盖17b与第一缸盖17a的不同仅仅在于：缺少套筒区段19并且代替带有通孔20的中间区段18构造有带有盲孔42的中间区段。

Claims (13)

1. 一种工作缸，带有缸壳体(12)，在其缸内部空间(13)中容纳有可通过流体加载而线性移动的驱动活塞(14)，其中，所述缸壳体(12)容纳在两个闭锁缸内部空间(13)的缸盖(17a,17b)之间，其中，所述缸盖(17a,17b)相应具有中间区段(18)和包围所述中间区段(18)的外部的框架区段(21)，框架区段(21)带有至少四个固定区域(22)，其中，在所述框架区段(21)与所述中间区段(18)之间构造有环形空间，在其中布置有在径向方向上取向的并且相应朝相关联的固定区域(22)延伸的加强撑(23)，其特征在于，相应的加强撑(23)的外面(27a,27b)以相关联的固定区域(22)为出发点朝所述中间区段(18)的方向上发散。
2. 根据权利要求1所述的工作缸，其特征在于，彼此相邻的所述加强撑(23)的面向彼此的外面(27a,27b)在所述中间区段(18)的区域中经由凹形弯曲的过渡面(34)彼此过渡。
3. 根据权利要求1或2所述的工作缸，其特征在于，所述加强撑(23)相应具有凹部(28)。
4. 根据权利要求3所述的工作缸，其特征在于，通过所述凹部形成包括两个撑腿(29a,29b)的框架状的加强结构。
5. 根据权利要求4所述的工作缸，其特征在于，相应的加强撑(23)的撑腿(29a,29b)以固定区域(22)为出发点朝所述中间区段(18)发散。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，所述加强撑(23)的外面(27a,27b)相应经由凹形弯曲的联接面(32)过渡到所述外部的框架区段(21)中。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，所述固定区域(22)从所述外部的框架区段(21)的剩余部接片状或吊耳状地沿径向向外突出。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，所述固定区域(22)具有至少一个固定孔(20)以用于容纳固定器件，其中，优选地，所述固定器件针对每个固定区域具有拉杆(36)和固定螺母(38)或固定螺栓。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，在相邻的两个固定区域(22)之间的所述外部的框架区段(21)与所述缸壳体(12)的外轮廓相配合，尤其占据弧形的走向。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，所述固定区域(22)一起限定用于附装件的装配面(39)。
11. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，在相应相邻的加强撑(23)之间设置有材料变薄部(33)。
12. 根据上述权利要求中任一项所述的工作缸，其特征在于，所述缸盖(17a,17b)具有底部区段(24)，其封闭所述缸内部空间(13)的内面(25)并未设有凹部或变薄部。
13. 根据权利要求12所述的工作缸，其特征在于，所述加强撑(23)从所述底部区段的外面突出，尤其一体地模制到所述底部区段的外面处。
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