CN105228815A - 轻质结构混合结构形式的缸壳体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压力缸(1)的轻质结构混合结构形式的缸壳体(2)，所述缸壳体具有承载结构(4)，所述承载结构包括具有沿轴向相互间隔开的端部(7、8)的内管(6)以及在内管(6)的端部(7、8)的区域内的第一和第二端部件(10、11)。由用丝线强化的塑料组成的复合结构(12)设置在内管(6)的外表面(13)上。在第一和第二端部件(10、11)的外表面(16)上分别在第一和第二端部件的周边上分布地设置多个突出于外表面(16)的构造成杆状的缠绕辅助元件(17)。所述缠绕辅助元件(17)具有这样强度，使得能够在施加复合结构(12)的丝线时实现缠绕过程，在所述缠绕过程中，复合结构(12)的各个丝线分别在沿轴向彼此背离的侧面上在转向区域(18)中绕至少一个缠绕辅助元件(17)分布。在构成复合结构(12)之后，使缠绕辅助元件(17)变形并使其至少局部地嵌入复合结构(12)中。本发明还涉及一种具有这种缸壳体(2)的压力缸(1)及其制造方法。

Description

轻质结构混合结构形式的缸壳体及其制造方法

技术领域

本发明如权利要求1、13和14所记载的那样涉及一种用于压力缸的轻质结构混合结构形式的缸壳体、一种具有这种缸壳体的压力缸以及一种用于制造用于压力缸的轻质结构混合结构形式的缸壳体的方法。

背景技术

按所述类型构成的用于压力缸的轻质结构混合结构形式的缸壳体由EP0464202A1已知。所述缸壳体具有承载结构，所述承载结构包括内管，所述内管具有沿轴向相互隔开间距的端部，其中，纵轴线在所述端部之间延伸。分别在内管的端部区域内设置第一和第二端部件。由丝线强化的塑料组成的复合结构设置在内管的外表面上。所述复合结构沿轴向连续地在第一和第二端部件之间延伸。在第一和第二端部件的外表面上分别在其周边上分布多个突出于外表面的缠绕辅助元件，这些缠绕辅助元件构造成杆状的。所述缠绕辅助元件具有这样的强度，使得在施加复合结构的丝线时能够实现缠绕过程，在所述缠绕过程中，复合结构的各单个丝线分别在沿轴向彼此背离的侧面上在转向区域内绕至少一个所述缠绕辅助元件分布。

由JP03-236946A、JP03-281232A、JP61-003732A以及JP48-200032A其他用于压力缸的轻质结构混合结构形式的缸壳体，这些缸壳体具有设置在沿轴向间隔开的端部上的缠绕辅助元件。

由DE102004008523B4已知一种用于制造压力缸以及用于致动器或缓冲器的活塞杆的方法。缸壳体构成轻质结构混合结构形式并具有承载结构，所述承载结构包括内管，所述内管沿轴向具有相互间隔开的端部，以及具有分别设置在内管的一个端部区域的第一端部件和第二端部件。此外，设有由用丝线强化的塑料制成的复合结构，所述复合结构设置在内管的外表面上。所述复合结构沿轴向连续地在第一和第二端部件之间延伸并与所述端部件连接。活塞杆具有设置在端侧的端头件，金属的内部拉伸管以及薄壁的金属的外部工作管在各端头件之间延伸，金属的外部工作管与金属的内部拉伸管同心设置。在拉伸管和工作管之间还设置由纤维强化的塑料制成的芯，所述芯沿径向方向由管状的芯半部或芯部分构成。这里在内部的拉伸管上设置由纤维强化的塑料制成的第一芯部分，而在外部的工作管的内侧上设置另一个同样由纤维强化的塑料制成的芯部分。这里内部的芯部分的外部尺寸选择成，使得外部的芯部分能够移动到内部的芯部分上并接着可以对这两个芯部分进行粘结。内部的拉伸管或外部的工作管的分别朝向金属的端头件的端部区域为了传递力而与所述构件焊接。所有的力传递这里仅通过两个与金属的端头件焊接的管子实现。这里不利的是，会形成焊缝以及复杂的总体制造过程。

US4,704,918记载了一种按轻质结构形式的制造的拉压杆和/或扭杆，其中，各连接件相互隔开地设置并且在各连接件之间设置跨接间距的、作为轻质构件的芯构件。这个组件在其整个长度上由用树脂强化的、编织丝线形式的纤维层包围。附加地可以在外表面上还施加由另一种塑料材料组成的额外的涂层。在这个制造过程中，丝线或纤维编织物在编织过程之前用树脂浸渍。这里，会使得整个工作过程变得困难，因为始终必须以还没有固化的树脂润湿或浸渍的丝线材料进行作业。

发明内容

本发明的目的因此在于，提供一种轻质结构混合形式的缸壳体和一种装备有这种缸壳体的压力缸，所述缸壳体或压力缸能够简单且经济地制造并且此外还能实现复合结构在两个端部件上高的保持力，以便即使在工作压力高时也实现缸壳体的承载结构的可靠内聚力(Zusammenhalt)。此外还应提供一种用于制造轻质结构混合形式的缸壳体的方法，其中，能够简单且可靠地完成复合结构的丝线的施加并且同时避免了复合结构的事后加工步骤以及对其的分离。

本发明的所述目的通过权利要求1的特征来实现。通过权利要求1的特征得到的优点在于，由此可以首先提供相应地构成的内管，所述内管在表面质量上满足形成缸内腔的要求。在内管的端部上设置端部件，所述端部件用于引导活塞杆或用于连接(封闭)由此构成的压力缸。为了实现端部件的相互连接，在内管的外侧上构成由用丝线强化的塑料构成的复合结构，所述复合结构沿轴向连续地在两个端部件之间延伸并也与端部件连接或保持在所述端部件上。为了构成或施加复合结构的丝线，在第一和第二端部件的外表面上分别设有多个在周边上分布设置的缠绕辅助元件，所述缠绕辅助元件突出于所述外表面，以便执行缠绕过程。由此，可以借助于绕线机在内管上以及也在第一和第二端部件之间延伸地设置丝线或丝线束，以便构成复合结构，并且使其在以后的夹紧区域中转向。缠绕辅助元件用于仅能够执行缠绕过程。在构成丝线结构之后并且还在塑料固化之前使得缠绕辅助元件变形并且由此向复合结构的丝线中移动或嵌入其中。

由于丝线或丝线束在缠绕过程期间就已经涂覆有尚未固化的塑料，在变形过程中，各个缠绕辅助元件还嵌入没有固化的塑料材料中。由于现在缠绕辅助元件仅是变形并且不再必须除去，省去了在通过塑料的固化或硬化构成复合结构之后可能的再加工。另一个优点还在于，这样，在两个端部件的缠绕辅助元件之间可以实现几乎没有中断的丝线分布，因为丝线仅在缠绕辅助元件的区域内转向并且由此实现了一种复合结构或复合体内部紧凑的并且特别是是连贯的丝线结构。缠绕辅助元件这里仅用于在缠绕过程中实现丝线的保持和转向并且在后续步骤中在塑料的固化或硬化之后不再强制性地设定为用于分担载荷的功能。

根据权利要求2的另一个实施形式也是有利的，因为通过将端部件分别分成基体件和相对于基体件能移动的夹紧件，缠绕辅助元件可以设置并保持在基体件上。从而可以通过能相对于基体件移动的夹紧件确保实现缠绕辅助元件的变形并在后续步骤中还确保夹紧复合结构的端部。这里，夹紧件可以是端部件的始终保留的构件，或者也可以是在复合结构的构成和固化之后被除去的成形体并且通过实际的构件代替。

根据权利要求3的另一个实施方案也是有利的，因为，由此可以在没有可能的额外工作的情况下使得复合结构沿轴向相互隔开的两个端部与相应的端部件连接。

通过按权利要求4的构成方案，可以在基体件上通过选择彼此不同的斜度构成起形锁合作用的支承轮廓，复合结构的内侧能够在其上形锁合地支承在所述支承轮廓上，以便实现沿轴向的载荷传递。

根据按权利要求5的另一个实施方案，避免了在夹紧轮廓的区域内发生复合结构丝线的损坏。但由此也可以避免在沿轴向出现拉力载荷时复合结构发生扩张。

根据权利要求6的改进方案也是有利的，因为，由此避免了在夹紧区域的起始处复合体或复合结构的丝线结构的外层发生损坏。

在根据权利要求7的实施形式中，有利的是，这样通过在复合结构的端部上选择横截面的不同尺寸，实现了环绕的凸棱，所述凸棱在受到拉力载荷时起到夹紧件的作用并且在不破坏的情况下不能运动穿过沿轴向在前的、但构成较小横截面的夹紧区域。由此，两个端部件在其容纳腔的区域实现了对复合结构可靠的、形锁合的固定。

通过根据权利要求8的改进方案实现了，在缠绕辅助元件变形时和接下来用仍可流动的塑料填充容纳腔时避免出现封入空气以及由此形成缩孔。由此可以实现完整地用塑料和丝线填充容纳腔，以形成复合结构。

通过根据权利要求9的构成方案，可以在没有辅助器具的情况下实现缠绕辅助元件无误的、朝纵轴线方向定向的变形。但此外，由此还可以减轻绕各个缠绕辅助元件分布转向的丝线或丝线束在缠绕过程中无意的松脱。

根据权利要求10的构成方案也是有利的，因为由此缠绕辅助元件可以与其布置形式无关地预制并根据所要制造的缸壳体的尺寸和结构以相应的布置形式和数量将缠绕辅助元件设置在相应的端部件上。

根据如权利要求11中所述的构成方案实现了，不是每个缠绕辅助元件都必须设置在相应的端部件上，因为缠绕辅助元件可以连同连接元件作为单元设置在相应的端部件上。

这里已经证明，根据权利要求12的实施形式是有利的，因为这样在最外面的端部区域中避免了出现尖锐的棱边，这种棱边可能导致对丝线的损伤。但此外，由此各个缠绕辅助元件突出于端部件、特别是其基体件的径向高度降低，由此，避免出现对于缠绕过程干扰性的棱边和过大的径向间距。

但本发明的目的还独立地通过权利要求13的特征来实现。由该权利要求的特征组合得到的优点在于，可以实现一种单元，所述单元即使在高压下也具有可靠且长时间的使用寿命。

但与此无关地，本发明的目的也通过根据在权利要求14中给出的特征的用于制造用于压力缸的、轻质结构混合结构形式的缸壳体的方法来实现。由该权利要求的特征组合得到的优点在于，由此可以首先提供相应构成的内管，所述内管在其表面质量上满足用于构成缸内腔的要求。端部件设置在内管的端部上，所述端部件用于引导活塞杆或用于连接(封闭)由内管构成的压力缸。为了使端部件相互连接，在内管的外侧上构成有用丝线强化的塑料制成的复合结构，所述复合结构沿轴向连贯地在两个端部件之间延伸并也与端部件连接或保持在所述端部件上。为了构成或施加复合结构的丝线，在第一和第二端部件的外表面上分别设有多个在周边上分布设置的缠绕辅助元件，所述缠绕辅助元件突出于外表面，以便执行缠绕过程。由此，可以借助于绕线机将丝线或丝线束设置在内管上以及第一和第二端部件之间延伸，以便构成复合结构，并在以后的夹紧区域内使其转向。缠绕辅助元件用于仅能执行缠绕过程。所述缠绕辅助元件在构成丝线结构之后并且还在塑料固化之前变形并由此移动到或嵌入复合结构的丝线中。

由于在缠绕过程期间就已经用尚未固化的塑料涂覆丝线或丝线束，在变形过程中，各个缠绕辅助元件也还嵌入到未固化的塑料材料中。由于现在缠绕辅助元件仅发生变形并且不再必须除去，也可以省去在通过塑料固化或硬化构成复合机构之后可能的再加工。另一个优点也还在于，这样可以在两个端部件的缠绕辅助元件之间实现几乎无中断的丝线分布，因为丝线仅在缠绕辅助元件的区域内转向，并且由此在复合结构或复合体内部实现了紧凑并且特别是连贯的丝线结构。缠绕辅助元件这里仅用于在缠绕过程中丝线的保持和转向并且在后续步骤中在塑料的固化或硬化之后不再强制性地设定为用于分担载荷的功能。

在根据权利要求15选择的方法步骤中有利的是，由此通过将端部件分别分成基体件以及能相对于基体件移动的夹紧件，能够将缠绕辅助元件设置或保持在基体件上。由此，可以通过能相对于基体件移动的夹紧件确保缠绕辅助元件发生变形并在后续步骤中还确保对复合结构端部的夹紧。这里，夹紧件可以用作端部件始终保留的构件，但或者也可以是在复合结构构成和固化之后除去的成形体并通过真正的构件替代。

此外根据权利要求16中给出的特征的处理方式是有利的，因为由此在缠绕过程结束之后直到在基体件上施加夹紧件之前不再需要执行额外的工步，以便实现复合结构的最终空间形状和其在端部件上的保持。

在权利要求17中描述了另一个有利的处理方式，由此还在塑料固化和丝线嵌入之前就出现了丝线结构的绷紧。由此，在两个沿径向相互隔开的端部件之间的长度延伸较小时也能实现更好的内聚力。

根据权利要求18的方法方案也是有利的，因为，由此在没有可能的额外工作的情况下就能够将复合结构的两个沿轴向间隔开的端部与相应的端部件连接。

但最后，根据在权利要求19中给出的特征的处理方式也是有利的，因为由此在构成丝线结构和达到基体件和夹紧件之间的夹紧位置之后才必须执行塑料材料的最终硬化。由此，可以在夹紧区域以及在容纳腔中实现完整的填充，由此可以在硬化后实现复合结构端部大体积、实心的结构。

附图说明

为了更好地理解本发明，根据后面的附图详细说明本发明。

其中分别以非常示意性简化的图示示出：

图1示出压力缸在图形上简化的视图；

图2示出压力缸的缸壳体的轴向剖视图，但活塞以除去，而活塞杆仅部分示出；

图3用图形上放大的视图示出在施加了复合结构的丝线之后，但仍在达到用于复合结构的端部件的夹紧位置之前缸壳体的端部；

图4用轴向剖视图以及放大的视图示出根据图3的端部的部分区域，在施加用于构成承载结构的复合结构的丝线之后，但缠绕辅助元件已通过夹紧件变形；

图5用图形上的简化视图示出将缠绕辅助元件保持在承载缠绕辅助元件的连接元件的另一种可能性；

图6用图形上的简化视图示出将缠绕辅助元件保持在承载缠绕辅助元件的环形连接元件的另一种可能性。

具体实施方式

首先应确定，在不同地说明的实施形式中，相同部件具有相同的附图标记或相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够合理地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件。在说明书中选择的位置说明，例如上、下、侧等也涉及当前说明以及示出的附图并且在位置改变时能合理地转用到新的位置。

在图1中简化地示出压力缸1形式的工作缸，所述压力缸包括轻质结构混合形式的缸壳体2以及这里没有详细示出的活塞连同与其连接的活塞杆3。所述压力缸例如可以是液压缸、气动缸或液压气动缸。此外压力缸可以构造成双向作用缸、差动缸、同步缸、级联缸、单向作用缸、柱塞缸或伸缩缸。

缸壳体2本身构成本发明的一个方面。具有这种缸壳体2以及容纳在其中的活塞连同活塞杆的压力缸1可以构成本发明的另一个方面。但用于制造缸壳体2的方法也可以构成本发明的另一个方面。

在图2至4中用不同的视图和剖视图示出用于构成压力缸1的缸壳体2，以便能够更好地描述其结构。缸壳体2这里由多个不同的部件组成或构成，其中这里试图实现所谓的轻质结构混合形式。这里特别是应在缸管中实现高的重量节省并且尽管如此在工作压力较高时以及以较大的结构形式仍能运行和构成这种缸壳体2。

这样，缸壳体2包括承载结构4，所述承载结构具有用于容纳这里没有详细示出的活塞和活塞杆3的一部分的缸内腔5。

承载结构4包括内管6，所述内管具有沿轴向相互隔开的端部7、8。多数情况下，所述内管是金属管，所述金属管在其朝向缸内腔5的表面上具有相应的表面质量，以便实现引导和密封。纵轴线9在两个沿轴向相互隔开的端部7、8之间延伸，所述纵轴线限定内管6或承载结构4的中心。此外这里设定，在内管6的第一端部7的范围内设置第一端部件10，以及在第二端部8的区域内设置第二端部件7。

此外，承载结构4包括由用没有详细示出的丝线强化的塑料构成的复合结构12。为了简单起见，复合结构12作为唯一的结构体示出，但所述结构体通过相互极为不同地设置的或相对于彼此极为不同地分布的丝线或丝线层构成，所述丝线或丝线层在施加或缠绕丝线之后接着固化成通过塑料聚连的构件。由此，复合结构12还可以具有多个相对于彼此极为不同地设置或定向的丝线或丝线束的层。可以相对于纵轴线9以约90°的缠绕定向设置各个层。这些环绕连贯的丝线构成一个层，这些层从内部以高阻力抵抗径向压力并承受这种力。这里实现了在内管的外表面13上对内管6的支承。所述层多数也是复合结构12的第一或最内侧的层。

为了沿轴向也能保持两个端部件10、11以确定的间距相对于彼此定位，可以设置另外的丝线层，这些丝线层构成一种纵向缠卷。这里为了构成纵向缠卷，各个丝线或丝线束关于纵轴线9在0°至30°之间、特别是在0°至10°的角度范围内相对于纵轴线倾斜延伸地设置或提供在内管6背向缸内腔5的侧面上。为了实现附加地径向保持或聚连构成纵向缠卷的丝线或丝线束，最上面的层同样也可以具有这样的缠绕定向，在这种缠绕定向中，各个丝线可以关于纵轴线9以约90°并排以及相互叠置地设置。这里至少纵向层的丝线或丝线束在第一和第二端部件10、11之间连贯延伸地定向并且分别与各端部件连接，以便由此能够根据内管6确定两个端部件10、11之间预先规定的间距。

这里要指出，前面所述的纵向层或纵向缠卷以及相对于纵轴线9以约90°的角度延伸的横向缠卷也可以以交替的序列多次叠置或重叠设置。优选设置周向缠卷层作为最上面或最外面的层，所述周向缠卷层关于纵轴线9与其成约90°的角度。

原则上，复合结构12在第一以及第二端部件10、11上的连接部的结构和设置相对于彼此相同地构成，下面为了更为清楚期间，仅示出和详细说明缸壳体2的具有其第一端部件10的底部侧端部。

由此，图3和4示出内管6的第一端部7连同保持在其上的第一端部件10的轴向剖面的示意图。这里对于第一端部件10所述的说明内容等同地也适用于第二端部件11，其中各构件相对于彼此的定向和布置分别关于缸壳体2的轴向沿相反的定向实现。

由于在这种压力缸1的运行中不是仅由缸内腔5出发朝内管6并向承载结构4中传递高的径向压力，而且还在两个端部件10、11之间传递轴向力，承载结构4、特别是复合结构12具有重要意义。因此对复合结构12的保持以及由此第一和第二端部件10、11的连接是特别重要的。因此，复合结构12应构造成沿轴向连贯地在第一和第二端部件10、11之间延伸。

在这里示出的实施例中，第一端部件10以及第二端部件11分别包括基体件14以及能相对于基体件移动的夹紧件15。相对于基体件能移动是指沿轴向的移动。此外在使用这里没有详细示出或标注的基体件14和夹紧件15之间的螺纹结构时，还能实现绕纵轴线9的旋转运动，以便以形锁合的运动实现这两个部件14、15之间的轴向运动。多数情况下，复合结构12位置固定地保持在端部件10、11上并且夹紧件15能相对于复合结构运动。基体件14更为靠近纵轴线9地设置，因此设置在靠外设置的夹紧件5的内部，所述夹紧件至少局部地在外部搭接基体件14。

在目前为止使用的缠绕方法中，多数这样进行，构成复合结构12的丝线或丝线束设置成沿轴向分别向相互背向的侧面延伸超过端部件10、11，以便在设置在外部的辅助销上实现各个丝线或丝线束的转向。由此构成纵向层或纵向缠卷。在塑料相应地硬化或固化之后并且丝线与此相关联地埋入塑料中之后，在预定的位置处分离此前制成的复合结构的突出部，由此在分离横截面中发生各个丝线环绕连续的中断以及由此出现的分离。

在第一端部件10这里示出的构成方案中设定，在其外表面16上、特别是其基体件14的外表面上分别在周边上分布设置地设有多个缠绕辅助元件17。这里缠绕辅助元件17突出于端部件10、特别是基体件14的外表面16。各个缠绕辅助元件17在该实施例中构造成杆状或销状的并且用于在施加复合结构12的丝线期间实现对此必要的缠绕过程。为此，缠绕辅助元件17具有这样的强度，使得缠绕过程能按已知的方式进行。在缠绕过程中，复合结构12的各单个丝线分别在沿轴向相互背离的侧面上在转向区域18中被引导绕过其中一个缠绕辅助元件17，并且丝线或丝线束由此在塑料仍未固化的状态下位置固定地保持在第一端部件10的基体件14上。这里缠绕辅助元件17也可以称为销。在丝线或丝线束的缠绕阶段，缠绕辅助元件17穿过或突出于要制造的复合结构12。由此直到各个缠绕辅助元件17后面还将说明的通过夹紧件15进行的变形过程之前，都实现了可靠地将丝线或丝线束保持在基体件14上。

如后面还将说明的那样，缠绕辅助元件17必须构造成能变形的，不具有尖锐的棱边并且也不具有高脆度，从而在变形时不会断裂。多数情况下，缠绕辅助元件17由具有相应特性的塑料材料构成，但所述缠绕辅助元件17仅用于在缠绕过程期间保持丝线定位在基体件14上，但对于复合结构12朝两个端部件10、11的力传递没有重要贡献。通过复合结构12的丝线在端部件10、11的两个基体件14之间多数关于纵轴线9倾斜定向的纵向走势，丝线或丝线束在靠外的转向区域18中绕缠绕辅助元件分布并转向，接着继续沿周向分布并在另一个转向区域18中被引导绕过另一个缠绕辅助元件17，从而丝线在关于纵轴线9预先选择的、前面说明的斜度下朝第二端部件17或其基体件14的另一个缠绕辅助元件17分布并在这里再次相应地转向。

如现在由图4可以更好地看出的那样，夹紧件15关于基体件14相对地处于所谓的夹紧位置。夹紧件15关于基体件14的这种相对定位在完全构成尚未固化的复合机构12或其丝线之后才进行。施加塑料材料以形成复合机构12可以例如在缠绕过程期间通过已经涂覆有塑料材料的丝线或丝线束或者通过事后对丝线进行涂覆和/或浸渍来实现。但优选采用用尚未固化的塑料涂覆或浸渍的丝线或丝线束，以便能够直接在内管6以及端部件10、11的基体件14的附近区域提供相应量的塑料以便埋入丝线和构成复合结构12。在夹紧件15相对于基体件14轴向移动的过程中，在构成复合结构12之后，使缠绕辅助元件17变形并且至少局部地嵌入复合结构12中。

现在如由图4可以看到的那样，夹紧件15位于与基体件14一起占据的夹紧位置中，其中，在基体件14和夹紧件之间构成环绕的容纳空间19，在所述容纳空间中容纳复合结构12的端部以及容纳变形的缠绕辅助元件17。基体件14套插到内管6的端部7上，以在其上构成凸肩，这里在基体件14和内管6的端部7之间没有设置固定的连接(滑动配合)。

在轴向剖视图中观察，基体件14具有朝背向内管6的侧面升高的起始斜面20，所述起始斜面还可以沿径向方向与内管6的外表面隔开间距延伸地设置。在起始斜面20背向缸内腔6的侧面，过渡部21连接在其上，所述过渡部设置或构成在关于纵轴线9的最大径向距离处。与所述过渡部21上相邻接地设有下降弯曲延伸构成的支承曲线部22，其中，在支承曲线部22的端部区域中还可以设置或保持前面所述的缠绕辅助元件17。此外，起始斜面20、过渡部21和连接在其上的支承曲线部22构成在周边上延伸的、用于复合结构12内侧的支承轮廓23。

夹紧件15用于固定和保持地夹紧复合结构12，以便能在两个端部件10、11之间传递轴向力。为此，夹紧件15具有至少在与过渡部21以及支承曲线部22连接在过渡部上的分段相对置的区域中具有与其平行地朝背离纵轴线9的侧面偏移地延伸的夹紧轮廓24。这里径向偏移的尺寸大致相当于复合结构12的丝线在该区域中的层厚。为了避免在复合结构12进入夹紧件15的进入区域中夹断或压伤丝线，在轴向剖视图中观察，夹紧件15在其与过渡部21相对置的夹紧轮廓24的起始处具有入口扩展部25。这里实现了支承轮廓23和夹紧轮廓24之间的横截面加大。

此外，在轴向剖视图中观察，容纳空间19的横截面在过渡部21的区域中和支承曲线部22连接在其上的分段中具有小于在沿轴向与其隔开设置的转向区域18的横截面的尺寸，复合结构12的丝线在该转向区域中绕缠绕辅助元件17转向。由此，在复合结构12的丝线绕缠绕辅助元件17的转向区域18中，在基体件14和夹紧件15之间构成容纳腔26。此外，容纳腔26可以通过至少一个设置在夹紧件15中的通道27与外部环境连接。所述通道27用于在夹紧件15相对于基体件14相对轴向调整或移动到夹紧位置中期间使得多余的能流动的塑料材料能够流出。但由此还使得有时包封在容纳腔26中的空气能够流出，以便获得由丝线以及塑料材料组成的无缩孔的复合结构12。

为了一方面能实现丝线正常的缠绕过程和使丝线进一步绕过缠绕辅助元件17，缠绕辅助元件17关于纵轴线9相对于纵轴线倾斜延伸地设置。但缠绕辅助元件17的这种倾斜位置也还用于能够执行前面所述的缠绕辅助元件17突出于外表面13的部分的变形过程。这里已经证明关于纵轴线9在30°至45°之间的倾斜角度是有利的。此外，这样选择倾斜的方向，使得这种倾斜分别朝缠绕辅助元件17彼此背离的侧面升高倾斜延伸地定向。

缠绕辅助元件17在端部件10、11上、特别是其基体件14上的保持可以不同地进行。在这里所示的实施例中，每个单个的缠绕辅助元件17单独地装入为此在端部件10、11的基体件14上构成的容纳口28中并优选固定地保持在其中。

此外，每个缠绕辅助元件17可以在其背向端部件10、11的基体件14的端部区域29上具有倒棱，所述倒棱具有倒棱面30。倒棱面30优选环绕连贯地构成。此外，在轴向剖视图中观察，倒棱面30在其背向纵轴线9的侧面上可以关于在基体件14上构成的起始斜面20大致平行延伸地定向。因此，这里在缠绕过程中没有干扰性的尖锐的棱边在缠绕辅助元件17背向纵轴线9的侧面上突出。

如前面已经说明的那样，复合结构的丝线最外侧或最上面的层构成周向缠卷，所述层在整个纵向层上一直施加或设置到直接在两个端部件10、11的区域内的缠绕辅助元件17之前。由此防止构成纵向层的丝线或丝线束沿径向偏移。

在制造用于压力缸1的缸壳体2时，可以采用这样的方法，其中，构成承载结构4，所述承载结构包括具有沿轴向相互隔开的端部7、8的内管6、第一和第二端部件10、11以及复合结构12。这里，在内管上分别在一个端部7、8的区域内设置第一和第二端部件10、11。复合结构12由用丝线或丝线束强化的塑料构成。这里，复合结构12构造成沿轴向连贯地在第一和第二端部件10、11之间延伸并且附加地还与第一和第二端部件10、11连接。

此外，在第一和第二端部件10、11的外表面16上在其周边上分布地设置多个突出于外表面16的缠绕辅助元件17。在缠绕过程中施加复合结构12的丝线时，将前面所述的用于构成纵向层的丝线以及用于构成周向或横向层的丝线施加在具有内管6以及第一和第二端部件10、11的承载结构4上。在转向区域18中，丝线或丝线束分别绕过一个缠绕辅助院17分布。必要时在周向上在多个缠绕辅助元件17上继续分布并接着经由与其隔开距离的另一个缠绕辅助元件17又朝相应的另一个端部件10分布。由于端部件10、11通过基体件14以及相对于基体件能移动的夹紧件15构成，缠绕辅助元件17优选设置在端部件10、11的基体件14上。但丝线也可以仅绕一个缠绕辅助元件17缠绕约180°的角度并直接以相对于纵轴线9预定的纵向缠卷角朝设置在另一个端部件11、10上的缠绕辅助元件17分布。

如果缠绕或施加用于构成复合结构12的丝线，则夹紧件15例如以螺纹的形式通过配合作用的螺纹结构旋拧到基体件14上。通过相互间这种轴向的相对移动，首先使得突出于复合结构12的丝线的缠绕辅助元件17变形并且此时通过其已经相对于纵轴线9倾斜的定向朝纵轴线9的方向变形。这里，使得各个缠绕辅助元件17嵌入和/或压入复合结构12的丝线或尚未固化的塑料材料中。

如果夹紧件15继续沿轴向相对于基体件14移动，则达到基体件14和夹紧件15之间所谓的夹紧位置。在达到该夹紧位置时，在基体件14的支承轮廓23和夹紧件15的夹紧轮廓24之间构成间隙，在所述间隙中，沿轴向剖视图观察，径向间距大致相当于复合结构12的丝线的层厚。

通过复合结构12的丝线绕缠绕辅助元件17的转向区域18内设置横截面为此加大的容纳腔26，可以在该容纳腔26中容纳各个缠绕辅助元件17的变形的端部区域29。此外，通过复合结构12的端部上在横截面中观察较大的容纳腔26构成一种夹紧楔或夹紧凸棱。在塑料以及在埋入塑料中的丝线或丝线束硬化或固化之后，复合结构12在转向区域18中构造得较粗或较厚的端部区域不再能从容纳腔26中拉出，因为连接在其上的在支承轮廓23和夹紧轮廓24之间的夹紧通道具有与其相比较小的横截面尺寸。由此，实现了机械地将复合结构12的两个端部区域固定或保持在第一和第二端部件10、11上。也可以通过复合结构12在两个端部件10、11之间传递从而较高的轴向力，并且可以实现沿轴向非常稳定的内聚。

通过缠绕辅助元件17的变形，在其突出于基体件14的端部区域29中朝纵轴线9的方向由此分别附加地沿轴向使复合结构12绕缠绕辅助元件17分布的丝线预紧。在这个预紧的位置中，这样变形的缠绕辅助元件17一起嵌入复合结构12中并容纳在容纳腔26中。

但附加地也可以在承载结构4的外侧上，特别是在复合结构12的外侧上设置封套或套筒形式的保护元件，以便也实现对埋入塑料中的丝线以及由此还有复合结构12的保护。所述保护套可以由不同的材料，例如塑料、金属、复合构件等构成。所述保护元件可以沿轴向连贯地在两个端部件10、11之间延伸并且必要时保持在所述端部件和/或复合结构12上。

在图5中示出缠绕辅助元件17的一个必要时本身独立的实施形式以及其相互之间的保持部，其中对于相同的部件也使用和前面的图1至4中相同的附图标记或构件名称。也可以通过复合结构12在两个端部件10、11之间传递从而较高的轴向力，并且可以实现沿轴向非常稳定的结合。为了避免不必要的重复，对于详细说明参阅或参考前面的图1至4。

如前面所述，各个缠绕辅助元件17用于在周边上分布地设置在端部件10、11、特别是端部件的基体件14上。在前面根据图2至4说明的实施形式中，各个缠绕辅助元件17容纳在端部件10、11、特别是端部件的基体件14中的自己的容纳口28中。

与此相对，在这里所示的实施形式中，缠绕辅助元件17依次成排地设置在连贯地设置的连接元件31上并且突出于该连接元件。所述连接元件可以按相应的周长制造，但或者也可以从连续的卷筒上分离出来。连接元件31此时可以装入端部件10、11、特别是端部件的基体件14的没有详细示出的、环状构成的容纳槽中，并保持在其上。同样可以实现将连接元件31附加地夹紧或保持在端部件10、11或其基体件14上。

在图6中示出缠绕辅助元件17的一个必要时本身独立的实施形式以及其相互之间的保持部，其中对于相同的部件也使用和前面的图1至5中相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，对于详细说明参阅或参考前面的图1至5。

与之前在图5中说明的实施形式相对，这里连接元件31构造成环形的，其中此时与所要制造的缸壳体3的直径或尺寸无关地，连接元件31以为此所需的周长连续地制造。为了安装，附加地还可以使用已经预成形为环形的连接元件31，但所述连接元件在其周边区域中断开一次，从而便于将连接元件31连同突出于连接元件的缠绕辅助元件17安装在端部件10、11，特别是端部件的基体件14上。

为了符合规定，最后要指出为了更好地理解缸壳体2以及压力缸1的结构，其组成部件有时不是符合比例地和/或是放大和/或缩小地示出的。

作为本发明解决方案的基础的目的可以由说明书得出。

在本说明书中所有关于数值范围的说明应理解为，所述数值范围同时包含其中任意和全部的部分范围，例如数据1至10应理解为，同时包含所有基于下限1和上限10的部分范围，就是说，所有从1或更大的下限开始并以10或更小的上限结束的部分范围，例如1至1.7，或者3.2至8.1，或者5.5至10。

各实施例是出了给出了缸壳体2以及压力缸1可能的实施方案，其中这里应指出，本发明不局限于这里特别示出的实施方案，而是也可以采用各个实施方案相互间的各种组合，并且这些变型可能性由于通过本发明给出的用于技术处理的教导而是本领域技术人员能够掌握的。就是说，通过所示和所述实施方案的各个细节的组合实现的所有可设想的实施方案也包含在保护范围中。此外，所示和所述实施例的单个特征或特征组合本身构成独立的创造性的或属于本发明的解决方案。

首先，在图1；2、3、4；5；6中示出的各个实施形式可以构成独立的属于本发明的解决方案的主题。与此相关的根据本发明的目的和解决方案可以从对这些附图的详细说明中得到。

附图标记列表

1压力缸

2缸壳体

3活塞杆

4承载结构

5缸内腔

6内管

7端部

8端部

9纵轴线

10第一端部件

11第二端部件

12复合结构

13外表面

14基体件

15夹紧件

16外表面

17缠绕辅助元件

18转向区域

19容纳室

20起始斜面

21过渡部

22支承曲线部

23支承轮廓

24夹紧轮廓

25入口扩展部

26容纳空间

27通道

28容纳口

29端部区域

30倒棱面

31连接元件

Claims (19)

1.用于压力缸(1)的轻质结构混合结构形式的缸壳体(2)，特别是用于液压缸、气动缸或液压气动缸，所述缸壳体具有承载结构(4)和复合结构(12)，所述承载结构包括内管(6)以及第一和第二端部件(10、11)，所述内管具有沿轴向相互间隔开的端部(7、8)并且纵轴线(9)在各所述端部之间延伸，所述第一和第二端部件分别设置在内管(6)的各端部(7、8)的区域内，所述复合结构由用丝线强化的塑料组成，所述复合结构(12)设置在内管(6)的外表面(13)上、沿轴向连续地在第一和第二端部件(10、11)之间延伸并与第一和第二端部件连接，并且在第一和第二端部件(10、11)的外表面(16)上分别在第一和第二端部件的周边上分布地设置多个突出于所述外表面(16)的缠绕辅助元件(17)，所述缠绕辅助元件构造成杆状的，所述缠绕辅助元件(17)具有这样强度，使得能够在施加复合结构(12)的丝线时实现缠绕过程，在所述缠绕过程中，复合结构(12)的各个丝线分别在沿轴向彼此背离的侧面上在转向区域(18)中绕至少一个缠绕辅助元件(17)分布，其特征在于，在构成复合结构(12)之后，使缠绕辅助元件(17)变形并使其至少局部地嵌入复合结构(12)中。

2.根据权利要求1所述的缸壳体(2)，其特征在于，所述端部件(10、11)包括基体件(14)和相对于基体件能移动的夹紧件(14)，并且所述缠绕辅助元件(17)设置在端部件(10、11)的基体件(14)上。

3.根据权利要求2所述的缸壳体(2)，其特征在于，在夹紧位置中，在基体件(14)和夹紧件(15)之间构成环绕的容纳空间(19)，复合结构(12)以及变形的缠绕辅助元件(17)容纳在所述容纳空间中。

4.根据权利要求2或3所述的缸壳体(2)，其特征在于，在轴向剖视图中观察，基体件(14)具有朝背离内管(6)的侧面升高地延伸的起始斜面(20)，所述起始斜面沿径向方向与内管(6)的外表面(13)间隔开延伸地设置并且在具有关于纵轴线(9)最大的径向距离的过渡部(21)中过渡到构造成下降弯曲延伸的支承曲线部(22)中，并且这里起始斜面(20)、过渡部(21)和支承曲线部(22)构成在周边上延伸的支承轮廓(23)。

5.根据权利要求4所述的缸壳体(2)，其特征在于，在轴向剖视图中观察，夹紧件(15)至少在与过渡部(21)以及与支承曲线部(22)的连接在过渡部上的分段相对置的区域中具有与所述过渡部和分段平行地朝背离纵轴线(9)的侧面偏移地延伸的夹紧轮廓(24)，其中径向偏移的尺寸大致相当于复合结构(12)的丝线的一个层厚。

6.根据权利要求5所述的缸壳体(2)，其特征在于，在轴向剖视图中观察，夹紧件(15)在其与过渡部(21)相对置的夹紧轮廓的起始处具有入口扩展部(25)。

7.根据权利要求4至6之一所述的缸壳体(2)，其特征在于，在轴向剖视图中观察，在支承轮廓的过渡部(21)和支承曲线部(22)连接在过渡部上的分段的区域内的支承轮廓(23)与沿径向方向与支承轮廓偏移的夹紧轮廓(24)之间形成的夹紧通道的横截面构造成小于复合结构(12)的丝线绕缠绕辅助元件(17)的、沿轴向与所述夹紧通道间隔开的转向区域(18)的横截面。

8.根据权利要求2至6之一所述的缸壳体(2)，其特征在于，在复合结构(12)的丝线绕缠绕辅助元件(17)的转向区域(18)中，通过基体件(12)和夹紧件(15)构成容纳腔(26)，所述容纳腔(26)通过至少一个设置在夹紧件中的通道(27)与外部环境连接。

9.根据上述权利要求之一所述的缸壳体(2)，其特征在于，缠绕辅助元件(17)关于纵轴线(9)朝纵轴线倾斜地设置，第一和第二端部件(10、11)的缠绕辅助元件(17)分别朝相互背离的侧面升高倾斜分布地定向。

10.根据上述权利要求之一所述的缸壳体(2)，其特征在于，每个缠绕辅助元件(17)单独地安装到为此设置的相应的端部件(10、11)上、特别是在其基体件(14)上构成的容纳口(28)中并保持在其中。

11.根据权利要求1至9之一所述的缸壳体(2)，其特征在于，多个缠绕辅助元件(17)在一连贯的连接元件(31)的纵向延伸上分布地设在该连接元件上，所述连接元件(31)装入并保持在端部件(10、11)、特别是其基体件(14)的构造成环形的容纳槽中。

12.根据权利要求1、9至11之一所述的缸壳体(2)，其特征在于，缠绕辅助元件(17)在其背向端部件(10、11)、特别是背向端部件的基体件(14)的端部区域(29)上具有倒棱，所述倒棱具有倒棱面(30)，在轴向剖视图中观察，倒棱面(30)在其背向纵轴线(9)的侧面上在缠绕辅助元件(17)变形之前关于在端部件(10、11)的基体件(14)上构成的接近面(20)大致平行延伸地定向。

13.压力缸(1)，所述压力缸具有轻质结构混合结构形式的缸壳体(2)、设置在缸壳体(2)中的活塞和与活塞连接的活塞杆(3)，其特征在于，所述缸壳体(2)根据权利要求1至12之一构成。

14.用于制造用于压力缸(1)的轻质结构混合结构形式的缸壳体(2)的方法，所述压力缸特别是液压缸、气动缸或液压气动缸，在所述缸壳体中，构成承载结构(4)，所述承载结构包括：

内管(6)，所述内管具有沿轴向相互间隔开的端部(7、8)，

第一和第二端部件(10、11)，

以及复合结构(12)，

并且第一和第二端部件(10、11)分别设置在内管(6)的端部(7、8)的区域内并且复合结构(12)由用丝线强化的塑料构成，所述复合结构施加在内管(6)的外表面(13)上，复合结构(12)构造成沿轴向连续地在第一和第二端部件(10、11)之间延伸，

并与第一和第二端部件(10、11)连接，在第一和第二端部件(10、11)的外表面(16)上分别在其周边上分布地设置多个突出于外表面(16)的缠绕辅助元件(17)，所述缠绕辅助元件(17)构造成具有杆状的形状，并且缠绕辅助元件(17)构造成具有这样的强度，使得通过缠绕过程能够施加复合结构(12)的丝线，在所述缠绕过程中，各单个丝线分别在沿轴向相互背离的侧面上在转向区域(18)中绕至少一个所述缠绕辅助元件(17)分布，其特征在于，在施加复合结构(12)之后通过变形使缠绕辅助元件(17)至少局部地一起嵌入复合结构(12)中。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，端部件(10、11)由基体件(14)和相对于基体件能移动的夹紧件(15)构成，并且缠绕辅助元件(17)设置在端部件(10、11)的基体件(14)上。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在施加复合结构(12)的丝线之后，夹紧件(15)关于基体件(14)沿轴向相对移动，直至达到基体件(14)和夹紧件(15)之间的夹紧位置，在所述夹紧位置中，在基体件(14)和夹紧件(15)之间构成环绕的容纳空间(19)，在夹紧件(15)轴向移动期间由夹紧件(15)使缠绕辅助元件(17)变形。

17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，使缠绕辅助元件(17)分别以其突出于端部件(10、11)，特别是突出于端部件的基体件(14)的端部区域(29)朝纵轴线(9)的方向变形，并且由此使得复合结构(12)的在转向区域(18)中绕缠绕辅助元件(17)分布的丝线沿轴向预紧。

18.根据权利要求15至17之一所述的方法，其特征在于，在基体件(14)和夹紧件(15)之间构成的容纳空间(19)容纳复合结构(12)以及在轴向移动时变形的缠绕辅助元件(17)。

19.根据权利要求15至18之一所述的方法，其特征在于，在缠绕辅助元件(17)变形和达到基体件(14)和夹紧件(15)之间的夹紧位置之后，使包围丝线的塑料材料固化。