CN114667397A - 工作缸和用于制造该工作缸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工作缸(1),其具有缸衬套(2)、第一封闭部件(3)、第二封闭部件(4)和活塞单元(5),其中,所述缸衬套(2)具有缸衬套第一末端(6)和缸衬套第二末端(7),其中,所述第一封闭部件(3)设置在所述缸衬套第一末端(6)上,其中,所述第二封闭部件(4)设置在所述缸衬套第二末端(7)上,其中,所述缸衬套(2)和所述封闭部件(3、4)构成缸内腔(8),其中,所述活塞单元(5)在所述缸内腔(8)中构造至少一个工作腔,其中,所述活塞单元(5)滑动地穿过所述第一封闭部件(3),其特征在于,所述第一封闭部件(3)与所述缸衬套(2)借助于环形的第一激光环焊缝(9)材料锁合地相连,并且所述第二封闭部件(4)与所述缸衬套(2)借助于环形的第二激光环焊缝(10)材料锁合地相连,并且所述激光环焊缝(9、10)分别构造流体密封的密封平面(10)。本发明此外涉及用于制造这样的工作缸的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种被焊接的工作缸和用于制造该工作缸的方法。
背景技术
从现有技术已知这样的工作缸。工作缸尤其可以是差动工作缸、柱塞缸、同步缸或者伸缩缸。
差动工作缸例如是双作用的液压工作缸,其具有两个工作腔,其中,在所述两个工作腔内存在活塞的大小不同的作用面。因此当运行压力相同时,在两个操作方向上有大小不同的力作用在活塞上。不同于差动工作缸,在同步缸中通过两侧设置的引导封闭部件引导活塞杆,从而活塞的作用面大小相同,并且因此当运行压力相同时在两个操作方向上作用的力大小相同,从而同步缸尤其作为转向助力缸而使用。与此相对的是,柱塞缸是单作用的工作缸,其中压力介质推挤作为容积体的活塞,并因此引起活塞的驶出运动。这些也对应适用于伸缩缸,其中,此处存在的多个缸衬套相互推入并且以此使特别长的工作运动成为可能。
所有这种类型的工作缸具有缸衬套以及封闭部件。根据现有技术,通常通过将封闭部件与缸衬套旋紧在一起来进行这些工作缸的生产。因此,这样的工作缸在现有技术中同样被称作旋拧缸。
此外,由现有技术已知,通过MAG焊接(活性气体保护焊)将底部封闭部件与缸衬套连接,并随后仅仅将引导封闭部件旋上。
通常通过切削加工方法形成缸衬套的与封闭部件的螺纹。
根据现有技术,都能够以高质量提供旋拧缸以及仅仅旋上一个封闭部件、而将另一封闭部件以MAG焊接(活性气体保护焊)焊上的缸,并且已被证明是高品质的、可靠的产品。
在此可于生产侧确定的是,必须尤其为缸衬套配设材料厚度的附加部、即衬套壁厚度的附加部,用于用减法得出的要引入的螺纹,因为螺纹不可避免地削弱缸衬套。借此却得出明显过大的衬套壁厚度,其用于吸收工作运行中的力、尤其用于吸收通过流体运行压力而产生的力。这不利地造成增大的材料消耗以及差动工作缸的增大的最终重量。
用于形成螺纹的切削加工方法此外不利地必需高精度并因此在生产中的要求非常高。
为了达到缸在缸衬套和各自封闭部件之间的密封性,此外常常要额外的装入密封件。
此外,最终装配还必需较高的时间投入以及有资格的劳力。
缺点此外在于,必须设有额外的器件以防旋拧连接松开。最后缺点在于,因为变化的运行压力而在螺纹上存在动态的负荷,这限制了螺纹的使用寿命。
发明内容
本发明的任务在于提供一种具有非常高质量、并且节省材料、简单且因此可低成本制造的工作缸。本发明的任务此外在于,给出一种用于制造这样的工作缸的低成本的方法。
涉及工作缸的任务通过权利要求1中举出的特征解决,涉及制造方法的任务通过权利要求10中举出的特征解决解决。由各个从属权利要求给出优选的变型方案。
根据本发明,工作缸具有缸衬套、第一封闭部件、第二封闭部件和活塞单元。第一封闭部件和第二封闭部件在后文中同样被统称为封闭部件。
由这些基本组件构成的根据本发明的工作缸能以不同的构形存在。工作缸尤其可以是差动工作缸、柱塞缸、同步缸、伸缩缸、牵拉缸,或者同样可以是气动的工作缸。只要工作缸构造为同步缸,那么它便在后文同样被称为转向助力缸。在本发明的语境中,将工作缸尤其此外理解为储能缸、气弹簧缸和液压缓冲器。
缸衬套以已知的方式构造为中空圆柱形,并且根据本发明具有缸衬套第一末端和缸衬套第二末端。在装配进行完毕后,缸衬套第一末端上设置有第一封闭部件,缸衬套第二末端上设置有第二封闭部件。在此优选相同地生产两个缸衬套末端。由此,两个缸衬套末端优选具有倾斜的轴向端面,其中,所述倾斜具有相同的角度。轴向的端面因此优选具有相同的横截面。
而同样可能的是,将缸衬套末端相异地构造。
根据本发明,第一封闭部件设置在缸衬套第一末端上。第一封闭部件优选地是引导封闭部件。引导封闭部件在此指的是将活塞单元滑动地且密封地容纳的封闭部件。在此,差动工作缸中,活塞单元例如可由活塞和活塞杆构成,其中,活塞杆由引导封闭部件容纳。柱塞缸中,活塞单元作为容积成形的活塞出现,这同样被称作筒式活塞,由引导封闭部件将其容纳。
构造第一封闭部件,使得其具有接触面,在接至缸衬套第一末端上时,该接触面贴靠在缸衬套第一末端的对应的另一接触面上。这些接触面优选地完全环绕第一封闭部件和缸衬套。因此得到连贯的环状面,缸衬套第一末端上的第一封闭部件贴靠在该环状面上。只要环状面倾斜,那么它便在几何意义上作为截锥体外表面出现。在后文中,独立于几何构形而将该面仅仅简单地称作环状面,以便简化。
根据本发明,第二封闭部件设置在缸衬套第二末端上。涉及与缸衬套第一末端的关系中的第一封闭部件的说明内容,以相应的方式适用于与缸衬套第二末端的关系中的第二封闭部件。第二封闭部件相关于接触面而与第一封闭部件相类似地构造。第二封闭部件优选地是底部封闭部件,其在轴向上与活塞单元的活塞对置,并在轴向上限定根据本发明的工作缸的至少一个工作腔。
根据本发明的工作缸此外具有活塞单元。视乎工作缸类型,活塞单元可由活塞和活塞杆构成——例如在差动工作缸或者同步缸的情形那样——或者单由一个活塞构造——例如在柱塞缸的情形那样——或者,活塞单元具有其它构形。只要活塞单元具有活塞和活塞杆,那么活塞和活塞杆便处在相对彼此固定的位置关系中。活塞和活塞杆优选固定地相互连接。在此,该连接优选地材料锁合地构造为焊接。活塞和活塞杆能够同样可松开地连接。而在特别的情形中同样可能的是,活塞单元一体式地构造,并且活塞与活塞杆因此是整体构件的部段。
根据本发明,缸衬套和封闭部件在已装配状态中构造缸内腔。当缸衬套和封闭部件接合在一起时,它们的内置的表面部段便限定该缸内腔。缸内腔在此通向至各激光环焊缝。
此外,在根据本发明的工作缸中,活塞单元在缸内腔构造至少一个工作腔。该工作腔通过缸衬套、封闭部件和活塞单元限定。活塞单元轴向可移动地设置,其中,缸衬套的主纵轴线与活塞单元的轴向移动方向一致。在此,活塞单元滑动地、密封地并且至少部段地优选穿过第一封闭部件。压力介质接口配属于工作腔,压力介质能够通过该压力介质接口到达工作腔中,或者能够从该压力介质接口导出,并且工作腔因此能够以压力加载。压力介质可以是液压的压力介质或者气动的压力介质。
当根据本发明的工作缸例如以差动工作缸的结构形状呈现时,此外适用以下内容。
活塞单元的活塞设置在缸内腔中并且将缸内腔分为活塞底工作腔和活塞杆工作腔,活塞底工作腔在后文同样被略称为活塞底腔。在此,活塞底腔位于活塞和第二封闭部件之间,第二封闭部件此处构造为底部封闭部件。活塞杆工作腔位于活塞和第一封闭部件之间的活塞杆侧上,第一封闭部件此处构造为引导封闭部件。至少一个工作腔因此作为活塞杆工作腔。此外,活塞底工作腔构造另一工作腔。
活塞可轴向移动并且设置在缸内腔中,使得活塞的主纵轴线与缸衬套的主纵轴线重叠。
压力介质接口设置在缸上,使得活塞底工作腔和活塞杆工作腔能够以运行压力加载。
活塞可额外地具有不同的引导环、密封环或者活塞环。由现有技术已知这样的用于工作缸的活塞的不同的实施方式。
根据本发明,活塞杆滑动地穿过此处构造为引导封闭部件的第一封闭部件。
活塞杆滑动地支承在引导封闭部件中,其中,引导封闭部件构造用于阻止后文中同样被称作流体的压力介质的流出。这例如通过相应的环密封件实现。
根据本发明的工作缸特征尤其在于,两个封闭部件、例如在差动工作缸的情形中,引导封闭部件和底部封闭部件,与缸衬套焊合。
在此,第一封闭部件与缸衬套借助于环形的第一激光环焊缝材料锁合地相连,第二封闭部件与缸衬套借助于环形的第二激光环焊缝材料锁合地相连。分别相连的组件在后文中同样被统称为连接配对件。
两个封闭部件以激光焊的方法与缸衬套相连。激光环焊缝是没有增添焊接附加原料的熔焊连接处。
通过激光焊,有利地构造非常狭长的、以尖形收尾的焊缝。由基本上呈V形的激光焊缝的边翼张开的尖角优选为小于15度,并且特别优选地小于10度。
两个激光环焊缝分别构造流体密封的密封平面。这表明,第一激光环焊缝阻止压力介质穿透缸衬套和第一封闭部件之间的连接位置,并且第二激光环焊缝阻止压力介质穿透缸衬套和第二封闭部件之间的连接位置,而无需附加的用于密封的器件、例如密封环。
缸衬套和封闭部件、以及优选地同样加上活塞单元,分别由金属合金构成,并且特别优选地由钢合金构成。在此可容易地区分单个组件的材料成分。缸的金属合金的组件的质量份额,优选地以小于封闭部件金属合金的10重量%的差别,区别于封闭部件的金属合金的组件的质量份额。因此,封闭部件和缸衬套具有相似的物理特性并且能够特别良好地彼此焊合。
应用的钢合金优选具有小于0.5重量%的碳份额。合金所含的组分钒、铬和锰单独地或者组合地优选具有0.01至2重量%的份额。
相较于现有技术的工作缸,根据本发明的被焊接的工作缸具有一系列可观的优点。
第一个显著的优点在于,除截割之外,尤其几乎无须或者彻底无须对缸衬套进行切削加工。借此尤其无须切削螺纹或者车削制作凹槽。这在被焊接的活塞单元中相应地同样对活塞杆适用。
借此,直接的优点首先在于,能够省去用于切削加工的此外必需的时间消耗、加工机器、工具成本和能量。
此外存在十分显著的材料节省的优点以及借此对原材料资源的保护的优点,因为缸衬套仅须还具有旋拧的差动工作缸的衬套壁厚度的大约一半。可以省掉例如衬套壁厚度中的、为了抵消用于切削的螺纹的材料去除的附加部。
通过省掉对缸衬套的切削加工以及优选地同样通过省掉对活塞杆的切削加工,此外大大地提升了质量。因为消除了由切削加工造成的力的输入,起始产品的轴向的同轴度精度不再受损。更准确地说,用于缸衬套的起始产品的轴向的同轴度精度以及一定情形下活塞杆的轴向的同轴度精度保持完全不变。借此,根据本发明的工作缸具有较高的精度。由此可同样提供活塞杆的轴向移动,而不会出现根据现有技术已知的活塞杆在最后冲击过程中的弯折问题。借此同时减小引导封闭部件中缸引导件的磨损。通过省掉对缸衬套的切削加工以及一定情形下通过省掉对活塞杆的切削加工,同时避免负荷能力因切口应力集中效应而遭到削弱。
另一优点在于缸衬套和封闭部件之间的连接位置上的差动工作缸的绝对密封性。此处额外有利的是,无需其它根据现有技术必要的密封件即可实现该密封性。可能省掉这些易老化的构件,除了节约成本外,还使质量改善以及使用寿命提高。此外排除了老化的密封件所引起的污染问题。
另一优点在于提高了的运行安全可靠性。当比如螺纹上负荷变化或者松动时,不会存在如螺纹中那样的、在缸衬套和封闭部件之间可能出现的轴向运动空间。此外通过省掉其它必需的保险元件而有利地实现节约。最后同样省掉对实际的保险元件的其它必需的固定,而其它必需的固定在可松开的连接中是必需的。根据现有技术,例如通过将保险元件粘在一起来实现这样的固定。而省掉粘合与其它重要的优点关联。第一,省掉了非常昂贵的螺栓保险件粘合剂的成本。第二,省掉了对用于产生螺栓保险件粘合剂黏附性的表面的清洁,而根据现有技术通常必需健康性成问题的化学物质。借此省掉用于确保健康保护的和用于确保环境保护的特别措施。第三,在出现冲击负荷时,通过螺栓保险件粘合剂固定的可松开的连接可能面临松动的危险的问题得到克服。
作为提高了的运行安全可靠性的一方面,同样要说到提高了的操控安全可靠性。排除了缸内腔中的非破坏性地干涉。未经培训的人员造成的、与不正确打开差动工作缸相关的损坏源,或者未经培训的人员造成的、与对动工作缸的不正确的再装配相关的可能的损坏源不会存在。
通过激光焊方法,在激光环焊缝的区域中仅出现材料的严格局部限定的升温。以此具有在计划的焊缝周围仅仅数毫米附近的非耐热材料,例如特别是具有密封件的构件还是能够被焊合,而它们在其它的焊接方法中会被损坏。
同样,缸衬套的和封闭部件的内置的表面部段上的、尤其在焊缝附近的氧化得以避免,否则根据现有技术须要高成本地去除所述氧化。
此外有利的是,减小了焊接连接的连接配对件中的热应力,因为借助于激光焊而仅须投入相对较少的区段能量(与焊缝长度相关的能量大小)。
另一优点在于,能够在最大程度上通过激光光束相对于要制造的工作缸的移动、区段能量和角度,来确定激光环焊缝的走向延伸、焊缝深度和角度。由此,尤其能够通过改变激光相对于连接配对件的位置,来针对性地校准所述走向延伸和角度。
在根据本发明的工作缸的特别优选的第一构形中,工作缸作为双作用的工作缸出现,并且构造为差动工作缸。
在该构形中,第一封闭部件构造为引导封闭部件,并且第二封闭部件构造为底部封闭部件。因此,缸衬套第一末端此处被称为引导侧的缸衬套末端,并且缸衬套第二末端此处被称为底部侧的缸衬套末端。因此,第一激光环焊缝设置在引导封闭部件和引导侧的缸衬套末端之间,并且第二激光环焊缝设置在底部封闭部件和底部侧的缸衬套末端之间。
在差动工作缸中,活塞单元具有活塞和活塞杆。对于这样构造的活塞单元的结构,要参阅前文涉及工作缸的说明书内容。
活塞单元的活塞设置在缸内腔中,并且以此将缸内腔分为活塞底工作腔和活塞杆工作腔,活塞底工作腔同样被略称为活塞底腔,活塞杆工作腔同样被略称为活塞杆腔。活塞的在活塞底腔中发挥效果的面在活塞的活塞底部侧的面上要大于其在活塞的活塞杆腔侧的面上。因此在压力介质的压力相同时,在活塞底腔侧作用到活塞上的力要大于在活塞杆腔侧作用到活塞上的力。借助于活塞杆,作用在活塞上的力从缸内腔向外传导,活塞杆为此滑动地穿过引导封闭部件。
在根据本发明的工作缸的特别优选的第二构形中,工作缸同样作为双作用的工作缸出现,但它此处构造为同步缸。
在根据该有利的变型方案的同步缸中,第一封闭部件如同在差动工作缸中那样构造为引导封闭部件。此外作为特别的特征的是,第二封闭部件同样构造为另一引导封闭部件。所述引导封闭部件和所述另一引导封闭部件在后文中同样统称为引导封闭部件。因此,第一激光环焊缝设置在引导封闭部件和缸衬套第一末端之间,并且第二激光环焊缝设置在另一引导封闭部件和缸衬套第二末端之间。
活塞单元此处同样具有活塞和活塞杆。活塞设置在缸内腔中并且将其分为活塞杆第一工作腔和活塞杆第二工作腔。对此,活塞杆在轴向两侧超出活塞,并且在两侧由活塞内腔出发、穿过封闭部件而从活塞内腔引出,两个封闭部件此处均作为引导封闭部件出现。因此,活塞杆滑动地穿过两个引导封闭部件。
两个活塞杆工作腔具有相同的横截面并且活塞借此在两侧具有用于压力介质的、同样大小发挥效果的作用面。作用到活塞上的力和由活塞实施的工作路径的长度是相同的,这与压力介质的特定的根据压力和容积的相同压力流是否将第一活塞杆工作腔或者第二活塞杆工作腔加载无关。因为在两个操作方向上相同的所述比,同步缸通常同样用作转向助力缸,并因此同样被称作转向助力缸。
根据另一变型方案,工作缸构造为柱塞缸。它在此作为单作用的工作缸。
根据该变型方案,第一封闭部件构造为引导封闭部件,并且第二封闭部件构造为底部封闭部件。缸衬套第一末端是引导侧的缸衬套末端,并且缸衬套第二末端是底部侧的缸衬套末端。因此如同在差动工作缸中那样,第一激光环焊缝设置在引导封闭部件和引导侧的缸衬套末端之间,第二激光环焊缝设置在底部封闭部件和底部侧的缸衬套末端之间。
在柱塞缸中,通过筒式活塞构造活塞单元。筒式活塞设置在缸内腔中。在缸内腔中仅仅构造有一个工作腔。筒式活塞滑动地穿过引导封闭部件。在以压力介质的压力流向工作腔加载时,筒式活塞根据引入的压力流的体积而在轴向上受到推挤,并且实施驶出运动。而通过相反方向上由外作用的力引起驶入运动。
根据一种有利的变型方案,工作缸特征在于,环形的第一密封环于第一封闭部件和缸衬套的缸衬套内壁之间的缸内腔中,在所述缸衬套的缸衬套第一末端上与第一激光环焊缝轴向间隔地设置,第一密封环构造压力分离的环第一部段,环第一部段设置于环形的第一密封环和第一激光环焊缝之间,和/或环形的第二密封环于第二封闭部件和缸衬套的缸衬套内壁之间的缸内腔中,在缸衬套的缸衬套第二末端上与第二激光环焊缝轴向间隔地设置,第二密封环构造压力分离的环第二部段,环第二部段设置于环形的第二密封环和第二激光环焊缝之间。
根据该变型方案,环形的密封环设置在至少一个激光环焊缝上游。优选地分别有环形的密封环设置在两个激光环焊缝上游。环形的密封环在后文中同样被称作O形环。
在缸腔室内侧,O形环将处于各个激光环焊缝之前的环部段与其余的缸内腔压力密封地分离。意外地发现的是,通过构造激光环焊缝可较小调节区段能量,使得对热敏感的O形环同样在激光环焊缝的附近区域中不受损坏。所述附近区域指的是激光环焊缝和O形环之间的小于缸衬套内直径的轴向距离。O形环引起的是,环部段与压力介质的工作压力分开。借此,不以压力介质的工作压力直接在激光环焊缝前或激光环焊缝上由内对缸衬套的轴向部段加载,并且因此不再遭受屈曲负荷。借此同样有利地以非常简单的方式避免了激光环焊缝的其它出现的径向负荷。更准确地说,仅仅存在轴向负荷。轴向负荷的基础在于,压力介质的工作压力作用在各个封闭部件的基面上。因此有利地避免激光环焊缝的多轴的负荷,并且在那里避免多轴的材料应力。
同时通过设置在上游的O形环实现的是,保护所述至少一个工作腔、或者视乎工作缸类型在O形环中两侧上同样保护两个工作腔免受污染。在激光焊期间可能出现的排放,或者能在激光焊缝的区域中由连接配对件脱落的颗粒,在各环部段中通过O形环被阻止转入到工作腔中。
根据另一有利的变型方案,激光环焊缝具有激光环焊缝深度,该激光环焊缝深度与缸衬套壁厚之比为1.1至2.5。
当激光环焊缝并不垂直通过缸衬套壁延伸时,激光环焊缝深度大于缸衬套壁的厚度。
以此,封闭部件间的连接特别有利地具有更高的稳定性,因为焊缝中的力传导分布到了更大的面上并借此得到优化。
由此得出另一优点,即缸衬套的衬套壁厚度能够为了特定的应用而进一步减小。
根据该有利的变型方案而此外可能的是,同样在焊缝基本上垂直对齐时,可使激光环焊缝深度构造得大于缸衬套壁厚,实现的方式是使激光环焊缝加工进入封闭部件的深度大于缸衬套厚度。借此出现位置更深的焊缝根。激光环焊缝深度优选具有缸衬套厚度的至少1.2倍。意外地发现的是,通过如此产生的接缝变化在封闭部件中实现环焊缝的负荷能力的提高。
根据另一有利的变型方案,激光环焊缝具有倾斜的激光环焊缝中轴线。根据相同的有利的变型方案,该激光环焊缝中轴线与缸衬套的主纵轴线围有激光环焊缝倾角阿尔法,其中,阿尔法为20至70度。
激光环焊缝中轴线在中央通过激光环焊缝延伸,并且将激光环焊缝的横截面分为相同的部分。当激光环焊缝中轴线延长至缸衬套的在中央沿缸衬套延伸的主纵轴线时,激光环焊缝中轴线与主纵轴线围成一个角度。该角度是激光环焊缝倾角阿尔法。
激光环焊缝倾角阿尔法在20至70度之间,借此产生激光环焊缝深度对缸衬套壁厚的1.1至2.5的比例。
通过更大的激光环焊缝深度和设立的环焊缝中轴线,借助作用的力的角度和作用面,力在出现负荷时会更好地分布。
根据另一有利的变型方案,至少一个封闭部件具有轴向打开的、环形的凹状容纳部轮廓,缸衬套嵌入该容纳部轮廓,其中,容纳部轮廓在径向上搭接缸衬套,并且环焊缝倾角阿尔法为110至160度。超过90度的倾斜在后文中同样被称为负倾斜。
通过在对应的封闭部件中的环凹槽提供轴向打开的、环形的凹状容纳部轮廓,该容纳部轮廓具有径向的侧壁。在此,径向设置于外部的侧壁倾斜并且构成圆锥形状。该凹状容纳部轮廓因此构成径向上的搭接部径向设置于内部的侧壁优选地并不倾斜,并且优选地构成圆柱形状。容纳部轮廓的横截面借此优选地与凹状楔形相符。缸衬套在相应缸衬套末端上与容纳部轮廓对应地构造,并且为此具有斜的环状面,该环状面的倾角与容纳部轮廓的外部径向侧壁的倾角相符。缸衬套末端的壁的横截面借此优选地与楔形相符,所述楔形相适地装入容纳部轮廓中。
激光环焊缝设置在已说明的容纳部轮廓的倾斜环形面和缸衬套的倾斜环形面之间。激光环焊缝的倾角在此与两个倾斜环形面的倾角相符。
已发现的是,通过该变型方案、借助相同方法而同时实现三个有利效果。第一,通过径向上搭接缸衬套,实现对由压力介质的工作压力引起的屈曲力的形锁合的吸收。对在径向上作用的屈曲力的形锁合的吸收,使激光环焊缝的负荷减轻,从而在激光环焊缝上的材料锁合的力传导实际仅仅用于轴向的力。第二,通过倾斜而没有附加措施地实现的是,环焊缝深度超出缸衬套壁厚并且以此允许更大的力传导。第三,同时实现装配上的优点,因为在轴向进给运动中,缸衬套和对应的封闭部件自动置中。
通过另一有利的变型方案,激光环焊缝中的至少一个激光环焊缝在端面轴向地设置,并且环焊缝倾角阿尔法为180度。
借此,激光环焊缝具有圆柱形状并且因此径向设置在缸衬套和对应的封闭部件之间。
该变型方案尤其具有的优点在于,缸衬套上,环形端面不需要特别的加工。更准确地说,仅仅是缸衬套的内表面的边缘构造与对应封闭部件接触的接触面,并且借此构造用于激光环焊缝的要焊合的面。此外可有利地构造对应的不具有径向梯级的封闭部件。封闭部件的外直径仅须与缸衬套的内直径相符,借此实现明显的材料节约。此外,在构造缸衬套长度时较小的精度缸衬套是必需的,因为能够在接合时准确地调节两个封闭部件的确切的间隔。
根据另一有利的变型方案,环焊缝倾角为90度。该变型方案具有的生产侧的优点在于,无需其它的工作步骤便已可在缸衬套上将通过截割构造的环形端面用作接触对应封闭部件的接触面。
普遍成立的是,激光焊缝的构形的不同的有利变型方案并不固定地关联于特定的缸类型。此外,在一个和相同的工作缸上同样可组合出现激光环焊缝的不同的构形。
根据本发明,用于制造工作缸的方法具有以下方法步骤:
a)将缸衬套、第一封闭部件、第二封闭部件和活塞单元接合成预结构组合件
b)形成缸衬套、第一封闭部件和第二封闭部件的固定的相对位置关系
c)实施缸衬套与第一封闭部件的激光焊合从而形成第一激光环焊缝,并且实施缸衬套与第二封闭部件的激光焊合从而形成第二激光环焊缝
在方法步骤a)中,缸衬套、两个封闭部件和活塞单元设置在其最终位置。如此设置的组件在后文中被称作预结构组合件。
活塞单元以此置入第一封闭部件,并且引入缸衬套中。
第一封闭部件接至缸衬套第一末端,并且第二封闭部件接至缸衬套第二末端。
作为优选方案,将全体构件完结地预装配。这表明,同样使用例如对温度敏感的构件、比如密封件,以及使用构造成引导封闭部件的第一封闭部件中的引导件。相同内容适用于活塞单元上的引导件和密封件。优选地如此构造预装配,即能够将根据本发明的工作缸在方法步骤c)之后、也就是在焊合之后,完整取出。随后还可再续接例如外表面加工、尤其涂覆涂层等方法步骤。
在方法步骤b)中,预结构组合件的缸衬套和封闭部件暂时固定,并因此在其彼此的位置关系上固定。在本方法步骤中,缸衬套和封闭部件的相对位置关系在此与这些组件在制造完成的工作缸中的相对位置关系相符。
以此优选构造封闭部件,使得它们通过施加的力,沿最终位置中的缸衬套的主纵轴线引导到缸并得到固定。这优选地通过精准匹配地推入缸衬套的圆柱形部段和封闭部件的轴向接触面的相应的构型来实现。
沿着缸衬套的主纵轴线的作用的力的加载,优选地通过装入卡盘以及对置地装入机器的空心转轴(或相似的固定元件)来实现。优选地额外通过支座引导具有高长细比的要生产的工作缸。
借助该设备,预结构组合件可优选地围绕缸衬套的主纵轴线旋转。而暂时的固定同样是可能的,这其中不再规定预结构组合件的旋转。
预结构组合件的缸衬套和两个封闭部件在方法步骤c)中焊合。根据本发明用激光焊方法实施该方法步骤。
在焊接时,预结构组合件优选地围绕缸衬套的主纵轴线旋转。激光发射体在此静止地围绕预结构组合件布置。在该方法步骤的另一变型中位置固定地布置预结构组合件,并且为了产生激光环焊缝而主动围绕预结构组合件移动激光发射体。在整个方法步骤c)期间,优选地保持轴向的力施加,从而有利地避免热应力造成连接配对件彼此的变形。
在两个变型中,第一激光环焊缝产生于第一封闭部件和缸衬套之间,第二激光环焊缝产生于第二封闭部件和缸衬套之间。
两个激光环焊缝将预结构组合件的各连接配对件材料锁合地并且不可逆转地连接在一起。不可逆转一词指的是,不可能无毁损地解开该连接。
第一激光环焊缝和第二激光环焊缝的制造可依次进行,或者借助于多个激光头同时进行。优选地由激光焊装置中的全自动焊接机器人来实施焊接工作。焊接装置优选地在保护气条件下或者部分真空条件下工作。
所述制造方法的特征尤其在于,根据方法步骤c),不再存在进入缸内腔的入口。只要封闭部件根据现有技术与缸衬套焊合,那么便存在这样的问题,即在对应的封闭部件的和缸衬套的内表面部段上、换而言之在要构造的缸内腔的表面部段上出现必须在其它工作步骤中重新去除的氧化。此外,根据现有技术,在进行了冷却之后才能将例如密封件和引导件置入构造为引导封闭部件的第一封闭部件,因为它们否则可能会因热受损。
根据本发明的制造方法示出一种解决方案,根据该解决方案,同样能够进行具有置入的例如密封件和引导件等对热敏感的构件的焊合,并且无需进入内表面部段的后续的入口,以及无需进行其清洁。
意外地发现的是,通过以小的焊缝宽度、单位焊缝长度上小的导入的热能(区段能量)、连同以较大的焊接速度进行激光焊合,能够达到预结构组合件中的高温度梯度,从而能够直接地重新通过包围焊缝的表面将热能的大部分导离,并同时能够使内表面上的温度以及例如密封件和引导件等对热敏感的构件上的温度保持地较低,使得既不出现内表面的氧化,叉不出现对热敏感的构件的热损伤。此外,连接配对件中的热应力得到显著减小。借此意外提供了迄今不可能的制造防范,其允许差动工作缸的完全的焊合,其中,此外能够同时进行用于两个封闭部件的焊合的方法步骤。
作为优点,根据本发明的方法能够很多地节省生产时间,因为可省掉对缸衬套的切削加工。此外通过根据本发明的制造方法允许的是,构造与现有技术中形锁合地连接的工作缸相比具有明显更小的衬套壁厚的缸衬套。根据含义,对根据本发明的工作缸的优点的说明部分同样以相应方式适用于制造方法的优点。
因此,激光焊方法具有的优点在于,能量局部严格受限地作用在预结构组合件的组件上。因此为环焊缝需要的能量更小,这同样有利地使热量输入更小。
通过激光的高精度,他们能够非常准确地校准。在此,激光的发射方向优选沿计划的激光环焊缝中轴线延伸,而激光环焊缝中轴线叉优选地沿预结构组合件的连接配对件的接触面延伸。在此,激光根据波长、功率和工作速度构成,且用于焊接工作缸的材料。
根据一种有利的变型方案,根据本发明的方法涉及差动工作缸的制造。在该变型方案中,所述方法的特征在于,在方法步骤a)中以下述方法进行接合。将缸衬套、构造为引导封闭部件的第一封闭部件、构造为底部封闭部件的第二封闭部件以及由活塞和活塞杆构成的活塞单元接合成为差动工作缸的预结构组合件。在此进行接合,使得活塞杆滑动地穿过此处作为引导封闭部件出现的第一封闭部件。
根据另一变型方案,所述方法涉及同样被称作转向助力缸的同步缸的制造。根据该变型方案,所述方法的特征在于,在方法步骤a)中实施的是,将缸衬套、构造为引导封闭部件的第一封闭部件、构造为另一引导封闭部件的第二封闭部件以及由活塞和活塞杆构成的活塞单元接合成同步缸的预结构组合件。在此以如下方式进行接合,即活塞杆滑动地穿过两个封闭部件。
根据下一变型方案,实施根据本发明的制造方法制造柱塞缸。对此在方法步骤a)中以如下方式实施接合。将缸衬套、构造为引导封闭部件的第一封闭部件、构造为底部封闭部件的第二封闭部件以及构造为筒式活塞的活塞单元接合成为柱塞缸的预结构组合件。在此,筒式活塞穿过构造为引导封闭部件的第一封闭部件。
根据一种有利的变型方案,在方法步骤c)中实施激光焊,以便制造具有环焊缝倾角阿尔法为20至70度的激光环焊缝。在此,相对于预结构组合件以该角度引导激光头。借此实现以该环焊缝倾角倾斜的激光环焊缝。
根据另一有利的变型方案,在方法步骤c)中实施激光焊,以便制造具有环焊缝倾角阿尔法为110至160度的激光环焊缝。为此首先预备地在涉及接合的工作步骤a)之前,为两个封闭部件中的至少一个封闭部件配备轴向开放的环形凹状容纳部轮廓。在根据工作步骤a)的接合过程中,随后将对应地构造的缸衬套末端接合进容纳部轮廓中,其中,通过对应的构形来实施自动置中,借此进一步有利地提高精度。
在此,方法步骤c)中相对于预结构组合件以该角度引导激光头。借此实现以该环焊缝倾角倾斜的激光环焊缝。整个方法步骤c)中,楔状的接合部在轴向力作用下保持不变,从而避免在激光焊期间由热应力导致的变形,其中该热应力虽然被尽可能地减小、但并不能完全排除,此外实现连接配对件的特别精准的、位置准确的激光焊连接。
根据另一有利的变型方案,实施方法步骤c),使得激光环焊缝中的至少一个激光环焊缝在端面被轴向地引入,并且环焊缝倾角阿尔法为180度。对此,方法步骤c)中,平行于工作缸的主纵轴线来校准激光束。
在方法步骤a)中进行接合,其中,此处调节两个封闭部件的确切的轴向间隔。其基础在于,至少一个封闭部件不具有径向的、可确定两个连接配对件的轴向位置关系的凸出部。
在用于制造工作缸的方法中,根据其它有利的变型方案此外将方法步骤a)至c)应用到至少一个固定模块上。
固定模块指一种构件,其用于由差动缸到应用设备的构件上的力传导。在一种流行的结构形状中,固定模块具有孔,其通常同样被称为眼,锁止元件、例如销,可插入该孔中。锁止元件将活塞杆侧的固定模块和应用设备的构件形锁合地连接在一起,并且在运行中保证力传导。固定模块尤其可构造为万向轴承。
至少一个固定模块优选地作为活塞杆侧的固定模块。活塞杆侧的固定模块指设置在活塞单元上的固定模块。能够此外或者备选地存在底部侧的固定模块。底部侧的固定模块指设置在构形为底部封闭部件的第二封闭部件上的固定模块。但同样可能的是,当第二封闭部件作为底部封闭部件时,构造该第二封闭部件,使得它包括固定模块,从而固定模块仅仅是整体底部封闭部件的部段。
至少一个固定部段由可焊接的材料制成、优选由金属制成。
在该变型方案的第一变型中涉及活塞杆侧的固定模块。在该变型方案的第二变型中涉及底部侧的固定模块。
在此,方法步骤a)中进行接合的工作步骤,该步骤此外作为将活塞杆侧的固定模块接合成预结构组合件的对应组件。如此构造的预结构组合件在后文中被称作扩展的预结构组合件。
方法步骤a)中,活塞杆侧的固定模块在活塞单元的活塞杆上设置于活塞杆的从缸衬套突出的部分上。底部侧的固定模块设置在构造为底部封闭部件的第二封闭部件上。
方法步骤b)中,根据该有利的变型方案此外产生各固定模块相对于对应组件的限定位置关系。
暂时地并且相对于预结构组合件的对应组件来使固定模块固定。相似于已描述的方法进行该暂时的固定。不过同样可安排用于该固定的额外的方法器具。
根据该有利的变型方案的第一变型,方法步骤c)中焊合活塞杆侧的固定模块从而形成固定模块第一焊缝。
在方法步骤c)中,活塞杆侧的固定模块与活塞杆焊合。这优选地和扩展的预结构组合件的其余组件的焊合相似地进行。产生的固定模块第一焊缝将活塞杆侧的固定模块与活塞杆相连。
根据相同的变型方案的第二变型,在方法步骤c)中,将底部封闭部件与底部侧的固定模块焊合从而形成固定模块第二焊缝。
这与活塞杆侧的固定模块的焊合相似地进行。固定模块第二焊缝将底部侧的固定模块与底部封闭部件相连。
附图说明
本发明作为实施例借助于下列附图进一步阐述:
图1示出差动工作缸(总览)。
图2示出引导侧的缸衬套末端上的放大部分。
图3示出底部侧的缸衬套末端上的放大部分。
图4示出激光焊缝的放大图,以便展示横截面以及环焊缝角贝塔。
图5示出具有90度焊缝且具有设置在上游的O形环的柱塞缸。
图6示出图5的放大部分,以便展示O形环和环部段。
图7示出具有负倾斜焊缝的同步缸。
图8示出图7的放大部分,以便展示凹状容纳部轮廓。
图9以爆炸图示出图7的放大部分。
图10示出具有90度焊缝与斜缝的组合的伸缩缸。
图11示出具有0度焊缝的底部封闭部件的示意性视图。
具体实施方式
图1示出作为差动工作缸的工作缸1的实施例的总览示图。所述差动工作缸1由所述缸衬套2、此处构造为引导封闭部件的所述第一封闭部件3、此处构造为底部封闭部件的所述第二封闭部件4和所述活塞单元5组成。所述活塞单元具有所述活塞5a和所述活塞杆5b。
在该实施方式中,活塞杆侧的所述固定模块15设置在所述活塞杆5b上,并且底部侧的所述固定模块17设置在构造为底部封闭部件的第二封闭部件4上。分别将固定销15a、17a配属给所述两个固定模块15、17,所述固定销并不是本发明的组成部分,且仅仅为了更好地总览而示出。
所述活塞单元5相关于所述活塞5a并且利用所述活塞杆5b的部段而设置在所述缸内腔8中,其中,所述活塞杆5b滑动地穿过构造为引导封闭部件的所述第一封闭部件3。
构造为引导封闭部件的所述第一封闭部件3在缸衬套第一末端6上、此处在引导侧的缸衬套末端上,将所述缸衬套2封闭,并且构造为底部封闭部件的第二封闭部件4将缸衬套第二末端7封闭、此处将底部侧的缸衬套末端封闭。
所述两个缸衬套末端6、7被斜切,并且因此具有接触所述两个封闭部件3、4的更大的接触面。在该实施方式中构造所述两个封闭部件3、4,使得它们能够借助圆柱形部段部分地并且精准匹配地凸入所述缸衬套中,并因此能够更简单地接合成所述预结构组合件。
所述缸衬套2的主纵轴线14在中央并且纵向通过所述工作缸1延伸。
图2中示出所述缸衬套第一末端6的区域的放大图。在此涉及引导侧的缸衬套末端。此处特别示出环形的第一激光环焊缝9的几何关系。在本实施方式中进行焊合时,借助激光沿所述环焊缝中轴线13来制造环形的所述第一激光环焊缝9。所述第一激光环焊缝沿着所述缸衬套第一末端6和所述第一封闭部件3之间的接触面延伸。对此,之前由所述缸衬套2、所述第一封闭部件3、所述第二封闭部件4、所述活塞单元5和所述两个固定模块15、17组好的、暂时固定的预结构组合件,围绕所述缸衬套14的主纵轴线并在激光前旋转。所述环焊缝中轴线13在中央通过环形的所述第一激光环焊缝9延伸,并且在其延长部与所述缸衬套14的主纵轴线围成环焊缝倾角阿尔法。所述环焊缝深度11是所述环焊缝中轴线13的在实际的激光环焊缝9中延伸的长度。所述环焊缝深度11由于角度而比所述缸衬套壁厚12更长。所述环焊缝深度和借助于环焊缝、缸衬套壁厚12和垂直线构造的直角三角形的弦相符。
在该示图中,此外可见活塞杆侧的所述固定模块15与所述活塞杆5b之间的固定模块第一焊缝16。如同环形的所述第一激光环焊缝9那样,该固定模块第一焊缝借助相同的激光焊方法而产生。
此外同样示出所述活塞杆5b在构造为引导封闭部件的所述第一封闭部件3中的滑动的支承,所述第一封闭部件具有引导件20和密封件19。
图3放大地示出底部侧的缸衬套末端的区域,该缸衬套末端是缸衬套第二末端7。
该示图的结构最大程度上与图2相符。构造为底部封闭部件的所述第二封闭部件4与所述缸衬套第二末端7的连接,相似于构造为引导封闭部件的所述第一封闭部件3与所述缸衬套第一末端6(见图2)的连接,借助于激光焊方法进行。此处构造第二激光环焊缝10。
该示图在图2基础上额外示出所述活塞5a,以及它是如何将所述缸内腔8分为活塞底工作腔8a和活塞杆工作腔8b的。两个工作腔8a、8b彼此分开地通过流体接口由液压压力介质加载,借此使构造为差动缸的工作缸1运行。
相似于活塞杆侧的所述固定模块15(见图2),同样借助于激光焊缝、所述固定模块第二焊缝18来固定底部侧的所述固定模块17。
在图4中放大地示出激光焊缝。此处示出的所述缸衬套第一末端2和所述第一封闭部件3之间的第一激光焊缝9,示例性示出根据本发明的激光焊缝。
该第一激光焊缝9具有环焊缝深度11和环焊缝中轴线13。在该实施方式中,所述环焊缝深度11大于所述缸衬套壁厚12。
所述激光焊缝具有轻微的圆锥度。如果在所述激光焊缝的边缘轮廓上作两条切线,那么它们相交并且围有环焊缝角贝塔。所述环焊缝中轴线13同时是所述环焊缝角贝塔的角平分线,并且与所述主纵轴线14围成所述环焊缝倾角阿尔法。此外,所述环焊缝中轴线13沿着所述缸衬套第一末端6和所述第一封闭部件3的接触面延伸。在该实施方式中,所述环焊缝倾角阿尔法为90度。
在图5中示出作为柱塞工作缸实施的工作缸的实施例。在此,构造为筒式活塞的所述活塞单元5在所述缸衬套2中被引导。此外,所述活塞单元5在构造为引导封闭部件的所述第一封闭部件3中被引导。对此,所述柱塞缸具有引导件20。所述引导封闭部件借助于第一激光环焊缝9与所述缸衬套2在其缸衬套第一末端6上相连。在所述引导封闭部件的对面,此处构造为底部封闭部件的所述第二封闭部件4通过所述第二激光环焊缝10,在所述缸衬套第二末端7上与所述缸衬套2相连。在该实施例中,两个激光环焊缝9、10具有90度的环焊缝倾角。
补充性地适用图1中关于差动工作缸而举出的附图标记和说明内容。
在根据图5的实施例中,所述柱塞工作缸此外在所述第一封闭部件3上具有额外的环形的第一密封环21。额外的该密封环21同样被称为O形环并且在所述缸衬套2和所述第一封闭部件3之间径向地设置,并且提供压力密封的密封部,该密封部将环形的所述第二激光环焊缝10针对所述压力介质而压力密封地分隔开。
在图6中放大地示出图5的所述第一封闭部件3上的密封环21(O形环)的区域。此处更详细地示出所述密封环21(O形环),其在空间上位于环形的所述第一激光环焊缝9附近。在该实施方式中,所述密封环21(O形环)由弹性的聚合物构成。激光焊时的热量输入保持足够小,以便不损坏所述密封环21(O形环),尽管它在所述第一激光环焊缝9的附近区域。从轴向上看,压力分离的环部段22位于所述密封环21(O形环)和所述第一激光环焊缝9之间。在压力分离的该环部段22中,所述压力介质的运行压力并不施于缸衬套内侧,从而该区域中径向上没有力由压力介质向所述缸衬套2作用。借此,所述缸衬套2在该区域中不负荷屈曲力,并且减去所述第一激光环焊缝9的负荷。
在该实施方式中,所述环焊缝中轴线13垂直于所述工作缸1的主纵轴线14延伸。
图7示出具有负倾斜焊缝的同步缸。在该同步缸中,两个封闭部件3、4构造为引导封闭部件。所述活塞5a设置在所述活塞杆5b的轴向上的中央区域中,通过两个封闭部件3、4引导所述活塞杆。
在该实施例中,所述两个缸衬套末端6、7分别进入所述两个封闭部件3、4中的凹状容纳部轮廓23,并在那里借助于所述激光焊方法焊合。所述激光环焊缝9、10在此是负倾斜的,这表明,封闭部件3、4和缸衬套末端6、7的接触面(例如相较于根据图1的实施例)的相反的倾斜。
在图8中更详细地示出图7的实施例的放大图。
所述缸衬套第二末端7在此已进入楔状地构造的凹状容纳部轮廓23,并且借助于环形的所述第二激光环焊缝10与所述第二封闭部件4焊合。
所述环焊缝中轴线13与所述主纵轴线14围有所述环焊缝倾角阿尔法。
所述环焊缝倾角阿尔法在此具有大于90度的角,在本实施例中具有约120度。
在图9中将根据图8的连接配对件补充性地在示意性爆炸图中示出。图8示出接合前所述缸衬套第一末端6和具有楔状凹状容纳部轮廓23的所述第一封闭部件3。构造所述楔状凹状容纳部轮廓23,使得它能够容纳所述缸衬套第一末端6并与所述缸衬套第一末端构造共同的接触面,所述第一激光环焊缝9之后设置在该接触面上。图9示出的是,所述凹状容纳部轮廓23轴向上朝向所述缸衬套2的方向开放。径向上由内作用到所述缸衬套2上的屈曲力形锁合地被径向的搭接部24吸收。此处涉及所述凹状容纳部轮廓23的倾斜部段。
图10中示出作为伸缩工作缸的实施例。与前文描述过的缸类型相比,所述伸缩工作缸具有设置于所述缸衬套2中的另一缸衬套2a和另一封闭部件3a。所述第一封闭部件3和所述另一封闭部件3a构造为引导封闭部件。通过另一环形的激光环焊缝9a焊合所述另一缸衬套2a与所述另一封闭部件3a。
在该实施例中,此外将直的激光环焊缝(环焊缝倾角阿尔法=90度)与斜的激光环焊缝(环焊缝角阿尔法<90度)组合。在该实施方式中,环形的所述第一激光环焊缝9构造于所述第一封闭部件3上来作为斜的激光焊缝,另外的环形的激光环焊缝9a构造于所述另一封闭部件3a上来作为斜的激光焊缝,环形的所述第二激光环焊缝10构造于所述第二封闭部件10上来作为直的激光焊缝。
图11示出一种实施例的部分的示意性视图,在该实施例中,环形的所述第二激光环焊缝10平行于所述主纵轴线延伸。
在此,构造为底部封闭部件的所述第二封闭部件4径向上由所述第二缸衬套2包围。在该实施例中,所述第二封闭部件4和所述缸衬套2的环状面在此构造共同的端面。而同样可能的是,所述连接配对件的一个连接配对件相对于所述另一连接配对件在轴向上前突或者后缩。所述环焊缝中轴线13不与所述主纵轴线14相交。所述环焊缝倾角阿尔法为0度。
附图标记列表
1 工作缸 17 底部侧的固定模块
2 缸衬套 18 固定模块第二焊缝
2a 另一缸衬套 19 密封件
3 第一封闭部件 20 引导件
3a 另一封闭部件 21 环形的密封环
4 第二封闭部件 22 压力分离的环部段
5 活塞单元 23 凹状容纳部轮廓
5a 活塞 24 径向的搭接部
5b 活塞杆 α 环焊缝倾角阿尔法
6 缸衬套第一末端 β 环焊缝角贝塔
7 缸衬套第二末端
8 缸内腔
8a 活塞底工作腔
8b 活塞杆工作腔
9 环形的第一激光环焊缝
10 环形的第二激光环焊缝
11 环焊缝深度
12 缸衬套壁厚
13 环焊缝中轴线
14 主纵轴线
15 活塞杆侧的固定模块
15a 活塞杆侧的固定模块的固定销
16 固定模块第一焊缝
Claims (18)
1.工作缸(1),其具有缸衬套(2)、第一封闭部件(3)、第二封闭部件(4)和活塞单元(5),
其中,所述缸衬套(2)具有缸衬套第一末端(6)和缸衬套第二末端(7),
其中,所述第一封闭部件(3)设置在所述缸衬套第一末端(6)上,
其中,所述第二封闭部件(4)设置在所述缸衬套第二末端(7)上,
其中,所述缸衬套(2)和所述封闭部件(3、4)构成缸内腔(8),
其中,所述活塞单元(5)在所述缸内腔(8)中构造至少一个工作腔,
其中,所述活塞单元(5)滑动地穿过所述第一封闭部件(3),
其特征在于,
所述第一封闭部件(3)与所述缸衬套(2)借助于环形的第一激光环焊缝(9)材料锁合地相连,并且所述第二封闭部件(4)与所述缸衬套(2)借助于环形的第二激光环焊缝(10)材料锁合地相连,
并且所述激光环焊缝(9、10)分别构造流体密封的密封平面(10)。
2.根据权利要求1所述的工作缸(1),
其特征在于,
所述工作缸(1)是双作用的,并且作为差动工作缸构造,
其中,所述第一封闭部件(3)作为引导封闭部件构造,并且所述第二封闭部件(4)作为底部封闭部件构造,
其中,所述缸衬套第一末端(6)是引导侧的缸衬套末端,并且所述缸衬套第二末端(7)是底部侧的缸衬套末端,
其中,所述活塞单元(5)具有活塞(5a)和活塞杆(5b),
其中,所述活塞(5a)设置在所述缸内腔(8)中并且将所述缸内腔(8)分为活塞底工作腔(8a)和活塞杆工作腔(8b),并且其中,所述活塞杆(5b)滑动地穿过所述引导封闭部件(3)。
3.根据权利要求1所述的工作缸(1),
其特征在于,
所述工作缸(1)是双作用的,并且作为同步缸构造,
其中,所述第一封闭部件(3)作为引导封闭部件构造,并且所述第二封闭部件(4)作为另一引导封闭部件构造,
其中,所述活塞单元(5)具有活塞(5a)和活塞杆(5b),
其中,所述活塞(5a)设置在所述缸内腔(8)中并且将所述缸内腔(8)分为活塞杆第一工作腔和活塞杆第二工作腔,并且其中,所述活塞杆(5b)滑动地穿过所述引导封闭部件和所述另一引导封闭部件。
4.根据权利要求1所述的工作缸(1),
其特征在于,
所述工作缸(1)是单作用的,并且作为柱塞缸构造,
其中,所述第一封闭部件(3)作为引导封闭部件构造,并且所述第二封闭部件(4)作为底部封闭部件构造,
其中,所述缸衬套第一末端(6)是引导侧的缸衬套末端,并且所述缸衬套第二末端(7)是底部侧的缸衬套末端,
其中,通过筒式活塞构造所述活塞单元(5),
其中,所述筒式活塞设置在所述缸内腔(8)中并且在所述缸内腔(8)中构造工作腔,并且其中,所述筒式活塞滑动地穿过所述引导封闭部件(3)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工作缸(1),
其特征在于,
环形的第一密封环(21)于所述第一封闭部件(3)和所述缸衬套(2)的缸衬套内壁之间的缸内腔(8)中,在所述缸衬套的缸衬套第一末端(6)上与所述第一激光环焊缝(9)轴向间隔地设置,所述第一密封环构造压力分离的环第一部段(22),所述环第一部段设置于环形的所述第一密封环(21)和所述第一激光环焊缝(9)之间,和/或环形的第二密封环于所述第二封闭部件(4)和所述缸衬套(2)的缸衬套内壁之间的缸内腔(8)中,在所述缸衬套的缸衬套第二末端(7)上与所述第二激光环焊缝(10)轴向间隔地设置,所述第二密封环构造压力分离的环第二部段,所述环第二部段设置于环形的所述第二密封环和所述第二激光环焊缝(10)之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工作缸(1),
其特征在于,
所述激光环焊缝分别具有环焊缝深度(11),
其中,所述环焊缝深度(11)与缸衬套壁厚(12)之比为1.1至2.5。
7.根据前述权利要求中任一项所述的工作缸,
其特征在于,
所述激光环焊缝(9、10)分别具有环焊缝中轴线(13),
其中,所述环焊缝中轴线(13)与所述缸衬套(2)的主纵轴线(14)围有环焊缝倾角阿尔法,其中,阿尔法为20至70度。
8.根据前述权利要求1至6中任一项所述的工作缸(1),
其特征在于,
至少一个封闭部件(3、4)具有轴向打开的、环形的凹状容纳部轮廓,所述缸衬套嵌入所述容纳部轮廓,其中,所述容纳部轮廓在径向上搭接所述缸衬套,并且所述环焊缝倾角阿尔法为110至160度。
9.根据前述权利要求1至6中任一项所述的工作缸(1),
其特征在于,
所述激光环焊缝中的至少一个激光环焊缝在端面轴向地设置,并且所述环焊缝倾角阿尔法为180度。
10.用于制造工作缸(1)的方法,
其中,根据权利要求1至8中的任一项构造所述工作缸(1),
其具有以下方法步骤:
a)将所述缸衬套(2)、第一封闭部件(3)、第二封闭部件(4)和活塞单元(5)接合成预结构组合件,
b)形成所述缸衬套(2)、第一封闭部件(3)和第二封闭部件(4)之间的固定的相对位置关系
c)实施所述缸衬套(2)与所述第一封闭部件(3)的激光焊合从而形成所述第一激光环焊缝(9),并且实施所述缸衬套(2)与所述第二封闭部件(4)的激光焊合从而形成所述第二激光环焊缝(10)。
11.根据权利要求10所述的用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
在所述方法步骤a)中,将所述缸衬套(2)、构造为引导封闭部件的第一封闭部件(3)、构造为底部封闭部件的第二封闭部件(4)和由所述活塞(5a)与活塞杆(5b)构成的活塞单元(5)接合成差动工作缸的预结构组合件,其中,所述活塞杆(5b)滑动地穿过所述第一封闭部件(3)。
12.根据权利要求10所述的用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
在所述方法步骤a)中,将所述缸衬套(2)、构造为引导封闭部件的第一封闭部件(3)、构造为另一引导封闭部件的第二封闭部件(4)和由所述活塞(5a)与活塞杆(5b)构成的活塞单元(5)接合成同步缸的预结构组合件,其中,所述活塞杆(5b)滑动地穿过两个引导封闭部件(3、4)。
13.根据权利要求10所述的用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
在所述方法步骤a)中,将所述缸衬套(2)、构造为引导封闭部件的第一封闭部件(3)、构造为底部封闭部件的第二封闭部件(4)和构造为筒式活塞的活塞单元(5)接合成柱塞缸的预结构组合件。
14.根据前述权利要求9至12中任一项所述的用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
根据权利要求1至7中的任一项构造所述工作缸(1),并且
在所述方法步骤c)中进行激光焊,以便形成具有20至70度环焊缝倾角阿尔法的激光环焊缝(9、10)。
15.用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
根据权利要求1至6和权利要求8中的任一项构造所述工作缸(1),
在所述方法步骤c)中实施激光焊,以便形成具有110至160度环焊缝倾角阿尔法的激光环焊缝(9、10)。
16.用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
根据权利要求1至6和权利要求9中的任一项构造所述工作缸(1),
在所述方法步骤c)中实施激光焊,以便形成轴向地且在端面设置的、具有110至160度环焊缝倾角阿尔法的激光环焊缝(9、10)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
在所述方法步骤a)中此外将活塞杆侧的固定模块(15)接合成所述预结构组合件,
在所述方法步骤b)中此外形成活塞杆侧的所述固定模块(15)的固定的相对位置关系,并且
在所述方法步骤c)中将所述活塞杆(5b)与活塞杆侧的所述固定模块(15)焊合从而形成固定模块第一焊缝(16)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造工作缸(1)的方法,
其特征在于,
在所述方法步骤a)中此外将底部侧的固定模块(17)接合成所述预结构组合件,
其中,在所述方法步骤b)中此外形成底部侧的所述固定模块(17)的固定的相对位置关系,
其中,在所述方法步骤c)中将所述第二封闭部件(4)与底部侧的所述固定模块(17)焊合从而形成固定模块第二焊缝(18)。
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DE2511126C2 (de) * | 1975-03-14 | 1982-09-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Aus wenigstens zwei miteinander verschweißten Teilen bestehendes Gerät |
DE4041992A1 (de) * | 1990-12-21 | 1992-07-02 | Mannesmann Ag | Verfahren zum herstellen eines fluidischen hubzylinders sowie eine kolben-zylinder-einheit |
DE4242213A1 (de) * | 1992-12-15 | 1994-06-16 | Teves Gmbh Alfred | Dichtungsanordnung für einen Hochdruckzylinder |
US6964221B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-11-15 | Cnh America Llc | Welded hydraulic actuator including a seal and method of manufacturing same |
DE102007004666A1 (de) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Hahn Gasfedern Gmbh | Hydraulische oder pneumatische Einrichtung |
DE202013003623U1 (de) * | 2013-04-18 | 2014-07-21 | Bümach Engineering International B.V. | Abschnittsgedämpfter Plungerzylinder |
US20180023704A1 (en) * | 2015-02-16 | 2018-01-25 | Tadano Ltd. | Cylinder, cylinder device, and working vehicle |
DE102015209644A1 (de) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Robert Bosch Gmbh | Hydrostatischer linearer Aktuator und Anordnung mit hydrostatischen linearen Aktuatoren |
DE102016214767A1 (de) * | 2016-02-16 | 2017-08-17 | Sms Group Gmbh | Gleichgangzylinder für Strangpressanlagen |
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Cited By (2)
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