DE102005015215A1 - Piston for a cylinder, comprises a base member formed by injection moulding, applying a magnet, and then moulding a plastic element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Druckmittelzylinder mit einem Grundkörper, welcher ein Aufnahmeloch zur Aufnahme einer Kolbenstange aufweist, wobei die Herstellung einen ersten Schritt des Spritzgießens des Grundkörpers in einem Spritzgusswerkzeug umfasst.The The invention relates to a method for producing a piston for a Pressure medium cylinder with a base body which a receiving hole for Receiving a piston rod, wherein the production of a first step of injection molding of the basic body in an injection molding tool.
Der gattungsgemäße Kolben wird in einem weiten Feld von Anwendungen eingesetzt, in dem der Kolben axial in der Druckkammer eines Druckmittelzylinders bewegt wird. Die wichtigsten Eigenschaften eines Kolbens sind ein leichter Lauf in der Druckmittelkammer des Druckmittelzylinders, eine stabile Grundstruktur und eine zuverlässige Dichtung des Kolbens gegen die Wandung der Druckmittelkammer. Bezüglich einer stabilen Grundstruktur ist der Kolben aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt, welche aufeinanderfolgend gefügt werden müssen. Daher weist der Kolben in den meisten Fällen einen festen Grundkörper auf, um dem Kolben eine solide und definierte Tragestruktur zu verleihen, wobei ein weiches nachgiebiges Material diese Tragestruktur umschliesst. Der Körper der Grundstruktur ist normalerweise mittels eines spanabhebenden Herstellungsverfahrens oder eines Gießprozesses mit einer anschließenden spanenden Bearbeitung für die Bearbeitung der Endkontur hergestellt. Das weiche und nachgiebige Material, welches den Tragekörper vollständig oder zumindest die wesentlichen Oberflächen umschliesst, wird auf den Tragekörper montiert oder ist mit dem Tragekörper durch einen Angussprozess verbunden.Of the generic piston is used in a wide field of applications where the Piston moves axially in the pressure chamber of a pressure cylinder becomes. The most important characteristics of a piston are a lighter Run in the pressure fluid chamber of the pressure cylinder, a stable basic structure and a reliable one Seal of the piston against the wall of the pressure medium chamber. Regarding one stable basic structure is the piston of different materials composed, which must be added successively. Therefore, the piston points in most cases a solid body in order to give the piston a solid and defined support structure, wherein a soft compliant material encloses this support structure. The body The basic structure is usually by means of a machining process or a casting process with a subsequent machining for the Processing of the final contour produced. The soft and yielding Material which the carrying body Completely or at least encloses the essential surfaces becomes the carrying body mounted or is with the support body connected by a casting process.
Die
Druckschrift
In
der Druckschrift
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kolben und ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Druckmittelzylinder zu schaffen, welcher durch ein einfaches Herstellungsverfahren herstellbar ist und nur einige wenige Produktionsschritte mit geringem Aufwand aufweist.It is therefore the object of the present invention, a piston and a method for producing a piston for a pressure cylinder to create, which can be produced by a simple manufacturing process is and only a few production steps with little effort having.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines Kolbens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Hinsichtlich eines gegenständlichen Kolbens wird die Aufgabe durch Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is based on a method for producing a Piston according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features solved. Regarding a figurative Piston, the object is achieved by claim 5. Advantageous developments of the invention are in the dependent claims specified.
Die Erfindung schliesst die technische Lehre ein, das die Herstellung des Kolbens weiterhin umfasst:
- – einen zweiten Schritt des Spritzgießens eines spritzgegossenen Magneten durch einen Anspritzprozess auf den Grundkörper, wobei der Kolben zwischen dem ersten Schritt des Spritzgießens des Grundkörpers und dem zweiten Schritt des Spritzgießens des spritzgegossenen Magneten im Gusswerkzeug bleibt,
- – einen dritten Schritt des Spritzgießens eines Kunststoffelements durch einen Anspritzprozess auf den Grundkörper und den spritzgegossenen Magneten, wobei der Kolben zwischen dem zweiten Schritt des Spritzgießens des spritzgegossenen Magneten und dem dritten Schritt des Spritzgießens des Kunststoffelements im Gusswerkzeug verbleibt.
- A second step of injection-molding an injection-molded magnet by a molding process onto the base body, the piston remaining between the first step of injection-molding the base body and the second step of injection-molding the injection-molded magnet in the casting tool,
- A third step of injection molding a plastic element by a molding process on the base body and the injection molded magnet, the piston between the two th step of the injection molding of the injection molded magnet and the third step of the injection molding of the plastic element in the casting tool remains.
Dieses Herstellungsverfahren bietet eine hocheffektive Bearbeitung eines Kolbens, welcher für Druckmittelzylinder anwendbar ist. Der Kolben weist dabei im Wesentlichen Materialien bzw. Komponenten auf, welche durch ein Spritzgussverfahren herstellbar sind, und eine nachfolgende Montage ist aufgrund des integrierten Spritzgussprozesses, welche durch eine Angusstechnologie jeder einzelnen Komponente wie dem Grundkörper, dem Spritzgussmagneten und dem Kunststoffelement verwirklicht sind, nicht notwendig. Alternativ kann der Grundkörper aus einem metallischen Material wie Aluminium hergestellt sein, was bedeutet, dass der Grundkörper in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden muss, um die nachfolgenden Produktionsschritte auszuführen. In diesem Fall ist das Merkmal des Spritzgießens des gesamten Kolbens in nur einem Werkzeug ohne die Handhabung des Kolbens auf den Schritt zwei und den Schritt drei begrenzt. Die Handhabung des Kolbens bzw. der Kolbenteile kann durch ein Robotersystem oder eine andere mechanische Vorrichtung automatisiert werden. Da alle Produktionsschritte die gleiche oder zumindest eine ähnliche Spritzgusstechnik aufweisen, können alle Schritte in einem Werkzeug ausgeführt werden. Damit verbleibt der Kolben zwischen den verschiedenen Schritten im Spritzgusswerkzeug, und muss nicht herausgenommen und zu einer nachfolgenden Werkzeugstation von Hand oder durch ein wie obenstehend erwähntes Handhabungssystem bewegt werden. Der Spritzguss des Spritzgussmagneten beruht auf einem Magnetpulver, welches mit einem Kunststoffmaterial vermischt ist, womit ist es möglich ist, Spritzgussverfahren der kunststoffverarbeiteten Industrie anzuwenden, um Magnete mit sehr komplexen Strukturen herzustellen, die in einem Basiskörper eingespritzt werden können, welcher durch den Grundkörper gekennzeichnet ist.This Manufacturing process provides a highly effective processing of a Piston, which for pressure cylinder is applicable. The piston essentially has materials or components which can be produced by an injection molding process are, and subsequent assembly is due to the integrated Injection molding process, which by a casting technology each one Component like the main body, the injection molding magnet and the plastic element are realized, not necessary. Alternatively, the base body of a metallic Material be made of aluminum, which means that the body must be inserted into the injection mold to the subsequent Execute production steps. In In this case, the feature of injection molding the entire piston in only one tool without handling the piston on the step two and the third step limited. The handling of the piston or The piston parts can be controlled by a robot system or another mechanical Device to be automated. Because all production steps are the same or at least a similar one Injection molding technology may have all steps are performed in a tool. This remains the piston between the various steps in the injection mold, and does not have to be taken out and sent to a subsequent tool station Hand or by a handling system as mentioned above moves become. The injection molding of the injection molding magnet is based on a magnetic powder, which mixed with a plastic material, which makes it possible To use injection molding of the plastics processing industry, To produce magnets with very complex structures, in one base body can be injected which through the body is marked.
Gemäß dem Vorteil der Herstellung des Kolbens in nur einem Werkzeug wird das Spritzgusswerkzeug zwischen jedem Spritzgussschritt geöffnet, um das Spritzgusswerkzeug für den folgenden Spritzgussschritt umzurüsten. Vordergründig betrifft die Umrüstung des Werkzeugs das Wechseln der verschiedenen aktiven Werkzeugteile innerhalb des Spritzgusswerkzeugs, wobei die aktiven Werkzeugteile ein ringförmiger Einsatz für den Spritzgussmagneten oder der Formeinsatz für das Kunststoffelement sein können, welche für jeden nachfolgenden Herstellungsschritt herausgenommen werden, um die entsprechende Spritzgusskontur für den nächsten Schritt zu erzeugen. Der Wechsel und/oder die Entnahme der aktiven Werkzeugteile kann automatisiert erfolgen, um die Effizienz des Herstellungsverfahrens zu vergrößern.According to the advantage the production of the piston in only one tool is the injection molding tool opened between each injection molding step to the injection mold for the To convert the following injection molding step. Ostensibly concerns the conversion the tool changing the various active tool parts within the injection mold, with the active tool parts a ring-shaped Use For the injection molding magnet or the mold insert for the plastic element can, which for each subsequent manufacturing step are taken out to the corresponding injection molding contour for the next To create a step. The change and / or removal of the active Tool parts can be automated to increase the efficiency of the machine Enlarge production process.
Vorteilhafterweise wird das mindestens eine Dichtelement für eine Dichtung gegen die Innenwand der Zylinderröhre auf dem Kolben montiert, wobei mindestens ein Dichtelement auf dem Kunststoffelement angeordnet wird oder das Kunststoffelement weist zumindest eine Dichtlippe an den Kanten der äußeren Oberfläche des zylindrischen Abschnittes für eine Abdichtung gegen die innere Wandung der Zylinderröhre auf. In dem Fall, dass das Dichtelement zur Dichtung des Kolbens gegen die innere Wandung des Zylinders aus einem anderen Material besteht als das Material des Kunststoffelements, müssen separate Dichtelemente an den Kolben montiert werden. Diese separaten Dichtelemente sind getrennt an jeder Seite des zylindrischen Abschnittes des Kunststoffelements angeordnet, wobei das Kunststoffelement entsprechende Vertiefungen in der äußeren Oberfläche aufweist.advantageously, is the at least one sealing element for a seal against the inner wall of cylinder tube mounted on the piston, wherein at least one sealing element on the Plastic element is arranged or the plastic element has at least one sealing lip at the edges of the outer surface of the cylindrical section for a seal against the inner wall of the cylinder tube. In the case that the sealing element to seal the piston against the inner wall of the cylinder is made of a different material as the material of the plastic element, must have separate sealing elements be mounted on the piston. These separate sealing elements are separated on each side of the cylindrical portion of the plastic element arranged, wherein the plastic element corresponding recesses in the outer surface.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass Öffnungsabschnitte im Grundkörper vorgesehen werden, wobei das Kunststoffelement zumindest teilweise durch die Öffnungsabschnitte hindurch gespritzt wird. Durch die Anordnung dieser Öffnungsabschnitte ist es möglich, das gesamte Kunststoffelement in nur einem Spritzgussschritt zu gießen, wobei die Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem spritzgegossenen Kunststoffelement formschlüssig ist, hauptsächlich, um zu vermeiden, dass sich das Kunststoffelement vom Grundkörper nicht lösen kann. Zusätzlich sind die Öffnungen symmetrisch um die Mittelebene der Vertiefung, welche den Spritzgussmagneten einschließt, angeordnet.It It is an advantage of the invention that opening sections are provided in the main body be, wherein the plastic element at least partially through the opening portions therethrough is injected. Due to the arrangement of these opening portions, it is possible that to cast entire plastic element in only one injection molding step, wherein the connection between the main body and the injection-molded Plastic element form-fitting is, mainly, to avoid that the plastic element from the body does not can solve. additionally are the openings symmetrical about the median plane of the depression, which is the injection molding magnet includes, arranged.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Kunststoffelement eine Gleitfläche an der äußeren Oberfläche des zylindrischen Abschnittes des Kolbens auf, wobei das Kunststoffelement den spritzgegossenen Magneten abdeckt und das Kunststoffelement weist an zumindest einer Seitenfläche einen Dämpfungsabschnitt auf. Die Gleitfläche an der äußeren Oberfläche des Kolbens weist einen Gleitkontakt zur inneren Wandung des Druckmittelzylinders auf, um den Kolben axial in der Druckmittelkammer zu führen. Das Kunststoffelement erstreckt sich über den gesamten Spritzgussmagneten, um einen direkten Kontakt des Spritzgussmagneten zur inneren Wandung des Druckmittelzylinders zu vermeiden. Darüber hinaus weist das Kunststoffelement Dämpfungsabschnitte an beiden Seitenflächen des Kolbens auf, welche den inneren Abschnitt des Grundkörpers umgeben, um einen Dämpfungseffekt gegen die Endabschnitte des Druckmittelzylinders zu erreichen und den mechanischen Endanschlag des axial bewegten Kolbens zu absorbieren.According to one advantageous embodiment has the plastic element has a sliding surface on the outer surface of the cylindrical portion of the piston, wherein the plastic element covers the injection molded magnet and the plastic element has a damping section on at least one side surface. The sliding surface on the outer surface of the Piston has a sliding contact with the inner wall of the pressure cylinder on to axially guide the piston in the pressure medium chamber. The Plastic element extends over the entire injection molding magnet, to a direct contact of the injection molding magnet to the inner wall of the pressure cylinder to avoid. In addition, the plastic element has damping sections on both sides of the piston surrounding the inner portion of the body, for a damping effect against To reach the end portions of the pressure cylinder and the mechanical stop of the axially moving piston to absorb.
Eine mechanische Endanschlagsdämpfung wird durch ein Aufnahmeloch realisiert, welches in der Mitte des Kolbens angeordnet ist und zumindest eine Dämpfungsbüchse an jeder Seite des Aufnahmeloches aufweist. Die Dämpfungsbüchse wirkt mit einem Rohrabschnitt zusammen, welcher in die Büchse hineinläuft und die Bewegung dämpft, bis der Kolben den mechanischen Endanschlag des Druckmittelzylinders kontaktiert.A mechanical end stop damping is realized by a receiving hole, which in the center of the piston is arranged and having at least one damping bushing on each side of the receiving hole. The damping bushing cooperates with a pipe section which runs into the bushing and dampens the movement until the piston contacts the mechanical end stop of the pressure medium cylinder.
Vorteilhafterweise ist das Material des Kunststoffelements Polyurethan und das Material des Grundkörpers ist Polyamid. Polyurethan ist ein für den Gebrauch von Gleit- und Dichtelementen vorteilhaftes Material, weil es weich und nachgiebig ist. Verglichen zum Kunststoffelement muss der Grundkörper starr und leicht sein. Vorteilhafterweise kann der Grundkörper aus einen auf Polyamid basierenden Material wie Verton RF 700 sein. Alle Vertonverbindungen bieten eine kosteneffektive mechanische Funktion, und sind gemäß eines großen gestalterischen Freiraums spritzgießbar. Verton RF-Verbindungen basieren auf einem intern geschmierten Nylon 6/6, bieten außergewöhnlich langzeitstabile Wärmebelastungseigenschaften und eine hohe Verschleißfestigkeit. Verton MFX Verbindungen basieren auf chemisch gekoppelten Polyurethanen, welche außergewöhnliche mechanische Eigenschaften als Polymer mit feuchtigkeits- und chemischer Widerstandsfähigkeit bietet (LNY, GE plastics Company).advantageously, is the material of the plastic element polyurethane and the material of the basic body is polyamide. Polyurethane is one for the use of sliding and Sealing elements advantageous material because it is soft and yielding is. Compared to the plastic element, the base body must be rigid and be easy. Advantageously, the main body of a polyamide-based material such as Verton RF 700. All Verton connections offer a cost-effective mechanical function, and are according to one huge creative free space injection-moldable. Verton RF connections Based on an internally lubricated nylon 6/6, offer exceptionally long-term stability Heat stress properties and a high wear resistance. Verton MFX compounds are based on chemically coupled polyurethanes, which extraordinary mechanical properties as a polymer with moisture and chemical resistance offers (LNY, GE plastics company).
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further the invention improving measures are in the subclaims or together with the description below a preferred embodiment of the Invention with reference to the figures shown. It shows:
In
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The present invention limited in their execution not to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants is conceivable, which of the illustrated solution also in principle different types Use.
- 11
- Kolbenpiston
- 22
- Grundkörperbody
- 33
- Aufnahmelochreceiving hole
- 44
- DämpfungsbüchseCushion sleeve
- 55
- spritzgegossener Magnetinjection molded magnet
- 66
- KunststoffelementPlastic element
- 77
- Gleitflächesliding surface
- 88th
- zylindrischer Abschnittcylindrical section
- 99
- Dichtlippesealing lip
- 1010
- Dämpfungsabschnittdamping section
- 1111
- Dichtelementsealing element
- 1212
- Öffnungsabschnittopening section
Claims (10)
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