DE102017121901A1

DE102017121901A1 - Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs mit einem Befestigungsmittel zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE102017121901A1
Application number: DE102017121901.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Ohlsen
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs mit einem Befestigungsmittel zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:- Bereitstellen eines Zylinderrohrabschnitts mit einer stirnseitigen Anschlussfläche und eines zylindrischen Kopfteils, das im Innen dem Zylinderrohrabschnitt im Bereich der Anschlussflächen entspricht und eine stirnseitige plane Anschlussfläche und das Befestigungsmittel aufweist,- Bereitstellen eines Spanndorns mit einem länglichen Dorn, der in seinem Durchmesser einstellbar ist und Zylinderabschnitt und Kopfteil diesen aufnehmen können,- Anordnen von Zylinderrohrabschnitt und Kopfteil auf dem Spanndorn mit den Anschlussflächen axial gegeneinander liegend und Verspannen des Spanndorns durch Einstellen seines Durchmessers,- Verschweißen von Zylinderrohrabschnitt und Kopfteil im Bereich der aufeinander angeordneten Anschlussflächen und- Lösen des Spanndorns und Entfernen des hergestellten Zylinderrohrs von diesem.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs mit einem Befestigungsmittel zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder. Zylinderrohre zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder dienen zur Aufnahme des Hydraulikkolbens, der in dem Zylinderrohr verfahrbar ist. In der Regel wird an einem Ende auf das Zylinderrohr ein Abschlussteil befestigt, durch das der Kolben hindurchtritt. Das Abschlussteil kann über ein Gewinde an dem Zylinderrohr befestigt werden. An dem gegenüberliegenden Ende besitzt das Zylinderrohr in der Regel einen Zylinderboden, der beispielsweise mit einer Öse oder mit sonstigen Mitteln zur Befestigung des Hydraulikzylinders ausgestattet ist.
Aus EP 0 926 421 A1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden mehrteiliger Zylinder für Hydraulikaufzüge bekannt geworden. Die bekannte Vorrichtung dient zum Verbinden mehrteiliger Zylinder für Hydraulikaufzüge. Hierbei werden an einem oberen und einem unteren Zylinderteil jeweils Flansche angeschweißt, die zueinander passende Vorsprünge besitzen, mit denen sie zusammengesteckt werden. Die zusammengesteckten Flansche werden über zwei halbkreisförmige Mantelschalen in Position gebracht. Über die Mantelschale wird ein Sicherungsring geschoben, der die Mantelschalen an den Flanschen festhält. Mit dieser Vorrichtung wird das Verbinden mehrteiliger Zylinder für Hydraulikaufzüge deutlich vereinfacht und die Montagezeit verkürzt.
Aus DE 10 2006 031 365 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs für einen hydraulischen Zylinder bekannt. Das Verfahren sieht vor, zwei vorgefertigte, an stirnseitigen Anschlussflächen aneinander anzuschließende Zylinderrohrsegmente aus Metall bereitzustellen, von denen eines an einem eine stirnseitige Anschlussfläche aufweisenden Ende einen Außenzentrierrahmen für das andere Zylinderrohrsegment aufweist. Die Zylinderrohrsegmente werden derart zentriert, dass die stirnseitigen Anschlussflächen in beiden Zylinderrohrsegmenten einander gegenüberliegen und der Außenzentrierrahmen des einen Zylinderrohrsegments das andere Zylinderrohrsegment radial außen überlappt. Das Zusammenschweißen der beiden Zylinderrohrsegmente erfolgt an deren einander gegenüberliegenden stirnseitigen Anschlussflächen mittels Laserstrahlschweißens. Als nachteilig an dem bekannten Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs hat sich herausgestellt, dass das Bereitstellen der Zylinderrohrsegmente sehr aufwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs mit Außengewinde für einen hydraulischen Zylinder bereitzustellen, das mit einfachen Mitteln die schnelle Herstellung des Zylinderrohrs erlaubt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen und bestimmt zur Herstellung eines Zylinderrohrs mit einem Befestigungsmittel zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder. Das Verfahren sieht vor, ein Zylinderrohrabschnitt mit einer stirnseitigen Anschlussfläche und ein zylindrisches Kopfteil bereitzustellen. Beide werden miteinander zu dem Zylinderrohr verbunden. Das zylindrische Kopfteil besitzt einen Innen-durchmesser, der dem aus dem Zylinderrohrabschnitt entspricht. Im miteinander verbundenen Zustand existieren also keine Unterschiede im Hinblick auf Innendurchmesser. Das zylindrische Kopfteil besitzt ferner eine stirnseitige Anschlussfläche und trägt das Befestigungsmittel. Das erfindungsgemäße Verfahren greift ferner darauf zurück, dass ein Spanndorn mit einem länglichen Dorn bereitgestellt wird, wobei der Dorn in seinem Durchmesser einstellbar ist und Zylinderabschnitt und Kopfteil diesen aufnehmen können. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner den Verfahrensschritt vor, den Zylinderrohrabschnitt und das Kopfteil auf dem Spanndorn mit den Anschlussflächen axial gegeneinander anzuordnen. Diese Anordnung wird auf dem Spanndorn durch Einstellen des Durchmessers des Dorns verspannt. In einem nachfolgenden Schritt werden Zylinderrohrabschnitt und Kopfteil im Bereich der aufeinander stehenden Anschlussflächen miteinander verschweißt. Nach dem Verschweißen wird der Spanndorn gelöst und das hergestellte Zylinderrohr von diesem entfernt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass stirnseitige plane Anschlussflächen miteinander verschweißt werden. Hierdurch sind Zylinderrohrabschnitt und Kopfteil deutlich einfacher herzustellen. Auch ist die Bearbeitung der Innenfläche einfacher möglich. Die für das Verschweißen erforderliche Ausrichtung von Zylinderrohrabschnitt und Kopfteil übereinander erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Verwendung des Spanndorns. Die Verwendung des Spanndorns erlaubt zudem auch eine einfache Handhabung des Zylinderrohrabschnitts und des Kopfteils vor, während und nach dem Verschweißen.
Bevorzugt ist als Befestigungsmittel an dem Kopfteil ein Innen- und/oder Außengewinde vorgesehen. Hierdurch kann ein Abschlussteil einfach aufgeschraubt werden.
Bevorzugt besitzt das zylindrische Kopfteil auch einen Außendurchmesser, der dem aus dem Zylinderrohrabschnitt entspricht. Zusätzlich kann das Kopfteil auch eine abweichende geometrische Form besitzen, die beispielsweise Passflächen, Nieten und andere Bereiche aufweist.
Bevorzugt wird für das Verschweißen ein Laserstrahlschweißgerät eingesetzt. Der Vorteil des Laserstrahlschweißens besteht darin, dass der Schweißvorgang sowie der damit verbundene Energieeintrag gut kontrolliert und insbesondere ein Durchschmelzen oder Brennen bis auf die Innenseite von Zylinderrohrabschnitt und Kopfteil verhindert werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind vor dem Verschweißen die Innenfläche von Kopfteil und Zylinderrohrabschnitt fertig für die Verwendung als Hydraulikzylinder bearbeitet. Nach dem Schweißvorgang ist daher keine Weiterbearbeitung oder eine Nacharbeit der Innenfläche erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner ein Bereitstellen einer zweiten Anschlussfläche an einem dem Kopfteil gegenüberliegenden Ende des Zylinderrohrabschnitts vor, wobei diese zweite Anschlussfläche mit einem Zylinderboden verschweißt ist. Der Zylinderboden kann in herkömmlicher Weise mit einem Schutzgasschweißverfahren mit dem Zylinderrohrabschnitt verschweißt werden, wobei der Einsatz von Laserschweißen auch auf den Zylinderboden angewendet werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einem Beispiel mit Außengewinde näher erläutert. Ein ebenfalls erfindungsgemäßes Verfahren mit Innengewinde oder einem anderen Befestigungsmittel erfolgt analog. Es zeigen:

1 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Zylinderrohr und
2 eine Detailansicht von dessen Kopfteil.

1 zeigt ein fertig hergestelltes Zylinderrohr 10, das einen Zylinderrohrabschnitt 12 und ein zylindrisches Kopfteil 14 mit einem Außengewinde 16 besitzt. Das Zylinderrohr 10 besitzt ferner einen Zylinderboden 18, der mit einem vorstehenden Befestigungsabschnitt 20 versehen ist. Wie in 1 zu erkennen, besitzen Kopfteil, Zylinderrohrabschnitt und Zylinderboden zumindest im Bereich ihrer Verbindung an den Anschlussflächen den gleichen Durchmesser. Im Inneren, also dem umschlossenen zylindrischen Hohlraum, besitzen auch der Zylinderrohrabschnitt 12 und das Kopfteil 14 einen gleichen Durchmesser.
Das Kopfteil 14 trägt ein Außengewinde 16, über das weitere, für den Hydraulikzylinder erforderliche Bauteile an dem Zylinderrohr befestigt werden können. Bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren wird das Außengewinde 16 in das fertige Zylinderrohr geschnitten. Hierdurch entsteht ein hoher Kontrollaufwand für das gesamte Zylinderrohr und dessen Handhabung ist aufwendig, insbesondere durch die anfallenden Späne bei der Zerspanung ist die anschließende Reinigung des Zylinderrohrs aufwendig und nicht ausreichend prozesssicher.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Kopfteil 14 auf einen Spanndorn gesetzt. Auch der Zylinderrohrabschnitt 12 wird auf den gleichen Spanndorn gesetzt. Die aufeinandergesetzten Teile liegen mit ihren planen Anschlussflächen 22, 24 flach aufeinander, wie in 3 gezeigt.
Für die Herstellung der Verbindung zwischen Kopfteil 14 und Zylinderrohrabschnitt 12 kann ein Laserstrahlschweißgerät verwendet werden. Das Laserstrahlschweißgerät ist hierbei bevorzugt stationär angeordnet und der Spanndorn mit dem herzustellenden Zylinderrohr dreht sich um seine Längsachse. Der Schweißvorgang wird über die Drehgeschwindigkeit und die Intensität der Laserstrahlschweißvorrichtung so eingestellt, dass eine stabile Schweißnaht hergestellt wird, ohne dass geschweißtes Material ins Innere des Zylinderrohrs tritt. Dies erlaubt es, dass die für die Aufnahme des Kolbens bereits vorbereitete Innenfläche des Zylinderrohrs ohne Nachbearbeitung direkt verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Zylinderrohr
12: Zylinderrohrabschnitt
14: zylindrisches Kopfteil
16: Außengewinde
18: Zylinderboden
20: Befestigungsabschnitt
22, 24: Anschlussflächen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0926421 A1 [0002]
DE 102006031365 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderrohrs (10) mit einem Befestigungsmittel (16) zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines Zylinderrohrabschnitts (12) mit einer stirnseitigen Anschlussfläche (22) und eines zylindrischen Kopfteils (14), das im Innendurchmesser dem Zylinderrohrabschnitt (12) im Bereich der Anschlussflächen (22, 24) entspricht und eine stirnseitige plane Anschlussfläche (24) und das Befestigungsmittel (16) aufweist, - Bereitstellen eines Spanndorns mit einem länglichen Dorn, der in seinem Durchmesser einstellbar ist und Zylinderabschnitt (12) und Kopfteil (14) diesen aufnehmen können, - Anordnen von Zylinderrohrabschnitt (12) und Kopfteil (14) auf dem Spanndorn mit den Anschlussflächen (22, 24) axial gegeneinander liegend und Verspannen des Spanndorns durch Einstellen seines Durchmessers, - Verschweißen von Zylinderrohrabschnitt (12) und Kopfteil (14) im Bereich der aufeinander angeordneten Anschlussflächen (22, 24) und - Lösen des Spanndorns und Entfernen des hergestellten Zylinderrohrs (10) von diesem.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel ein Innen- und/oder ein Außengewinde vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen mit einem Laserstrahlschweißgerät erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen unter einer Relativbewegung zwischen Spanndorn und Laserstrahlschweißgerät erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen derart erfolgt, dass keine Schweißnaht oder Schweißbrand auf der Innenseite von Zylinderrohrabschnitt (12) und Kopfteil (14) entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verschweißen die Innenflächen von Kopfteil (14) und Zylinderrohrabschnitt (12) fertig für eine Verwendung als Hydraulikzylinder bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschweißen keine weitere Bearbeitung der Innenfläche erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Bereitstellen einer weiteren Anschlussfläche an einem dem Kopfteil (14) gegenüberliegenden Ende des Zylinderrohrabschnitts (12) und Verschweißen eines Zylinderbodens (18) mit der weiteren Anschlussfläche.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen von Zylinderrohrabschnitt (12) und Zylinderboden (18) mit einem Schutzgasschweißverfahren erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen von Zylinderrohrabschnitt (12) und Zylinderboden (18) mit einem Laserschweißverfahren erfolgt.