EP4363727A1 - Arbeitszylinder und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Arbeitszylinder und verfahren zu dessen herstellung

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Publication number
EP4363727A1
EP4363727A1 EP21746633.3A EP21746633A EP4363727A1 EP 4363727 A1 EP4363727 A1 EP 4363727A1 EP 21746633 A EP21746633 A EP 21746633A EP 4363727 A1 EP4363727 A1 EP 4363727A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder tube
cylinder
section
closure part
axial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21746633.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Bueter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buemach Engineering International BV
Original Assignee
Buemach Engineering International BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buemach Engineering International BV filed Critical Buemach Engineering International BV
Publication of EP4363727A1 publication Critical patent/EP4363727A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1438—Cylinder to end cap assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1447—Pistons; Piston to piston rod assemblies

Definitions

  • the invention relates to a working cylinder, in particular a hydraulic working cylinder. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a working cylinder.
  • screwing the closure parts to the cylinder tube is known from the prior art for the production of such working cylinders.
  • Such working cylinders are therefore also referred to as screw cylinders.
  • the thread of the cylinder tube and locking parts is usually produced by a machining process.
  • Screwed cylinders as well as cylinders with screwing of only one locking part and MAG welding of the other locking part are provided in high quality according to the state of the art and have proven to be high-quality and reliable products.
  • a disadvantage in terms of production is that, especially for the cylinder tube, there is an additional material thickness, i.e. the tube wall thickness, for the sub-
  • CONFIRMATION COPY thread to be introduced tractionally must be provided because the thread inevitably weakens the cylinder tube.
  • this then results in a pipe wall thickness that is considerably oversized to absorb the forces during operation, in particular the forces due to the operating pressure of the fluid.
  • This has the disadvantage of increasing material consumption and increasing the final weight of the working cylinder.
  • a specific thread length must be provided in order to be able to absorb the high axial forces that result from the operating pressure of a fluid and also from the preload when screwing.
  • the length dimensions increase due to the minimum thread length, which, in addition to an increased use of material, can also be disadvantageous depending on the installation situation.
  • the object of the invention is to provide a working cylinder that is highly reliable and can be produced in a material-saving and cost-effective manner. Furthermore, it is the object of the invention to show a method for dividing such a working cylinder.
  • the working cylinder according to the invention has a cylinder and a piston unit as basic elements and is connected to the cylinder tube in particular by a special coupling of at least one closure part.
  • the cylinder has a cylinder tube, a closure part and a further closure part.
  • the cylinder tube has a cylinder tube end and a further cylinder tube end and thus two opposite cylinder tube ends.
  • the closure parts are arranged on the cylinder tube ends, the closure part being arranged on the cylinder tube end and the further closure part being arranged on the further cylinder tube end.
  • the cylinder tube end and the other cylinder tube end are also referred to below as the cylinder tube ends, and the closure part and the additional closure part are also referred to below together as the closure parts.
  • the cylinder tube and the closure parts arranged thereon form a cylinder interior.
  • the piston unit forms at least one working space in the cylinder interior.
  • the piston unit is preferably designed as a construction group consisting of a piston and a piston rod, with the piston rod slidingly passing through one of the closure parts, which is then present as a guide closure part.
  • the piston unit can also be present, for example, as a plunger piston of a plunger cylinder or as a piston unit of a synchronous cylinder.
  • the working cylinder according to the invention is characterized by a specially designed coupling between the cylinder tube and the closure part.
  • the cylinder tube and the closure part are also referred to together as the coupling partners.
  • the cylinder has a coupling section for this purpose.
  • the coupling portion is formed by the plug and the cylinder tube end portion.
  • the cylinder tube end portion has a cylinder tube threaded portion, an intermediate cylinder tube portion, and a cylinder tube end.
  • the closure part has an external thread and the cylindrical tube thread section has an internal thread corresponding to the external thread, the external thread and the internal thread together forming a common thread section. External threads and internal threads are in engagement with each other in the common threaded section.
  • the threaded section is designed to couple the closure part and the cylinder tube in a form-fitting manner and thus in particular to absorb axial forces that result from the operating pressure of the pressure medium when the working cylinder according to the invention is used as intended.
  • the end of the cylinder tube is integrally connected to the closure part at an end of the adaptation body on the cylinder tube side by means of a circumferential annular weld seam.
  • the ring weld seam is designed as a laser ring weld seam.
  • the ring weld seam forms a pressure medium-tight sealing level.
  • the pressure medium-tight sealing level separates the working area from the environment and prevents the pressure medium from escaping.
  • the working cylinder according to the invention is designed to assume a relief operating state or a load operating state.
  • the operating state in which no or only a low operating pressure of the pressure medium is present is understood as the relief operating state.
  • the coupling section is designed according to the invention in such a way that no axial tensile force is absorbed by the common threaded section in the relief operating state.
  • An axial tensile force is understood to be a force directed away from the closure part in the distal axial direction, ie away from the center of the cylinder.
  • the operating state under load is understood to mean the operating state in which the full or a high operating pressure of the pressure medium is present.
  • the coupling section is designed in such a way that, in the load operating state, the annular weld seam and the common threaded section each absorb an axial tensile force.
  • this force distribution is achieved in that during a transition from the relief operating state to the load operating state and the associated increase in the axial tensile force, the intermediate section of the cylinder pipe between the threaded section of the cylinder pipe and the end of the cylinder pipe is elastically stretched.
  • This change in length within the elastic limit means that the common threaded section is guided into the distal end play position and from this point on absorbs an axial tensile force. From this state, the intermediate section of the cylinder tube is no longer elastically stretched and the annular weld seam as a material connection and the common threaded section as a form-fitting connection are jointly involved in absorbing the axial tensile forces.
  • the state is understood in which the operating pressure of the pressure medium is so great that the common threaded section begins to absorb part of the axial tensile forces.
  • a first particular advantage is that the axial tensile force that has to be absorbed by the common threaded section when used as intended as a result of the operating pressure of the pressure medium is significantly reduced by two effects according to the invention.
  • the axial prestressing by tightening the screw connection by pressing on the ring contact surfaces of the cylinder tube and closure part is advantageously eliminated, as is the case with screw working cylinders according to the prior art.
  • This axial preload must be able to be absorbed in addition to the forces from the operating pressure and, in the case of screw working cylinders according to the prior art, reduces the maximum forces that can be absorbed from the operating pressure. According to the invention, therefore, only the axial tensile forces resulting from the operating pressure must be taken from the common thread section.
  • the common threaded section is less stressed than in the case of screw cylinders according to the prior art. In this way, it is advantageously possible to make the common threaded section shorter or to make the cylinder tube thinner-walled. This saves on expensive cylinder tube material, the time required for machining the thread is reduced and smaller sizes of the working cylinder with the same stroke are also made possible. At the same time, due to the force distribution, the annular weld seam is also less stressed than in the case of welding cylinders according to the prior art. This advantageously also allows the use of thinner-walled cylinder tubes, as a result of which material can be saved and the weight of the working cylinder can be reduced.
  • the geometry of the intermediate section of the cylinder tube allows the maximum axial force to be set at the annular weld seam.
  • the ratio of length and wall thickness can be chosen particularly advantageously in such a way that the elasticity limit is reliably maintained and the maximum axial force on the annular weld seam is limited.
  • the working cylinder according to the invention is characterized in that in the relief operating state, the intermediate section of the cylinder tube has a tensile prestress and the common threaded section absorbs an axial compressive force.
  • the common threaded section is in a proximal play end position in the relief operating state.
  • the working cylinder is characterized in that when changing from the relief operating state to the load operating state, the intermediate section of the cylinder tube is designed for axial expansion within its elasticity limit.
  • the intermediate section of the cylinder tube can also have a wall taper, for example.
  • the intermediate section of the cylinder tube can be designed in such a way that it is fully or partially integrated into the threaded section of the cylinder tube.
  • the internal thread of the cylinder tube section can then preferably have a thread pitch in the distal direction in such a way that it has a slightly degressive pitch in a stress-free state and a linear pitch in the state of elastic expansion. After this further education put the flanks of all threads completely only in the load operating state. As a result, an even further structural shortening of the length of the cylinder tube end section is advantageously achieved.
  • the external thread of the closure part can also be
  • the working cylinder is characterized in that the intermediate section of the cylinder tube has a tapered wall.
  • a reduction in the wall thickness of the cylinder tube in the area of the intermediate section of the cylinder tube is understood as a wall reduction.
  • the wall thickness of the intermediate section of the cylinder tube is advantageously 60% or less, particularly preferably 40% or less, of the wall thickness of the rest of the cylinder tube.
  • the length of the intermediate section of the cylinder tube in the area of the wall reduction is preferably at least three times, particularly preferably at least five times, the wall thickness of the cylinder tube in the area of the wall reduction.
  • the wall taper surprisingly shows a simple but reliable solution for reducing the stress on the ring weld.
  • the working cylinder is characterized in that the ring weld seam has a ring weld seam depth which has a ratio of 1.1 to 2.5 to a cylinder tube wall thickness.
  • the annular weld seam has an inclination relative to the transverse plane that is orthogonal to the main longitudinal axis. This achieves a depth of the annular weld seam that exceeds the thickness of the cylinder tube wall, depending on the angle of inclination 1.1 times to 2.5 times the thickness of the cylinder tube wall. In this way, a larger connecting surface and thus greater strength of the material connection between the closure part and the cylinder tube at the end of the cylinder tube is particularly advantageously provided.
  • the working cylinder is characterized in that the ring weld seam has a ring weld center axis which has a ring weld seam inclination angle alpha of 20 to 70 degrees with respect to a main longitudinal axis of the cylinder tube.
  • the ring weld center axis of the cross-section V-shaped ring weld is inclined relative to the transverse plane and encloses the ring weld inclination angle alpha of 20 to 70 degrees. It has been found that an inclination in this area achieves an additional increase in strength on the one hand, in that the components of the multiaxial stress on the weld seam due to tensile stresses and buckling stresses are advantageously divided by the inclination and, on the other hand, there is sufficiently low energy per unit area to to avoid undesired excessive heating of the intermediate section of the cylinder tube during welding after the intended distribution of force.
  • the working cylinder has a further coupling section on its further cylinder tube end section, which is designed in a corresponding manner to the coupling section according to the invention.
  • the Contents of the description of the coupling section according to the invention and its advantages therefore also apply in a corresponding manner to the further coupling section.
  • the invention relates to a method for producing a working cylinder according to the invention.
  • the working cylinder manufactured by this method has the features as described above.
  • the sections of the description relating to the working cylinder according to the invention also apply in a corresponding manner to the method according to the invention.
  • the method according to the invention has the following method steps: a) screwing the cylinder tube with its cylinder tube end section onto the closure part and producing an engagement between the internal thread of the cylinder tube threaded section and the external thread of the closure part and producing the common threaded section, b) producing a pressure contact on an axial ring contact surface between the cylinder tube end and the closure part, c) applying a tightening torque, applying an axial compressive force and producing an axial compression of the cylinder tube intermediate section, d) performing a laser welding of the cylinder tube end and the closure part at the axial ring contact surface with thermal softening and deformation of the cylinder tube end and of the closure part in a region close to the axial ring contact surface during thermal expansion and simultaneous relaxation of the axial compression of the intermediate section of the cylinder tube, e) cooling to solidify the cylinder tube end and the plug in a vicinity of the axial ring contact surface, and forming the ring weld and axial thermal shrinkage of the cylinder tube intermediate portion
  • step a the external thread of the closure part and the internal thread of the cylinder tube thread section are brought into engagement with one another.
  • a screw connection is then carried out, so that the common threaded section is formed.
  • the screw connection is continued until the end of the cylinder tube end is in contact with the closure part.
  • step b) making a pressure contact at an axial annular contact surface between the cylinder tube end and the closure part,
  • the cylinder tube end has a distally directed axial cylinder tube ring surface and the closure part has a proximally directed axial closure part ring surface, which are brought into pressure contact with one another in method step b) opposite one another. Both ring surfaces then form the common ring contact surface. c) applying a tightening torque, producing an axial compressive force and producing an axial compression of the intermediate section of the cylinder tube,
  • a tightening torque is applied.
  • an axial compressive force is formed on the ring contact surface, so that a high surface pressure is established there.
  • the thread is in the distal end-of-play position.
  • the intermediate section of the cylinder tube is compressed axially, this preferably being a compression exclusively in the area of elasticity.
  • the working cylinder is in a state of axial prestressing tion. The degree of compression influences the subsequent distribution of the axial tensile forces between the ring weld seam and the common thread section. With increasing compression, the proportion of the axial train force transmitted via the ring weld increases in the finished working cylinder.
  • the welding laser is applied in the area of the axial ring contact surface.
  • the welding energy introduced with the laser beam heats up and thus thermally softens the material of the cylinder tube end and the closure part in the vicinity of the axial ring contact surface.
  • the material yields and the elastic compression of the intermediate section of the cylinder tube relaxes.
  • the intermediate portion of the cylinder tube is also subjected to heat by heat conduction from the vicinity of the end of the cylinder tube, so that thermal expansion is thereby caused.
  • the change in length due to thermal expansion is not impeded due to the softening of the material in the laser welding zone, i.e.
  • the subsequent distribution of the axial tensile forces to be taken between the annular weld seam and the common threaded section can be influenced in a targeted manner by the degree of heat application to the intermediate section of the cylinder tube. Greater heating increases the proportion of the axial tensile force transmitted via the ring weld in the finished working cylinder.
  • the intermediate section of the cylinder tube can optionally be additionally heated by the heat input that occurs anyway as a result of the laser welding.
  • step e heat is dissipated so that the softened material solidifies and the ring weld seam is formed as a laser weld seam in the area of the axial ring contact surface and thus forms a material connection there between the closure part and the cylinder tube.
  • the end section of the cylinder tube and in particular its intermediate section of the cylinder tube contract. Due to the axial component of this thermal contraction, the common threaded section is brought out of the state of the distal end-of-game position and into the middle position of the game or--depending on the length of the thermal contraction--even brought into the proximal end-of-game position. The common threaded section is thus reliably free from an axial tensile prestress.
  • the method is characterized in that method step e) is carried out as method step e1) and that in method step e1) the axial thermal contraction is carried out until an axial tensile prestress is formed in the intermediate section of the cylinder tube.
  • the common threaded section is then in a proximal end-of-play position.
  • This special further development has the advantage that when an axial force is applied as a result of the operating pressure, the tensile force is initially completely absorbed by the annular weld seam and the common Same thread section remains relieved of the tensile force. If, with an increase in the axial tensile force, the elastic elongation of the intermediate cylinder tube section progresses, the common threaded section first reaches the end play position and only subsequently reaches the distal end play position. Only when there is a further increase in force does the transmission of force begin via the common threaded section. From this point, the power transmission between the annular seam and the common thread section begins to split. While the force transmission via the annular weld seam essentially no longer increases from this point onwards, a further increase in the axial tensile force is transmitted via the common threaded section.
  • FIG. 1 Coupling section of the working cylinder after method step a) to c) - schematic sectional view
  • the figures show an embodiment of the working cylinder at the same time in Dar position of an embodiment of the method in the various procedural renskinn.
  • FIG. 1 shows the working cylinder in the area of the cylinder tube end section 5a and the closure part 4a. in the state after carrying out process steps a) to c).
  • the cylinder tube end section 5a of the cylinder 3 is divided in distal sequence into the cylinder tube threaded section 5.1a, the cylinder tube threaded section 5.2a and the cylinder tube end 5.3a.
  • the internal thread 9a of the cylindrical tube thread section 5.1a and the external thread 8a of the closure part 4a were brought into engagement in method step a) and now form the common threaded section.
  • the pressure contact was produced on an axial annular contact surface 11a between the cylinder tube end 5.3a and the closure part 4a by further screwing.
  • an axial compressive force was produced by applying a tightening torque, as illustrated by the double arrow.
  • the common threaded section was placed in the distal end position and the intermediate section 5.2a of the cylinder tube was braced between the threaded section 5.1a of the cylinder tube and the axial ring contact surface 11a, thereby producing an axial compression of the intermediate section 5.2a of the cylinder tube as its elastic deformation.
  • the geometry of the tion of internal thread 9a and external thread 8a is shown in all figures schematically and greatly exaggerated to better illustrate the game positions.
  • the closure part 4a is designed as a bottom closure part which, together with the cylinder tube 3, forms the working space 6.1, here as the piston space, of the cylinder channel interior 6.
  • FIG. 3 shows the working cylinder after completion of all method steps a) to e) in the variant of a tensile prestressing of the cylinder tube intermediate section 5.2a.
  • the common threaded section is in the proximal end play position.
  • the tensile force acting on the ring weld 10a is represented by the arrow on the ring weld 10a.
  • the three opposite short arrows on the thread flanks represent the transmission of the axial compressive force via the common thread section.
  • FIGS. 4 and 5 show the working cylinder under load.
  • the representations in FIGS. 4 and 5 are based on the fact that the working cylinder in the present exemplary embodiment is provided with fastening modules both on the piston rod and on the bottom closure part (not shown), as is the case as a rule.
  • a component for power transmission from the working cylinder to components of an application device is used as a fastening module.
  • the fastening module has a bore - often referred to as an eye - into which a blocking element such as a bolt can be inserted, for example.
  • the blocking element connects the fastening module on the piston rod side in a form-fitting manner to a component of an application device and ensures power transmission during operation.
  • such a fastening module can be designed as a pivot bearing.
  • Fig. 4 and Fig. 5 shows the case in which the pressure medium in the piston rod space is under pressure and is relaxed in the piston space.
  • the working cylinder thus generates a tensile force between the fastening modules in order to carry out a retraction movement.
  • the tensile force transmitted to the application device by means of its fastening module is applied as an opposing tensile force on the closure part 4a.
  • Fig. 4 shows the working cylinder in the state of transition from the relief operating state to the load operating state.
  • the tensile force transmitted via the cylinder tube 3 is represented by the arrow on the cylinder tube 3 and the tensile force acting on the closure part 4a via the fastening module is represented by the arrow pointing in the opposite direction.
  • the intermediate section 5.2a of the cylinder tube is stretched axially as an elastic deformation.
  • the pressure of the pressure medium is not yet so high that the maximum axial stretching of the intermediate cylinder tube section 5.2a is reached and that the common threaded section is in a mid-play position.
  • the force from the pressure of the pressure medium continues to be absorbed exclusively by the annular weld seam 10a.
  • FIG. 5 shows the working cylinder in the load operating state.
  • the cylinder tube intermediate section is elastically stretched due to the high axial forces - represented by the double arrows - at high or full operating pressure of the pressure medium in the piston rod chamber that the common threaded section was brought into the distal play end position. Additional forces are now transmitted between the external thread 8a and the internal thread 9a.
  • the three short arrows on the flanks of the thread represent the transmission of the axial tensile force via the common threaded section. Due to the force transmission via the common threaded section, the intermediate cylinder tube section 5.2a cannot expand further, which prevents the annular weld seam 10a from being overloaded.
  • the total tensile force transmitted is now divided into the force transmitted between the ring weld and the force transmitted via the common thread section.
  • Fig. 6 shows an embodiment of a working cylinder, which has a further coupling section 7b, the load operating state is also provided here.
  • the further closure part 4b is a guide closure part through which a piston rod of the piston unit 2 leads.
  • the other working space 6.2 is therefore the piston rod space.
  • the further cylinder end section 5b is designed like the cylinder end section 5a and has the further cylinder pipe threaded section 5.1b, the further cylinder pipe threaded section 5.2b and the further cylinder pipe end 5.3b.
  • the additional external thread 8b and the additional internal thread 9b are in engagement and form the additional common threaded section.
  • the cylinder tube 3 and the further closure part 4b are positively coupled via the further circumferential annular weld seam 10b.
  • the pressure medium in the further working chamber 6.2 causes an axial distal force on the further closure part 4b due to the high operating pressure which acts on the inner annular surface of the further closure part 4b in the load operating state--represented by the two parallel arrows.
  • This is firstly transferred to the cylinder tube 3 via the further ring weld seam 10b - represented by the long arrow in the cylinder tube intermediate section 5.2b.
  • This creates a tensile force in the area of the further intermediate section 5.2b of the cylinder tube, which stretches it elastically.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, aufweisend einen Zylinder (1) mit einem Zylinderrohr (3), und aufweisend eine Kolbeneinheit (2), wobei der Zylinder (1) einen Kopplungsabschnitt (7a) aufweist, welcher ein Verschlussteil (4a) und den Zylinderrohrendabschnitt (5a) aufweist, wobei der Zylinderrohrendabschnitt (5a) einen Zylinderrohrgewindeabschnitt (51a), einen Zylinderrohrzwischenabschnitt (52a) und ein Zylinderrohrende (53a) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) ein Außengewinde (8a) und der Zylinderrohrgewindeabschnitt (51a) ein zu dem Außengewinde (8a) korrespondierendes Innengewinde (9a) aufweist, wobei das Außengewinde (8a) und das Innengewinde (9a) einen gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der ausgebildet ist, das Verschlussteil (4a) und das Zylinderrohr (3) formschlüssig zu koppeln, wobei das Zylinderrohrende (5a) mit dem Verschlussteil (4a) mittels einer umlaufenden Ringschweißnaht (10a) stoffschlüssig verbunden ist, wobei die Ringschweißnaht (10a) als Laserringschweißnaht ausgebildet ist und eine druckmitteldichte Dichtebene ausbildet, wobei in einem Entlastungsbetriebszustand der gemeinsame Gewindeabschnitt keine axiale Zugkraft aufnimmt und wobei in dem Lastbetriebszustand die Ringschweißnaht (10a) und der gemeinsame Gewindeabschnitt jeweils eine axiale Zugkraft aufnehmen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Arbeitszylinders.

Description

Arbeitszylinder und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, insbesondere einen hydraulischen Arbeitszylinder. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Arbeitszylinders.
Arbeitszylinder als solche sind aus dem Stand der Technik bekannt. Im Regelfall weisen solche Arbeitszylinder ein Zylinderrohr sowie hieran gekoppelte Verschlussteile sowie eine Kolbeneinheit auf.
Aus dem Stand der Technik ist für die Fertigung solcher Arbeitszylinder beispielsweise ein Verschrauben der Verschlussteile mit dem Zylinderrohr bekannt. Solche Arbeitszylinder werden daher auch als Schraubzylinder bezeichnet.
Eine andere nach dem Stand der Technik bekannte Lösung ist das Verschweißen von Zylinderrohr und Verschlussteilen.
Ferner es aus dem Stand der Technik eine kombinierte Lösung in der Weise bekannt, das Bodenverschlussteil mit dem Zylinderrohr durch MAG-Schweißen zu verbinden und dann lediglich das Führungsverschlussteil zu verschrauben.
Das Gewinde von Zylinderrohr und Verschlussteilen wird in der Regel durch ein spanendes Verfahren erzeugt.
Schraubzylinder wie auch Zylinder mit Verschraubung nur eines Verschlussteils und MAG-Verschweißung des anderen Verschlussteils werden nach dem Stand der Technik in hoher Qualität bereitgestellt und haben sich als hochwertige und zuver lässige Produkte bewährt.
Als fertigungsseitiger Nachteil ist hierbei festzustellen, dass insbesondere für das Zylinderrohr eine Zulage der Materialstärke, also der Rohrwandstärke, für das sub-
1
BESTATIGUNGSKOPIE traktiv einzubringende Gewinde vorgesehen werden muss, weil das Gewinde das Zylinderrohr unvermeidlich schwächt. Damit liegt dann aber eine Rohrwandstärke vor, die für die Aufnahme der Kräfte im Arbeitsbetrieb, insbesondere der Kräfte durch den Betriebsdruck des Fluids, erheblich überdimensioniert ist. Dies führt nachteilig zu einem erhöhten Materialverbrauch und zu einem erhöhten Endgewicht des Arbeitszylinders. Bei Schraubarbeitszylindern ist es ferner nachteilig, dass eine bestimmte Gewindelänge vorgesehen werden muss, um die hohen axialen Kräfte aufnehmen zu können, die aus dem Betriebsdruck eines Fluids sowie zusätzlich aus der Vorspannung bei einem Verschrauben resultieren. Durch die Mindestge windelänge vergrößern sich zugleich die Längenabmessungen, was neben einem erhöhten Materialeinsatz je nach Einbausituation zusätzlich nachteilig sein kann.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitszylinder bereitzustellen, der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist sowie materialsparend und kostengünstig herstellbar ist. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Fiersteilung eines sol chen Arbeitszylinders aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird in Bezug auf den Arbeitszylinder durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale sowie in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung eines solchen Arbeitszylinders durch die im Patentanspruch 8 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteran sprüchen.
Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder weist als Grundelemente einen Zylinder und eine Kolbeneinheit auf und ist insbesondere durch eine besondere Kopplung mindestens eines Verschlussteils mit dem Zylinderrohr verbunden.
Erfindungsgemäß weist der Zylinder ein Zylinderrohr, ein Verschlussteil und ein weiteres Verschlussteil auf.
Wie in üblicherweise weist das Zylinderrohr ein Zylinderrohrende und ein weiteres Zylinderrohrende und somit zwei sich gegenüberliegende Zylinderrohrenden auf. An den Zylinderrohrenden sind die Verschlussteile angeordnet, wobei an dem Zylinderrohrende das Verschlussteil und an dem weiteren Zylinderrohrende das weitere Verschlussteil angeordnet ist. Das Zylinderrohrende und das weitere Zylin derrohrende werden nachfolgend zusammengefasst auch als die Zylinderrohr enden sowie das Verschlussteil und das weitere Verschlussteil nachfolgend zu sammengefasst auch als die Verschlussteile bezeichnet. Das Zylinderrohr und die hieran angeordneten Verschlussteile bilden einen Zylinderinnenraum aus.
Als weiteres Grundelement bildet die Kolbeneinheit in dem Zylinderinnenraum min destens einen Arbeitsraum aus. Vorzugsweise ist die Kolbeneinheit als eine Bau gruppe aus Kolben und Kolbenstange ausgebildet, wobei die Kolbenstange eines der Verschlussteile, das dann als Führungsverschlussteil vorliegt, gleitend durch setzt. Die Kolbeneinheit kann aber beispielsweise auch als Tauchkolben eines Plungerzylinders oder als eine Kolbeneinheit eines Gleichgangzylinders vorliegen.
Insbesondere ist der erfindungsgemäße Arbeitszylinder durch eine in besonderer Weise ausgebildete Kopplung zwischen dem Zylinderrohr und dem Verschlussteil gekennzeichnet. Das Zylinderrohr und das Verschlussteil werden zusammen auch als die Kopplungspartner bezeichnet.
Hierfür weist der Zylinder einen Kopplungsabschnitt auf. Der Kopplungsabschnitt wird durch das Verschlussteil und den Zylinderrohrendabschnitt ausgebildet.
Der Zylinderrohrendabschnitt weist einen Zylinderrohrgewindeabschnitt, einen Zylinderrohrzwischenabschnitt und ein Zylinderrohrende auf.
Das Verschlussteil weist ein Außengewinde und der Zylinderrohrgewindeabschnitt weist ein zu dem Außengewinde korrespondierendes Innengewinde auf, wobei das Außengewinde und das Innengewinde zusammen einen gemeinsamen Gewinde abschnitt ausbilden. Außengewinde und Innengewinde stehen in dem gemeinsamen Gewindeabschnitt miteinander im Eingriff. Der Gewindeabschnitt ist ausgebildet, das Verschlussteil und das Zylinderrohr formschlüssig zu koppeln und so insbesondere axiale Kräfte aufzunehmen, die aus dem Betriebsdruck des Druckmittels bei bestimmungsgemäßer Verwendung des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders resultieren.
Zudem ist das Zylinderrohrende mit dem Verschlussteil an einem zylinderrohr seitigen Adaptionskörperende mittels einer umlaufenden Ringschweißnaht stoff schlüssig verbunden. Die Ringschweißnaht ist hierbei als Laserringschweißnaht ausgebildet. Die Ringschweißnaht bildet eine druckmitteldichte Dichtebene aus. Die druckmitteldichte Dichtebene trennt den Arbeitsraum von der Umgebung und verhindert einen Austritt des Druckmittels.
Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder ist ausgebildet, einen Entlastungsbetriebs zustand oder einen Lastbetriebszustand einzunehmen.
Als Entlastungsbetriebszustand wird der Betriebszustand verstanden, in dem kein oder nur ein geringer Betriebsdruck des Druckmittels anliegt.
Hierbei ist der Kopplungsabschnitt erfindungsgemäß so ausgebildet, dass in dem Entlastungsbetriebszustand von dem gemeinsamen Gewindeabschnitt keine axiale Zugkraft aufgenommen wird. Als axiale Zugkraft wird eine von dem Verschlussteil in distaler axialer Richtung, also von der Zylindermitte weg gerichtete Kraft verstan den.
Dem liegt zu Grunde, dass das Außengewinde und das Innengewinde eine gering fügige axiale Relativbewegung aufweisen, die bei Arbeitszylindern auch als Atmen bekannt sind. Diese geringfügige axiale Relativbewegung wird nachfolgend als axiales Spiel bezeichnet. Bei einer Zugkraft befindet sich das Außengewinde des Ver schlussteils in einer distalen Spielendlage und bei einer Druckkraft, also einer in Richtung Zylindermitte wirkenden Kraft, in einer proximalen Spielendlage. Dazwischen befindet sich die Spielzwischenlage. Etwaige axiale Zugkräfte werden in den Entlastungsbetriebszustand ausschließlich von der Ringschweißnaht aufgenom men. In dem Entlastungsbetriebszustand werden von dem gemeinsamen Gewinde- abschnitt definitionsgemäß keine axialen Zugkräfte aufgenommen, wobei hierbei von dem gemeinsamen Gewindeabschnitt entweder keine axialen Kräfte aufge nommen werden und sich das Verschlussteil in einer Spielzwischenlage befindet oder sogar umgekehrt axiale Druckkräfte aufgenommen werden können.
Als Lastbetriebszustand wird der Betriebszustand verstanden, in dem der volle oder ein hoher Betriebsdruck des Druckmittels anliegt.
Der Kopplungsabschnitt ist so ausgebildet, dass in dem Lastbetriebszustand die Ringschweißnaht und der gemeinsame Gewindeabschnitt jeweils eine axiale Zug kraft aufnehmen. Dies bedeutet, dass durch die auf das Verschlussteil durch den Betriebsdruck des Druckmittels wirkenden hohen axialen Zugkräfte zu einem ersten Teil durch die Ringschweißnaht und zu einem anderen Teil durch den gemeinsamen Gewindeabschnitt aufgenommen werden. Diese Kraftaufteilung wird erfin dungsgemäß dadurch erreicht, dass bei einem Übergang von dem Entlastungs betriebszustand in den Lastbetriebszustand und dem damit verbundenen Anstieg der axialen Zugkraft der zwischen dem Zylinderrohrgewindeabschnitt und dem Zylinderrohrende liegende Zylinderrohrzwischenabschnitt elastisch gedehnt wird. Diese Längenänderung innerhalb der Elastizitätsgrenze führt dazu, dass der gemeinsame Gewindeabschnitt in die distale Spielendlage geführt wird und ab diesem Zustand eine axiale Zugkraft aufnimmt. Ab diesem Zustand wird der Zylinderrohr zwischenabschnitt nicht weiter elastisch gedehnt und es sind die Ringschweißnaht als stoffschlüssige Kopplung und der gemeinsame Gewindeabschnitt als form schlüssige Kopplung gemeinsam an der Aufnahme der axialen Zugkräfte beteiligt.
Als erfindungsgemäße Abgrenzung von Entlastungsbetriebszustand und Last betriebszustand wird der Zustand verstanden, bei dem der Betriebsdruck des Druckmittels so groß ist, dass der gemeinsame Gewindeabschnitt beginnt einen Teil der axialen Zugkräfte aufzunehmen.
Die erfindungsgemäße Lösung weist insbesondere die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf. Ein erster besonderer Vorteil ist es, dass die axiale Zugkraft, die von dem gemein samen Gewindeabschnitt bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung infolge des Betriebsdrucks des Druckmittels aufgenommen werden muss, durch zwei erfin dungsgemäße Effekte wesentlich gemindert ist.
Zum Ersten entfällt vorteilhaft die axiale Vorspannung durch ein Anziehen der Schraubverbindung mit einem Anpressen der Ringkontaktflächen von Zylinderrohr und Verschlussteil, wie dies bei Schraubarbeitszylindern nach dem Stand der Technik der Fall ist. Diese axiale Vorspannung muss zusätzlich zu den Kräften aus dem Betriebsdruck aufgenommen werden können und mindert bei Schraubarbeitszylindern nach dem Stand der Technik die maximal aus dem Betriebsdruck aufnehmba- ren Kräfte ab. Erfindungsgemäß müssen daher von dem gemeinsamen Gewinde abschnitt lediglich die aus dem Betriebsdruck resultierenden axialen Zugkräfte auf genommen werden.
Zum Zweiten werden die aus dem Betriebsdruck resultierenden axialen Zugkräfte dann zusätzlich um einen von der Ringschweißnaht aufgenommenen Kraftanteil reduziert.
Dem liegt zu Grunde, dass als weiterer besonderer Vorteil eine Aufteilung der Kraft aufnahme der axialen Zuglast bei hohen Betriebsdrücken auf einerseits die Ring schweißnaht und andererseits den gemeinsamen Gewindeabschnitt ermöglicht wird.
Durch die Kraftaufteilung ist der gemeinsame Gewindeabschnitt weniger belastet als bei Schraubzylindern nach dem Stand der Technik. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, den gemeinsamen Gewindeabschnitt kürzer oder das Zylinderrohr dünn wandiger auszubilden. Dadurch wird teures Zylinderrohrmaterial eingespart, der Zeitaufwand für das spanende Einbringen des Gewindes wird reduziert und es werden zudem geringere Baugrößen des Arbeitszylinders bei gleichem Hub ermög licht. Zugleich ist durch die Kraftaufteilung aber auch die Ringschweißnaht geringer belastet als bei Schweißzylindern nach dem Stand der Technik. Dies ermöglicht vorteilhaft auch die Verwendung von dünnwandigeren Zylinderrohren, wodurch Material gespart und das Gewicht des Arbeitszylinders reduziert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Geometrie des Zylinderrohrzwi- schenabschnitts die maximale axiale Kraft an der Ringschweißnaht eingestellt wer den kann. Hierbei kann insbesondere vorteilhaft das Verhältnis von Länge und Wandungsdicke so gewählt werden, dass die Elastizitätsgrenze zuverlässig eingehalten und die maximale axiale Kraft an der Ringschweißnaht begrenzt wird.
Gegenüber Schraubarbeitszylindern entfällt vorteilhaft zudem das Erfordernis einer Ausdrehsicherung, da dies in Funktionsintegration durch die Ringschweißnaht übernommen wird.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Arbeits zylinder dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entlastungsbetriebszustand der Zylinderrohrzwischenabschnitt eine Zugvorspannung aufweist und der gemeinsame Gewindeabschnitt eine axiale Druckkraft aufnimmt. Gemäß dieser Weiterbildung befindet sich der gemeinsame Gewindeabschnitt in dem Entlastungsbetriebszustand in einer proximalen Spielendlage. Diese Weiterbildung zeigt damit eine Lösung, bei der der Weg einer elastischen Dehnung des Zylinderrohrzwischen- abschnitts größtmöglich ausgebildet wird. Auf diese Weise kann ein hoher Kraftanteil der axialen Zugkraft über die Ringschweißnaht abgeleitet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Arbeitszylinder dadurch ge kennzeichnet, dass bei einem Wechsel von dem Entlastungsbetriebszustand in den Lastbetriebszustand der Zylinderrohrzwischenabschnitt für eine axiale Dehnung innerhalb seiner Elastizitätsgrenze ausgebildet ist.
Hierbei kann der Zylinderrohrzwischenabschnitt beispielsweise auch eine Wan dungsverjüngung aufweisen. Weiterhin kann eine Ausbildung des Zylinderrohrzwischenabschnitts in der Weise vorliegen, dass dieser in den Zylinderrohrgewindeabschnitt ganz oder teilweise integriert ist. Hierbei kann dann vorzugsweise das Innengewinde des Zylinderrohr abschnitts in distaler Richtung eine Gewindesteigung in der Weise aufweisen, dass diese in einem spannungsfreien Zustand eine leicht degressive Steigung sowie im Zustand der elastischen Dehnung eine lineare Steigung aufweist. Nach dieser Wei terbildung legen sich erst im Lastbetriebszustand die Flanken aller Gewindegänge vollständig an. Dadurch wird vorteilhaft eine noch weitergehende bauliche Verkürzung der Länge des Zylinderrohrendabschnitts erreicht. Alternativ oder kumulativ kann auch das Außengewinde des Verschlussteils in
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Arbeitszylinder dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderrohrzwischenabschnitt eine Wandungsverjüngung aufweist.
Als Wandungsverjüngung wird eine Reduzierung der Wandungsstärke des Zylin derrohrs in dem Bereich des Zylinderrohrzwischenabschnitts verstanden. Vorteilhaft beträgt die Wandungsstärke des Zylinderrohrzwischenabschnitts 60 % oder weniger, besonders bevorzugt 40 % oder weniger der Wandungsstärke des Zylinder rohrs im Übrigen. Bevorzugt beträgt die Länge des Zylinderrohrzwischenabschnitts im Bereich der Wandungsverjüngung zudem mindestens das dreifache, besonders bevorzugt mindestens das fünffache der Wandungstärke des Zylinderrohrs im Bereich der Wandungsverjüngung. Durch die Wandungsverjüngung wird überra schend eine einfache aber zuverlässige Lösung aufgezeigt, die Belastung der Ringschweißnaht zu reduzieren. Dem liegt zu Grunde, dass in dem Lastbetriebszu stand der Zylinderrohrzwischenabschnitt axial elastisch gedehnt ist und hierbei eine Zugkraft auf die Ringschweißnaht überträgt. Je geringer die Wandungsstärke gewählt wird, umso geringer ist die bei gleichem elastischen Dehnungszustand übertragene Kraft. Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Arbeitszylinder dadurch gekennzeichnet, dass die-Ringschweißnaht eine Ringschweißnahttiefe aufweist, die zu einer Zylinderrohrwandungsdicke ein Verhältnis von 1,1 bis 2,5 aufweist.
Die Ringschweißnaht weist in dieser Weiterbildung eine Neigung gegenüber der orthogonal zu der Hauptlängsachse stehenden Transversalebene auf. Dadurch wird eine Tiefe der Ringschweißnaht erreicht, die die Zylinderrohrwandungsdicke übersteigt, wobei je nach Neigungswinkel das 1,1 fache bis 2,5 fache der Zylinder rohrwandungsdicke vorliegt. Hiermit wird besonders vorteilhaft eine größere Ver bindungsfläche und somit eine höhere Festigkeit der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Verschlussteil und dem Zylinderrohr an dessen Zylinderrohrende bereitgestellt.
Entsprechend einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung ist der Arbeitszylinder dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschweißnaht eine Ringschweißnaht mittelachse aufweist, die gegenüber eine Hauptlängsachse des Zylinderrohrs ein Ringschweißnahtneigungswinkel alpha von 20 bis 70 Grad aufweist.
Die Ringschweißnahtmittelachse der im Querschnitt V-förmigen Ringschweißnaht ist gegenüber der Transversalebene geneigt und schließt zu dieser den Ring schweißnahtneigungswinkel alpha von 20 bis 70 Grad ein. Es wurde gefunden, dass durch eine Neigung in diesem Bereich einerseits eine zusätzliche Festigkeits erhöhung erreicht wird, indem durch die Neigung die durch Zugspannungen und Beulungsspannungen vorliegenden Komponenten der mehrachsigen Belastung der Schweißnaht vorteilhaft aufgeteilt werden und andererseits eine ausreichend ge ringe Streckenenergie vorliegt, um eine je nach beabsichtigter Kraftaufteilung uner wünschte übermäßige Erwärmung des Zylinderrohrzwischenabschnitts beim Schweißen zu vermeiden.
Gemäß einer nächsten Weiterbildung weist der Arbeitszylinder an seinem weiteren Zylinderrohrendabschnitt einen weiteren Kopplungsabschnitt auf, der in entsprech ender Weise wie der erfindungsgemäße Kopplungsabschnitt ausgebildet ist. Die Beschreibungsinhalte zu dem erfindungsgemäßen Kopplungsabschnitt und zu des sen Vorteilen gelten somit in entsprechender Weise auch für den weiteren Kopp lungsabschnitt.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Arbeitszylinders.
Der durch dieses Verfahren hergestellte Arbeitszylinder weist die Merkmale auf, wie sie vorstehend beschrieben sind. Insoweit gelten die Beschreibungsabschnitte zu dem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder in entsprechenderWeise ergänzend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf: a) Aufschrauben des Zylinderrohrs mit seinem Zylinderrohrendabschnitt auf das Verschlussteil und Herstellen eines Eingriffs zwischen dem Innengewinde des Zy linderrohrgewindeabschnitts und dem Außengewinde des Verschlussteils und Her stellen des gemeinsamen Gewindeabschnitts, b) Herstellen eines Druckkontakts an einer axialen Ringkontaktfläche zwischen dem Zylinderrohrende und dem Verschlussteil, c) Beaufschlagen eines Anzugdrehmoments, Herstellen einer axialen Druckkraft und Herstellen einer axialen Stauchung des Zylinderrohrzwischenabschnitts, d) Durchführen eines Laserverschweißens des Zylinderrohrendes und des Ver schlussteils an der axialen Ringkontaktfläche mit thermischem Aufweichen und Ver formen des Zylinderrohrendes und des Verschlussteils in einem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche bei thermischer Dehnung und gleichzeitiger Entspannung der axialen Stauchung des Zylinderrohrzwischenabschnitts, e) Abkühlen unter Erstarrung des Zylinderrohrendes und des Verschlussteils in einem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche und Ausbilden der Ringschweiß naht und axialer thermischer Schrumpfung des Zylinderrohrzwischenabschnitts.
Die Verfahrensschritte werden nachfolgend im Einzelnen näher beschrieben. a) Aufschrauben des Zylinderrohrs mit seinem Zylinderrohrendabschnitt auf das Verschlussteil und Herstellen eines Eingriffs zwischen dem Innengewinde des Zylinderrohrgewindeabschnitts und dem Außengewinde des Verschluss teils und Herstellen des gemeinsamen Gewindeabschnitts
In dem Verfahrensschritt a) werden das Außengewinde des Verschlussteils und das Innengewinde des Zylinderrohrgewindeabschnitts zueinander in Eingriff ge bracht. Dann wird eine Verschraubung durchgeführt, so dass sich der gemeinsame Gewindeabschnitt ausbildet. Die Verschraubung wird fortgeführt, bis der Zylinder rohrendabschnitt mit seinem Zylinderrohrende am Verschlussteil anliegt. b) Herstellen eines Druckkontakts an einer axialen Ringkontaktfläche zwischen dem Zylinderrohrende und dem Verschlussteil,
Das Zylinderrohrende weist eine distal gerichtete axiale Zylinderrohrringfläche und das Verschlussteil eine proximal gerichtete axiale Verschlussteilringfläche auf, die sich einander gegenüberliegen im Verfahrensschritt b) zu einander in einen Druck kontakt gebracht werden. Beide Ringflächen bilden dann die gemeinsame Ring kontaktfläche aus. c) Beaufschlagen eines Anzugdrehmoments, Herstellen einer axialen Druckkraft und Herstellen einer axialen Stauchung des Zylinderrohrzwischen- abschnitts,
Im Verfahrenschritt c) erfolgt das Beaufschlagen eines Anzugsdrehmoments. Da durch wird zugleich eine axiale Druckkraft an der Ringkontaktfläche ausgebildet, so dass sich dort eine hohe Flächenpressung einstellt. Das Gewinde befindet sich in der distalen Spielendlage. Durch weiteres Anziehen der Schraubverbindung wird der Zylinderrohrzwischenabschnitt axial gestaucht, wobei es sich vorzugsweise um eine Stauchung ausschließlich im Elastizitätsbereich handelt. Nach diesem Verfah rensschritt befindet sich der Arbeitszylinder in einem Zustand der axialen Vorspan- nung. Durch den Grad der Stauchung lässt sich die spätere Aufteilung der axialen Zugkräfte zwischen der Ringschweißnaht und dem gemeinsamen Gewindeab schnitt beeinflussen. Mit zunehmender Stauchung erhöht sich der Anteil der bei dem fertigen Arbeitszylinder über die Ringschweißnaht übertragenen axialen Zug kraft. d) Durchführen eines Laserverschweißens des Zylinderrohrendes und des Ver schlussteils an der axialen Ringkontaktfläche mit thermischem Aufweichen und Ver formen des Zylinderrohrendes und des Verschlussteils in einem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche bei thermischer Dehnung und gleichzeitiger Entspannung der axialen Stauchung des Zylinderrohrzwischenabschnitts
Im Verfahrensschritt d) wird der Schweißlaser im Bereich der axialen Ringkontaktfläche appliziert. Durch die mit dem Laserstahl eingetragene Schweißenergie kommt es zu einer Erhitzung und somit zu einem thermischen Aufweichen des Materials des Zylinderrohrendes und des Verschlussteils in dem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche. Durch dieses Erweichen gibt das Material nach und die elastische Stauchung des Zylinderrohrzwischenabschnitts entspannt sich. Zudem wird der Zylinderrohrzwischenabschnitt durch Wärmeleitung aus dem Nahbereich des Zylinderohrendes ebenfalls mit Wärme beaufschlagt, so dass damit eine ther mische Dehnung bewirkt wird. Die Längenänderung durch die thermische Dehnung wird aufgrund der Erweichung des Materials in der Laserschweißzone, also im Nah bereich der axialen Ringkontaktfläche nicht behindert, so dass eine axiale Span nungsfreiheit erreicht werden kann. Hierbei kann durch den Grad der Wärmebeauf schlagung des Zylinderrohrzwischenabschnitts die spätere Aufteilung der aufzu nehmenden axialen Zugkräfte zwischen der Ringschweißnaht und dem gemein samen Gewindeabschnitt zielgerichtet beeinflusst werden. Eine stärke Erwärmung erhöht den Anteil der bei dem fertigen Arbeitszylinder über die Ringschweißnaht übertragenen axialen Zugkraft. Hierbei kann optional der Zylinderrohrzwischenabschnitt über den durch das Laserschweißen ohnehin anfallenden Wärmeeintrag zusätzlich erwärmt werden. Durch das Verpressen der Materialien an der Ringkontaktfläche im Verfahrensschritt c) wird zugleich vorteilhaft bei dem Verschweißen im Verfahrensschritt d) ein besonders zuverlässiger Stoffschluss erreicht und es werden nachteilige Luftein schlüsse vermieden. Damit wird eine hoch belastbare Ringschweißnaht erzielt. e) Abkühlen unter Erstarrung des Zylinderrohrendes und des Verschlussteils in einem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche und Ausbilden der Ringschweißnaht und unter axialer thermischer Kontraktion des Zylinderrohr- zwischenabschnitts
Im Verfahrensschritt e) wird eine Wärmeableitung durchgeführt, so dass das er weichte Material erstarrt und sich im Bereich der axialen Ringkontaktfläche die Ringschweißnaht als Laserschweißnaht und somit dort eine stoffschlüssige Ver bindung zwischen dem Verschlussteil und dem Zylinderrohr ausbildet. Bei der auch nach der Ausbildung der Ringschweißnaht fortgesetzten Abkühlung zieht sich der Zylinderrohrendabschnitt und hierbei insbesondere dessen Zylinderrohrzwischen- abschnitt zusammen. Durch den axialen Anteil dieser thermischen Kontraktion wird der gemeinsame Gewindeabschnitt aus dem Zustand der distalen Spielendlage herausgeführt und in die Spielmittellage oder - je nach der Länge der thermischen Kontraktion - sogar in die proximale Spielendlage gebracht. Der gemeinsame Gewindeabschnitt ist damit zuverlässig frei von einer axialen Zugvorspannung.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Verfahren dadurch ge kennzeichnet, dass der Verfahrensschritt e) als Verfahrensschritt e1) durchgeführt wird und dass im Verfahrensschritt e1) die axiale thermische Kontraktion bis zur Ausbildung einer axialen Zugvorspannung in dem Zylinderrohrzwischenabschnitt durchgeführt wird.
Nach dieser Weiterbildung befindet sich dann der gemeinsame Gewindeabschnitt in einer proximalen Spielendlage. Diese besondere Weiterbildung hat den Vorteil, dass bei einer axialen Kraftbeaufschlagung infolge des Betriebsdrucks zunächst die Zugkraft vollständig von der Ringschweißnaht aufgenommen wird und der gemein- same Gewindeabschnitt von der Zugkraft entlastet bleibt. Wenn bei einer Erhöhung der axialen Zugkraft die elastische Dehnung des Zylinderrohrzwischenabschnitts voranschreitet gelangt der gemeinsame Gewindeabschnitt zunächst in die Spiel endlage und nachfolgend erst in die distale Spielendlage. Erst bei einem weiteren Kraftanstieg beginnt die Kraftübertragung über den gemeinsamen Gewindeab schnitt. Ab diesem Punkt beginnt sich die Kraftübertragung zwischen der Ringnaht und dem gemeinsamen Gewindeabschnitt aufzuteilen. Während die Kraftübertragung über die Ringschweißnaht ab diesem Punkt im Wesentlichen nicht mehr an steigt, wird ein weiterer Anstieg der axialen Zugkraft über den gemeinsamen Ge windeabschnitt übertragen.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
Fig. 1 Kopplungsabschnitt des Arbeitszylinders nach Verfahrensschritt a) bis c) - schematische Schnittansicht
Fig. 2 Kopplungsabschnitt des Arbeitszylinders nach Verfahrensschritt d)
- schematische Schnittansicht
Fig. 3 Kopplungsabschnitt des Arbeitszylinders nach Verfahrensschritt e)
- schematische Schnittansicht
Fig. 4 Kopplungsabschnitt des Arbeitszylinders im Übergang von dem Ent lastungsbetriebszustand in den Lastbetriebszustand
- schematische Schnittansicht
Fig. 5 Kopplungsabschnitt des Arbeitszylinders in dem Lastbetriebszustand
- schematische Schnittansicht Fig. 6 weiterer Kopplungsabschnitt des Arbeitszylinders in dem Lastbetriebszustand
- schematische Schnittansicht näher erläutert.
Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren auf jeweils gleiche Merkmale oder Bauteile. Die Bezugszeichen werden in der Be schreibung auch dann verwandt, sofern sie in der betreffenden Figur nicht dar gestellt sind.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel des Arbeitszylinders zugleich in Dar stellung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens in den verschiedenen Verfah rensschritten.
Fig. 1 zeigt den Arbeitszylinder im Bereich des Zylinderrohrendabschnitts 5a und des Verschlussteils 4a. in dem Zustand nach Durchführung der Verfahrensschritte a) bis c). Der Zylinderrohrendabschnitt 5a des Zylinders 3 gliedert sich in distaler Abfolge in den Zylinderrohrgewindeabschnitt 5.1a, den Zylinderrohrgewindeab schnitt 5.2a und das Zylinderrohrende 5.3a. Das Innengewinde 9a des Zylinderrohrgewindeabschnitts 5.1a und das Außengewinde 8a des Verschlussteils 4a wur den in Verfahrensschritt a) in Eingriff gebracht und bilden nun den gemeinsamen Gewindeabschnitt aus. Ferner wurde in Verfahrensschritt b) der Druckkontakt an einer axialen Ringkontaktfläche 11a zwischen dem Zylinderrohrende 5.3a und dem Verschlussteil 4a durch weiteres Verschrauben hergestellt. In Verfahrensschritt c) erfolgte durch das Beaufschlagen eines Anzugdrehmoments das Herstellen einer axialen Druckkraft, wie dies durch den Doppelpfeil veranschaulicht ist. Der gemein same Gewindeabschnitt wurde in den Zustand der distalen Spielendlage gebracht und es erfolgte die Verspannung des Zylinderrohrzwischenabschnitts 5.2a zwi schen dem Zylinderrohrgewindeabschnitt 5.1a und der axialen Ringkontaktfläche 11a und dadurch das Herstellen einer axialen Stauchung des Zylinderrohrzwi schenabschnitts 5.2a als dessen elastische Verformung. Die Geometrie der Paa- rung von Innengewinde 9a und Außengewinde 8a ist in allen Figuren schematisch und stark überhöht dargestellt, um die Spiellagen besser zu veranschaulichen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Verschlussteil 4a als ein Bodenver schlussteil ausgebildet, das zusammen mit dem Zylinderrohr 3 den Arbeitsraum 6.1 , hier als Kolbenraum, des Zylinderrinnenraums 6 ausbildet.
Fig. 2 zeigt den Arbeitszylinder nach Durchführung des Verfahrensschritts d) und zu Beginn des Verfahrensschritts e). Durch die Beaufschlagung mit einem Laser im Bereich der axialen Ringkontaktfläche 11a wurde das Material des Verschlussteils 4a und des Zylinderrohrs 3 am Zylinderrohrende 5.3a erweicht, welches sich infolge der Druckspannung verformt und somit eine axiale Streckung des Zylinderrohrzwi- schenabschnitts 5.2a unter axialer elastischer Rückverformung ermöglicht hat. In dem Bereich der bisherigen axialen Ringkontaktfläche 11a wurde nun die Ring schweißnaht 10a hergestellt. Der Zylinderrohrzwischenabschnitts 5.2a ist nun spannungsfrei und aufgrund dessen beginnender thermischen axialen Schrum pfung befindet sich der gemeinsame Gewindeabschnitt in einer Spielmittellage.
Fig. 3 zeigt den Arbeitszylinder nach Beendigung aller Verfahrensschritte a) bis e) in der Variante einer Zugvorspannung des Zylinderrohrzwischenabschnitts 5.2a. Nach weiterer axialer thermischen Schrumpfung des Zylinderrohrzwischenab schnitts 5.2a nach weiterer Abkühlung im Verfahrensschritt e) befindet sich der gemeinsame Gewindeabschnitt in der proximalen Spielendlage. Die an der Ring schweißnaht 10a angreifende Zugkraft ist durch den Pfeil an der Ringschweißnaht 10a dargestellt. Die drei entgegengesetzten kurzen Pfeile an den Gewindeflanken stellen die Übertragung der axialen Druckkraft über den gemeinsamen Gewinde abschnitt dar.
Im Entlastungsbetriebszustand erfolgt eine Übertragung von geringen axialen Kräf ten somit ausschließlich über die Ringschweißnaht 10a.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen den Arbeitszylinder unter Belastung. Den Darstellungen in Fig. 4 und Fig. 5 liegt zu Grunde, dass der Arbeitszylinder im vorliegenden Ausführungsbeispiel wie dies dem Regelfall entspricht mit Befesti gungsmodulen sowohl an der Kolbenstange als auch am Bodenverschlussteil ver sehen ist (nicht dargestellt). Als Befestigungsmodul wird ein Bauteil zur Kraftüber tragung von dem Arbeitszylinder auf Bauteile einer Anwendungsvorrichtung ver standen. In einer verbreiteten Bauform weist das Befestigungsmodul eine Bohrung - häufig auch als Auge bezeichnet - auf, in welche ein Sperrelement wie beispiels weise ein Bolzen eingeschoben werden kann. Das Sperrelement verbindet das kol benstangenseitige Befestigungsmodul formschlüssig mit einem Bauteil einer Anwendungsvorrichtung und gewährleistet im Betrieb die Kraftübertragung. Insbe sondere kann ein solches Befestigungsmodul als Gelenklager ausgebildet sein.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigt den Fall, bei dem das Druckmittel im Kolbenstangenraum unter Druck steht und im Kolbenraum entspannt ist. Der Arbeitszylinder erzeugt somit zwischen den Befestigungsmodulen eine Zugkraft um eine Einfahrbewegung auszuführen. Der auf die innere Ringfläche des weiteren Verschlussteils 4b - hier vorliegend als Führungsverschlussteil - wirkende Druck bewirkt eine distale axiale Kraft, die auf das Zylinderrohr 3 übertragen und von diesem zu dem Kopplungsab schnitt 7a weitergeleitet wird. Dort liegt als gegengerichtete Zugkraft an dem Verschlussteil 4a die mittels dessen Befestigungsmoduls an die Anwendungsvorrichtung übertragene Zugkraft an.
Fig. 4 zeigt den Arbeitszylinder im Zustand eines Übergangs von dem Entlastungs betriebszustand in den Lastbetriebszustand. Die überdas Zylinderrohr 3 übertra gene Zugkraft ist durch den Pfeil am Zylinderrohr 3 und die über das Befestigungs modul auf das Verschlussteil 4a wirkende Zugkraft ist durch den entgegenge richteten Pfeil dargestellt. Der Zylinderrohrzwischenabschnitt 5.2a ist als elastische Verformung axial getreckt. Der Druck des Druckmittels ist jedoch noch nicht so hoch, dass die maximale axiale Streckung des Zylinderrohrzwischenabschnitts 5.2a erreicht ist und dass sich der gemeinsame Gewindeabschnitt in einer Spielmittellage befindet. Die Kraft aus dem Druck des Druckmittels wird weiterhin ausschließlich von der Ringschweißnaht 10a aufgenommen. Fig. 5 zeigt den Arbeitszylinder im Lastbetriebszustand. Der Zylinderrohrzwischen- abschnitt ist aufgrund der hohen axialen Kräfte - dargestellt durch die Doppelpfeile - bei hohem oder vollem Betriebsdruck des Druckmittels im Kolbenstangenraum elastisch soweit gestreckt, dass der gemeinsame Gewindeabschnitt in die distale Spielendlage gebracht wurde. Zwischen dem Außengewinde 8a und dem Innen gewinde 9a werden nun zusätzlich Kräfte übertragen. Die drei kurzen Pfeile an den Gewindeflanken stellen die Übertragung der axialen Zugkraft über den gemein samen Gewindeabschnitt dar. Durch die Kraftübertragung über den gemeinsamen Gewindeabschnitt kann sich der Zylinderrohrzwischenabschnitt 5.2a nicht weiter dehnen, wodurch eine Überlastung der Ringschweißnaht 10a verhindert wird. Die insgesamt übertragene Zugkraft teilt sich nun auf in die zwischen der über die Ringschweißnaht übertragene Kraft und die über den gemeinsamen Gewinde abschnitt übertragene Kraft.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Arbeitszylinders, der einen weiteren Kopplungsabschnitt 7b aufweist, wobei hier ebenfalls der Lastbetriebszustand dar gestellt ist.
Im Beispiel gemäß Fig. 6 handelt es sich bei dem weiteren Verschlussteil 4b um ein Führungsverschlussteil, durch das eine Kolbenstange der Kolbeneinheit 2 führt. Bei dem weiteren Arbeitsraum 6.2 handelt es sich somit um den Kolbenstangenraum. Der weitere Zylinderendabschnitt 5b ist wie der Zylinderendabschnitt 5a ausgebildet und weist den weiteren Zylinderrohrgewindeabschnitt 5.1b, den weiteren Zylinder rohrgewindeabschnitt 5.2b und das weitere Zylinderrohrende 5.3b auf. Das weitere Außengewinde 8b und das weitere Innengewinde 9b stehen im Eingriff und bilden den weiteren gemeinsamen Gewindeabschnitt aus. Zugleich sind das Zylinderrohr 3 und das weitere Verschlussteil 4b über die weitere umlaufende Ringschweißnaht 10b formschlüssig gekoppelt. Das Druckmittel in dem weiteren Arbeitsraum 6.2 be wirkt durch den hohen Betriebsdruck, der im Lastbetriebszustand auf die innere Ringfläche des weiteren Verschlussteils 4b wirkt - dargestellt durch die zwei parall elen Pfeile - eine axiale distale Kraft an dem weiteren Verschlussteil 4b. Diese wird erstens über die weitere Ringschweißnaht 10b auf das Zylinderrohr 3 übertragen - dargestellt durch den langen Pfeil im Zylinderrohrzwischenabschnitt 5.2b. Dadurch entsteht eine Zugkraft im Bereich des weiteren Zylinderrohrzwischenabschnitts 5.2b, die diesen elastisch dehnt. Aufgrund der so eintretenden axialen Lagever schiebung zwischen dem weiteren Innengewinde 9b und dem weiteren Außenge winde 8b werden zweitens auch über den weiteren gemeinsamen Gewindeab schnitt Kräfte auf das Zylinderrohr 3 - dargestellt durch die drei kurzen Pfeile an den Gewindeflanken - übertragen. Ergänzend gelten die Beschreibungen zu dem Aufbau und der Funktion des Kopplungsabschnitts 7a gemäß den Fig. 1 bis 5 in entsprechender Weise auch für den weiteren Kopplungsabschnitt 7b gemäß Fig. 6.
Verwendete Bezugszeichen
1 Zylinder
2 Kolbeneinheit
3 Zylinderrohr 4a Verschlussteil
4b weiteres Verschlussteil 5a Zylinderrohrendabschnitt 5.1a Zylinderrohrgewindeabschnitt 5.2a Zylinderrohrzwischenabschnitt 5.3a Zylinderrohrende 5b weiterer Zylinderrohrendabschnitt
5.1 b weiterer Zylinderrohrgewindeabschnitt 5.2b weiterer Zylinderrohrzwischenabschnitt 5.3b weiteres Zylinderrohrende
6 Zylinderinnenraum
6.1 Arbeitsraum
6.2 weiterer Arbeitsraum 7a Kopplungsabschnitt
7b weiterer Kopplungsabschnitt 8a Außengewinde 8b weiteres Außengewinde 9a Innengewinde 9b weiteres Innengewinde 10a Ringschweißnaht 10b weitere Ringschweißnaht 11a axiale Ringkontaktfläche 12 Ringschweißnahtmittelachse

Claims

Patentansprüche
1. Arbeitszylinder, aufweisend einen Zylinder (1) und eine Kolbeneinheit (2), wobei der Zylinder (1) ein Zylinderrohr (3), ein Verschlussteil (4a) und ein weiteres Verschlussteil (4b) aufweist, wobei das Zylinderrohr (3) einen Zylinderrohrendabschnitt (5a) und einen weiteren Zylinderrohrendabschnitt (5b) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) an dem Zylinderrohrendabschnitt (5a) und das weitere Verschlussteil (4b) an dem weiteren Zylinderrohrendabschnitt (5b) angeordnet ist, und wobei das Zylinderrohr (3) und die Verschlussteile (4a, 4b) einen Zylin- derinnenraum (6) ausbilden, wobei die Kolbeneinheit (2) in dem Zylinderinnenraum (6) mindestens einen Arbeitsraum (6.1) ausbildet, wobei der Zylinder (1) einen Kopplungsabschnitt (7a) aufweist, welcher das Verschlussteil (4a) und den Zylinderrohrendabschnitt (5a) aufweist, wobei der Zylinderrohrendabschnitt (5a) einen Zylinderrohrgewindeabschnitt (51a), einen Zylinderrohrzwischenabschnitt (52a) und ein Zylinderrohrende (53a) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) ein Außengewinde (8a) und der Zylinderrohrgewindeabschnitt (51a) ein zu dem Außengewinde (8a) korrespon dierendes Innengewinde (9a) aufweist, wobei das Außengewinde (8a) und das Innengewinde (9a) einen gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der ausgebildet ist, das Verschlussteil (4a) und das Zylinderrohr (3) form schlüssig zu koppeln, wobei das Zylinderrohrende (5a) mit dem Verschlussteil (4a) mittels einer umlaufenden Ringschweißnaht (10a) stoffschlüssig verbunden ist wobei die Ringschweißnaht (10a) als Laserringschweißnaht ausgebildet ist und eine druckmitteldichte Dichtebene ausbildet wobei der Arbeitszylinder ausgebildet ist, einen Entlastungsbetriebszustand oder einen Lastbetriebszustand einzunehmen, wobei in dem Entlastungsbetriebszustand der gemeinsame Gewindeabschnitt keine axiale Zugkraft aufnimmt, wobei in dem Lastbetriebszustand die Ringschweißnaht (10a) und der gemeinsame Gewindeabschnitt jeweils eine axiale Zugkraft aufnehmen.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entlastungsbetriebszustand der Zylinderrohrzwischenabschnitt (5.2a) eine Zugvorspannung aufweist und der gemeinsame Gewindeab schnitt eine axiale Druckkraft aufnimmt.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entlastungsbetriebszustand der Zylinderrohrzwischenabschnitt (5.2a) eine Zugvorspannung aufweist und der gemeinsame Gewindeab schnitt eine axiale Druckkraft aufnimmt.
4. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel von dem Entlastungsbetriebszustand in den Last betriebszustand der Zylinderrohrzwischenabschnitt (52a) für eine axiale Dehnung innerhalb seiner Elastizitätsgrenze ausgebildet ist.
5. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschweißnaht (11a) eine Ringschweißnahttiefe aufweist, die zu einer Zylinderrohrwandungsdicke ein Verhältnis von 1,1 bis 2,5 aufweist.
6. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschweißnaht (11a) eine Ringschweißnahtmittelachse aufweist, die gegenüber eine Hauptlängsachse des Zylinderrohrs ein Ringschweißnahtneigungswinkel alpha von 20 bis 70 Grad aufweist.
7. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit (2) in dem Zylinderinnenraum (6) einen weiteren Arbeitsraum (6.2) ausbildet, wobei der Zylinder (1) einen weiteren Kopplungsabschnitt (7b) aufweist, welcher das weitere Verschlussteil (4b) und den weiteren Zylinderrohr endabschnitt (5b) aufweist, wobei der weitere Zylinderrohrendabschnitt (5b) einen weiteren Zylinderrohrgewindeabschnitt (51b), einen weiteren Zylinderrohrzwischenabschnitt (52b) und ein weiteres Zylinderrohrende (53b) aufweist, wobei das weitere Verschlussteil (4b) ein weiteres Außengewinde (8b) und der weitere Zylinderrohrgewindeabschnitt (51b) ein zu dem weiteren Außen gewinde (8b) korrespondierendes weiteres Innengewinde (9b) aufweist, wobei das weitere Außengewinde (8b) und das weitere Innengewinde (9b) einen weiteren gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der ausgebildet ist, das weitere Verschlussteil (4b) und das Zylinderrohr (3) formschlüssig zu koppeln, wobei das weitere Zylinderrohrende (5b) mit dem weiteren Verschlussteil (4b) mittels einer weiteren umlaufenden Ringschweißnaht (10b) stoffschlüssig verbunden ist wobei die weitere umlaufende Ringschweißnaht (10b) als Laserringschweißnaht ausgebildet ist und eine druckmitteldichte Dichtebene ausbildet wobei in dem Entlastungsbetriebszustand der weitere gemeinsame Gewin deabschnitt keine axiale Zugkraft aufnimmt, wobei in dem Lastbetriebszustand die weitere umlaufende Ringschweißnaht (10b) und der weitere gemeinsame Gewindeabschnitt jeweils eine axiale Zugkraft aufnehmen.
8. Verfahren zur Herstellung eines Arbeitszylinders, wobei der Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche Ibis 5 ausgebildet ist, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: a) Aufschrauben des Zylinderrohrs (3) mit seinem Zylinderrohrendabschnitt (5a) auf das Verschlussteil (4a) und Herstellen eines Eingriffs zwischen dem Innengewinde (10a) des Zylinderrohrgewindeabschnitts und dem Außen gewinde (9a) des Verschlussteils (4a) und Herstellen des gemeinsamen Gewindeabschnitts, b) Herstellen eines Druckkontakts an einer axialen Ringkontaktfläche (11a) zwischen dem Zylinderrohrende (5.3a) und dem Verschlussteil (4a), c) Beaufschlagen eines Anzugdrehmoments, Herstellen einer axialen Druck kraft und Herstellen einer axialen Stauchung des Zylinderrohrzwischenab- schnitts (5.2a), d) Durchführen eines Laserverschweißens des Zylinderrohrendes (5.3a) und des Verschlussteils (4a) an der axialen Ringkontaktfläche (11a) mit ther mischem Aufweichen und Verformen des Zylinderrohrendes (5.3a) und des Verschlussteils (4a) in einem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche (11a) bei thermischer Dehnung und gleichzeitiger Entspannung der axialen Stauchung des Zylinderrohrzwischenabschnitts (5.2a) e) Abkühlen unter Erstarrung des Zylinderrohrendes (5.3a) und des Ver schlussteils (4a) in einem Nahbereich der axialen Ringkontaktfläche (11a) und Ausbilden der Ringschweißnaht (10a) und axiale thermische Kontraktion des Zylinderrohrzwischenabschnitts (5.2a)
9. Verfahren zur Herstellung eines Arbeitszylinders nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt e) als Verfahrensschritt e1) durchgeführt wird und dass im Verfahrensschritt e1) die axiale thermische Kontraktion bis zur Ausbildung einer axialen Zugvorspannung in dem Zylinderrohrzwischenabschnitt (5.2a) durchgeführt wird.
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