NL1031911C2

NL1031911C2 - Drukcilinder en werkwijze voor het vervaardigen van een drijfstang van composiet.

Info

Publication number: NL1031911C2
Application number: NL1031911A
Authority: NL
Inventors: Fred Baas; Axel Jacobus Maarschalk
Original assignee: Zumro B V
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-03
Also published as: CN101529101B; EP2029898B1; EP2029898A1; WO2007139384A1; US20090205487A1; CN101529101A

Description

Drukcilinder en werkwijze voor het vervaardigen van een drijfstang van composiet.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een drukcilinder omvattende een door een cilinderhuis begrensde cilinderruimte waarin een passende zuiger axiaal gangbaar is, 5 waarbij van de zuiger een zuigerstang uitgaat die althans in hoofdzaak uit een composietmateriaal van vezels is vervaardigd, welke zuigerstang overwegend een laag kernmateriaal omvat onder een omringende buitenmantel.

Drukcilinders zijn er in vele soorten en maten en worden gewoonlijk afgestemd op een 10 concrete toepassing. Veelal wordt daarbij uitgegaan van een metaal, in het bijzonder roestvast staal, als materiaal voor het cilinderhuis, de drijfstang en de zuiger omwille van de robuustheid, duurzaamheid, en relatief eenvoudige bewerkbaarheid van dit materiaal naast een betrekkelijk gunstige grondstofprijs. Aan metaal als basismateriaal voor een drukcilinder kleeft echter ook een bezwaar dat met name schuilt in het 15 betrekkelijk grote soortelijke gewicht daarvan. Hierdoor zal de uiteindelijke drukcilinder een aanmerkelijk totaalgewicht hebben wat met name voor toepassingen waarin naar een laag gewicht wordt gestreefd een bezwaar oplevert. Dit speelt met name bijvoorbeeld aan boord van schepen en vliegtuigen en in handgereedschappen, zoals bijvoorbeeld reddingsgereedschappen, waarbij vanuit constructief respectievelijk 20 ergonomisch oogpunt naar een zo laag mogelijk gewicht wordt gestreefd.

Met het oog op lichtgewicht toepassingen wordt in toenemende mate een beroep gedaan op composietmaterialen. Composietmaterialen zijn bij een gegeven mechanische sterkte en belastbaarheid belangrijk lichter dan bijvoorbeeld roestvast staal. Bovendien zijn 25 composietmaterialen in het algemeen in zeer hoge mate corrosiebestendig, wat deze materialen bij uitstek geschikt maakt voor gebruik in agressieve omgevingen, zoals bijvoorbeeld aan boord van (zee)schepen.

Een voorbeeld van een drukcilinder van de in de aanhef genoemde soort, waarin van een 30 composietmateriaal gebruik wordt gemaakt, is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP 239.406. De daarin beschreven drukcilinder omvat een cilinderhuis waarin een zuiger met zuigerstang gangbaar zijn, waarbij zowel het cilinderhuis als de zuigerstang met zuiger uit composietmateriaal zijn vervaardigd. De zuigerstang omvat daarbij een

1031911 LA06.1322NL.WF

-2- buitenmantel van gewikkelde composietmateriaalvezels met daaronder een gelamineerde laag kernmateriaal van afwisselend gestrekte en gewikkelde vezels.

Alhoewel met de bekende drukcilinder een belangrijke gewichtsreductie kan worden 5 bereikt is deze nog verre van optimaal. De structuur van afwisselend gestrekte vezels en daaromheen gewikkelde vezels in de laag kernmateriaal leidt tot een betrekkelijk geringe compactheid van de vezels. Met name als het gaat om druksterkte, blijkt in de praktijk voor de zuigerstang daardoor relatief veel materiaal nodig om een bepaalde belastbaarheid te kunnen garanderen, wat leidt tot een groter totaalgewicht en volume, 10 naast vanzelfsprekend een hogere kostprijs.

Met de onderhavige uitvinding wordt onder meer beoogd te voorzien in een drukcilinder van de in de aanhef genoemde soort die bij gelijkblijvende sterkte minder composietmateriaal voor de zuigerstang vereist.

15

Om het beoogde doel te bereiken heeft een drukcilinder van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding als kenmerk dat althans in hoofdzaak, de vezels van het composietmateriaal in het kernmateriaal althans nagenoeg volledig zijn gestrekt en althans nagenoeg evenwijdig aan een longitudinale as van de zuigerstang zijn 20 georiënteerd en dat, althans in hoofdzaak, de vezels van het composietmateriaal in de buitenmantel schuin om de longitudinale as van de zuigerstang zijn gewikkeld. Door toepassing van in hoofdzaak louter gestrekte vezels in de laag kernmateriaal wordt daarin een uitermate compacte stapeling van de vezels bereikt wat zich uit in een bijzonder hoge druksterkte. Hierdoor kan voor een bepaalde belastbaarheid met een 25 belangrijk dunnere laag kernmateriaal worden volstaan dan bij een gelamineerde opbouw zoals bij de bekende drukcilinder. Reeds een relatief dunne buitenmantel van gewikkelde vezels verschaft de zuigerstang van de drukcilinder volgens de uitvinding daarbij adequate stabiliteit en sterkte om ook radiale spanningen te kunnen opvangen. Aldus wordt voorzien in een drukcilinder met een zuigerstang van relatief licht gewicht, 30 die een relatief grote drukbelasting kan weerstaan.

-3-

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de composietmateriaalvezels hoge sterkte tot gewicht ("high strength to weight") vezels omvatten, in het bijzonder koolstofvezels. Een hoge sterkte tot gewicht vezel, zoals koolstofvezel, is uitermate geschikt voor toepassing in een zuigerstang 5 volgens de uitvinding, omdat die naast een relatief licht gewicht de zuigerstang tevens een relatief hoge sterkte biedt. Aldus kan een relatief hoge drukbelasting met extra zekerheid worden opgevangen.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is 10 gekenmerkt doordat de buitenmantel een toplaag omvat met een nagenoeg vlak, glad oppervlak. Een dergelijk oppervlak beschermt de composietmateriaalvezels en brengt nagenoeg geen wrijvingsschade toe aan delen waarmee de zuigerstang in contact staat, zoals bijvoorbeeld hydraulische afdichtmiddelen. Aldus voorziet de buitenmantel in een toplaag van de zuigerstang die de duurzaamheid van de drukcilinder ten goede komt.

15 Met het oog daarop heeft een bijzondere uitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding als kenmerk dat de toplaag gewikkelde vezels omvat en aan een materiaal afnemende bewerking werd onderworpen. De zuigerstang wordt overgedimensioneerd en vervolgens tot de gewenste diameter teruggebracht waarbij oneffenheden ten gevolge van de gewikkelde vezels verdwijnen.

20

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de zuigerstang althans in hoofdzaak is opgebouwd rondom een centrale koker. Een dergelijke koker voorziet in een ondergrond waarop de laag kernmateriaal relatief eenvoudig kan worden aangebracht. Aldus kan een zuigerstang 25 volgens de uitvinding relatief snel en gemakkelijk worden vervaardigd.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de koker althans over althans een deel van een lengte daarvan een holte omvat die ten minste aan een proximaal uiteinde van de zuigerstang open is. De 30 holte in de koker leidt tot een gewichtsbesparing, en voorziet aldus in een extra lichte -4- zuigerstang, en biedt aan het proximale uiteinde bovendien een bevestigingsmogelijkheid.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is 5 gekenmerkt doordat de zuigerstang onder tussenkomst van een inzetstuk met de zuiger is verbonden, waarbij een distaai uiteinde van het inzetstuk passend steekt in de holte in het proximale uiteinde van de zuigerstang en een proximaal uiteinde van het inzetstuk duurzaam met de zuiger is verbonden. Doordat de zuigerstang en zuiger geen integraal geheel vormen, kunnen de zuigerstang en zuiger apart van elkaar en uit verschillend 10 materiaal worden vervaardigd. Hierdoor kunnen beide onderdelen optimaal worden aangepast aan de omstandigheden waaraan ze worden blootgesteld. Zo kan de zuiger bijvoorbeeld van een metaal worden vervaardigd om een zware drukbelasting te dragen. Het inzetstuk voorziet in een duurzame verbinding tussen de zuigerstang en zuiger.

15 Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat het inzetstuk ten minste één injectiekanaal omvat dat zich uitstrekt tussen een injectieopening aan het proximale uiteinde van het inzetstuk en een uitstroomopening die opent in een spleet tussen een buitenwand van het distale uiteinde van het inzetstuk en een binnenwand van het proximale uiteinde van de zuigerstang.

20 Door een dergelijk injectiekanaal kan een hechtmiddel worden geïnjecteerd en vervolgens via de uitstroomopening tot in de spleet stromen om daar de vrije ruimte op te vullen. Aldus kan het inzetstuk met het hechtmiddel onwrikbaar aan de zuigerstang worden gehecht.

25 Een bijzondere uitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat aan weerszijden van de uitstroomopening tussen de buitenwand van het inzetstuk en de binnenwand van het uiteinde een afdichting is aangebracht die de spleet hermetisch afsluit. Dergelijke afdichtingen verhinderen dat het hechtmiddel uit de spleet in de holte van de zuigerstang loopt. Aldus zal het hechtmiddel hoofdzakelijk de 30 ruimte in de spleet tussen de afdichtingen vullen.

-5-

Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de afdichting een afdichtring omvat en dat in de buitenwand van het inzetstuk aan weerszijden van de uitstroomopening een groef is gevormd om daarin de afdichtring te ontvangen. Een dergelijke afdichtring sluit de spleet rondom het inzetstuk 5 in zijn geheel af. De groef biedt een passende ruimte waarin de afdichtring op zijn plaats blijft. Aldus is het inzetstuk met afdichtringen relatief eenvoudig in de holte van de zuigerstang te brengen.

Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding heeft 10 als kenmerk dat het inzetstuk ten minste één evacuatiekanaal omvat in open communicatie met het injectiekanaal en dat het evacuatiekanaal zich uitstrekt tussen een inlaatopening ter plaatse van de spleet tussen het inzetstuk en het proximale uiteinde van de zuigerstang en een evacuatieopening aan een vrij oppervlak van het proximale uiteinde van het inzetstuk. Een dergelijk evacuatiekanaal biedt een vrije uitweg voor 15 lucht en het hechtmiddel. Een geïnjecteerd hechtmiddel zal onder druk de in de spleet aanwezige lucht verdrijven en uiteindelijk zelf via de uitstroomopening naar buiten komen. Aldus valt relatief eenvoudig vast te stellen wanneer de zuigerstang en het inzetstuk volledig met elkaar zijn verlijmd.

20 Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de zuiger ten minste één injectiekanaal en ten minste één evacuatiekanaal omvat met een injectieopening respectievelijk uitstroomopening aan een vrij oppervlak van de zuiger en dat het injectiekanaal en het evacuatiekanaal onderling in open communicatie verkeren onder tussenkomst van een tussen de zuiger 25 en de zuigerstang met inzetstuk aanwezige kier. Door een dergelijk injectiekanaal kan een hechtmiddel worden geïnjecteerd en tot in de kier stromen om deze te vullen. Via het evacuatiekanaal kan het hechtmiddel naar buiten stromen. Aldus valt relatief gemakkelijk vast te stellen wanneer de zuiger volledig met de zuigerstang en het inzetstuk is verlijmd. Hiermee wordt tegengegaan dat een vloeistof, zoals een 30 hydraulische vloeistof, tussen de zuiger en de zuigerstang in komt.

-6-

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de zuiger op het inzetstuk is geschroefd. Door de zuiger op het inzetstuk te schroeven wordt voorzien in een relatief snelle en relatief eenvoudige doch duurzame verbinding. Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de drukcilinder 5 volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de zuiger en het inzetstuk uit metaal zijn vervaardigd, in het bijzonder uit hoogwaardig aluminium, meer in het bijzonder uit geanodiseerd hoogwaardig aluminium. Een inzetstuk van geanodiseerd hoogwaardig aluminium is uitermate bestand tegen de daarop werkende krachten bij een relatief hoge druk en is corrosiebestendig. Het voorziet aldus in een betrouwbare verbinding tussen 10 zuigerstang en zuiger.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een drijfstang van althans in hoofdzaak composietmateriaal uit composietmateriaal vezels, welke werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat met een bindmiddel 15 doordrenkte vezels door een matrijs worden getrokken en in gestrekte vorm tot een laag kernmateriaal worden gevormd, dat met bindmiddel doordrenkte vezels schuin rondom de laag kernmateriaal worden gewikkeld tot een omringende buitenmantel en dat de laag kernmateriaal en de buitenmantel, na te zijn gevormd, worden uitgehard. Door de vezels door een matrijs te trekken kan een laag kernmateriaal worden vervaardigd die een 20 relatief hoog gehalte van volgens een longitudinale as georiënteerde en gestrekte vezels omvat. Door daar vezels omheen te wikkelen wordt een drijfstang verkregen die bovendien in staat is de bij een drukbelasting vrijkomende radiale krachten op te vangen. Het bindmiddel bindt de vezels aan elkaar en verschaft na uitharden sterkte en samenhang aan de laag en mantel. Aldus wordt met een dergelijke werkwijze een 25 relatief sterke zuigerstang verkregen die bij een relatief laag gewicht een relatief grote drukbelasting kan weerstaan.

Een verdere werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt door de laag kernmateriaal in segmenten wordt vervaardigd. Door het vervaardigen van het kernmateriaal in 30 segmenten kan een relatief eenvoudige matrijs worden gebruikt met een relatief klein aantal spoelen waarvan de composietmateriaalvezels worden getrokken. Aldus wordt met een dergelijke werkwijze voorzien in een relatief praktisch productieproces.

-7-

Een verdere werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat een toplaag van 5 schuingewikkelde vezels glad en op maat wordt geslepen. Aldus wordt voorzien in een werkwijze die de toplaag van de zuigerstang passend en glad maakt waardoor voorwerpen waarmee de zuigerstang in contact staat, zoals afdichtende o-ringen, niet of nauwelijks wrijvingschade oplopen.

10 Een verdere werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat het kernmateriaal wordt gelijmd op een centrale koker. Het verlijmen van het kernmateriaal, in het bijzonder kernmateriaal segmenten, op een onderliggende koker gaat relatief eenvoudig. Een dergelijke werkwijze voorziet aldus in een relatief makkelijke vervaardiging van de zuigerstang. Een verdere werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de 15 drijfstang aan een zuiger wordt verbonden door een inzetstuk die aan een eerste uiteinde wordt verlijmd met de drijfstang en aan een tweede uiteinde wordt verbonden met de zuiger. Aldus worden de zuiger en zuigerstang duurzaam met elkaar verbonden.

Een bijzondere werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat ten minste één 20 zuigerstang wordt afgesplitst van een stang van grotere lengte. Met een dergelijke werkwijze kunnen snel en relatief gemakkelijk één of meerdere zuigerstangen van de juiste lengte worden vervaardigd uit een stang van grotere lengte. De productiekosten zullen hierdoor lager liggen.

25 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden en een bijbehorende tekening. In de tekening toont:

Figuur 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een zuigerstang volgens de uitvinding in een lengtedoorsnede.

Figuur 2-4 een uitvoeringsvoorbeeld van een zuigerstang volgens de uitvinding in 30 respectievelijk een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II in figuur 1, een -8- detailweergave van een proximaal uiteinde en een detailweergave van een distaai uiteinde.

Figuur 5-7 een uitvoeringsvoorbeeld van een inzetstuk volgens de uitvinding in respectievelijk een perspectivisch aanzicht, een eerste lengtedoorsnede en 5 een tweede lengtedoorsnede.

Figuur 8-9 een uitvoeringsvoorbeeld van een zuiger volgens de uitvinding in respectievelijk een perspectivisch aanzicht en een lengtedoorsnede.

De figuren zijn overigens zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name 10 kunnen, ter wille van de duidelijkheid, sommige dimensies in meer of mindere mate overdreven zijn weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren zoveel mogelijk met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.

Een uitvoeringsvoorbeeld van een zuigerstang voor gebruik in een drukcilinder volgens 15 de uitvinding is weergegeven in figuur 1 in lengtedoorsnede. De holle zuigerstang 1 omvat een laag kernmateriaal 3 onder een omringende buitenmantel 5, en is aan een proximaal einde voorzien van een inzetstuk 10 en aan een distaai uiteinde van een afsluitstuk 20. Het inzetstuk 10 van geanodiseerd hoogwaardig aluminium is met een distaai uiteinde passend verlijmd aan de zuigerstang, en met een proximaal uiteinde 20 door middel van een schroefdraad (niet getoond) geschroefd aan een zuiger 30. Het inzetstuk 10 kan ook aan het distale uiteinde een schroefdraad omvatten, om zo via een schroefdraadverbinding met de zuigerstang te worden verbonden.

In figuur 2, 3 en 4 is een uitvoeringsvoorbeeld van een zuigerstang voor gebruik in een 25 drukcilinder volgens de uitvinding in respectievelijk een dwarsdoorsnede volgens de lijn II - II in figuur 1, een detailweergave van een proximaal uiteinde en een detailweergave van een distaai uiteinde weergegeven. De zuigerstang 1 omvat een dunne koker 2 in de vorm van een holle buis van composiet. Deze koker van composietmateriaal verschaft extra sterkte, maar de koker kan ook van geanodiseerd aluminium of andere relatief 30 goedkope stof zijn vervaardigd om de relatief dure composietmateriaalvezels slechts -9- daar toe te passen waar ze nodig zijn. De koker 2 kan ook massief zijn om de zuigerstang extra sterk en betrouwbaar te maken.

Op de koker 2 is een laag kernmateriaal 3 gelijmd. De laag kernmateriaal 3 omvat een 5 composietmateriaal van een hoog percentage met hars doordrenkte koolstofvezels die in segmenten 4 zijn vervaardigd door de vezels met hars door een matrijs te trekken en uit te harden. Met dit "pultrusieproces" kan in vergelijking met het wikkelen van vezels een hoger percentage van composietmateriaal vezels worden bereikt in het kernmateriaal, waardoor de sterkte en stijfheid van de laag toeneemt met als gevolg dat de laag 10 kernmateriaal een relatief groot percentage van de totale druksterkte van de zuiger kan dragen. De hier gebruikte hars is een epoxyhars, maar een polyester, polyurethaan, fenol of vinyl-ester hars kan ook worden gebruikt.

Om de laag kernmateriaal 3 is een buitenmantel 5 gewikkeld. De buitenmantel 5 omvat 15 een laag composietmateriaal van gewikkelde koolstofVezels en epoxyhars, maar kan ook andere hoge sterkte tot gewicht vezels omvatten. De koolstofvezels zijn onder een hoek van tussen de 60° tot en met 89° ten opzichte van de gepultrudeerde vezels om het kernmateriaal 3 gewikkeld, om aldus een zeer sterke laag te vormen die knikken van de vezels onder druk tegengaat.

20

De buitenmantel 5 omvat een toplaag 6 van geslepen glasvezels, maar dit kunnen ook koolstof- of andersoortige vezels zijn, die relatief hard zijn en geslepen kunnen worden. Aldus kan de zuigerstang 1 op maat en glad worden geslepen waardoor slijtage van afdichtringen en binnendringen van een vloeistof, zoals bijvoorbeeld een hydraulische 25 vloeistof, wordt tegengegaan. In de holte (niet getoond) van de koker 2 ligt een deel van een metalen inzetstuk 10 met in een centrum daarvan een deel van een injectiekanaal 11. Hierdoor kan een hechtmiddel worden geïnjecteerd om aldus het inzetstuk 10 te hechten aan de zuigerstang.

30 Zoals in figuur 3 in detailweergave nader is aangegeven omvat het inzetstuk 10 een injectiekanaal 11 met een injectieopening 12 aan het proximale uiteinde en twee -10- uitstroomopeningen 13,14 in de buitenwand van het inzetstuk 10 die in open communicatie staan met een tussen de buitenwand van het distale uiteinde van het inzetstuk en een binnenwand van het proximale uiteinde van de zuigerstang bevindende spleet (niet getoond). De spleet wordt aan weerszijden afgesloten door twee o-ringen 5 16,17 die althans voor een deel aanliggen in groeven in het inzetstuk 10. Het inzetstuk 10 ligt door de o-ringen 16,17 passend aan in de holte van de zuigerstang 1, onder insluiting van de spleet. Hierdoor kan een lijm, via de injectieopening 12, het injectiekanaal 11 en de uitstroomopeningen 13,14 de spleet in stromen en daar tussen de o-ringen 16,17 uitharden. Aldus zal het inzetstuk 10, na uitharden van de lijm, zeer 10 hecht zijn verbonden met de zuigerstang 1. Een derde uitstroomopening 15, die is gevormd door het boren van het injectiekanaal 11, is dichtgestopt met een plug 18, om het uitstromen van de lijm in de holte van de zuigerstang 1 tegen te gaan.

Zoals in figuur 4 in detailweergave nader is aangegeven is een soortgelijke constructie 15 toegepast in het afsluitstuk 20. Het afsluitstuk 20 is vervaardigd van hoogwaardige staallegering om de relatief hoge drukkrachten op te vangen. Het afsluitstuk 20 omvat een injectiekanaal 21 dat zich uitstrekt tussen een injectieopening 22 en uitstroomopeningen 23,24 en waardoor een lijm kan stromen om het afsluitstuk 20 te verlijmen aan de zuigerstang 1. Het afsluitstuk 20 omvat aan een proximaal uiteinde een 20 groef waarin een o-ring 26 althans voor een deel aanligt om het afsluitstuk 20 passend aan te laten liggen in de holte van de zuigerstang 1 en om tegen te gaan dat de lijm de holte van de zuigerstang 1 binnenstroomt. Het afsluitstuk 20 zal na uitharden van de lijm duurzaam zijn verbonden met de zuigerstang. Het afsluitstuk 20 omvat aan een distaai uiteinde een groef 27 om daarop een tip (niet getoond) te ontvangen. In plaats 25 van de groef 27 kan ook een schroefdraad worden aangebracht in het inzetstuk. Aldus kan het distale uiteinde van de zuigerstang worden gekoppeld aan een uitvoerend middel, zoals bijvoorbeeld een schaarmechanisme, om zo dit uitvoerende middel via een longitudinale verplaatsing van de zuigerstang tot uitvoering aan te zetten.

Door het inzetstuk 10 en het afsluitstuk 20 is de holte van de zuigerstang aan beide zijden afgesloten, waardoor het binnendringen van een vloeistof, bijvoorbeeld de hydraulische vloeistof, wordt tegengegaan.

-11- 5 Een uitvoeringsvoorbeeld van een inzetstuk voor gebruik in een drukcilinder volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 5, 6 en 7, respectievelijk in perspectivisch aanzicht, een eerste lengtedoorsnede en een tweede lengtedoorsnede. Het inzetstuk 10 omvat aan een tweede uiteinde een schroefdraad 19 waarop een zuiger kan worden ontvangen. Zoals in figuur 6 in lengtedoorsnede nader is aangegeven ligt binnen de schroefdraad 10 een injectieopening 12 die zich uitstrekt in een doorlopend injectiekanaal 11. Het injectiekanaal 11 vertakt zich in twee uitstroomopeningen 13,14 die liggen in een buitenwand van het inzetstuk. Een derde uitstroomopening 15 is afgedicht met een plug 18 om het uitstromen van een hechtmiddel de holte van de zuigerstang in tegen te gaan. Twee o-ringen 16,17 liggen gedeeltelijk aan in groeven die zich aan weerszijden van de 15 uitstroomopeningen 13,14 bevinden.

Zoals in figuur 7 in lengtedoorsnede nader is aangegeven liggen twee inlaatopeningen 42.52 proximaal ten opzichte van de uitstroomopeningen (niet getoond) tussen de o-ringen 16,17 in de buitenwand van het inzetstuk 10. Evacuatiekanalen 41,51 strekken 20 zich respectievelijk van de twee inlaatopeningen 42,52 uit tot aan uitstroomopeningen 43.53 aan het proximale uiteinde van het inzetstuk 10. Aldus zal een hechtmiddel via de evacuatiekanalen weer naar buiten stromen als de spleet tussen het inzetstuk 10 en een wand van de holte compleet gevuld is. Hierdoor kan met grote zekerheid worden vastgesteld dat het inzetstuk 10 betrouwbaar met de zuigerstang is verlijmd.

25

Een uitvoeringsvoorbeeld van een zuiger voor gebruik in een drukcilinder volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 8 en 9, respectievelijk in perspectivisch aanzicht en in lengtedoorsnede. Centraal in de metalen zuiger 30 ligt een ruimte 37 voor het ontvangen van de zuigerstang (niet getoond). De ruimte 37 ontvangt aan een radiale 30 zijde een uiteinde van de zuigerstang (niet getoond) en versmalt aan een proximale zijde om daarin een schroefdraad van het inzetstuk (niet getoond) passend te ontvangen.

-12-

Zoals in figuur 9 in lengtedoorsnede nader is aangegeven strekt een injectiekanaal 31 zich vanaf een injectieopening 32 aan een vrij oppervlak van de zuiger uit tot aan een uitstroomopening 33 die in open communicatie staat met de ruimte 37 waarin de zuigerstang wordt ontvangen. Een evacuatiekanaal 34 strekt zich uit vanaf een 5 instroomopening 35, die in open communicatie staat met de ruimte 37 waarin de zuigerstang wordt ontvangen, tot aan een uitstroomopening 36. Als de zuiger 30 aan de zuigerstang bevestigd is, dan is de ruimte 37 vernauwd tot een smalle kier (niet getoond). Een hechtmiddel zoals een lijm kan via het injectiekanaal 31 in de kier stromen en via het evacuatiekanaal 34 ontsnappen. Aldus zal bij een verbinding van de 10 zuiger aan de zuigerstang de zich hiertussen bevindende lucht door het hechtmiddel worden verdreven, en kan relatief gemakkelijk worden vastgesteld wanneer de zuiger volledig met de zuigerstang is verlijmd. De verbinding tussen de zuiger en zuigerstang is hierdoor betrouwbaar en verhindert binnendringen van een vloeistof, zoals bijvoorbeeld een hydraulische vloeistof, tussen de zuiger en zuigerstang, waardoor de 15 verbinding zeer betrouwbaar blijft.

Hoewel de uitvinding aan de hand van louter een enkel uitvoeringsvoorbeeld nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog 20 vele variaties en verschijningsvormen mogelijk. Zo kunnen de zuiger en zuigerstang bijvoorbeeld een integraal geheel vormen om binnendringen van een vloeistof geheel uit te sluiten. Overigens wordt hier opgemerkt dat waar in de aanvrage wordt gesproken over een drukcilinder ook cilinders worden bedoeld die door middel van een aangebrachte druk in de cilinderruimte een trekkracht uitoefenen op een aangesloten 25 apparaat.

1031911

Claims

1. Drukcilinder omvattende een door een cilinderhuis begrensde cilinderruimte waarin een passende zuiger axiaal gangbaar is, waarbij van de zuiger een zuigerstang 5 uitgaat die althans in hoofdzaak uit een composietmateriaal van vezels is vervaardigd, welke zuigerstang overwegend een laag kernmateriaal omvat onder een omringende buitenmantel met het kenmerk dat, althans in hoofdzaak, de vezels van het composietmateriaal in het kernmateriaal althans nagenoeg volledig zijn gestrekt en althans nagenoeg evenwijdig aan een longitudinale as van de zuigerstang zijn 10 georiënteerd en dat, althans in hoofdzaak, de vezels van het composietmateriaal in de buitenmantel schuin om de longitudinale as van de zuigerstang zijn gewikkeld.

2. Drukcilinder volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de composietmateriaal vezels hoge sterkte tot gewicht ("high strength to weight") vezels omvatten, in het 15 bijzonder koolstofvezels.

3. Drukcilinder volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de buitenmantel een toplaag omvat met een nagenoeg vlak, glad oppervlak.

4. Drukcilinder volgens conclusie 3 met het kenmerk dat de toplaag gewikkelde vezels omvat en aan een materiaal afiiemende bewerking werd onderworpen.

5. Drukcilinder volgens één of meer der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de zuigerstang althans in hoofdzaak is opgebouwd rondom een centrale 25 koker

6. Drukcilinder volgens conclusie 5 met het kenmerk dat de koker althans over althans een deel van een lengte daarvan een holte omvat die ten minste aan een proximaal uiteinde van de zuigerstang open is. 30 103191l -14-

7. Drukcilinder volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de zuigerstang onder tussenkomst van een inzetstuk met de zuiger is verbonden, waarbij een distaai uiteinde van het inzetstuk passend steekt in de holte in het proximale uiteinde van de zuigerstang en een proximaal uiteinde van het inzetstuk duurzaam met de zuiger is verbonden. 5

8. Drukcilinder volgens conclusie 7 met het kenmerk dat het inzetstuk ten minste één injectiekanaal omvat dat zich uitstrekt tussen een injectieopening aan het proximale uiteinde van het inzetstuk en een uitstroomopening die opent in een spleet tussen een buitenwand van het distale uiteinde van het inzetstuk en een binnenwand van 10 het proximale uiteinde van de zuigerstang.

9. Drukcilinder volgens conclusie 8 met het kenmerk dat aan weerszijden van de uitstroomopening tussen de buitenwand van het inzetstuk en de binnenwand van het uiteinde een afdichting is aangebracht die de spleet hermetisch afsluit. 15

10. Drukcilinder volgens conclusie 9 met het kenmerk dat de afdichting een afdichtring omvat en dat in de buitenwand van het inzetstuk aan weerszijden van de uitstroomopening een groef is gevormd om daarin de afdichtring te ontvangen.

11. Drukcilinder volgens één of meer der conclusies 8 tot en met 10 met het kenmerk dat het inzetstuk ten minste één evacuatiekanaal omvat in open communicatie met het injectiekanaal en dat het evacuatiekanaal zich uitstrekt tussen een inlaatopening ter plaatse van de spleet tussen het inzetstuk en het proximale uiteinde van de zuigerstang en een evacuatieopening aan een vrij oppervlak van het proximale 25 uiteinde van het inzetstuk

12. Drukcilinder volgens één of meer der conclusies 7 tot en met 11 met het kenmerk dat de zuiger ten minste één injectiekanaal en ten minste één evacuatiekanaal omvat met een injectieopening respectievelijk uitstroomopening aan een vrij oppervlak 30 van de zuiger en dat het injectiekanaal en het evacuatiekanaal onderling in open -15- communicatie verkeren onder tussenkomst van een tussen de zuiger en de zuigerstang met inzetstuk aanwezige kier.

13. Drukcilinder volgens één of meer der conclusies 7 tot en met 12 met het 5 kenmerk dat de zuiger op het inzetstuk is geschroefd.

14. Drukcilinder volgens één of meer der conclusies 7 tot en met 13 met het kenmerk dat de zuiger en het inzetstuk uit metaal zijn vervaardigd, in het bijzonder uit roestvast staal. 10

15. Werkwijze voor het vervaardigen van een drijfstang van althans in hoofdzaak composietmateriaal uit composietmateriaalvezels, met het kenmerk dat met een bindmiddel doordrenkte vezels door een matrijs worden getrokken en in gestrekte vorm tot een laag kernmateriaal worden gevormd, dat met bindmiddel doordrenkte vezels 15 schuin rondom de laag kernmateriaal worden gewikkeld tot een omringende buitenmantel en dat de laag kernmateriaal en de buitenmantel, na te zijn gevormd, worden uitgehard.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk dat de laag kernmateriaal 20 in segmenten wordt vervaardigd.

17. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 15 en 16, met het kenmerk dat een toplaag van schuingewikkelde vezels glad en op maat wordt geslepen.

18. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 15 tot en met 17, met het kenmerk dat het kernmateriaal wordt gelijmd op een centrale koker.

19. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 15 tot en met 17, met het kenmerk dat de drijfstang aan een zuiger wordt verbonden door een inzetstuk die aan 30 een eerste uiteinde wordt verlijmd met de drijfstang en aan een tweede uiteinde wordt verbonden met de zuiger. -16-

20. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 15 tot en met 19, met het kenmerk dat ten minste één zuigerstang wordt afgesplitst van een stang van grotere lengte. 10 319 1!