WO2022184195A1 - Arbeitszylinder und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2022184195A1
WO2022184195A1 PCT/DE2022/000015 DE2022000015W WO2022184195A1 WO 2022184195 A1 WO2022184195 A1 WO 2022184195A1 DE 2022000015 W DE2022000015 W DE 2022000015W WO 2022184195 A1 WO2022184195 A1 WO 2022184195A1
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WO
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cylinder tube
cylinder
closure part
working
adaptation body
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PCT/DE2022/000015
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Bueter
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Bümach Engineering International B.V.
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Publication date
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    • 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
    • F15B2215/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another
    • F15B2215/30—Constructional details thereof

Definitions

  • the invention relates to a working cylinder, in particular a hydraulic working cylinder, and a method for its manufacture
  • Working cylinders as such are known from the prior art.
  • the working cylinders have a cylinder tube and locking parts.
  • the thread of the cylinder tube and locking parts is usually produced by a machining process.
  • Both screwed cylinders and cylinders with screwing of only one closure part and MAG welding of the other closure part are provided in high quality according to the state of the art and have proven to be high-quality and reliable products.
  • the manufacturing disadvantage here is that the material thickness, i.e. the tube wall thickness, must be increased for the thread to be introduced subtractively, especially for the cylinder tube, 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 leads to
  • confirmation copy disadvantageous to increased material consumption and increased final weight of the working cylinder. Furthermore, it is expensive in terms of production to machine the comparatively long cylinder tubes. Furthermore, it is difficult in terms of manufacturing technology to match the threads of the closure parts and the cylinder tube so that in the case of a desired special angular position of the closure parts to one another or to the cylinder tube, a suitable tightening torque is applied when screwing.
  • the object of the invention is to provide a working cylinder that is highly reliable, can be produced inexpensively and can be dismantled. Furthermore, it is the object of the invention to show a method for producing such a working cylinder.
  • the working cylinder according to the invention has as basic elements a cylinder and a piston unit and is characterized in particular by a special section kupplungsab.
  • the cylinder of the working cylinder according to the invention has a cylinder tube, a closure part and a further closure part.
  • the cylinder tube has two opposite cylinder tube ends with one cylinder tube end and another cylinder tube end.
  • the closure part is arranged on the end of the cylinder tube and the further closure part is arranged on the further end of the cylinder tube.
  • the cylinder tube end and the further cylinder tube end are summarized below, also as the cylinder tube ends, and the closure part and the further closure part, also summarized as called the locking 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 an assembly of piston and piston rod, 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 or as a piston unit of a synchronous cylinder.
  • the working cylinder according to the invention is also characterized by a coupling section designed in a special way.
  • the coupling section has the closure part, the cylinder tube end and a hollow-cylindrical adaptation body.
  • the closure part has an external thread and the adapter body has an internal thread.
  • the external thread and the internal thread are designed to correspond to one another and are in engagement with one another in an intended final assembly state. Here they form a common thread section. This is designed to detachably couple the closure part and the adaptation body.
  • the coupling section is characterized in that the cylinder tube end is integrally connected to the adaptation body at an adaptation body end on the cylinder tube side by means of a circumferential annular weld seam.
  • the ring weld seam forms a pressure medium-tight sealing plane.
  • the adaptation body thus practically forms a longitudinal continuation of the cylinder tube, with the inside diameter and the outside diameter of the adaptation body matching but also being able to deviate from one another.
  • the working cylinder according to the invention has in particular the advantages described below.
  • the adapter sleeve can be machined much more cost-effectively. This applies in particular to cutting the internal thread.
  • the length of the adaptation body can generally be designed to be significantly smaller than its diameter.
  • the adaptation body is preferably made from a tubular material, which is available as so-called rod goods.
  • the cutting to length, the clamping processes and the handling can be carried out much faster than with a comparatively much longer cylinder tube.
  • processing machines with significantly smaller processing spaces can be used, which are correspondingly less expensive and also require less installation space due to their smaller design.
  • the angular position of the closure parts can be adjusted freely and precisely.
  • the setting of the angular position is not related to the tightening torque when screwing.
  • the angular position can be freely selected.
  • the angular position can be precisely adjusted in a particularly simple manner because possible elastic torsional deformations of the cylinder tube, as in the case of screw assembly of a screw working cylinder, do not occur and do not have to be taken into account.
  • the adapter sleeve can be mounted with optimized tightening torque. Since the angular position of the adapter sleeve to the locking part does not have to be taken into account, the screw connection can be carried out with the exact tightening torque required in each case. As a result, a cost-effective metallic seal is also possible, in particular.
  • the wall thickness of the adaptation body is advantageously not tied to the wall thickness of the cylinder tube.
  • the wall thickness of the cylinder tube can be chosen to be weaker because the cylinder tube is not weakened in its wall cross section by the thread as in the case of a screw working cylinder according to the prior art.
  • the wall thickness of the adaptation body can be chosen to be larger relative to the wall thickness of the cylinder tube in order to be able to reliably absorb the loads in the threaded area.
  • the pairing of materials for the welding is no longer necessarily determined by the material of the closure part. Rather, a material pairing with the material of the cylinder tube can be optimized by selecting a suitable material for the adaptation body.
  • the material of the adaptation body can advantageously be optimized, since it is not restricted to the material of the cylinder tube. Rather, a material that is more suitable for machining can be selected.
  • Comparatively expensive material for the cylinder tube is advantageously saved, since its length is reduced by the length of the adaptation body.
  • Another significant advantage of the working cylinder according to the invention in contrast to a welding working cylinder, is that it can be dismantled and can therefore be maintained and repaired. It is also advantageous here that even after reassembly, the angular position of the closure parts to one another is essentially same tightening torque can be provided again, since the angular position between the adapter body and the cylinder tube is maintained due to the permanent welded connection.
  • the working cylinder according to the invention combines the advantages of a screw coupling with those of a laser welding coupling or, to put it another way, the advantages of a welding working cylinder with those of a screwing working cylinder.
  • the closure parts of the working cylinder each have a laterally arranged pressure medium connection.
  • the working cylinder according to the invention provides an advantageous solution for this, since after the adaptation body has been installed, the cylinder tube with the further closure part can be aligned so that it can rotate freely about its main longitudinal axis and can be welded to the adaptation body in this angular position.
  • the ring weld seam is designed as a laser weld seam.
  • a welded connection is provided with only a low energy per unit area.
  • the pre-assembly consisting of the locking part and the adapter body heats up so that seals or guides that have already been installed are not damaged.
  • 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 with respect to the transverse plane, which 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, with 1.1 times to 2.5 times the thickness of the cylinder tube wall depending on the angle of inclination.
  • a larger connection surface and thus greater strength of the materially bonded connection between the adapter body and the cylinder tube is hereby provided in a particularly advantageous manner.
  • the ring weld seam has a ring weld seam 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 pipe.
  • 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 a sufficiently low energy per unit area to avoid an undesired excessive to avoid heating up during welding.
  • the thickness of the wall of the adaptation body is greater than the thickness of the wall of the cylinder tube.
  • the adaptation body has a gripping section, which engages radially over the cylinder tube at the end of the cylinder tube.
  • a geometry of the adaptation body and the cylinder tube is understood in which, viewed in the eccentric direction, a section of the adaptation body is arranged radially above the cylinder tube.
  • the overlap can be designed in such a way that a section of the adaptation body lies over the cylinder tube like an enclosing ring.
  • the adapter body and the cylinder tube to each have an inclined flank, with the flank of the adapter body lying radially above the flank of the cylinder tube.
  • an elastic widening of the cylinder tube caused by the pressure of the pressure means is limited by the overhang.
  • the coupling between the adapter body and the cylinder tube in addition to the material connection, advantageously has an additional form-fitting force transmission component and thus relieves the annular weld seam.
  • the end of the adaptation body on the closure part side has a tapered wall section.
  • the tapered wall section has an axial annular surface and the closure part has an axial mating annular surface, the axial annular surface and the axial mating annular surface being in positive pressure contact with one another in a coupled state and forming a circumferential pressure contact surface.
  • the pressure contact surface forms a sealing plane.
  • the sealing plane prevents a pressure medium from escaping from the working space at the coupling between the adapter body and the closure part.
  • the form-fitting pressure contact is brought about by the generation of an axial force due to the screwing of the adapter body and locking part.
  • a surface pressure in the area of the pressure contact surface provides a deformation of the adaptation body and the closure part, which occurs both with and without pressure being applied by a pressure medium within an elasticity limit.
  • pressurization here includes the entire range of values from any minimum pressure up to a maximum permissible pressure of the pressure means. Even at the maximum pressure, a sufficient axial force remains on the sealing pressure contact surface, so that the function of the working cylinder is retained.
  • the axial annular surface and the axial mating annular surface are preferably arranged in a planar plane which is essentially orthogonal to the longitudinal axis.
  • a particularly suitable material pairing of the adaptation body and closure part with suitable moduli of elasticity is selected, deviating from the material of the cylinder tube, and secondly, the deformation of the wall narrowing section and the corresponding closure part section is controlled via a tightening torque that is independent of an angular position can be adjusted exactly to the desired degree within the elastic limits.
  • the working cylinder has a further coupling section.
  • This has the further closure part, the further end of the cylinder tube and a further hollow-cylindrical adaptation body and is designed analogously to the described coupling section.
  • the further closure part has a further external thread and the further adaptation body has a further internal thread corresponding to the further external thread, so that the further external thread and the further internal thread form a further common threaded section which is designed to make the further closure part and the further adaptation body detachable to pair.
  • the further end of the cylinder tube with the further adaptation body is attached to a further end of the adaptation body on the side of the cylinder tube by means of a further Circumferential annular weld seam and the additional annular weld seam forms an additional pressure medium-tight sealing level.
  • the working cylinder has the special coupling according to the invention to both closure parts.
  • This development is advantageous in special cases when the coupling for both locking parts is to be detachable, or when special components such as position sensors are to be arranged on the cylinder tube, in which a defined angular position is to be achieved both in relation to the first locking part, referred to here as the locking part , As well as to the second closure part, referred to here as another closure part, is to be adjusted.
  • the invention relates to a method for producing a working cylinder according to the invention.
  • the method according to the invention includes the following method steps: a) Screwing the adaptation body onto the closure part b) Applying a torque to the adaptation body and providing a subassembly consisting of the closure part and the adaptation body c) Positioning the cylinder tube with its cylinder tube end on the cylinder tube side Adaptation body end d) Production of the circumferential ring weld.
  • the screwing movement is continued by applying a torque that can be defined by the user.
  • a torque that can be defined by the user.
  • a desired elastic deformation of the pressure contact areas of the closure part and the adapter body can be set.
  • step c) the cylinder tube is brought into the desired position relative to the adapter body.
  • the length of the adapter body is preferably such that the closure part protrudes axially, so that the cylinder tube can be pushed onto this axial protrusion and is thus centered.
  • step d the circumferential ring weld is produced.
  • this is a laser weld seam.
  • the cylinder barrel and subassembly are held in a fixed relative position.
  • step d the coupling section is completed. If a coupling section according to the invention is not also produced as a further coupling section in a special development at the opposite end of the cylinder to the further closure part, the working cylinder is also closed according to method step d). Further work steps such as painting can then be carried out.
  • this has a method step c1) after method step c). c1) Alignment of the cylinder tube in an angular position about the main longitudinal axis relative to the sub-assembly.
  • step c1) the alignment of the cylinder tube takes place in addition to the other degrees of freedom in the rotational degree of freedom of torsion about the central main longitudinal axis of the working cylinder. This adjusts the angular position of the cylinder tube relative to the closure part. This is based on the fact that, as a rule, the further closure part is already coupled to the cylinder tube by welding. In this way, the angular position of the closure parts relative to one another can be defined at the same time.
  • FIG. 1 cut sectional view of a working cylinder with two kupplungsab
  • Fig. 4 Enlarged detail of a coupling section with overlap section and inclined ring weld explained in more detail.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a working cylinder according to the invention in a sectional view.
  • the exemplary embodiment is a differential working cylinder.
  • the working cylinder also has a further coupling section 7b.
  • the working cylinder is composed of the cylinder 1 and the piston unit 2.
  • the cylinder tube 3 has the opposite cylinder tube ends 5a and 5b.
  • the interior 6 is formed together with the closure parts 4a and 4b.
  • the at least one working space 6.1 here as the main working space, is formed between the piston of the piston unit 2 and the closure part 4a, which is present here as a bottom closure part.
  • the piston unit 2 is in the retracted position, so that the working space 6.1 is closed.
  • Opposite is the maximum open piston rod space (no reference number) as a further working space, which is delimited by the further closure part 4b as a guide closure part.
  • the working chamber 6.1 is supplied with hydraulic fluid via the pressure medium connection 12a and the piston rod chamber via the further pressure medium connection 12b.
  • the coupling section 7a includes the closure part 4a, the adapter body 8a and the cylinder tube end 5a.
  • the closure part 4a has an external thread 9a and the adapter body 8a has an internal thread 10b.
  • the threads 9a and 10a are of corresponding design and engage with one another.
  • the adapter body 8a is detachably coupled to the closure part 4a by screwing.
  • the cylinder tube 3 is connected with its cylinder tube end 5a to the adapter body 8a by means of the annular weld seam 11b in a cohesive manner.
  • the further coupling section 7b with the further closure part 4b, the further adapter body 8b, the further threads 9b and 10b and the further annular weld seam 11b on the further cylinder tube end 5b corresponds in its structure and in its function to the coupling section 7a.
  • the sections describing the coupling section 7a therefore also apply in a corresponding manner to the further coupling section 7b.
  • the working cylinder is detachable at both ends due to the two coupling portions 7a and 7b.
  • FIG. 2 shows the area of the coupling section 7a as a detail in an enlarged section.
  • the coupling area between the adapter body 8a and the closure part is further detailed by FIG. 3, so that FIGS. 2 and 3 are explained together.
  • the adapter body 8a has a tapered wall section 8a.4. This has the axial annular surface 8a.5 in the direction of the closure part 4a and the axial mating annular surface 4a.1 opposite the closure part 4a in the direction of the adapter body 8a. Both annular surfaces 8a.5 and 4a.1 together form the pressure contact surface 13. This is subjected to an axial force by means of the screw connection through the external thread 9a and the internal thread 10a, which causes an elastic deformation of the adapter body 8a and the closure part 4a in the area around the pressure contact surface 13 .
  • the adapter body 8a overlaps at its end 8a.1 on the cylinder tube side by means of an overlapping section 8a.2 the cylinder tube 3 at its cylinder end 5a.
  • the ring weld seam 11a is inclined and encloses a ring weld seam inclination angle a with its ring weld center axis 15 relative to the main longitudinal axis 14 of the working cylinder, which angle is 30 degrees in the exemplary embodiment. Due to the overlap, the adapter body 8a, which is also made with a greater material strength than the cylinder tube 3, also supports the coupling by means of the annular weld seam 11a and, in particular, reliably absorbs buckling forces when the pressure medium is pressurized during operation of the working cylinder.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei der Arbeitszylinder einen Zylinder (1) und eine Kolbeneinheit (2) aufweist, wobei der Zylinder (1) ein Zylinderrohr (3), ein Verschlussteil (4a) und ein weiteres Verschlussteil (4b) aufweist, wobei das Zylinderrohr (3) ein Zylinderrohrende (5a) und ein weiteres Zylinderrohrende (5b) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) an dem Zylinderrohrende (5a) und das weitere Verschlussteil (4b) an dem weiteren Zylinderrohrende (5b) angeordnet ist, wobei der Zylinder einen Kopplungsabschnitt (7a) aufweist, welcher das Verschlussteil (4a), das Zylinderrohrende (5a) sowie einen hohlzylindrischen Adaptionskörper (8a) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) ein Außengewinde (9a) und der Adaptionskörper (8a) ein zu dem Außengewinde (9a) korrespondierendes Innengewinde (10a) aufweist, wobei das Außengewinde (9a) und das Innengewinde (10a) einen gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der ausgebildet ist, das Verschlussteil (4a) und den Adaptionskörper (8a) lösbar zu koppeln, wobei das Zylinderrohrende (5a) mit dem Adaptionskörper (8a) an einem zylinderrohrseitigen Adaptionskörperende (8a.1) mittels einer umlaufenden Ringschweißnaht (11a) stoffschlüssig verbunden ist und wobei die Ringschweißnaht (11a) eine druckmitteldichte Dichtebene ausbildet.

Description

Arbeitszylinder und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, insbesondere einen hydraulischen Arbeitszylinder, und ein Verfahren zu dessen Herstellung
Aus dem Stand der Technik sind Arbeitszylinder als solche bekannt. In der Regel weisen die Arbeitszylinder ein Zylinderrohr sowie Verschlussteile auf.
Die Fertigung solcher Arbeitszylinder erfolgt gemäß dem Stand der Technik in der Regel durch ein Verschrauben der Verschlussteile mit dem Zylinderrohr. Diese Arbeitszylinder werden in dem Stand der Technik daher auch als Schraubzylinder bezeichnet.
Hierbei ist es beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt, das Bodenver schlussteil 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.
Sowohl Schraubzylinder als auch Zylinder mit Verschraubung nur eines Ver schlussteils und MAG-Verschweißung des anderen Verschlussteils werden nach dem Stand der Technik in hoher Qualität bereitgestellt und haben sich als hochwertige und zuverlässige Produkte bewährt.
Als fertigungsseitiger Nachteil ist hierbei festzustellen, dass insbesondere für das Zylinderrohr eine Zulage der Materialstärke, also der Rohrwandstärke, für das sub- 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
Bestätigungskopie nachteilig zu einem erhöhten Materialverbrauch und zu einem erhöhten Endgewicht des Arbeitszylinders. Ferner ist es fertigungsseitig aufwändig, die vergleichsweise langen Zylinderrohre spanend zu bearbeiten. Weiterhin ist es fertigungstechnisch schwierig, die Gewinde der Verschlussteile und des Zylinderrohrs so aufeinander abzustimmen, dass im Falle einer gewünschten besonderen Winkelstellung der Verschlussteile zueinander oder zu dem Zylinderrohr ein geeignetes Anzugdreh moment beim Verschrauben anliegt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitszylinder bereitzustellen, der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, kostengünstig herstellbar sowie demontierbar ist. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Flerstellung 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 9 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweilige Unteransprü chen.
Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder weist als Grundelemente einen Zylinder und eine Kolbeneinheit auf und ist insbesondere durch einen besonderen Kopplungsab schnitt gekennzeichnet.
Der Zylinder des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders weist ein Zylinderrohr, ein Verschlussteil und ein weiteres Verschlussteil auf.
Das Zylinderrohr weist wie an sich bekannt mit einem Zylinderrohrende und einem weiteren Zylinderrohrende zwei gegenüberliegende Zylinderrohrenden auf. An dem Zylinderrohrende ist das Verschlussteil und an dem weiteren Zylinderrohrende das weitere Verschlussteil angeordnet. Nachfolgend werden das Zylinderrohrende und das weitere Zylinderrohrende zusammengefasst auch als die Zylinderrohrenden sowie das Verschlussteil und das weitere Verschlussteil zusammengefasst auch als die Verschlussteile bezeichnet. Das Zylinderrohr und die hieran angeordneten Verschlussteile bilden einen Zylinderinnenraum aus.
Die Kolbeneinheit bildet in dem Zylinderinnenraum mindestens einen Arbeitsraum aus. Die Kolbeneinheit ist bevorzugt als eine Baugruppe aus Kolben und Kolben stange ausgebildet, wobei die Kolbenstange eines der Verschlussteile, das dann als Führungsverschlussteil vorliegt, gleitend durchsetzt. Die Kolbeneinheit kann aber beispielsweise auch als Plungerkolben oder als eine Kolbeneinheit eines Gleichgangzylinders vorliegen.
Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder ist zudem durch einen in besonderer Weise ausgebildeten Kopplungsabschnitt gekennzeichnet.
Der Kopplungsabschnitt weist erfindungsgemäß das Verschlussteil, das Zylinder rohrende sowie einen hohlzylindrischen Adaptionskörper auf.
Das Verschlussteil weist ein Außengewinde und der Adaptionskörper ein Innen gewinde auf. Das Außengewinde und das Innengewinde sind zueinander korrespondierend ausgebildet und stehen in einem bestimmungsgemäßen Montageendzustand zueinander im Eingriff. Hierbei bilden sie einen gemeinsamen Gewindeabschnitt aus. Dieser ist ausgebildet, das Verschlussteil und den Adap tionskörper lösbar zu koppeln.
Ferner ist der Kopplungsabschnitt dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinder rohrende mit dem Adaptionskörper an einem zylinderrohrseitigen Adaptions körperende mittels einer umlaufenden Ringschweißnaht stoffschlüssig verbunden ist. Hierbei bildet die Ringschweißnaht eine druckmitteldichte Dichtebene aus.
Damit bildet in einem Montageendzustand der Adaptionskörper praktisch eine longitudinale Fortsetzung des Zylinderrohr aus, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser von Adaptionskörper übereinstimmen, aber auch jeweils voneinander abweichen können. Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder weist insbesondere die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf.
Die Adaptionsmuffe kann aufgrund der im Vergleich zum Zylinderrohr geringeren axialen Abmessungen wesentlich kostengünstiger spanend bearbeitet werden. Dies betrifft insbesondere das Schneiden des Innengewindes. Die Länge des Adaptions körpers kann hierbei in der Regel deutlich geringer als sein Durchmesser ausgebil det werden. Der Adaptionskörper wird vorzugsweise aus einem Rohrmaterial hergestellt, welches als sogenannte Stangenware vorliegt. Insbesondere das Ablängen, die Spannvorgänge und das Handling können wesentlich schneller ausgeführt werden als bei einem vergleichsweise deutlich längeren Zylinderrohr. Zudem können Bearbeitungsmaschinen mit deutlich kleineren Bearbeitungsräumen eingesetzt werden, die entsprechend weniger kostenintensiv sind und zudem durch ihre kleinere Ausbildung weniger Aufstellraum benötigen.
Als ein weiterer Vorteil kann die die Winkelstellung der Verschlussteile frei und exakt eingestellt werden. Die Einstellung der Winkelstellung steht anders als bei einem Schraubarbeitszylinder nicht in einem Zusammenhang mit dem Anzugsdrehmoment beim Verschrauben. Dadurch ist die Winkelstellung frei wählbar. Zudem ist die Winkelstellung besonders einfach exakt einstellbar, weil mögliche elastische Torsionsverformungen des Zylinderrohrs wie bei der Schraubmontage eines Schraubarbeitszylinder nicht auftreten und nicht beachtet werden müssen.
Zugleich kann als besonderer Vorteil die Adaptionsmuffe anzugsmomentoptimiert montiert werden. Da die Winkelstellung der Adaptionsmuffe zu dem Verschlussteil nicht beachtet werden muss, kann die Verschraubung exakt mit dem jeweils ge wünschten Anzugsdrehmoment erfolgen. Dadurch ist insbesondere auch eine kostengünstige metallische Dichtung möglich.
Weiterhin besteht ein Montagevorteil dadurch, dass eine etwaige Ausdrehsicherung für den Adapterkörper angebracht werden kann, ohne dass bereits das Zylinderrohr montiert ist. Hierbei besteht sowohl ein Handlingsvorteil durch die vergleichsweise geringen Abmessungen der Vorbaugruppe aus Verschlussteil und Adaptionskörper als auch der Vorteil, dass etwaige damit verbundene Verunreinigungen des Zylin- derinnenraums vermieden werden.
Ferner ist vorteilhaft die Wandungsstärke des Adaptionskörpers nicht an die Wan dungsstärke des Zylinderrohrs gebunden. Insbesondere kann die Wandungsstärke des Zylinderrohrs schwächer gewählt werden, weil das Zylinderrohr nicht durch das Gewinde wie bei einem Schraubarbeitszylinder nach dem Stand der Technik in seinem Wandungsquerschnitt geschwächt wird. Umgekehrt kann somit die Wan dungsstärke des Adaptionskörpers relativ zu der Wandungsstärke des Zylinder rohrs größer gewählt werden um so die Belastungen in dem Gewindebereich zuver lässig aufnehmen zu können.
Weiterhin ist es vorteilhaft gegenüber einem Schweißarbeitszylinder nach dem Stand der Technik, dass die Materialpaarung für die Verschweißung nicht mehr zwingend durch das Material des Verschlussteils festgelegt ist. Vielmehr kann durch Auswahl eines geeigneten Materials des Adaptionskörpers eine Materialpaarung zu dem Material des Zylinderrohrs optimiert werden.
In gleicher Weise kann vorteilhaft eine Optimierung des Materials des Adaptions körpers erfolgen, da dieser nicht auf das Material des Zylinderrohrs festgelegt ist. Vielmehr kann ein für eine spanende Bearbeitung besser geeignetes Material gewählt werden.
Vorteilhaft wird vergleichsweise teures Material für das Zylinderrohr eingespart, da sich dessen Länge um die Länge des Adaptionskörpers reduziert.
Als weiterer wesentlicher Vorteil bleibt der erfindungsgemäße Arbeitszylinder im Gegensatz zu einem Schweißarbeitszylinder demontierbar und ist damit wartungs- und reparaturfähig. Hierbei ist es zudem vorteilhaft, dass auch nach einer Wiedermontage die Winkelstellung der Verschlussteile zueinander bei im Wesentlichen gleichen Anzugsdrehmoment erneut bereitgestellt werden kann, da die Winkelstellung zwischen dem Adapterkörper und dem Zylinderrohr aufgrund der dauerhaften Schweißverbindung aufrechterhalten bleibt.
Insofern vereint der erfindungsgemäße Arbeitszylinder die Vorteile einer Schraub kopplung mit denen einer Laserschweißkopplung oder anders formuliert die Vorteile eines Schweißarbeitszylinders mit denen eines Schraubarbeitszylinders.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung weisen die Verschlussteile des Arbeitszylinders jeweils einen seitlich angeordneten Druckmittelanschluss auf.
Dieser vorteilhaften Weiterbildung liegt zu Grunde, dass für viele Anwendungen Arbeitszylinder bereitgestellt werden müssen, die an den Verschlussteilen seitlich angeordnet Druckmittelanschlüsse für beide Arbeitsräume aufweisen müssen, wobei für beide Druckmittelanschlüsse eine anwendungsspezifische bestimmte Winkelstellung um die Hauptlängsachse gefordert wird. Die Winkelstellung kann beispielsweise bei 0 Grad, also auf einer Linie, oder bei 180 Grad, also gegenüber liegend, gefordert sein. Es können aber auch alle weiteren möglichen Winkelstel lungen gefordert sein.
Hierfür stellt der erfindungsgemäße Arbeitszylinder eine vorteilhafte Lösung bereit, da nach einer Montage des Adaptionskörpers das Zylinderrohr mit dem weiteren Verschlussteil um seine Hauptlängsachse frei verdrehbar ausgerichtet und in dieser Winkelstellung mit dem Adaptionskörper verschweißt werden kann.
Nach einer anderen Weiterbildung ist die Ringschweißnaht als Laserschweißnaht ausgebildet.
Gemäß dieser Weiterbildung wird eine Schweißverbindung mit einer nur geringen Streckenenergie bereitgestellt. Dadurch wird beispielsweise im Vergleich zu dem nach dem Stand der Technik üblichen MAG-Schweißen eine lediglich geringe Erwärmung der Vorbaugruppe aus Verschlussteil und Adapterkörper bewirkt, so dass bereits montierte Dichtungen oder Führungen nicht geschädigt werden.
Entsprechend einer fortführenden Weiterbildung weist die Ringschweißnaht eine Ringschweißnahttiefe auf, die zu einer Zylinderrohrwandungsdicke ein Verhältnis von 1,1 bis 2,5 aufweist.
In dieser Weiterbildung weist die Ringschweißnaht 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 fach der Zylinderrohrwandungsdicke vorliegt. Hiermit wird besonders vorteilhaft eine größere Verbindungsfläche und somit eine höhere Festigkeit der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Adapterkörper und dem Zylinderrohr bereitgestellt.
Gemäß einer ebenfalls fortführenden Weiterbildung weist die Ringschweißnaht eine Ringschweißnahtmittelachse auf, die gegenüber eine Hauptlängsachse des Zylin derrohrs eine 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 Festigkeitserhöhung 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 unerwünschte übermäßige Erwärmung beim Schweißen zu vermeiden.
Nach einer anderen Weiterbildung ist die Adaptionskörperwandungsdicke größer als die Zylinderrohrwandungsdicke. Zudem weist der Adaptionskörper einen Über- greifungsabschnitt auf, der das Zylinderrohr an dessen Zylinderrohrende radial übergreift.
Als Übergreifungsabschnitt im Sinne dieser Weiterbildung wird eine Geometrie von Adaptionskörper und Zylinderrohr verstanden, bei der in exzentrischer Richtung betrachtet ein Abschnitt des Adaptionskörpers radial über dem Zylinderrohr ange ordnet ist. Dabei kann beispielsweis die Übergreifung in der Weise ausgebildet sein, dass sich ein Abschnitt des Adaptionskörper wie ein Umfassungsring über das Zylinderrohr legt. Es ist auch möglich, dass der Adapterkörper und das Zylinderrohr jeweils eine schräge Flanke aufweisen, wobei die Flanke des Adapterkörpers radial über der Flanke des Zylinderrohrs liegt.
In jedem Fall wird nach dieser Weiterbildung eine durch den Druck des Druck mittels bewirkte elastische Aufweitung des Zylinderrohrs, nachfolgend als Beulung bezeichnet, durch die Überkragung begrenzt. Somit erhält die Kopplung zwischen dem Adapterkörper und dem Zylinderrohr neben der stoffschlüssigen Verbindung vorteilhaft eine zusätzliche formschlüssige Kraftübertragungskomponente und somit Entlastung der Ringschweißnaht.
Ferner weist nach einerweiteren vorteilhaften Weiterbildung das verschlussteil seitige Adaptionskörperende einen Wandungsverjügungsabschnitt auf. Der Wan dungsverjüngungsabschnitt weist eine axiale Ringfläche und das Verschlussteil eine axiale Gegenringfläche auf, wobei die axiale Ringfläche und die axiale Gegen ringfläche in einem Kopplungszustand in einem formschlüssigen Druckkontakt zueinander stehen und eine umlaufende Druckkontaktfläche ausbilden. Die Druck kontaktfläche bildet eine Dichtebene aus. Die Dichtebene verhindert den Austritt eines Druckmittels aus dem Arbeitsraum an der Kopplung zwischen Adapterkörper und Verschlussteil. Der formschlüssige Druckkontakt wird dabei durch die Erzeu gung einer axialen Kraft aufgrund des Verschraubens von Adapterkörper und Ver schlussteil bewirkt. Gemäß dieser Weiterbildung wird durch eine Flächenpressung im Bereich der Druckkontaktfläche eine Verformung des Adaptionskörpers und des Verschlussteils bereitgestellt, welche sowohl ohne als auch mit einer Druckbeaufschlagung eines Druckmittels innerhalb einer Elastizitätsgrenze vorliegt.
In Folge des Druckkontakts zwischen der Ringfläche und der Gegenringfläche resultiert an der Druckkontaktfläche eine Flächenpressung. Durch diese Flächen pressung wird wiederum eine Verformung des Adapterkörpers, insbesondere dessen Wandungsverjüngungsabschnitts, sowie des Verschlussteils bewirkt. Ge mäß dieser Weiterbildung liegt die bewirkte Verformung sowohl ohne Druckbeaufschlagung als auch mit einer Druckbeaufschlagung eines Druckmediums innerhalb einer Elastizitätsgrenze. Die Elastizitätsgrenze wird dabei durch die Werkstoffe des Adapterkörpers und des Verschlussteils bestimmt. Für den Fall, dass Adapterkör per und Verschlussteil aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, sind entsprechend auch verschiedene Elastizitätsgrenzen zu berücksichtigen.
Bei einer hohen Druckbeaufschlagung kommt es zu erheblichen innenseitig auf das Verschlussteil axial wirkenden Kräften. Dies bewirkt eine geringe axiale Lageverän derung des Verschlussteils relativ zu dem Adapterkörper. Bei Entfall der Druckbe aufschlagung findet die geringe axiale Lageänderung dann in umgekehrter Richtung statt. Die axiale Lageveränderung wirkt sich auf den Grad der Verformung der Kopplungspartner in den an die Druckkontaktfläche angrenzenden Bereichen aus. Bei hoher Druckbeaufschlagung ist die Verformung somit geringer als bei geringe rer Druckbeaufschlagung. Zugleich ist die Flächenpressung bei hoher Druckbeauf schlagung geringer als bei geringerer Druckbeaufschlagung.
Da die stattfindende Verformung erfindungsgemäß in allen Druckbeaufschlagungs zuständen ausschließlich auf den elastischen Bereich beschränkt ist, ist diese bei einer Änderung des Betriebszustandes durch Druckbeaufschlagung und Entfall der Druckbeaufschlagung vollständig reversibel. Dabei wird erfindungsgemäß zugleich für sämtliche Betriebszustände gewährleistet, dass der Druckkontakt und die bewirkte Flächenpressung der Druckkontaktfläche die Ausbildung der Dichtebene und somit eine ausreichende Abdichtung zwischen Adapterkörper und Verschlussteil bereitstellt.
Der Begriff Druckbeaufschlagung umfasst hierbei den gesamten Wertebereich von einem beliebigen Kleinstdruck bis zu einem maximal zulässigen Druck des Druck mittels. Auch bei dem maximalen Druck verbleibt eine ausreichende axiale Kraft auf die dichtende Druckkontaktfläche, so dass die Funktion des Arbeitszylinders erhal ten bleibt.
Die axiale Ringfläche und die axiale Gegenringfläche sind vorzugsweise in einer im wesentlichen orthogonal zur Längsachse stehenden Planebene angeordnet.
Besonders vorteilhaft es hierbei, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Arbeits zylinder erstes abweichend von dem Material des Zylinderrohrs eine besonders geeignete Materialpaarung von Adaptionskörper und Verschlussteil mit geeigneten Elastizitätsmoduln gewählt werden und zweitens über einen von einer Winkelstel lung unabhängigen Anzugsdrehmoment die Verformung des Wandungsver jüngungsabschnitts und des korrespondierenden Verschlussteilabschnitts exakt in dem gewünschten Grad innerhalb der Elastizitätsgrenzen eingestellt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Arbeitszylinder einen weiteren Kopplungsabschnitt auf. Dieser weist das weitere Verschlussteil, das weitere Zylinderrohrende und einen weiteren hohlzylindrischen Adaptionskörper auf und ist analog zu dem beschriebenen Kopplungsabschnitt ausgebildet. Konkret weist hierfür das weitere Verschlussteil ein weiteres Außengewinde und der weitere Adaptionskörper ein zu dem weiteren Außengewinde korrespondierendes weiteres Innengewinde auf, so dass das weitere Außengewinde und das weitere Innen gewinde einen weiteren gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der ausgebildet ist, das weitere Verschlussteil und den weiteren Adaptionskörper lösbar zu koppeln. Zudem ist das weitere Zylinderrohrende mit dem weiteren Adaptionskörper an einem weiteren zylinderrohrseitigem Adaptionskörperende mittels einer weiteren umlaufenden Ringschweißnaht stoffschlüssig verbunden und die weitere Ring schweißnaht bildet eine weitere druckmitteldichte Dichtebene aus.
Die Beschreibungsinhalte zu dem Kopplungsabschnitt gelten in ergänzenderWeise auch für den weiteren Kopplungsabschnitt.
Gemäß dieser Weiterbildung weist der Arbeitszylinder die erfindungsgemäße besondere Kopplung zu beiden Verschlussteilen auf. Diese Weiterbildung ist in besonderen Fällen vorteilhaft, wenn eine Lösbarkeit der Kopplung für beide Ver schlussteile bereitgestellt werden soll, oder wenn an dem Zylinderrohr besondere Bauelemente wie beispielsweise Positionssensoren angeordnet werden sollen, bei denen eine definierte Winkelstellung sowohl zu dem ersten Verschlussteil, hier als Verschlussteil bezeichnet, als auch zu dem zweiten Verschlussteil, hier als weiteres Verschlussteil bezeichnet, eingestellt werden soll.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Arbeitszylinders.
Das erfindungsgemäße Verfahren weit die die folgenden Verfahrensschritte auf: a) Aufschrauben des Adaptionskörpers auf das Verschlussteil b) Beaufschlagen des Adaptionskörpers mit einem Drehmoment und Bereit stellen einer Vorbaugruppe aus dem Verschlussteil und dem Adaptions körper c) Positionieren des Zylinderrohrs mit seinem Zylinderrohrende an dem zy linderrohrseitigen Adaptionskörperende d) Herstellen der umlaufenden Ringschweißnaht.
Die Verfahrensschritte werden nachfolgend im Einzelnen näher beschrieben. a) Aufschrauben des Adaptionskörpers auf das Verschlussteil In dem Verfahrensschritt a) werden das Außengewinde des Verschlussteils und das Innengewinde des Adaptionskörpers zueinander in Eingriff gebracht. Dann wird eine Verschraubung durchgeführt, so dass sich der gemeinsame Gewindeabschnitt ausbildet. Die Verschraubung wird fortgeführt, bis der Adaptionskörper mit seinem verschlussteilseitigen Ende am Verschlussteil anliegt. b) Beaufschlagen des Adaptionskörpers mit einem Drehmoment und Bereit stellen einer Vorbaugruppe aus dem Verschlussteil und dem Adaptions körper
In dem Verfahrensschritt b) wird die Verschraubbewegung mittels Beaufschlagung eines durch den Anwender definierbaren Drehmoments fortgesetzt. Hierbei kann insbesondere eine gewünschte elastische Verformung der Druckkontaktbereiche von Verschlussteil und Adapterkörper eingestellt werden.
Somit wird im Verfahrensschritt b) eine Vorbaugruppe, aufweisend das Ver schlussteil und den Adapterkörper, erhalten.
Optional ist es möglich, unmittelbar nach Verfahrensschritt b) oder auch nach einem späteren Verfahrensschritt eine Ausdrehsicherung anzubringen, die ein Lösen der Schraubverbindung zwischen Adaptionskörper und Verschlussteil verhindert. c) Positionieren des Zylinderrohrs mit seinem Zylinderrohrende an dem zylinderrohrseitigen Adaptionskörperende
In dem Verfahrensschritt c) wird das Zylinderrohr in die gewünschte relative Lage beziehung zu dem Adapterkörper gebracht. Vorzugsweise ist der Adapterkörper von einer solchen Länge, dass das Verschlussteil axial übersteht, so dass das Zylinderrohr auf diesen axialen Überstand aufgeschoben werden kann und somit zentriert wird. d) Herstellen der umlaufenden Ringschweißnaht.
Im Verfahrensschritt d) wird die umlaufende Ringschweißnaht erzeugt. Vorzugs weise handelt es sich hierbei um eine Laserschweißnaht. Während des Schwei ßens werden das Zylinderrohr und die Vorbaugruppe in einer festen relativen La gebeziehung gehalten. Im Ergebnis des Verfahrensschritts d) ist der Kopplungs abschnitt fertiggestellt. Soweit nicht in einer besonderen Weiterbildung an dem ge genüberliegenden Zylinderende zu dem weiteren Verschlussteil ebenfalls ein erfin dungsgemäßer Kopplungsabschnitt als weiterer Kopplungsabschnitt hergestellt wird, ist der Arbeitszylinder zudem nach Verfahrensschritt d) geschlossen. Es kön nen dann weitere Arbeitsschritte wie beispielsweise das Lackieren erfolgen.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens weist dieses nach dem Verfahrensschritt c) einen Verfahrensschritt c1) auf. c1) Ausrichten des Zylinderrohrs in einer Winkellage um die Hauptlängsachse relativ zu der Vorbaugruppe.
In dem Verfahrensschritt c1) erfolgt das Ausrichten des Zylinderrohrs neben den weiteren Freiheitgraden zusätzlich in dem rotatorischen Freiheitsgrad der Verdreh ung um die zentrale Hauptlängsachse des Arbeitszylinders. Hierdurch wird die Winkelstellung des Zylinderrohr gegenüber dem Verschlussteil eingestellt. Dem liegt zu Grunde, dass in der Regel an das Zylinderrohr bereits das weitere Ver schlussteil durch Verschweißen gekoppelt ist. Somit lässt sich zugleich die Winkel stellung der Verschlussteile zueinander festlegen.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
Fig. 1 Schnittdarstellung eines Arbeitszylinders mit zwei Kopplungsab schnitten
Fig. 2 Vergrößertes Detail des Arbeitszylinders Fig. 3 Vergrößertes Detail des Kopplungsabschnitts mit Wandungs verjüngung
Fig. 4 Vergrößertes Detail eines Kopplungsabschnitt mit Übergreifungs abschnitt und geneigter Ringschweißnaht näher erläutert.
Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren auf jeweils gleiche Merkmale oder Bauteile. Die Bezugszeichen werden in der Beschreibung auch dann verwandt, sofern sie in der betreffenden Figur nicht dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Arbeitszylinders in einer Schnittdarstellung. Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Differenzialarbeitszylinder. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Arbeitszylinder zusätzlich einen weiteren Kopplungsabschnitt 7b auf.
Der Arbeitzylinder setzt sich zusammen aus dem Zylinder 1 und der Kolbeneinheit 2. Das Zylinderrohr 3 weist die gegenüberliegenden Zylinderrohrenden 5a und 5b auf. Zusammen mit den Verschlussteilen 4a und 4b wird der Innenraum 6 ausge bildet. Zudem wird zwischen dem Kolben der Kolbeneinheit 2 und dem Verschluss teil 4a, welches hier als Bodenverschlussteil vorliegt, der mindestens eine Arbeits raum 6.1, hier als Hauptarbeitsraum, ausgebildet. Die Kolbeneinheit 2 befindet sich in der Einfahrstellung, so dass der Arbeitsraum 6.1 geschlossen ist. Gegenüber liegend befindet sich als weiterer Arbeitsraum der maximal geöffnete Kolbenstangenraum (ohne Bezugszeichen), der durch das weitere Verschlussteil 4b als Führungsverschlussteil begrenzt wird. Der Arbeitsraum 6.1 wird über den Druck mittelanschluss 12a und der Kolbenstangenraum über den weiteren Druckmittelanschluss 12b mit dem Hydraulikfluid versorgt. Der Kopplungsabschnitt 7a umfasst das Verschlussteil 4a, den Adapterkörper 8a und das Zylinderrohrende 5a.
Das Verschlussteil 4a weist ein Außengewinde 9a und der Adapterkörper 8a ein Innengewinde 10b auf. Die Gewinde 9a und 10a sind korrespondierend ausgebildet und stehen miteinander im Eingriff. Mittels der Gewinde 9a, 10a ist der Adapter körper 8a durch Verschraubung lösbar mit dem Verschlussteil 4a gekoppelt. Das Zylinderrohr 3 ist mit seinem Zylinderrohrende 5a durch die Ringschweißnaht 11b stoffschlüssig mit dem Adapterkörper 8a verbunden.
Der weitere Kopplungsabschnitt 7b mit dem weiteren Verschlussteil 4b, dem weiteren Adapterkörper 8b, den weiteren Gewinden 9b und 10b sowie der weiteren Ringschweißnaht 11b an dem weiteren Zylinderohrende 5b entspricht in seinem Aufbau und in seiner Funktion dem Kopplungsabschnitt 7a. Die Beschreibungsab schnitte zu dem Kopplungsabschnitt 7a gelten daher in entsprechenderWeise auch für den weiteren Kopplungsabschnitt 7b. In dem Ausführungsbeispiel ist der Ar beitszylinder aufgrund der zwei Kopplungsabschnitte 7a und 7b an beiden Enden demontierbar.
Fig. 2 zeigt in einem Vergrößerungsausschnitt den Bereich des Kopplungsab schnitts 7a als Detail. Der Kopplungsbereich zwischen dem Adapterkörper 8a und dem Verschlussteil wird durch Fig. 3 weiter detailliert, so dass Fig. 2 und Fig. 3 zusammen erläutert werden.
Der Adapterkörper 8a weist in der Ausführung gemäß Fig. 2 und 3 einen Wandungsverjüngungsabschnitt 8a.4 auf. Dieser weist in Richtung des Verschlussteils 4a die axiale Ringfläche 8a.5 und das Verschlussteil 4a gegenüberliegend in Rich tung des Adapterkörpers 8a die axiale Gegenringfläche 4a.1 auf. Beide Ringflächen 8a.5 und 4a.1 bilden gemeinsam die Druckkontaktfläche 13 aus. Diese wird mittels der Verschraubung durch das Außengewinde 9a und das Innengewinde 10a mit einer axialen Kraft beaufschlagt, die eine elastische Verformung von Adapterkörper 8a und Verschlussteil 4a in dem Bereich um die Druckkontaktfläche 13 bewirken. Fig. 4. zeigt in einem Vergrößerungsausschnitt den Bereich des Kopplungsab schnitt 7a in dem Bereich der Ringschweißnaht 11a als Detail. In diesem Ausfüh rungsbeispiel übergreift der Adapterkörper 8a an seinem zylinderrohrseitigen Ende 8a.1 mittels eines Übergreifungsabschnitts 8a.2 das Zylinderrohr 3 an dessen Zylin derrohrende 5a.
Zudem ist die Ringschweißnaht 11a geneigt und schließt mit ihrer Ringschweiß nahtmittelachse 15 gegenüber der Hauptlängsachse 14 des Arbeitszylinders einen Ringschweißnahtneigungswinkel a ein, der im Ausführungsbeispiel 30 Grad be trägt. Durch die Übergreifung stützt der hier zudem mit einer größeren Material stärke als das Zylinderrohr 3 ausgebildete Adapterkörper 8a zusätzlich die Kopp lung mittels der Ringschweißnaht 11a und trägt insbesondere Beulungskräfte bei einer Druckbeaufschlagung des Druckmittels im Betrieb des Arbeitszylinder zuver lässig ab.
Verwendete Bezugszeichen
1 Zylinder
2 Kolbeneinheit
3 Zylinderrohr 4a Verschlussteil
4.a.1 axiale Gegenringfläche 4b weiteres Verschlussteil 5a Zylinderrohrende 5b weiteres Zylinderrohrende 6 Zylinderinnenraum 6.1 Arbeitsraum 7a Kopplungsabschnitt 7b weiterer Kopplungsabschnitt 8a Adaptionskörper
8a.1 zylinderrohrseitiges Adaptionskörperende
8a.2 Übergreifungsabschnitt
8a.3 verschlussteilseitiges Adaptionskörperende
8a.4 Wandungsverjüngungsabschnitt
8a.5 axiale Ringfläche
8b weiterer Adaptionskörper
8b.1 weiteres zylinderrohrseitiges Adaptionskörperende
9a Außengewinde
9b weiteres Außengewinde
10a Innengewinde
10b weiteres Innengewinde
11a Ringschweißnaht
11b weitere Ringschweißnaht
12a Druckmittelanschluss
12b weiterer Druckmittelanschluss
13 Druckkontaktfläche 14 Hauptlängsachse
15 Ringschweißnahtmittelachse a Ringschweißnahtneigungswinkel alpha

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) ein Zylinderrohrende (5a) und ein weiteres Zylinderrohrende (5b) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) an dem Zylinderrohrende (5a) und das weitere Verschlussteil (4b) an dem weiteren Zylinderrohrende (5b) angeordnet ist, und wobei das Zylinderrohr (3) und die Verschlussteile (4a, 4b) einen Zylinderinnenraum (6) ausbilden, wobei die Kolbeneinheit (2) in dem Zylinderinnenraum (6) mindestens einen Arbeitsraum (6.1) ausbildet, wobei der Zylinder einen Kopplungsabschnitt (7a) aufweist, welcher das Verschlussteil (4a), das Zylinderrohrende (5a) sowie einen hohlzylindrischen Adaptionskörper (8a) aufweist, wobei das Verschlussteil (4a) ein Außengewinde (9a) und der Adaptions körper (8a) ein zu dem Außengewinde (9a) korrespondierendes Innengewinde (10a) aufweist, wobei das Außengewinde (9a) und das Innengewinde (10a) einen gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der aus gebildet ist, das Verschlussteil (4a) und den Adaptionskörper (8a) lösbar zu koppeln, wobei das Zylinderrohrende (5a) mit dem Adaptionskörper (8a) an einem zylinderrohrseitigen Adaptionskörperende (8a.1) mittels einer umlaufenden Ringschweißnaht (11a) stoffschlüssig verbunden ist und wobei die Ringschweißnaht (11a) eine druckmitteldichte Dichtebene ausbildet.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussteile (4a, 4b) jeweils einen seitlich angeordneten Druckmittelanschluss (12a, 12b) aufweisen.
3. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschweißnaht (11a) als Laserschweißnaht ausgebildet ist.
4. 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.
5. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschweißnaht (11a) eine Ringschweißnahtmittelachse aufweist, die gegenüber eine Hauptlängsachse des Zylinderrohrs ein Ringschweiß nahtneigungswinkel alpha von 20 bis 70 Grad aufweist.
6. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Adaptionskörperwandungsdicke größer ist als eine Zylinderrohr wandungsdicke und dass der Adaptionskörper (8a) einen Übergreifungs abschnitt (8a.2) aufweist, der das Zylinderrohr (3) an dessen Zylinderrohr ende (5a) radial übergreift.
7. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein verschlussteilseitiges Adaptionskörperende (8a.3) einen Wan- dungsverjügungsabschnitt (8a.4) aufweist, dass der Wandungsverjüngungsabschnitt (8a.4) eine axiale Ringfläche (8a.5) und das Verschlussteil eine axiale Gegenringfläche (4a.1) aufweist, dass die axiale Ringfläche (8a.5) und die axiale Gegenringfläche (4a.1) in einem Kopplungszustand in einem formschlüssigen Druckkontakt zueinander stehen und eine umlaufende Druckkontaktfläche (13) ausbilden und dass die Druckkontaktfläche (13) eine Dichtebene ausbildet, und dass durch eine Flächenpressung im Bereich der Druckkontaktfläche (13) eine Verformung des Adaptionskörpers und des Verschlussteils sowohl ohne als auch mit einer Druckbeaufschlagung eines Druckmittels innerhalb einer Elastizitätsgrenze vorliegt.
8. Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen weiteren Kopplungsabschnitt (7b) aufweist, welcher das weitere Verschlussteil (4b), das weitere Zylinderrohrende (5b) und einen weiteren hohlzylindrischen Adaptionskörper (8b) aufweist, dass das weitere Verschlussteil (4b) ein weiteres Außengewinde (9b) und der weitere Adaptionskörper (8b) ein zu dem weiteren Außengewinde (9b) korrespondierendes weiteres Innengewinde (10b) aufweist und dass das weitere Außengewinde (9b) und das weitere Innengewinde (10b) einen weiteren gemeinsamen Gewindeabschnitt ausbilden der ausgebildet ist, das weitere Verschlussteil (4b) und den weiteren Adaptionskörper (8b) lösbar zu koppeln, und dass das weitere Zylinderrohrende (5b) mit dem weiteren Adaptions körper (8b) an einem weiteren zylinderrohrseitigem Adaptionskörperende (8b.1) mittels einerweiteren umlaufenden Ringschweißnaht (11b) stoff schlüssig verbunden ist und die weitere Ringschweißnaht (11b) eine weitere druckmitteldichte Dichtebene ausbildet.
9. Verfahren zur Fierstellung eines Arbeitszylinders, wobei der Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: a) Aufschrauben des Adaptionskörpers (8a) auf das Verschlussteil (4a) b) Beaufschlagen des Adaptionskörpers (8a) mit einem Drehmoment und Bereitstellen einer Vorbaugruppe aus dem Verschlussteil (4a) und dem Adaptionskörper (8a) c) Positionieren des Zylinderrohrs (3) mit seinem Zylinderrohrende (5a) an dem zylinderrohrseitigen Adaptionskörperende (8a.1) d) Herstellen der umlaufenden Ringschweißnaht (11a).
10. Verfahren zur Herstellung eines Arbeitszylinders nach Anspruch 9, aufweisend nach dem Verfahrensschritt c) einen Verfahrensschritt c1) wie folgt: c1) Ausrichten des Zylinderrohrs (3) in einer Winkellage um die Haupt längsachse relativ zu der Vorbaugruppe.
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