輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)形式的缸殼體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明如權(quán)利要求1、13和14所記載的那樣涉及一種用于壓力缸的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)形式的缸殼體、一種具有這種缸殼體的壓力缸以及一種用于制造用于壓力缸的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)形式的缸殼體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]按所述類型構(gòu)成的用于壓力缸的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)形式的缸殼體由EP O 464202 Al已知。所述缸殼體具有承載結(jié)構(gòu)，所述承載結(jié)構(gòu)包括內(nèi)管，所述內(nèi)管具有沿軸向相互隔開(kāi)間距的端部，其中，縱軸線在所述端部之間延伸。分別在內(nèi)管的端部區(qū)域內(nèi)設(shè)置第一和第二端部件。由絲線強(qiáng)化的塑料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管的外表面上。所述復(fù)合結(jié)構(gòu)沿軸向連續(xù)地在第一和第二端部件之間延伸。在第一和第二端部件的外表面上分別在其周邊上分布多個(gè)突出于外表面的纏繞輔助元件，這些纏繞輔助元件構(gòu)造成桿狀的。所述纏繞輔助元件具有這樣的強(qiáng)度，使得在施加復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲線時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)纏繞過(guò)程，在所述纏繞過(guò)程中，復(fù)合結(jié)構(gòu)的各單個(gè)絲線分別在沿軸向彼此背離的側(cè)面上在轉(zhuǎn)向區(qū)域內(nèi)繞至少一個(gè)所述纏繞輔助元件分布。
[0003]由 JP 03-236 946 A、JP 03-281 232 A、JP 61-003732 A 以及 JP 48-200032 A 其他用于壓力缸的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)形式的缸殼體，這些缸殼體具有設(shè)置在沿軸向間隔開(kāi)的端部上的纏繞輔助元件。
[0004]由DE 10 2004 008 523 B4已知一種用于制造壓力缸以及用于致動(dòng)器或緩沖器的活塞桿的方法。缸殼體構(gòu)成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)形式并具有承載結(jié)構(gòu)，所述承載結(jié)構(gòu)包括內(nèi)管，所述內(nèi)管沿軸向具有相互間隔開(kāi)的端部，以及具有分別設(shè)置在內(nèi)管的一個(gè)端部區(qū)域的第一端部件和第二端部件。此外，設(shè)有由用絲線強(qiáng)化的塑料制成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管的外表面上。所述復(fù)合結(jié)構(gòu)沿軸向連續(xù)地在第一和第二端部件之間延伸并與所述端部件連接?；钊麠U具有設(shè)置在端側(cè)的端頭件，金屬的內(nèi)部拉伸管以及薄壁的金屬的外部工作管在各端頭件之間延伸，金屬的外部工作管與金屬的內(nèi)部拉伸管同心設(shè)置。在拉伸管和工作管之間還設(shè)置由纖維強(qiáng)化的塑料制成的芯，所述芯沿徑向方向由管狀的芯半部或芯部分構(gòu)成。這里在內(nèi)部的拉伸管上設(shè)置由纖維強(qiáng)化的塑料制成的第一芯部分，而在外部的工作管的內(nèi)側(cè)上設(shè)置另一個(gè)同樣由纖維強(qiáng)化的塑料制成的芯部分。這里內(nèi)部的芯部分的外部尺寸選擇成，使得外部的芯部分能夠移動(dòng)到內(nèi)部的芯部分上并接著可以對(duì)這兩個(gè)芯部分進(jìn)行粘結(jié)。內(nèi)部的拉伸管或外部的工作管的分別朝向金屬的端頭件的端部區(qū)域?yàn)榱藗鬟f力而與所述構(gòu)件焊接。所有的力傳遞這里僅通過(guò)兩個(gè)與金屬的端頭件焊接的管子實(shí)現(xiàn)。這里不利的是，會(huì)形成焊縫以及復(fù)雜的總體制造過(guò)程。
[0005]US 4，704，918記載了一種按輕質(zhì)結(jié)構(gòu)形式的制造的拉壓桿和/或扭桿，其中，各連接件相互隔開(kāi)地設(shè)置并且在各連接件之間設(shè)置跨接間距的、作為輕質(zhì)構(gòu)件的芯構(gòu)件。這個(gè)組件在其整個(gè)長(zhǎng)度上由用樹(shù)脂強(qiáng)化的、編織絲線形式的纖維層包圍。附加地可以在外表面上還施加由另一種塑料材料組成的額外的涂層。在這個(gè)制造過(guò)程中，絲線或纖維編織物在編織過(guò)程之前用樹(shù)脂浸漬。這里，會(huì)使得整個(gè)工作過(guò)程變得困難，因?yàn)槭冀K必須以還沒(méi)有固化的樹(shù)脂潤(rùn)濕或浸漬的絲線材料進(jìn)行作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的因此在于，提供一種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合形式的缸殼體和一種裝備有這種缸殼體的壓力缸，所述缸殼體或壓力缸能夠簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)地制造并且此外還能實(shí)現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)在兩個(gè)端部件上高的保持力，以便即使在工作壓力高時(shí)也實(shí)現(xiàn)缸殼體的承載結(jié)構(gòu)的可靠?jī)?nèi)聚力(Zusammenhalt)。此外還應(yīng)提供一種用于制造輕質(zhì)結(jié)構(gòu)混合形式的缸殼體的方法，其中，能夠簡(jiǎn)單且可靠地完成復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲線的施加并且同時(shí)避免了復(fù)合結(jié)構(gòu)的事后加工步驟以及對(duì)其的分離。
[0007]本發(fā)明的所述目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)權(quán)利要求1的特征得到的優(yōu)點(diǎn)在于，由此可以首先提供相應(yīng)地構(gòu)成的內(nèi)管，所述內(nèi)管在表面質(zhì)量上滿足形成缸內(nèi)腔的要求。在內(nèi)管的端部上設(shè)置端部件，所述端部件用于引導(dǎo)活塞桿或用于連接(封閉)由此構(gòu)成的壓力缸。為了實(shí)現(xiàn)端部件的相互連接，在內(nèi)管的外側(cè)上構(gòu)成由用絲線強(qiáng)化的塑料構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)沿軸向連續(xù)地在兩個(gè)端部件之間延伸并也與端部件連接或保持在所述端部件上。為了構(gòu)成或施加復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲線，在第一和第二端部件的外表面上分別設(shè)有多個(gè)在周邊上分布設(shè)置的纏繞輔助元件，所述纏繞輔助元件突出于所述外表面，以便執(zhí)行纏繞過(guò)程。由此，可以借助于繞線機(jī)在內(nèi)管上以及也在第一和第二端部件之間延伸地設(shè)置絲線或絲線束，以便構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且使其在以后的夾緊區(qū)域中轉(zhuǎn)向。纏繞輔助元件用于僅能夠執(zhí)行纏繞過(guò)程。在構(gòu)成絲線結(jié)構(gòu)之后并且還在塑料固化之前使得纏繞輔助元件變形并且由此向復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲線中移動(dòng)或嵌入其中。
[0008]由于絲線或絲線束在纏繞過(guò)程期間就已經(jīng)涂覆有尚未固化的塑料，在變形過(guò)程中，各個(gè)纏繞輔助元件還嵌入沒(méi)有固化的塑料材料中。由于現(xiàn)在纏繞輔助元件僅是變形并且不再必須除去，省去了在通過(guò)塑料的固化或硬化構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)之后可能的再加工。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)還在于，這樣，在兩個(gè)端部件的纏繞輔助元件之間可以實(shí)現(xiàn)幾乎沒(méi)有中斷的絲線分布，因?yàn)榻z線僅在纏繞輔助元件的區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)向并且由此實(shí)現(xiàn)了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合體內(nèi)部緊湊的并且特別是是連貫的絲線結(jié)構(gòu)。纏繞輔助元件這里僅用于在纏繞過(guò)程中實(shí)現(xiàn)絲線的保持和轉(zhuǎn)向并且在后續(xù)步驟中在塑料的固化或硬化之后不再?gòu)?qiáng)制性地設(shè)定為用于分擔(dān)載荷的功能。
[0009]根據(jù)權(quán)利要求2的另一個(gè)實(shí)施形式也是有利的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)將端部件分別分成基體件和相對(duì)于基體件能移動(dòng)的夾緊件，纏繞輔助元件可以設(shè)置并保持在基體件上。從而可以通過(guò)能相對(duì)于基體件移動(dòng)的夾緊件確保實(shí)現(xiàn)纏繞輔助元件的變形并在后續(xù)步驟中還確保夾緊復(fù)合結(jié)構(gòu)的端部。這里，夾緊件可以是端部件的始終保留的構(gòu)件，或者也可以是在復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)成和固化之后被除去的成形體并且通過(guò)實(shí)際的構(gòu)件代替。
[0010]根據(jù)權(quán)利要求3的另一個(gè)實(shí)施方案也是有利的，因?yàn)椋纱丝梢栽跊](méi)有可能的額外工作的情況下使得復(fù)合結(jié)構(gòu)沿軸向相互隔開(kāi)的兩個(gè)端部與相應(yīng)的端部件連接。
[0011]通過(guò)按權(quán)利要求4的構(gòu)成方案，可以在基體件上通過(guò)選擇彼此不同的斜度構(gòu)成起形鎖合作用的支承輪廓，復(fù)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)能夠在其上形鎖合地支承在所述支承輪廓上，以便實(shí)現(xiàn)沿軸向的載荷傳遞。
[0012]根據(jù)按權(quán)利要求5的另一個(gè)實(shí)施方案，避免了在夾緊輪廓的區(qū)域內(nèi)發(fā)生復(fù)合結(jié)構(gòu)絲線的損壞。但由此也可以避免在沿軸向出現(xiàn)拉力載荷時(shí)復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)生擴(kuò)張。
[0013]根據(jù)權(quán)利要求6的改進(jìn)方案也是有利的，因?yàn)?，由此避免了在夾緊區(qū)域的起始處復(fù)合體或復(fù)合結(jié)構(gòu)的絲線結(jié)構(gòu)的外層發(fā)生損壞。
[0014]在根據(jù)權(quán)利要求7的實(shí)施形式中，有利的是，這樣通過(guò)在復(fù)合結(jié)構(gòu)的端部上選擇橫截面的不同尺寸，實(shí)現(xiàn)了環(huán)繞的凸棱，所述凸棱在受到拉力載荷時(shí)起到夾緊件的作用并且在不破壞的情況下不能運(yùn)動(dòng)穿過(guò)沿軸向在前的、但構(gòu)成較小橫截面的夾緊區(qū)域。由此，兩個(gè)端部件在其容納腔的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)可靠的、形鎖合的固定。
[0015]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求8的改進(jìn)方案實(shí)現(xiàn)了，在纏繞輔助元件變形時(shí)和接下來(lái)用仍可流動(dòng)的塑料填充容納腔時(shí)避免出現(xiàn)封入空氣以及由此形成縮孔。由此可以實(shí)現(xiàn)完整地用塑料和絲線填充容納腔，以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0016]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求9的構(gòu)成方案，可以在沒(méi)有輔助器具的情況下實(shí)現(xiàn)纏繞輔助元件無(wú)誤的、朝縱軸線方向定向的變形。但此外，由此還可以減輕繞各個(gè)纏繞輔助元件分布轉(zhuǎn)向的絲線或絲線束在纏繞過(guò)程中無(wú)意的松脫。
[0017]根據(jù)權(quán)利要求10的構(gòu)成方案也是有利的，因?yàn)橛纱死p繞輔助元件可以與其布置形式無(wú)關(guān)地預(yù)制并根據(jù)所要制造的缸殼體的尺寸和結(jié)構(gòu)以相應(yīng)的布置形式和數(shù)量將纏繞輔助元件設(shè)置在相應(yīng)的端部件上。
[0018]根據(jù)如權(quán)利要求11中所述的構(gòu)成方案實(shí)現(xiàn)了，不是每個(gè)纏繞輔助元件都必須設(shè)置在相應(yīng)的端部件上，因?yàn)槔p繞輔助元件可以連同連接元件作為單元設(shè)置在相應(yīng)的端部件上。
[0019]這里已經(jīng)證明，根據(jù)權(quán)利要求12的實(shí)施形式是有利的，因?yàn)檫@樣在最外面的端部區(qū)域中避免了出現(xiàn)尖銳的棱邊，這種棱邊可能導(dǎo)致對(duì)絲線的損傷。但此外，由此各個(gè)纏繞輔助元件突出于端部件、特別是其基體件的徑向高度降低，由此，避免出現(xiàn)對(duì)于纏繞過(guò)程干擾性的棱邊和過(guò)大的徑向間距。
[0020]但本發(fā)明的目的還獨(dú)立地通過(guò)權(quán)利要求13的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。由該權(quán)利要