工作缸的制作方法

本发明涉及一种工作缸、尤其一种液压的工作缸，以及一种制造该工作缸的方法。

背景技术：

1、从现有技术已知该种工作缸。工作缸在此一般具有缸管和封闭部件。

2、根据现有技术，例如通过将封闭部件与缸管旋拧在一起来进行该种工作缸的生产。该种工作缸同样称作旋拧缸。

3、此外从现有技术已知，通过mag焊接(活性气体保护焊)使底部封闭部件与缸管相连并且随后仅旋拧引导封闭部件。

4、通常通过切削加工的方法形成缸管的螺纹和封闭部件的螺纹。

5、根据现有技术能以高质量提供旋拧缸以及仅仅旋上一个封闭部件、而将另一封闭部件以mag焊接(活性气体保护焊)焊上的缸体，并且它们已被证明是高品质的、可靠的产品。

6、生产方面的缺点在此在于，在缸管中必须设置管壁厚度的附加量，以便用于要以相减式引进的螺纹，因为螺纹不可避免地在螺纹区域削弱缸管。因此必须规定管壁厚度，该管壁厚度用于承受工作运行中的力、尤其用于承受流体运行压力引起的力，并且是显著超尺寸的。这不利地造成更大的材料耗费和工作缸的更大的最终重量。此外，在生产技术方面困难的是，令封闭部件的螺纹和缸管的螺纹相匹配，使得封闭部件彼此间呈期望的特殊角度位置时、或者封闭部件相对于缸管呈期望的特殊角度位置时，旋拧过程中存在合适的拧紧扭矩。

7、wo2021/089069a1描述了一种赖以克服现有技术大量缺点的解决方案。该解决方案示出了一种工作缸，其中两个封闭部件与缸管借助环行的激光焊缝连接。一方面必须要足够强地构成激光焊缝的尺寸、以便同样能够在运行压力最大时承受缸管和相关封闭部件之间的力，另一方面必须要使焊接时施加的区段能量足够小、以便不会过强地对例如密封部或引导部等热敏感的构件施以热负荷，在这一层面而言，该解决方案在生产技术上是高要求的。

技术实现思路

1、本发明的任务在于提供一种具有高可靠性的、能以低廉成本制造的且能承受高负荷的工作缸。

2、所述任务通过权利要求1中列出的特征解决。从属权利要求给出优选的变型方案。

3、根据本发明的工作缸具有作为基础元件的缸体和活塞单元，并且其特征尤其在于特别的连接部段。

4、根据本发明的工作缸的缸体具有缸管、封闭部件和另一封闭部件。

5、如已知的那样，缸管具有缸管端部和另一缸管端部，并且其具有的两个缸管端部是对置的。封闭部件设置在一个缸管端部上、另一封闭部件设置在另一缸管端部上。后文中，所述缸管端部和另一缸管端部同样统称为缸管端部，并且所述封闭部件和另一封闭部件同样统称为封闭部件。缸管和设置在其上的封闭部件构造缸内腔。

6、活塞单元在缸内腔中构造至少一个工作腔。活塞单元优选地作为由活塞、活塞杆构成的结构组，其中，活塞杆滑动地穿过封闭部件中的其中一个、之后作为引导封闭部件存在的封闭部件。然而，活塞单元例如同样可作为柱塞或者同步缸的活塞单元存在。

7、根据本发明的工作缸的特征此外在于以特别方式构造的连接部段。

8、根据本发明，连接部段具有封闭部件、缸管端部和设置在那里的环焊缝。缸管和封闭部件一起同样称作连接配对件。

9、在连接部段的区域中，封闭部件具有杆柄部段并且缸管具有缸管端部部段。杆柄部段和缸管端部部段一起构造连接部段。

10、连接部段具有近侧区域和远侧区域。近侧区域和远侧区域在轴向上直接相接。近侧这一方向和位置描述此处指的是指向工作缸的中央的方向，而远侧这一方向和位置描述指的是相反的方向和位置描述、即背离工作缸的中央的方向。

11、根据本发明，连接部段中，封闭部件在此以其杆柄部段轴向地推入缸管端部部段中的缸管。缸管端部部段借此如同衬套般包括了杆柄部段。

12、根据本发明，杆柄部段具有锥形。杆柄部段此外相对于缸管的内直径至少部段地具有过盈量。过盈量和锥形相关。该过盈量在锥形的加厚部段的区域中最大，并且沿锥形的渐缩部段的方向减小。在此同样可能的是，该过盈量并不跨越整个轴向区域，并且尤其在渐缩区域的轴向子部段中不再存在锥形。

13、根据本发明，缸管端部与封闭部件此外借助于环行的环焊缝材料锁合地相连。环焊缝构造成激光环焊缝。激光环焊缝此外构造压力介质密封的密封平面。环焊缝在此能够相对于主纵轴线径向、轴向或同样倾斜地设置。环行的环焊缝服务于两个接合配对件相对于压力媒质的材料锁合地且压力密封地相连以及优选地用于在运行期间承受最高负荷。

14、根据本发明的特别有利的方面，杆柄部段具有在远侧减小的锥形。在远侧减小的锥形在此指的是，后文称为杆柄外直径的杆柄部段的外直径在轴向偏心方向上减小。杆柄部段因此以更大外直径的部段向前推入缸管端部部段中。锥形优选存在方式在于，杆柄部段是截锥体的外表面，从而外直径在远侧的方向上线性地缩小。然而在本发明语境中，锥形同样指的杆柄部段的外直径从近侧向远侧缩小的其它形式。

15、根据本发明，杆柄外直径此外在连接部段的近侧区域中具有相对于缸管内直径的过盈量。

16、以此借助外直径的相对于缸管内直径的过盈量来构造封闭部件的杆柄部段的指向工作缸中央的端部。这一过盈量在轴向上沿着工作缸的主纵轴线减小。

17、在接合两个连接配对件时、也就是将缸管引导到封闭部件的杆柄部段上时，在远侧减小的锥形和相对于内直径的过盈量的共同作用使缸管沿着外周扩开。根据本发明，所述扩开发生于缸管材料的弹性的区域中。因此，根据本发明，在近侧区域中存在弹性的外周扩展。在远侧观察，外周扩展顺应在该方向上减小的锥形而减小。外周扩展优选地由于在远侧减小的锥形而减小，使得外周扩展在远侧区域中减小至零值。远侧区域在轴向远侧方向上和近侧区域相接。此外可能的是，弹性的外周扩展仅仅减小。近侧区域和远侧区域之间的分界标准此处指的是，远侧区域的最大的弹性外周扩展至多是近侧区域的最大的弹性外周扩展的50％。特别优选的是，远侧区域的最小的弹性外周扩展至多是近侧区域的最大的弹性外周扩展的20％。

18、在近侧区域中，由于缸管材料沿着外周的提高的牵拉应力，缸管紧贴在圆锥状的杆柄部段上，并且构造形状锁合的与力锁合的混合连接部。这一混合连接部优选地为自己提供了两个连接配对件之间的足够的连接力，以便在液压缸运行时保障牵拉力。

19、根据本发明的连接尤其具有后文描述的特别的优点。

20、惊讶地探寻到的解决方案在于，在缸管和相关的封闭部件之间以结构上简单的手段提供负荷能力高的连接。

21、力锁合的、形锁合的以及材料锁合的连接部此处有利地共同作用并且可承受特别大的轴向的牵拉力。

22、此外相较于已知的解决方案有利的是，在封闭部件的杆柄部段上制造锥形于生产侧而言实际无需更多的耗费。同时可不带任何额外加工而保持缸管。

23、此外有利地探寻到的根据本发明的解决方案在于，其中可构造锥形，使得在远侧区域中、即同样在激光环焊缝的区域中，缸管端部部段仅具有较小的弹性外周扩展或没有弹性外周扩展。周向上借此仅存在非常小的牵拉应力或没有牵拉应力。如果由于较高的运行压力而在激光环焊缝的区域中出现轴向的牵拉应力，那么借此避免了缸管端部的材料中的多轴的应力。在其余相同的条件中、尤其例如缸管厚度和焊缝构造相同时，借此可有利地承受较大的轴向牵拉力。

24、此外以此抵消缸管的内直径的可能的尺寸公差，而无需其它的额外措施。

25、同时有利的是，根据本发明的连接不仅可形成于缸管和底部封闭部件之间、还可形成于缸管和引导封闭部件之间。

26、根据本发明的一个可选的方面，杆柄部段具有在远侧增大的锥形。在远侧增大的锥形在此指的是，杆柄外直径在轴向偏心方向上变大。杆柄部段因此以渐缩的外直径的部段向前推入缸管端部部段。

27、根据本发明的这一方面，在减轻装配难度方面存在特别的优点，原因在于，封闭部件相对于缸管的在中央的定位变得容易，并且连接配对件的接合借此变得容易。同样在该构造中抵消了缸管的内直径的可能的尺寸公差，而无需其它的额外措施。

28、根据有利的变型方案，工作缸的特征在于，封闭部件具有轴向的封闭部件环面并且缸管具有轴向的缸管环面。两个环面此外构造共同的环接触面。环焊缝径向地设置在环接触面上。缸管和封闭部件在接触面上焊合。由于材料锁合的连接部，产生了耐压性和压力密封性。

29、在彼此接合时，缸管环面和轴向的封闭部件环面有利地构造轴向的止挡，从而早在焊合之前就可靠地在轴向确定连接配对件之间的位置关系。此外能以该方式在焊合前或焊合中设置预压应力。

30、根据另一有利的变型方案，工作缸的特征在于，杆柄部段的锥形具有锥度角阿尔法，其中，阿尔法相对于主纵轴线的度数为0.1至1度。

31、在拉出方向上，角度阿尔法构造底切(hinterschnitt)。底切服务于与相应接合配对件的形锁合的连接。通过形锁合将接合配对件永久保持在一起。由于底切，接合力小于拉出力。

32、发现的是，当锥度角阿尔法为0.1至1度时，不仅可实现缸管端部部段在近侧区域中的弹性的外周扩展的有利尺度，同时还可实现缸管端部部段在远侧区域中较小的弹性外周扩展或不出现弹性的外周扩展。这同时实现的是可承受高负荷的力锁合且形锁合的连接以及避免环焊缝的区域中的多轴的材料应力。

33、根据另一有利的变型方案，工作缸的特征在于，缸管的弹性的外周扩展在近侧区域中的幅度为0.02％至0.5％。

34、为了所应用的钢材，在该区域中的外周扩展处于弹性的区域中、塑性区域的界限之下。借此在接合时由于出现的外周应力而构建一个力，该力支持与有角的封闭部件的形锁合。

35、根据下一有利的变型方案，工作缸的特征在于，封闭部件与缸管相比具有更大的弹性模量。

36、封闭部件上的角度阿尔法与缸管的内直径以及缸管外周扩展的组合要求特定的材料匹配。封闭部件应具有相应的硬度，以便为了同样在接合过程之后保证底切而使圆锥状的杆柄部段经受住接合过程。与之相反的是，缸管必须足够地扩展，以便紧贴在底切上。从中产生形锁合。两个连接配对件因此优选地具有不同的材料硬度和弹性。

37、根据另一有利的变型方案，工作缸的特征在于，封闭部件具有封闭部件进入斜面，或者缸管具有缸管进入斜面。

38、为了接合过程简单、从而使两个连接配对件位置正确，在封闭部件上安有外斜面、并且在缸管上可选地或累进地安有内斜面。此外，两个斜面相触状态下的下滑有益于缸管的扩开过程。

39、根据另一有利的变型方案，工作缸的特征在于，缸管环面具有倾角贝塔，其中，贝塔的度数为0.1至1度。

40、根据该变型方案，倾角贝塔优选地对应锥度角阿尔法。该变型方案的基础在于，在一个截面中观察，缸管由于近侧区域中的弹性的外周扩展以锥度角阿尔法贴靠在封闭部件的杆柄部段上。轴向的缸管环面因此同时以该角度倾斜。缸管环面借此可能会相对于轴向的封闭部件环面构造在径向中央方向呈楔状扩开的间隙，所述封闭部件环面正交于主纵轴线设置。通过此处的变型方案改正角度，并且在轴向的缸管环面与轴向的封闭部件环面之间产生平面平行性，并且以此可制造高牢固性的且起密封作用的激光环焊缝。