用于制造活塞-活塞杆组件的方法及活塞-活塞杆组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于制造活塞-活塞杆组件的方法及活塞-活塞杆组件，更具体地，提出了一种用于制造活塞-活塞杆组件的方法，该活塞-活塞杆组件用于诸如工作缸或者减震器的流体功率装置，其中活塞具有用于将活塞附接到活塞杆上的中心开口，并且其中该活塞杆组件具有至少一个缓冲套，其可为了缓冲目的而用在流体功率装置中，并且可附接到活塞杆上，该方法包括以下步骤：-将活塞附接到活塞杆上并且以如下方式将活塞连接到活塞杆上，即使得活塞以轴向不可动的方式固定到活塞杆上，-将缓冲套附接到活塞杆上，并且以如下方式凭借激光束焊接将缓冲套连接到活塞杆上，即使得缓冲套以轴向不可动的方式固定在活塞杆上。
【专利说明】用于制造活塞-活塞杆组件的方法及活塞-活塞杆组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造活塞-活塞杆组件的方法，该活塞-活塞杆组件用于诸如工作缸或者减震器的流体功率装置，其中该活塞具有用于将活塞附接到活塞杆上的中心开口，并且其中该活塞杆组件具有至少一个缓冲套(sleeve)，该缓冲套可为了缓冲目的而用在流体功率装置中，并且可附接到活塞杆上。另外，本发明还涉及一种活塞-活塞杆组件。
【背景技术】
[0002]这种类型的活塞-活塞杆组件例如在EP1503114A1中公开。其中所描述的活塞-活塞杆组件具有活塞杆，具有中心开口的活塞附接到该活塞杆上并且以轴向不可动的方式固定在两个保持表面之间，这两个保持表面以轴向固定的方式连接到活塞杆。此处，这些保持表面中的至少一个由金属保持环形成，该金属保持环没有内螺纹并且附接到没有外螺纹的活塞杆的金属紧固部分上，凭借与活塞杆同心的激光焊缝，该保持环焊接到活塞。保持环在此可具有多种功能，并且可构造以使得其形成用于与活塞杆同轴的缓冲活塞的锚固装置。为了该目的，保持环可包括周边径向凹陷，进入该凹陷，该缓冲活塞可与一个或更多钩状锚固元件或者其它适当的锚固元件闩接。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种用于制造上述类型的活塞-活塞杆组件的方法，凭借该组件，缓冲套可以以简单且有成本效益的方式连接到活塞杆，并且提供一种活塞-活塞杆组件，相对于传统制造的活塞-活塞杆组件其可以以更有成本效益的方式制造。
[0004]该目的是通过具有独立权利要求1的特征的一种用于制造活塞-活塞杆组件的方法实现的。本发明的改良在从属权利要求中说明。
[0005]根据本发明，用于制造活塞-活塞杆组件的方法，该活塞-活塞杆组件用于诸如工作缸或者减震器的流体功率装置，其中活塞具有用于将活塞附接到活塞杆上的中心开口，并且其中活塞杆组件具有至少一个缓冲套，该缓冲套可为了缓冲目的而用在流体功率装置中，并且可附接到活塞杆上，该方法包括以下步骤:
[0006]将活塞附接到活塞杆上，并且以这种方式将活塞连接到活塞杆使得活塞以轴向不可动的方式固定到活塞杆上，
[0007]将缓冲套附接到活塞杆上，并且以这种方式凭借激光束焊接将缓冲套连接到活塞杆，使得缓冲套以轴向不可动方式固定到活塞杆上。
[0008]因而，凭借激光束焊接，缓冲套连接到活塞杆。因此不再需要在紧固缓冲套之前的材料移除加工。可省略劳动密集且因而成本密集的加工步骤。另外，并不需要其他紧固手段，诸如例如现有技术中所提及的保持环。激光束焊接或激光焊接的特征在于较低能量输入到活塞杆中，从而引起活塞杆相对小的热诱导变形。因此，以该方式制造的活塞-活塞杆组件的尺寸精度相对高。[0009]在本发明的改良中，在附接缓冲套之前，凭借激光加工至少在一个构造区域处使活塞杆的表面毛化(roughened)，并且随后，缓冲套被定位在所产生的构造区域上。通过所述激光加工，产生了有利于在缓冲套与活塞杆之间的结合的微型焊坑。例如，这增加了在两个部件之间的有效接触表面。该至少一个构造区域可形成为小或大的表面面积。有益的，该构造区域总体是相对均匀毛化的，以便获得均匀毛化的表面。
[0010]以特别有利的方式，该构造区域环状地形成在活塞杆的圆周上。
[0011]有益的，多个环形构造区域是通过激光所雕刻的，并且在活塞杆的轴向方向上一个接着另一个布置。这些环形构造区域也可称为保持环，但是，当然这些构造区域并不是类似于现有技术中所描述的保持环般的单独部件。
[0012]在附接活塞之前，随后活塞将被定位的区域也凭借激光加工毛化是可能的。
[0013]在本发明的一个改良中，同样凭借激光束焊接，活塞连接到活塞杆。因而，活塞和该至少一个缓冲套两者都激光焊接到活塞杆是可能的。
[0014]在特别优选的方式中，活塞附接到活塞杆上并且优选地在用于缓冲套的活塞杆表面毛化之前与其连接。由于活塞已经定位在活塞杆上的事实，可确定所限定的构造区域，在该区域处随后实施激光加工工序。
[0015]以特别优选的方式，凭借在激光焊接到所述活塞杆期间的接合力，所述缓冲套压在所述活塞杆表面上。构造区域的数量、构型以及尺寸取决于接合力。如果接合力相对小，则形成多个构造区域是有益的，例如一个接着另一个布置的多个保持环。
[0016]以特别优选的方式，该接合力是由缓冲套的材料自身产生的。这是可以实现的，例如因为相对于缓冲套的内径，活塞杆的直径具有过大的直径。因而，在这种情况下，缓冲套当其定位在活塞杆上时处在张力作用下。
[0017]以特别优选的方式，缓冲套由激光透明材料构成，并且通过激光传输焊接实施与活塞杆的连接。因而，在这种情况下，缓冲套的材料对于所使用的激光的激光波长而言是透明的。因此，激光可几乎无阻碍地发射穿过该激光透明材料，并且缓冲套几乎没有变热。相反，活塞杆的材料，例如不锈钢，被加热并将热量分散至缓冲套，因此缓冲套的材料熔化并且特别地流入至活塞杆表面上先前毛化的焊坑区域中，从而产生互锁的结合。
[0018]在本发明的一个改良中，热塑性塑料材料被用作缓冲套材料。特别地，适合于此的是聚苯硫醚(PPS)，聚对苯乙炔(PPV)或纤维增强的聚酰胺。
[0019]另外，本发明还涉及一种用于诸如工作缸或减震器的流体功率装置的活塞-活塞杆组件，其带有其上附接活塞的活塞杆，活塞设置有中心开口，并且其以如下方式连接到活塞杆，即使得活塞以轴向不可动地方式固定，并且具有至少一个缓冲套，其可为了缓冲目的而用在流体功率装置中，并且可附接到活塞杆上并且在该处以这种方式连接到活塞杆上，即使得其以轴向不可动地方式固定。根据本发明的活塞-活塞杆组件特征在于凭借由激光束焊接所产生的至少一个激光焊缝，缓冲套连接到活塞杆。
[0020]因而，缓冲套直接连接到活塞杆。并不使用用于将缓冲套紧固到活塞杆的另外的紧固装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的优选示例性实施例在附图中图示并且在下文中更加详细地解释。附图的唯一的图示出:
[0022]贯穿由根据本发明的方法制造的、根据本发明的活塞-活塞杆组件的纵向截面。【具体实施方式】
[0023]唯一的图示出了流体功率装置11的局部点划线标注的切口(cut-out),作为示例，该流体功率装置为由流体功率操作的工作缸，特别地为气动缸。该流体功率装置11具有细长的壳体12，其中布置的活塞13将两个工作室14a、14b彼此密封地隔开。通过经由未详细示出的壳体通道，对该两个工作室14a、14b的流体作用的受控施加，活塞13可轴向地位移。活塞13的运动可在壳体外部活塞杆15处检测，活塞杆15密封地延伸穿过壳体12的一个或两个端壁，并且活塞杆15与活塞13结合以形成称为活塞-活塞杆组件16的结构单元。因而，活塞杆15直接与活塞13联接在一起运动。
[0024]该活塞-活塞杆组件16还可用于其它流体功率装置，例如用于减震器，其中待缓冲的震动被传送到活塞杆15。
[0025]活塞13具有中心开口，其用于将活塞同轴附接到活塞杆15上。该活塞杆15由金属制成，例如不锈钢或者铝。
[0026]如在图中所示，凭借激光束焊接，活塞13连接到活塞杆15上。例如这可凭借两个激光焊缝17a、17b实施，这两个激光焊缝在活塞杆15的轴向方向上同心。
[0027]另外，活塞-活塞杆组件具有至少一个缓冲套18，当在活塞-活塞杆组件16的端部位置处缓冲时，该缓冲套为了缓冲目的而用在流体功率装置11中。
[0028]在当前的情况下，提供两个缓冲套18，在活塞13的左边和右边缓冲套18附接到活塞杆15，并且凭借激光束焊接，以下文中更详细解释的方式，连接到活塞杆15。
[0029]缓冲套18由激光透明材料构成，其对于激光所使用的波长是可穿透的。缓冲套材料是热塑性塑料材料，例如，聚苯硫醚(PPS)，聚对苯乙炔(PPV)或者纤维增强的聚酰胺，特别是Ultramid (BASF的商标)。
[0030]如在图中所示，凭借激光加工，在多个构造区域19处，使该活塞杆的表面毛化。该构造区域19同心地围绕活塞杆15延伸，因而也可被称为保持环。在构造区域19处还有激光焊缝20，这些激光焊缝各自与所述构造区域相关联，并且凭借这些激光焊缝，缓冲套18以在下文中所解释的方式激光焊接到活塞杆15。
[0031]如所示，当制造活塞-活塞杆组件16时，例如，在图中，首先将活塞13附接到活塞杆15上。可能的是，在附接活塞13之前，凭借激光加工，加工在活塞杆15上活塞13将定位到的区域。在附接活塞13之后，凭借激光束焊接，活塞连接到活塞杆15。
[0032]随后，凭借激光加工在活塞杆15的表面上产生构造区域19。在这种情况下，激光加工出所谓的环形保持环，使得在活塞杆15的表面中产生微型焊坑。构造区域19在已经固定在活塞杆15上的活塞13的左边和右边。例如可形成在活塞杆15的轴向方向上一个接着另一个布置的多个保持环。在表面毛化后，缓冲套18滑入活塞杆15上，直到它们的插入端邻接抵靠活塞为止，因此，确定了缓冲套18的位置。相对于缓冲套18的内径，活塞杆15的直径具有过大的直径，使得当滑入活塞杆上时，缓冲套18变宽。这是轻易可能地，因为正如已经提及地，缓冲套18由可弹性复原的热塑性塑料材料构成。
[0033]在其滑上位置，缓冲套18因而在张力作用下压在活塞杆15的表面上。这产生了接合力，当随后将缓冲套18连接到活塞杆15上时利用该结合力。
[0034]随后，凭借激光束焊接，缓冲套18连接到活塞杆15。在该过程中，激光束穿过待加工的缓冲套18的激光透明材料，并且加热该活塞杆，其中该热量从活塞杆传送到缓冲套。因此，在活塞杆表面/内缓冲套壁的接触区域中，缓冲套的材料融化，并且流入毛化活塞杆表面的安装区域处形成的焊坑区域。因而，产生了在缓冲套18与活塞杆15之间坚固的焊接结合。该焊接过程可以以这种方式实施使得在环形保持环或者构造区域19处，激光焊缝20凭借激光连续地形成。然而，还可能是，凭借两个激光束，两个缓冲套18同时激光焊接到活塞杆15，两个激光束中的每一个都与缓冲套中的一个相关联。
【权利要求】
1.一种用于制造活塞-活塞杆组件(16)的方法，所述活塞-活塞杆组件(16)用于诸如工作缸或者减震器的流体功率装置(11)，其中，所述活塞(13)具有用于将所述活塞附接到所述活塞杆(15)上的中心开口，并且其中，所述活塞杆组件(16)具有至少一个缓冲套(18)，所述缓冲套(18)可为了缓冲目的而用在所述流体功率装置(11)中，并且可附接到所述活塞杆(15)上，所述方法包括以下步骤: 将所述活塞(13)附接到所述活塞杆(15)上，并且以如下方式将所述活塞(13)连接到所述活塞杆(15)，即使得所述活塞(13)以轴向不可动的方式固定到所述活塞杆(15)上， 将所述缓冲套(18)附接到所述活塞杆(15)上，并且以如下方式凭借激光束焊接将所述缓冲套(18)连接到所述活塞杆(15)上，即使得所述缓冲套(18)以轴向不可动方式固定到所述活塞杆(15)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在附接所述缓冲套(18)之前，凭借激光加工，至少在一个构造区域(19)处使所述活塞杆(15)的表面毛化，并且随后所述缓冲套(18)定位在所产生的构造区域(19)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述构造区域(19)环状地形成在所述活塞杆(15)的圆周上。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，凭借激光束焊接，所述活塞(13)连接到所述活塞杆(15)上。
5.根据权利要求2-4中的任一项所述的方法，其特征在于，在使所述活塞杆表面毛化之前，所述活塞(13)附接到所述活塞杆(15)上，并且优选地与其相连。
6.根据前述权利要`求中的任一项所述的方法，其特征在于，在激光焊接到所述活塞杆(15)期间凭借接合力，所述缓冲套(18)压在所述活塞杆表面上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接合力是由所述缓冲套(18)的材料自身产生的，并且特别地，相对于所述缓冲套(18)的内径，所述活塞杆(15)的直径具有过大的直径。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述缓冲套(18)由激光透明材料构成，并且凭借激光传输焊接实施与所述活塞杆(15)的连接。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述缓冲套(18)由热塑性塑料材料构成，特别是聚苯硫醚(PPS)，聚对苯乙炔(PPV)或者纤维增强的聚酰胺。
10.一种用于诸如工作缸或者减震器的流体功率装置(12)的活塞-活塞杆组件，其具有其上附接有活塞(13)的活塞杆(15)，所述活塞(13)设置有中心开口，并且以如下方式连接到所述活塞杆(15)，即使得所述活塞以轴向不可动的方式固定，并且所述活塞-活塞杆组件具有至少一个缓冲套(18)，其可为了缓冲目的而用在流体功率装置中，并且可附接到所述活塞杆(15)上并且在该处以如下方式连接到所述活塞杆(15)，即使得其以轴向不可动的方式固定，其特征在于，凭借由激光束焊接产生的至少一个激光焊缝(20)，所述缓冲套(18)连接到所述活塞杆(15)。
11.根据权利要求10所述的活塞-活塞杆组件，其特征在于，所述活塞杆(15)具有在其表面上的至少一个构造区域(19)，凭借激光加工使所述构造区域毛化并且所述缓冲套(18)定位在所述构造区域上。
12.根据权利要求11所述的活塞-活塞杆组件，其特征在于，所述构造区域(19)环状地形成在所述活塞杆(15)的圆周上。
13.根据权利要求10-12中的任一项所述的活塞-活塞杆组件，其特征在于，所述缓冲套(18)由激光透明材料构成。
14.根据权利要求10-13中的任一项所述的活塞-活塞杆组件，其特征在于，所述缓冲套(18)由热塑性塑料材料构成，特别地是聚苯硫醚(PPS)，聚对苯乙炔(PPV)或者纤维增强的聚酰胺。
【文档编号】F16J1/12GK103671907SQ201310491210
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】T·耶内, W·绍尔 申请人:费斯托股份有限两合公司