Корпус цилиндра, выполненный в виде тонкостенной композитной конструкции, а также способ его изготовления - RU2015146010A

1. Корпус (2) цилиндра для напорного цилиндра (1), в частности для гидравлического цилиндра, пневматического цилиндра или гидропневматического цилиндра, выполненный в виде тонкостенной композитной конструкции, включающий содержащую несущую структуру (4) внутреннюю трубу (6), которая имеет удаленные друг от друга в осевом направлении концы (7, 8), и между которыми проходит продольная ось (9), а также первый и второй концевые элементы (10, 11), каждый из которых расположен в области одного из концов (7, 8) внутренней трубы (6), и композитную структуру (12) из упрочненного нитями пластика, причем композитная структура (12) расположена на наружной поверхности (13) внутренней трубы (6), в осевом направлении проходит непрерывно между первым и вторым концевыми элементами (10, 11) и связана с ними, а на наружной поверхности (16) первого и второго концевых элементов (10, 11) с распределением по периметру каждого расположены несколько выступающих над наружной поверхностью (16) вспомогательных намоточных элементов (17), выполненных в виде стержней, причем вспомогательные намоточные элементы (17) обладают такой прочностью, которая при нанесении нитей композитной структуры (12) позволяет проведение процесс намотки, при котором отдельные нити композитной структуры (12) на каждой из обращенных друг от друга в осевом направлении сторон на участке (18) поворота обведены вокруг по меньшей мере одного из вспомогательных намоточных элементов (17), отличающийся тем, что после образования композитной структуры (12) вспомогательные намоточные элементы (17) находятся в пластически деформированном виде и по меньшей мере на отдельных участках заделаны в композитную структуру (12).

2. Корпус (2) цилиндра по п. 1, отличающийся тем, что концевой элемент (10, 11) содержит базовую часть (14), а также выполненную с возможностью перемещения относительно нее зажимную часть (15), и вспомогательные намоточные элементы (17) расположены на базовой части (14) концевого элемента (10, 11).

3. Корпус (2) цилиндра по п. 2, отличающийся тем, что в зажимном положении между базовой частью (14) и зажимной частью (15) образовано окружное приемное пространство (19), в котором размещены композитная структура (12), а также пластически деформированные вспомогательные намоточные элементы (17).

4. Корпус (2) цилиндра по п. 2, отличающийся тем, что - если смотреть в аксиальном сечении - базовая часть (14) на обращенной от внутренней трубы (6) стороне имеет восходящий упорный скос (20), который в радиальном направлении проходит на расстоянии от наружной поверхности (13) внутренней трубы (6) и на переходном участке (21) на максимальном радиальном удалении от продольной оси (9) переходит в нисходящую изогнутую опорную кривую (22), и при этом упорный скос (20), переходной участок (21) и опорная кривая (22) образуют проходящий по периметру опорный контур (23).

5. Корпус (2) цилиндра по п. 4, отличающийся тем, что - если смотреть в аксиальном сечении - зажимная часть (15) по меньшей мере в одной области, противоположной переходному участку (21), а также одному из примыкающих к нему участков опорной кривой (22), имеет зажимной контур (24), проходящий параллельно им и со смещением на обращенной от продольной оси (9) стороне, причем величина радиального смещения приблизительно соответствует толщине слоя нитей композитной структуры (12).

6. Корпус (2) цилиндра по п. 5, отличающийся тем, что - если смотреть в аксиальном сечении - зажимная часть (15) в начале ее зажимного контура (24), противоположного переходному участку (21), снабжена впускным расширением (25).

7. Корпус (2) цилиндра по п. 5, отличающийся тем, что - если смотреть в аксиальном сечении - поперечное сечение зажимного канала, образованного между опорным контуром (23) в области его переходного участка (21) и примыкающим к нему участком опорной кривой (22), а также смещенным относительно него в радиальном направлении зажимным контуром (24), меньше, чем поперечное сечение на удаленном от него в осевом направлении участке (18) поворота нитей композитной структуры (12) вокруг вспомогательных намоточных элементов (17).

8. Корпус (2) цилиндра по п. 2, отличающийся тем, что на участке (18) поворота нитей композитной структуры (12) вокруг вспомогательных намоточных элементов (17) базовой частью (14) и зажимной частью (15) образована приемная камера (26), и эта приемная камера (26) связана с внешним окружением по меньшей мере через один расположенный в зажимной части (15) канал (27).

9. Корпус (2) цилиндра по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательные намоточные элементы (17) расположены наклонно относительно продольной оси (9), причем вспомогательные намоточные элементы (17) первого и второго концевых элементов (10, 11) ориентированы на соответствующую из обращенных друг от друга сторон, проходят наклонно и с подъемом.

10. Корпус (2) цилиндра по п. 1, отличающийся тем, что каждый из вспомогательных намоточных элементов (17) в отдельности вставлен в приемное отверстие (28), образованное для этого на соответствующем концевом элементе (10, 11) и закреплен в нем.

11. Корпус (2) цилиндра по п. 2, отличающийся тем, что каждый из вспомогательных намоточных элементов (17) в отдельности вставлен в приемное отверстие (28), образованное для этого на соответствующей базовой части (14) концевого элемента (10, 11) и закреплен в нем.

12. Корпус (2) цилиндра по п. 1, отличающийся тем, что несколько вспомогательных намоточных элементов (17) расположены на сплошном соединительном элементе (31) с распределением по его продольной протяженности, причем этот соединительный элемент (31) вставлен в выполненный кольцевым приемный паз концевого элемента (10, 11) и закреплен в нем.

13. Корпус (2) цилиндра по п. 2, отличающийся тем, что несколько вспомогательных намоточных элементов (17) расположены на сплошном соединительном элементе (31) с распределением по его продольной протяженности, причем этот соединительный элемент (31) вставлен в выполненный кольцевым приемный паз базовой части (14) и закреплен в нем.

14. Корпус (2) цилиндра по п. 4, отличающийся тем, что вспомогательный намоточный элемент (17) в своей концевой области (29), обращенной от базовой части (14) концевого элемента (10, 11), , имеет фаску с поверхностью (30), причем - если смотреть в аксиальном сечении - эта поверхность (30) фаски своей обращенной от продольной оси (9) стороной перед пластической деформацией вспомогательных намоточных элементов (17) проходит с ориентацией приблизительно параллельно по отношению к упорному скосу (20), образованному на базовой части (14) концевого элемента (10, 11).

15. Напорный цилиндр (1), содержащий корпус (2) цилиндра, выполненный в виде тонкостенной композитной конструкции, расположенный в корпусе (2) цилиндра поршень и связанный с поршнем поршневой шток (3), отличающийся тем, что корпус (2) цилиндра выполнен по любому из п.п. 1-14.

16. Способ изготовления корпуса (2) цилиндра для напорного цилиндра (1), в частности для гидравлического цилиндр, пневматического цилиндра или гидропневматического цилиндра, причем корпус (2) цилиндра выполняется в виде тонкостенной композитной конструкции, при котором образуют несущую структуру, (4) содержащую

- внутреннюю трубу (6) с концами (7, 8), удаленными в осевом направлении друг от друга,

- первый и второй концевые элементы (10, 11), а также

- композитную структуру (12), и

при этом первый и второй концевые элементы (10, 11) устанавливают в области соответствующего из конов (7, 8) внутренней трубы (6), и

композитную структуру (12) выполняют из упрочненного нитями пластика и помещают на наружной поверхности (13) внутренней трубы (6), причем композитная структура (12) в осевом направлении выполняется проходящей непрерывно между первым и вторым концевыми элементами (10, 11) и на первом и втором концевых элементах (10, 11) соединяется с ними, и

на наружной поверхности (16) первого и второго концевых элементов (10, 11) устанавливают с распределением по их периметрам по несколько вспомогательных намоточных элементов (17), выступающих над наружной поверхностью (16), причем вспомогательные намоточные элементы (17) выполняют в форме стержней, и вспомогательные намоточные элементы (17) выполняются такой прочности, чтобы нити композитной структуры (12) можно было наносить посредством процесса намотки, при котором отдельные из нитей на соответствующих, в осевом направлении обращенных друг от друга сторонах на участке (18) поворота обводятся вокруг по меньшей мере одного из вспомогательных намоточных элементов (17),

отличающийся тем, что

после нанесения композитной структуры (12) вспомогательные намоточные элементы (17) путем пластической деформации по меньшей мере на отдельных участках заделывают в композитную структуру (12).

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что концевой элемент (10, 11) выполняют содержащим базовую часть (14), а также перемещаемую относительно нее зажимную часть (15), и вспомогательные намоточные элементы (17) размещают на базовой части (14) концевого элемента (10, 11).

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что после нанесения нитей композитной структуры (12) зажимную часть (15) перемещают относительно базовой части (14) в осевом направлении до тех пор, пока не будет достигнуто зажимное положение между базовой частью (14) и зажимной частью (15), при котором между базовой частью (14) и зажимной частью (15) образуется окружное приемное пространство (19), причем во время осевого перемещения зажимной части (15) вспомогательные намоточные элементы (17) пластически деформируются зажимной частью (15).

19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что вспомогательные намоточные элементы (17) своими концевыми областями (29), выходящими за соответствующий концевой элемент (10, 11), пластически деформируются в направлении к продольной оси (9) и тем самым предварительно натягивают в осевом направлении нити композитной структуры (12), обведенные вокруг вспомогательных намоточных элементов (17) на участке (18) поворота.

20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что вспомогательные намоточные элементы (17) своими концевыми областями (29), выходящими за соответствующую базовую часть (14) концевого элемента (10, 11), пластически деформируются в направлении к продольной оси (9) и тем самым предварительно натягивают в осевом направлении нити композитной структуры (12), обведенные вокруг вспомогательных намоточных элементов (17) на участке (18) поворота.

21. Способ по п. 18, отличающийся тем, что в образованном между базовой частью (14) и зажимной частью (15) приемном пространстве (19) размещают композитную структуру (12), а также вспомогательные намоточные элементы (17), пластически деформированные при осевом перемещении.

22. Способ по п. 17, отличающийся тем, что после пластической деформации вспомогательных намоточных элементов (17) и достижения зажимного положения между базовой частью (14) и зажимной частью (15) окружающий нити полимерный материал отверждается.