CN103249948B - 活塞单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于径向活塞机的活塞单元，所述活塞单元具有活塞和辊子或者说辊子体，除了倒角或者类似结构之外，所述辊子或者说辊子体具有圆柱形的外罩。在活塞与辊子之间的设备区域中设置有流体静力的压力卸载装置或者说力卸载装置，其在此形成压力场。在此，辊子具有一个或者两个端侧的凹部。通过所述凹部(凹部们)，辊子在配属的端部部段上被略微切削，从而减小了此处的赫兹应力。

Description

活塞单元

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于径向活塞机的活塞单元，所述活塞单元包括活塞和辊子。

背景技术

对于用于径向活塞机的活塞单元来说已知不同的装配方式(Ansatz)。

文献DE4037455C1示出了一种具有多个气缸的径向活塞机，所述气缸星形地布置在转子中。每个气缸配备有一个活塞单元。所述活塞单元具有多级活塞(Stufenkolben)，所述多级活塞径向向外通过相应的辊子支撑在径向活塞机的行程凸轮(Hubkurve)上。因为所述行程凸轮构造为定子并且具有波形，所以对于旋转的转子来说，执行多级活塞的振荡的行程运动。所述辊子在其整个长度上构造为圆柱形。

这种活塞单元的缺点在于多级活塞与配属的辊子之间产生的摩擦。此外，这种活塞单元的缺点还在于较高的赫兹应力、特别是在圆柱形的辊子的端部部段上产生的赫兹应力。

根据现有技术，为了减小赫兹应力已知的是，在辊子的端部部段上持续减小直径，即设置曲面(Bombierung)。

在文献DE2731474A1中示出了活塞单元，其中在活塞和辊子之间设置有压力卸载装置。所述压力卸载装置具有布置在带有辊子的设备区域中的活塞上的平坦的凹槽。所述凹槽通过贯穿活塞的通道被施加以来自配属的气缸的工作压力。

这种压力卸载装置的凹槽的长度在拱起的辊子中被限定，因为所述凹槽仅能够沿着辊子的圆柱形的部段延伸。

文献DE2731474A1与此相应地示出了具有压力卸载装置和空心柱形辊子的活塞单元，所述活塞单元具有相对较薄和相对较弱的壁。在此，所述辊子的内腔被施加以配属的气缸的工作压力。以这种方式利用行程凸轮减小被切削的辊子的赫兹应力。

最后提到的活塞单元的缺点在于，为了减小赫兹应力会产生装置技术上的消耗。

发明内容

与此相对地，本发明的任务在于，提供一种具有压力卸载装置的活塞单元，所述压力卸载装置提供非常大的卸载力。在此，会利用较小的损耗来减小赫兹应力。

该任务通过具有权利要求1的特征的活塞单元来解决。

径向活塞机的、根据发明的活塞单元具有活塞和辊子或者说辊子体，除了倒角或者类似结构之外，所述辊子或者说辊子体具有圆柱形的外罩。在活塞与辊子之间的设备区域中设置有流体静力的压力卸载装置或者说力卸载装置(Kraftentlastung)，其在此形成压力场。在此，所述辊子具有一个或者两个端侧的凹部。通过所述凹部，辊子在配属的端部部段上被略微切削，从而减小了此处的赫兹应力。

本发明的其他有利的设计方案由从属权利要求进行说明。

在一种优选的改进方案中，所述辊子具有两个端侧的、大致同轴的凹部，所述凹部分别由一个大致同轴的环形部段包围。在所述两个环形部段之间布置有由实心材料制成的主要部段。

在一种优选的实施方式中，所述压力卸载装置具有平坦的凹槽，所述凹槽布置在设备区域中的活塞上。在此，所述凹槽通过通道与所述活塞的内部的端面或者与所述活塞的环形表面相连。所述表面是活塞的工作面，并且因此被施加以工作压力。

在此特别优选的是，所述凹槽基本上在所述辊子的整个长度上延伸。因此，最大化所述压力场进而最大化卸载力。因此例如改善了径向活塞机的起动效率。

优选的是，所述凹槽略微短于辊子的外罩，从而在所述凹槽和辊子的相应端面之间分别保留一个密封区域。

根据按照本发明的活塞单元的一种实施方式，为了调整预先确定的刚性和减震作用并且为了预防配属的端部部段的可能的材料疲劳，利用塑料充满所述凹部。

在此优选的是，所述塑料是弹性体塑料。

为了提供具有相对于现有技术增大的输送量的高排量多级活塞(HD)，根据一种改进方案设置相对于轴颈部段径向拓宽的主要部段，所述主要部段沿辊子的旋转轴线的长度大于横向于辊子的旋转轴线的长度。

所述活塞能够具有芯核和金属外壳或者由塑料制成的外壳，该外壳相对于芯核具有较小的硬度。所述芯核在此承担活塞的稳定性功能和支撑功能，而所述外壳能够承担相对于气缸和辊子的密封功能。此外，利用这种活塞减小了气缸的配合公差，从而减小了根据本发明的活塞单元的制造费用。此外，能够减小活塞与气缸之间的泄露和/或摩擦，从而改善了相应径向活塞机的效率。

附图说明

下面借助附图详细描述本发明的不同实施例。附图示出：

图1示出了具有根据本发明的活塞单元的第一实施例的径向活塞机的一部分的侧剖面图；

图2示出了根据本发明的活塞单元的第一实施例的辊子的示意图；以及

图3a至图3c示出了根据本发明的活塞单元的第二实施例的多级活塞(Stufenkolben)。

具体实施方式

图1示出了具有根据本发明的活塞单元14、16、10的第一实施例的径向活塞机的截取区段的侧剖面图。所述径向活塞机具有环形的、波状的行程凸轮1以及八个具有相应的活塞单元14、16、10的气缸6、8，其中在图1中仅完整地示出了三个气缸并且部分地示出了另两个气缸。所述气缸6、8径向地或者说星形地布置在转子2中，而所述行程凸轮1构造在盘形凸轮(Hubscheibe)4上。所述转子2和盘形凸轮4可以彼此相对地转动。所示出的类型的径向活塞机通常被用作液压马达，其中所述转子能够通过轴5或者行程凸轮固定在有待驱动的元件上。

每个气缸6、8都具有主要部段6并且在其朝向轴5的一侧具有径向降阶的导向部段8。

每个活塞单元14、16、10都具有辊子10，在转子2旋转时，所述辊子沿行程凸轮1滚动并且在此关于纵轴线12产生振荡的行程运动。其中，在每个多级活塞14、16中支承有辊子10。每个多级活塞具有主要部段14和轴颈部段16。多级活塞的主要部段14贴靠在辊子10上并且容纳在气缸的主要部段6中，而多级活塞的轴颈部段16容纳在气缸的导向部段8中。将环形的槽18掏制到多级活塞的主要部段14中，在所述槽中容纳有开槽的金属密封环34。在图1中在所述活塞单元其中之一上示出了密封环34，而对于其他活塞单元来说则省略了密封环，以便示出所述槽18。

在多级活塞的主要部段14与辊子10之间的设备区域(Anlagebereich)20中设置有(在图1中未详细示出的)压力卸载装置。

图2示出了根据本发明的活塞单元的第一实施例的辊子10的示意图。除了相应的倒角10d之外，所述辊子10的外罩10c圆柱状地构造。因此，压力卸载装置的、设置在多级活塞的主要部段14上的平坦凹槽(在图2中未示出)可以沿辊子10的旋转轴线36在外罩10c的绝大部分上延伸。

在辊子10内部设置有两个端侧的凹部10b。所述凹部同轴地沿旋转轴线36掏制到辊子10的相应端侧中并且不贯穿。因此在辊子10的内部、在两个凹部之间保留主要部段10e。凹部10b能够实现辊子10的屈服(Nachgeben)进而能够减小赫兹应力(HertzschePressung)。

图3a示出了根据本发明的活塞单元的第二实施例的多级活塞的仰视图。主要部段314相对于第一实施例沿着辊子(在图3a中未示出)的旋转轴线336延长，从而使得主要部段314具有强烈倒圆(广义上)的矩形形状。由此提高了与相应成形的气缸相连的多级活塞的输送量或者说每转进液量。

此外，为了卸载压力通过管道328加载高压的较小的凹槽330被划分为两个部分区域。在此，根据行程凸轮的相应待定的斜度(参见图1)以及凹槽330的两个部分区域相应其中之一的辊子的力施加部的相应的倾斜位置承担压力卸载的大部分。

根据图3a到图3c的多级活塞具有(未详细示出的)由铁或者钢制成的芯核，所述芯核由外壳338包围，所述外壳由相对较软的并且具有弹性的材料，例如由金属、但特别是由塑料制成。所述芯核利用塑料注塑包封(umspritzen)，其中能够以相当简单的方式构造活塞的所期望的外形。所述较软的材料能够在加载时略微发生变形，从而将活塞与转子之间的负载分配到更大的表面上。用于辊子的压力卸载的凹槽330已经能够在喷涂塑料时产生。辊子能够直接在塑料上运转。

图3b示出了具有由塑料制成的外壳338的活塞的侧剖面图。所述外壳338还用于，一方面找平(egalisieren)或者说容许多级活塞与配属的气缸之间的配合误差，并且另一方面找平或者说容许多级活塞与配属的辊子之间的配合误差。

可以清楚地看到，在外壳338中的环形槽318中容纳有密封环334(见图3b)。所述密封环被开槽并且由金属制成。

图3c示出了根据本发明的活塞单元的第二实施例的多级活塞侧视图。所述多级活塞的轴颈部段316具有两个通过相应地截平形成的凹部，其中在图6c中仅示出了一个凹部316a。所述凹部用于两个在多级活塞314、416与配属的气缸(在图3中未示出)之间形成的压力腔或者说工作腔的压力介质连接部。

通过延长主要部段314和相应的气缸的主要部段，一方面可以增加活塞单元与转子之间的导向长度，并且另一方面通过主要部段314的较大的横截面获得径向活塞机较高的每转进液量或者说输送量。

显而易见地，用于径向活塞机的活塞单元具有活塞和辊子或者说辊子体，除了倒角或者类似结构之外，所述辊子或者说辊子体具有圆柱形的外罩。在活塞与辊子之间的设备区域中设置有流体静力的压力卸载装置或者说力卸载装置，其在此形成压力场。在此，辊子具有一个或者两个端侧的凹部。通过所述凹部(凹部们)，辊子在配属的端部部段上被略微切削，从而减小了此处的赫兹应力。

Claims (6)

1.一种用于径向活塞机的活塞单元，所述活塞单元具有在活塞（14、16；314、316）与辊子（10）之间的设备区域（20；320）中起作用的流体静力的压力卸载装置（328、330），其中，所述辊子（10）具有圆柱形的外罩（10c）和旋转轴线（36；336），其特征在于，所述辊子（10）具有两个端侧的并不贯穿的相对于旋转轴线（36；336）居中的凹部（10b），所述凹部（10b）分别由一个同轴的环形部段包围，在两个凹部（10b）之间保留由实心材料制成的主要部段（10e），其中，利用塑料充满所述辊子（10）中的凹部（10b）。

2.根据上述权利要求所述的活塞单元，其中，所述活塞的主要部段（314）沿着所述辊子（10）的旋转轴线（36；336）的长度大于横向于所述辊子的旋转轴线的长度。

3.根据权利要求1所述的活塞单元，其中，所述压力卸载装置具有平坦的凹槽（330），所述凹槽布置在所述设备区域（320）中的活塞（314、316）上，并且其中所述凹槽（330）通过通道（328）与所述活塞的内部的端面或者与所述活塞的环形表面相连。

4.根据权利要求3所述的活塞单元，其中，所述凹槽（330）基本上在所述辊子（10）的整个长度上延伸。

5.根据权利要求1所述的活塞单元，其中，所述塑料是弹性体塑料。

6.根据权利要求1所述的活塞单元，其中，所述活塞是多级活塞（314、316）且具有芯核和外壳（338），所述外壳与所述芯核相比具有减小的硬度。