DE102013008629A1

DE102013008629A1 - joint arrangements

Info

Publication number: DE102013008629A1
Application number: DE102013008629.9A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kronpass
Original assignee: Hydac Drive Center GmbH
Current assignee: Hydac Drive Center GmbH
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Eine Gelenkanordnung (110), insbesondere für eine Kolben-Gleitschuh-Verbindung einer Axialkolbenmaschine, mit einem Aufnahmeteil (142) für die Aufnahme eines Kopfteils (138), das zumindest teilweise mit einer sphärischen Oberfläche (140) versehen ist, wobei die sphärische Oberfläche (140) eine Abflachung (156) aufweist, die zumindest teilweise in einem Radius (RA) zu einer Abflachungslängsachse (158) angeordnet ist, welche mit einem Winkel (α) gegenüber einer Kopfteillängsachse (160) geneigt ist, wobei das Aufnahmeteil (142) einen freien Öffnungsquerschnitt (174) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Kopfteils (138) aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungslängsachse (158) durch einen Abstand (A) exzentrisch zu einem Mittelpunkt (164) der sphärischen Oberfläche (140) des Kopfteils (138) ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Gelenkanordnung (110), bei der eine Entlastungsrille (166) auf einer sphärischen Oberfläche (140) eines Kopfteils (138) und/oder eines Aufnahmeteils (142) vorgesehen ist.A joint arrangement (110), in particular for a piston-to-shoe connection of an axial piston machine, with a receiving part (142) for receiving a head part (138) which is at least partially provided with a spherical surface (140), the spherical surface ( 140) has a flattening (156) which is at least partially arranged in a radius (RA) to a longitudinal flattening axis (158) which is inclined at an angle (α) with respect to a longitudinal axis (160) of the head part, the receiving part (142) being one has a free opening cross-section (174) for at least partially receiving the head part (138), characterized in that the flat longitudinal axis (158) is eccentrically spaced (A) from a center (164) of the spherical surface (140) of the head part (138) is. The invention further relates to a joint arrangement (110) in which a relief groove (166) is provided on a spherical surface (140) of a head part (138) and / or a receiving part (142).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung, insbesondere für eine Kolben-Gleitschuh-Verbindung einer Axialkolbenmaschine, mit einem Aufnahmeteil für die Aufnahme eines Kopfteils, das zumindest teilweise mit einer sphärischen Oberfläche versehen ist, wobei die sphärische Oberfläche eine Abflachung aufweist, die zumindest teilweise in einem Radius zu einer Abflachungslängsachse angeordnet ist, welche mit einem Winkel gegenüber einer Kopfteillängsachse geneigt ist, wobei das Aufnahmeteil einen freien Öffnungsquerschnitt zur zumindest teilweisen Aufnahme des Kopfteils aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Gelenkanordnung, insbesondere für eine Kolben-Gleitschuh-Verbindung einer Axialkolbenmaschine, mit einem Aufnahmeteil für die Aufnahme eines Kopfteils.The invention relates to a joint arrangement, in particular for a piston-sliding shoe connection of an axial piston machine, with a receiving part for receiving a head part, which is at least partially provided with a spherical surface, wherein the spherical surface has a flattening, at least partially in a radius is arranged to a flattening longitudinal axis, which is inclined at an angle relative to a longitudinal head longitudinal axis, wherein the receiving part has a free opening cross-section for at least partially receiving the head part. The invention further relates to a joint arrangement, in particular for a piston-shoe connection of an axial piston machine, with a receiving part for receiving a head part.

Axialkolbenmaschine können als Pumpen oder als Motoren eingesetzt werden. Im Pumpenbetrieb wird mechanische Energie in hydrostatische Energie umgewandelt, wobei die mechanische Energie beispielsweise durch einen Elektromotor bereitgestellt werden kann. Im Motorbetrieb erfolgt eine Umwandlung von hydrostatischer Energie in mechanische Energie, die mittels eines Generators in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Axialkolbenmaschinen weisen gemäß einer Bauart mehrere Zylinder auf, die an einer drehbaren Welle derart befestigt sind, dass sie sich in axialer Richtung erstrecken und auf einem Teilkreis versetzt und in einem Radius zur Wellenachse angeordnet sind. In den Zylindern sind Kolben verschiebbar angeordnet. Die mit den Zylindern rotierenden Kolben werden zum Beispiel durch eine ortsfeste Schrägplatte bewegt. Hierzu ist zur Minimierung der Reibung eine Kolben-Gleitschuh-Verbindung zwischen der Schrägplatte und den Kolben vorgesehen.Axial piston machines can be used as pumps or as motors. In pump operation, mechanical energy is converted into hydrostatic energy, wherein the mechanical energy can be provided, for example, by an electric motor. In engine operation, a conversion of hydrostatic energy into mechanical energy, which can be converted by means of a generator into electrical energy. Axial piston machines have according to a type of a plurality of cylinders, which are fixed to a rotatable shaft such that they extend in the axial direction and offset on a pitch circle and arranged in a radius to the shaft axis. In the cylinders pistons are slidably mounted. The pistons rotating with the cylinders are moved, for example, by a stationary inclined plate. For this purpose, a piston sliding shoe connection between the inclined plate and the piston is provided to minimize the friction.

Eine solche Kolben-Gleitschuh-Verbindung für hydrostatische Maschinen ist aus der DE 42 14 765 A1 bekannt. Der Gleitschuh weist dabei eine kugelpfannenähnliche Aufnahme auf, in der ein Kugelkopf aufnehmbar ist. Die Aufnahme hat eine verjüngte Öffnung, die an einen zylindrisch abgeflachten Abschnitt des Kugelkopfes angepasst ist. Der zylindrische abgeflachte Bereich des Kugelkopfes ist dabei relativ breit, sodass der Kugelkopf mit einer geringen Auflagefläche an der Aufnahme anliegt. Hierdurch können sich Probleme bei der Kraftübertragung ergeben. Ein weiteres Problem ist, dass die Schmierung der Verbindung zwischen der Kugel und der Aufnahme ungleichmäßig erfolgt, sodass es zu einem unverhältnismäßig hohen Abrieb und damit Verschleiß am Kopfteil wie am Aufnahmeteil kommt.Such a piston-sliding shoe connection for hydrostatic machines is from the DE 42 14 765 A1 known. The shoe has a ball socket-like receptacle in which a ball head is receivable. The receptacle has a tapered opening, which is adapted to a cylindrically flattened portion of the ball head. The cylindrical flattened portion of the ball head is relatively wide, so that the ball head rests with a small contact surface on the receptacle. This may result in problems in power transmission. Another problem is that the lubrication of the connection between the ball and the recording takes place unevenly, so that it comes to a disproportionately high abrasion and thus wear on the head part as the receiving part.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gelenkanordnung aufzuzeigen, welche sich durch eine reduzierte Reibung und damit ein geringeren Verschleiß sowie eine längere Standzeit auszeichnet.The invention is therefore based on the object to show an improved joint arrangement, which is characterized by a reduced friction and thus a lower wear and a longer life.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Gelenkanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Eine zweite Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Gelenkanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 8. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.A first solution to this problem consists in a joint arrangement with the features of claim 1. A second solution to this problem consists in a joint arrangement with the features of claim 8. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist gemäß Anspruch 1 vorgesehen, dass die Abflachungslängsachse durch einen Abstand exzentrisch zu einem Mittelpunkt der sphärischen Oberfläche des Kopfteils angeordnet ist.According to the invention it is provided according to claim 1, that the flattening longitudinal axis is arranged by a distance eccentric to a center of the spherical surface of the head part.

Dies hat den Vorteil, dass eine größere, nicht unterbrochene sphärische Oberfläche des Kopfteils erhalten bleibt und somit die hydrostatische Entlastung im Betrieb gegenüber der im Stand der Technik bekannten Kolben-Gleitschuh-Verbindung größer ist. Die, insbesondere zylindrische, Abflachung erstreckt sich nun nicht mehr kranzförmig um die sphärische Oberfläche des Kopfteils, sondern hat vielmehr eine U-Form mit zwei Enden, zwischen denen die sphärische Oberfläche des Kopfteils erhalten bleibt.This has the advantage that a larger, uninterrupted spherical surface of the head part is maintained and thus the hydrostatic discharge in operation over the known in the art piston-shoe connection is greater. The, in particular cylindrical, flattening now no longer extends in a circle around the spherical surface of the head part, but rather has a U-shape with two ends, between which the spherical surface of the head part is maintained.

Die Abflachungslängsachse kann vorteilhaft in einer Symmetrieebene des Kopfteils liegen. Dies gewährleistet, dass die Abflachung nur bezüglich einer Symmetrierichtung erfolgt und Unwuchten somit verhindert werden.The flattening longitudinal axis may advantageously lie in a plane of symmetry of the head part. This ensures that the flattening takes place only with respect to a symmetry direction and thus imbalances are prevented.

Der Abstand von der Abflachungslängsachse zum Mittelpunkt kann größer als 2%, bevorzugt größer als 5%, des Durchmessers der sphärischen Oberfläche des Kopfteils sein. Je größer der Abstand ist, desto größer wird auch der nicht unterbrochene Teil der sphärischen Oberfläche des Kopfteils beziehungsweise der Anteil der sphärischen Oberfläche an der Gesamtoberfläche des Kopfteils sein. Der Abstand von der Abflachungslängsachse zum Mittelpunkt kann aber auch kleiner als 10%, bevorzugt kleiner als 7%, des Durchmessers der sphärischen Oberfläche des Kopfteils sein. Auf diese Weise wird das Kopfteil nicht zu stark geschwächt.The distance from the flattening longitudinal axis to the center may be greater than 2%, preferably greater than 5%, of the diameter of the spherical surface of the head part. The greater the distance, the greater will be the uninterrupted part of the spherical surface of the head part or the proportion of the spherical surface on the total surface of the head part. The distance from the flattening longitudinal axis to the center may also be less than 10%, preferably less than 7%, of the diameter of the spherical surface of the head part. In this way, the headboard is not weakened too much.

Besonders vorteilhaft ist zumindest eine Entlastungsrille auf der sphärischen Oberfläche des Kopfteils und/oder einer sphärischen Oberfläche des Aufnahmeteils vorgesehen, wobei die Entlastungsrille vorzugsweise die Abflachung schneidet und/oder ringförmig ist. Aufgrund der Neigung der Abflachung kommt es zu einem unsymmetrischen Druckfeld und somit zu einer einseitigen Andrückung des Kopfteils an die sphärische Oberfläche des Aufnahmeteils. Durch die Entlastungsrille wird die hydrostatische Belastung gleichmäßiger verteilt und der Verschleiß verringert.Particularly advantageously, at least one relief groove is provided on the spherical surface of the head part and / or a spherical surface of the receiving part, wherein the relief groove preferably intersects the flattening and / or is annular. Due to the inclination of the flattening, there is an asymmetrical pressure field and thus a one-sided pressing of the head part to the spherical surface of the receiving part. The relief groove distributes the hydrostatic load more evenly and reduces wear.

Die Entlastungsrille kann an einem Ende des Kopfteils vorgesehen sein, das einem Hals des Kopfteils gegenüberliegend ist. Es ist darüber hinaus möglich, die Entlastungsrille an einem Abschnitt des Aufnahmeteils vorzusehen, welcher dem Öffnungsquerschnitt gegenüberliegend ist. The relief groove may be provided at an end of the head portion opposite to a neck of the head portion. It is also possible to provide the relief groove on a portion of the receiving part, which is opposite to the opening cross-section.

Die zweite Lösung der Aufgabe besteht in einer Gelenkanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 8. Erfindungsgemäß ist zumindest eine Entlastungsrille auf einer sphärischen Oberfläche des Kopfteils und/oder des Aufnahmeteils vorgesehen. Aufgrund der Neigung der Abflachung kommt es zu einem unsymmetrischen Druckfeld und somit zu einer einseitigen Andrückung des Kopfteils an die sphärische Oberfläche des Aufnahmeteils. Durch die Entlastungsrille wird die hydrostatische Belastung gleichmäßiger verteilt und der Verschleiß verringert.The second solution of the problem consists in a joint arrangement with the features of claim 8. According to the invention, at least one relief groove is provided on a spherical surface of the head part and / or the receiving part. Due to the inclination of the flattening, there is an asymmetrical pressure field and thus a one-sided pressing of the head part to the spherical surface of the receiving part. The relief groove distributes the hydrostatic load more evenly and reduces wear.

Die Entlastungsrille kann ringförmig sein. Diese rotationssymmetrische Ausführungsform bringt eine besonders hohe hydrostatische Entlastung mit sich. Die ringförmige Entlastungsrille leistet auch einen Beitrag zur gleichmäßigen Verteilung des Schmieröls in der Gelenkanordnung.The relief groove may be annular. This rotationally symmetrical embodiment brings a particularly high hydrostatic discharge with it. The annular relief groove also contributes to the even distribution of the lubricating oil in the joint assembly.

Zweckmäßigerweise ist die Entlastungsrille an einem Ende des Kopfes vorgesehen, das einem Hals des Kopfteils gegenüberliegend ist. Die Entlastungsrille kann aber mit Vorteil auch in einem Abschnitt des Aufnahmeteils vorgesehen sein, welcher einem freien Öffnungsquerschnitt zur zumindest teilweisen Aufnahme des Kopfteils gegenüberliegend angeordnet ist.Conveniently, the relief groove is provided at one end of the head, which is opposite to a neck of the head part. The relief groove can also be provided with advantage in a portion of the receiving part, which is arranged opposite a free opening cross-section for at least partially receiving the head part.

Besonders vorteilhaft ist die sphärische Oberfläche des Kopfteils mit einer, insbesondere zylindrischen, Abflachung versehen, die zumindest teilweise in einem Radius zu einer Abflachungslängsachse angeordnet ist, welche mit einem Winkel gegenüber einer Kopfteillängsachse geneigt ist und welche vorzugsweise in einer Symmetrieebene des Kopfteils liegt, wobei das Aufnahmeteil einen freien Öffnungsquerschnitt zur zumindest teilweisen Aufnahme des Kopfteils aufweist. Insbesondere ist die Abflachungslängsachse durch einen Abstand exzentrisch zu einem Mittelpunkt der sphärischen Oberfläche des Kopfteils angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine größere, nicht unterbrochene Oberfläche des Kopfteils erhalten bleibt und somit die hydrostatische Entlastung im Betrieb gegenüber der im Stand der Technik bekannten Kolben-Gleitschuh-Verbindung größer ist. Die Abflachung erstreckt sich nun nicht mehr kranzförmig um die sphärische Oberfläche des Kopfteils, sondern hat vielmehr eine U-Form mit zwei Enden, zwischen denen die sphärische Oberfläche des Kopfteiles erhalten bleibt. Die Anordnung der Abflachungslängsachse in der Symmetrieebene hat den Vorteil, dass Unwuchten verhindert werden.Particularly advantageously, the spherical surface of the head part is provided with a, in particular cylindrical, flattening, which is at least partially disposed in a radius to a flattening longitudinal axis, which is inclined at an angle to a longitudinal head longitudinal axis and which is preferably in a plane of symmetry of the head part, wherein the Receiving part has a free opening cross-section for at least partially receiving the head part. In particular, the flattening longitudinal axis is arranged by a distance eccentric to a center of the spherical surface of the head part. This has the advantage that a larger, uninterrupted surface of the head part is maintained and thus the hydrostatic discharge in operation over the piston-shoe connection known in the prior art is greater. The flattening now no longer extends in a circle around the spherical surface of the head part, but rather has a U-shape with two ends, between which the spherical surface of the head part is maintained. The arrangement of the flattening longitudinal axis in the plane of symmetry has the advantage that imbalances are prevented.

Besonders vorteilhaft kann die Entlastungsrille die Abflachung schneiden.Particularly advantageously, the relief groove can cut the flattening.

Der Abstand von der Abflachungslängsachse zum Mittelpunkt ist vorteilhaft größer als 2%, bevorzugt größer als 5%, des Durchmessers der sphärischen Oberfläche des Kopfteils. Je größer der Abstand ist, desto größer wird auch der nicht unterbrochene Teil der sphärischen Oberfläche des Kopfteils beziehungsweise der Anteil der sphärischen Oberfläche an der Gesamtoberfläche des Kopfteils sein. Weiterhin kann der Abstand von der Abflachungslängsachse zum Mittelpunkt kleiner als 10%, bevorzugt kleiner als 7%, des Durchmessers der sphärischen Oberfläche des Kopfteils sein. Auf diese Weise wird das Kopfteil nicht zu stark geschwächt.The distance from the flattening longitudinal axis to the center is advantageously greater than 2%, preferably greater than 5%, of the diameter of the spherical surface of the head part. The greater the distance, the greater will be the uninterrupted part of the spherical surface of the head part or the proportion of the spherical surface on the total surface of the head part. Furthermore, the distance from the flattening longitudinal axis to the center may be less than 10%, preferably less than 7%, of the diameter of the spherical surface of the head part. In this way, the headboard is not weakened too much.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 einen Querschnitt durch eine Axialkolbenmaschine im Ausschnitt; 1 a cross section through an axial piston machine in the neck;

2 eine Seitenansicht eines Kolbens mit einem Kopfteil, das außermittig mit einer Abflachung versehen ist; 2 a side view of a piston with a head portion which is eccentrically provided with a flattening;

3 der Kolben der 2, an dem zusätzlich eine Entlastungsrille vorgesehen ist; 3 the piston of the 2 on which a relief groove is additionally provided;

4 bis 6 den Zusammenbau der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung in drei Schritten; 4 to 6 the assembly of the hinge assembly according to the invention in three steps;

7 und 8 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung im Querschnitt, bei der das Kolbenteil mit einer Aufnahme und der Gleitschuh mit einem Kopfteil versehen ist; und 7 and 8th a further embodiment of a hinge assembly according to the invention in cross section, in which the piston part is provided with a receptacle and the sliding block with a head part; and

9 und 10 jeweils einen Kolben mit einer zentrierten Abflachung, wobei in 9 zusätzlich eine Entlastungsrille vorgesehen ist. 9 and 10 in each case a piston with a centered flattening, wherein in 9 In addition, a relief groove is provided.

Die 1 bis 10 zeigen mehrere Gelenkanordnungen 110, 210, 310 für eine Kolben-Gleitschuh-Verbindung 118 einer Axialkolbenmaschine 120.The 1 to 10 show several joint arrangements 110 . 210 . 310 for a piston-shoe connection 118 an axial piston machine 120 ,

Die Axialkolbenmaschine 120 ist in einem Ausschnitt in der 1 im Querschnitt dargestellt. Auf einer drehbaren Welle 122 sind drehfest Zylinder 124 angeordnet, sodass die Zylinder 124 mit der Welle 122 rotieren. Es ist eine ungerade Anzahl von Zylindern 124 vorgesehen, die auf einem Teilkreis versetzt angeordnet sind. Die Längsachsen 126 der Zylinder 124 weisen alle den gleichen Radius RZ zur Längsachse 128 der Welle 122 auf. In den Zylindern 124 ist jeweils ein hohler Kolben 130 axial verschiebbar angeordnet. Der Kolben 130 ist von seiner Unterseite 132 her mit einer Bohrung 134 versehen. Diese Bohrung 134 verjüngt sich im Bereich des Übergangs 136 zum einem Kopfteil 138 des Kolbens 130. Am Kopfteil 138 ist eine sphärische Oberfläche 140 vorgesehen, die in einem korrespondierenden Aufnahmeteil 142 eines Gleitschuhs 144 gehalten ist. Auch der Gleitschuh 144 ist mit einer Längsbohrung 146 versehen. Der Gleitschuh 144 ist unter Zwischenschaltung einer Schrägscheibe 148 gleitend an einem Verstellmechanismus 150 gelagert. Über einen Fluideinlass 152 kann eine Flüssigkeit, insbesondere eine Hydraulikflüssigkeit, in einem ersten Arbeitstakt in den Zylinder 124 hineingesogen werden. Über einen Fluidauslass 154 kann die Flüssigkeit anschließend in einem zweiten Arbeitstakt wieder aus dem Zylinder 124 herausgedrückt werden. In einer halben Umdrehung der Welle 122 wird ein Zylinder 124 vollgesogen, während er in der anderen halben Umdrehung der Welle 122 wieder leergedrückt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise eine hohe und gleichmäßige Pumpenleistung erbracht werden.The axial piston machine 120 is in a section in the 1 shown in cross section. On a rotatable shaft 122 are non-rotating cylinders 124 arranged so that the cylinders 124 with the wave 122 rotate. It's an odd number of cylinders 124 provided, which are arranged offset on a pitch circle. The longitudinal axes 126 the cylinder 124 all have the same radius RZ to the longitudinal axis 128 the wave 122 on. In the cylinders 124 is a hollow piston 130 arranged axially displaceable. The piston 130 is from his bottom 132 here with a hole 134 Mistake. This hole 134 rejuvenates in the area of transition 136 to a headboard 138 of the piston 130 , At the headboard 138 is a spherical surface 140 provided in a corresponding receiving part 142 a sliding shoe 144 is held. Also the sliding shoe 144 is with a longitudinal bore 146 Mistake. The sliding shoe 144 is with the interposition of a swash plate 148 sliding on an adjustment mechanism 150 stored. Via a fluid inlet 152 can a liquid, in particular a hydraulic fluid, in a first stroke in the cylinder 124 be sucked in. Via a fluid outlet 154 The liquid can then in a second stroke back from the cylinder 124 be pushed out. In half a turn of the shaft 122 becomes a cylinder 124 soaked while in the other half turn of the shaft 122 is again depressed. In this way, for example, a high and uniform pump performance can be provided.

Wie man in den 2 bis 6 genauer sehen kann, ist der Kolben 130 mit einem Kopfteil 138 versehen, der eine sphärische Oberfläche 140 aufweist. Die sphärische Oberfläche 140 ist mit einer Abflachung 156 versehen. Die Abflachung 156 ist zumindest teilweise in einem Radius RA zu einer Abflachungslängsachse 158 angeordnet, welche mit einem Winkel α gegenüber einer Kopfteillängsachse 160 geneigt ist. Der Winkel α kann insbesondere 25° betragen. Die Abflachungslängsachse 158 liegt in einer Symmetrieebene 162 des Kopfteils 138, die in diesem Fall mit der Bildebene zusammenfällt. Im Gegensatz zu einer mittigen Anordnung der Abflachungslängsachse 358 (vgl. 9) ist in den 2 bis 6 die Abflachung 156 außermittig vorgesehen. Mithin verläuft die Abflachungslängsachse 158 in einem Abstand A (3) zu einem Mittelpunkt 164 der sphärischen Oberfläche 140 des Kopfteils 138. Der Abstand A von der Abflachungslängsachse 158 zum Mittelpunkt 164 beträgt 6% des Durchmessers D der sphärischen Oberfläche 140 des Kopfteils 138. Auf diese Weise ist die Abflachung 156 U-förmig und läuft nicht vollständig beziehungsweise kranzförmig um die sphärische Oberfläche 140 herum. Mithin ist die sphärische Oberfläche 140 größer, als wenn die Abflachungslängsachse 158 durch den Mittelpunkt 164 verlaufen würde, wie in 9 gezeigt.How to get into the 2 to 6 can see more exactly, is the piston 130 with a headboard 138 provided that has a spherical surface 140 having. The spherical surface 140 is with a flattening 156 Mistake. The flattening 156 is at least partially in a radius RA to a flattening longitudinal axis 158 arranged, which at an angle α with respect to a head longitudinal axis 160 is inclined. The angle α can be in particular 25 °. The flattening longitudinal axis 158 lies in a symmetry plane 162 of the headboard 138 , which in this case coincides with the image plane. In contrast to a central arrangement of the flat longitudinal axis 358 (see. 9 ) is in the 2 to 6 the flattening 156 provided off-center. Consequently, the flattening longitudinal axis runs 158 at a distance A ( 3 ) to a center 164 the spherical surface 140 of the headboard 138 , The distance A from the flattening longitudinal axis 158 to the center 164 is 6% of the diameter D of the spherical surface 140 of the headboard 138 , This is the flattening 156 U-shaped and does not run completely or in a circle around the spherical surface 140 around. Thus, the spherical surface is 140 larger than if the flattening longitudinal axis 158 through the center 164 would run, as in 9 shown.

Um die ausreichende Schmierung der Gelenkanordnung 110 sicherzustellen, sind im Kopfteil 138 und im Aufnahmeteil 142 Längsbohrungen 134, 146 vorgesehen, die endseitig angefast sind. Die Längsbohrung 134 im Kolben 130 hat dabei einen größeren Durchmesser DB als die Längsbohrung 146 des Gleitschuhs 144.To ensure adequate lubrication of the joint arrangement 110 ensure are in the header 138 and in the recording part 142 longitudinal bores 134 . 146 provided, which are chamfered end. The longitudinal bore 134 in the piston 130 has a larger diameter DB than the longitudinal bore 146 of the sliding shoe 144 ,

Um das unsymmetrische Druckfeld und somit eine einseitige Andrückung an der sphärischen Oberfläche 140 zu vermeiden, kann zusätzlich eine Entlastungsrille 166 vorgesehen sein, wie in 3 dargestellt. Die Entlastungsrille 166 ist ringförmig und verläuft um die gesamte sphärische Oberfläche 140 des Kopfteils 138. Die Entlastungsrille 166 ist rotationssymmetrisch zur Längsachse 160 des Kopfteils 138. Die Entlastungsrille 166 schneidet die Abflachung 156 an, kann aber auch in einem Abstand zur Abflachung 156 angeordnet sein. Der Grund 168 der Entlastungsrille 166 ist bogenförmig ausgeführt. Eine eckige Ausführungsform des Grundes 168 ist aber auch möglich. Die Entlastungsrille 166 verläuft an einem Ende 170 des Kopfteils 138, das einem Hals 172 des Kopfteils 138 gegenüberliegend ist.About the asymmetrical pressure field and thus a one-sided pressure on the spherical surface 140 To avoid, can additionally a relief groove 166 be provided as in 3 shown. The relief groove 166 is annular and runs around the entire spherical surface 140 of the headboard 138 , The relief groove 166 is rotationally symmetric to the longitudinal axis 160 of the headboard 138 , The relief groove 166 cuts the flattening 156 but can also be at a distance to the flattening 156 be arranged. The reason 168 the relief groove 166 is arcuate. An angular embodiment of the reason 168 but it is also possible. The relief groove 166 runs at one end 170 of the headboard 138 that one neck 172 of the headboard 138 is opposite.

Die 4 bis 6 verdeutlichen den Zusammenbau der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 110. Der Kolben 130 wird gegenüber dem freien Öffnungsquerschnitt 174 des Aufnahmeteils 142 gekippt eingeführt, um die Abflachungslängsachse 158 und die Längsachse 176 des Aufnahmeteils 142 konzentrisch zueinander auszurichten. Der freie Öffnungsquerschnitt 174 weist dabei einen geringeren Durchmesser DQ als den Durchmesser DO der sphärischen Oberfläche 178 des Aufnahmeteils 142 auf. Auf diese Weise kann das Kopfteil 138 ohne zusätzliches Werkzeug und ohne eine Nachbearbeitung des Aufnahmeteils 142, beispielsweise durch Umbördeln einer Wandung im Bereich des Öffnungsquerschnittes 174, in das Aufnahmeteil 142 eingeführt werden. Zum vollständigen Einschieben muss der Kolben 130 auch in einer Querrichtung 180 verschoben werden, um den Abstand A zwischen der Abflachungslängsachse 158 und dem Mittelpunkt 64 der sphärischen Oberfläche 140 wieder auszugleichen. Anschließend wird der Kolben 130 verschwenkt, um die Kopfteillängsachse 160 konzentrisch zur Längsachse 176 des Aufnahmeteils 142 auszurichten. Im laufenden Betrieb darf der Kolben 130 nur bis zu einem geringeren zulässigen Betriebswinkel β von ca. 15° verschwenkt werden, um ein Entkoppeln des Kopfteils 130 und des Aufnahmeteils 142 der Gelenkanordnung 110 zu verhindern.The 4 to 6 illustrate the assembly of the hinge assembly according to the invention 110 , The piston 130 is opposite to the free opening cross-section 174 of the receiving part 142 Tipped introduced to the flattening longitudinal axis 158 and the longitudinal axis 176 of the receiving part 142 align concentrically with each other. The free opening cross-section 174 has a smaller diameter DQ than the diameter DO of the spherical surface 178 of the receiving part 142 on. In this way, the headboard 138 without additional tools and without post-processing of the receiving part 142 , For example, by crimping a wall in the region of the opening cross-section 174 , in the receiving part 142 be introduced. For complete insertion of the piston 130 also in a transverse direction 180 be shifted to the distance A between the flattening longitudinal axis 158 and the center 64 the spherical surface 140 compensate again. Subsequently, the piston 130 pivoted to the headrest longitudinal axis 160 concentric with the longitudinal axis 176 of the receiving part 142 align. During operation, the piston may 130 only be pivoted to a lower permissible operating angle β of about 15 °, to decouple the head part 130 and the receiving part 142 the joint arrangement 110 to prevent.

Die 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 210, bei der der Kolben 230 mit einem Aufnahmeteil 242 und der Gleitschuh 244 mit einem Kopfteil 238 versehen sind. Der Kolben 230 ist zur Reduzierung der Massenträgheitskräfte hohl und weist dazu eine endseitige Bohrung 234 auf. Über eine weitere Bohrung 235 mit einem geringeren Durchmesser ist diese endseitige Bohrung 235 mit dem Aufnahmeteil 242 verbunden. Das Aufnahmeteil 242 weist eine sphärische Oberfläche 241 auf. In der sphärischen Oberfläche 241 des Aufnahmeteils 242 ist eine Entlastungsrille 266 gegenüberliegend von einem freien Öffnungsquerschnitt 274 vorgesehen. Am Gleitschuh 244 ist das Kopfteil 238 angeordnet, das mit einem Gleitteil 239 über einen Hals 272 verbunden ist. Das Kopfteil 238 weist ebenfalls eine sphärische Oberfläche 240 auf. Die sphärische Oberfläche 240 des Kopfteils 238 ist mit einer außermittigen Abflachung 256 versehen. Die Abflachung 256 weist einen Radius RA zu einer Abflachungslängsachse 258 auf. Zudem ist die Abflachungslängsachse 258 um einen Winkel α von ca. 25° gegenüber einer Längsachse 260 des Kopfteils 238 geneigt. Weiterhin verläuft die Abflachungslängsachse 258 in einer in der Bildebene liegenden Symmetrieebene 262 des Kopfteils 238. Schließlich ist die Abflachungslängsachse in einem Abstand A exzentrisch zu einem Mittelpunkt 264 der sphärischen Oberfläche 240 des Kopfteils 238 angeordnet. Die 8 verdeutlicht, wie der Kolben 230 bei der Montage am Kopfteil 238 zunächst anzukippen und dann das Kopfteil 238 einzuführen ist. Durch das Ankippen werden die Abflachungslängsachse 258 und eine Längsachse 276 des Aufnahmeteils 242 zueinander ausgerichtet. Der Radius RA des Kopfteils 238 ist Bereich der Abflachung 256 geringer als der halbe Durchmesser D der sphärischen Oberfläche 240 des Kopfteils 238, so dass es möglich ist, das Kopfteil 238 in das Aufnahmeteil 242 einzuführen, obwohl der Öffnungsquerschnitt 274 vom Durchmesser her kleiner ist als die übrige sphärische Oberfläche 241 des Aufnahmeteils 242.The 7 and 8th show a further embodiment of the hinge assembly according to the invention 210 in which the piston 230 with a receiving part 242 and the sliding shoe 244 with a headboard 238 are provided. The piston 230 is hollow to reduce the mass inertia forces and has an end hole for this purpose 234 on. About another hole 235 with a smaller diameter, this end hole 235 with the receiving part 242 connected. The recording part 242 has a spherical surface 241 on. In the spherical surface 241 of the receiving part 242 is a relief groove 266 opposite of a free opening cross-section 274 intended. On the slide shoe 244 is the headboard 238 arranged, with a sliding part 239 over a neck 272 connected is. The headboard 238 also has a spherical surface 240 on. The spherical surface 240 of the headboard 238 is with an off-center flattening 256 Mistake. The flattening 256 has a radius RA to a flattening longitudinal axis 258 on. In addition, the flattening longitudinal axis 258 by an angle α of about 25 ° with respect to a longitudinal axis 260 of the headboard 238 inclined. Furthermore, the flattening longitudinal axis runs 258 in a symmetry plane lying in the image plane 262 of the headboard 238 , Finally, the flattening longitudinal axis is eccentric at a distance A from a center point 264 the spherical surface 240 of the headboard 238 arranged. The 8th illustrates how the piston 230 during assembly on the headboard 238 first tilt and then the headboard 238 is to introduce. By tilting the flattening longitudinal axis 258 and a longitudinal axis 276 of the receiving part 242 aligned with each other. The radius RA of the head part 238 is area of flattening 256 less than half the diameter D of the spherical surface 240 of the headboard 238 so that it is possible the headboard 238 in the receiving part 242 to introduce, although the opening cross-section 274 smaller in diameter than the remaining spherical surface 241 of the receiving part 242 ,

Die 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform der Gelenkanordnung 310 bei der eine zylindrische Abflachung 356 mittig am Kopfteil 338 vorgesehen ist. Mithin verläuft die Abflachungslängsachse 358 durch den Mittelpunkt 364 der sphärischen Oberfläche 340 des Kopfteils 338. Die Abflachungslängsachse ist um einen Winkel α von 25° gegenüber einer Kopfteillängsachse 360 geneigt. In 9 ist eine Entlastungsrille 366 am Kopfteil 338 an einem einem Hals 372 des Kopfteils 338 gegenüberliegenden Ende 370 vorgesehen. Die Entlastungsrille 366 bewirkt, dass die beaufschlagten Flächen im Spalt 341 zwischen dem Kopfteil 338 und einem Aufnahmeteil 342 annähernd gleich groß sind, was in den 9 und 10 durch Ellipsen 343 hervorgehoben ist, sodass das Kopfteil 338 immer mit derselben Kraft gegen das Aufnahmeteil 342 drückt. Auf diese Weise ist die Gefahr eines einseitigen Verschleißes der sphärischen Oberfläche 340 des Kopfteils 338 verringert.The 9 and 10 show an embodiment of the hinge assembly 310 in the case of a cylindrical flattening 356 in the middle of the headboard 338 is provided. Consequently, the flattening longitudinal axis runs 358 through the center 364 the spherical surface 340 of the headboard 338 , The flattening longitudinal axis is at an angle α of 25 ° relative to a head longitudinal axis 360 inclined. In 9 is a relief groove 366 at the headboard 338 on a neck 372 of the headboard 338 opposite end 370 intended. The relief groove 366 causes the impacted surfaces in the gap 341 between the headboard 338 and a receiving part 342 are approximately equal in size, which in the 9 and 10 through ellipses 343 is highlighted, so the headboard 338 always with the same force against the receiving part 342 suppressed. In this way, the risk of one-sided wear of the spherical surface 340 of the headboard 338 reduced.

Durch die erfindungsgemäßen Gelenkanordnungen 110, 210, 310, werden Verbindungen eines Kopfteils 138, 238, 338 mit einem Aufnahmeteil 142, 242, 342 aufgezeigt, die hydrostatisch entlastet sind. Aufgrund der Abflachung 156, 256, 356 kann das Kopfteil 138, 238, 338 in das Aufnahmeteil 142, 242, 342 eingeführt und dort sicher gehalten werden, ohne dass es einer Nachbearbeitung des Öffnungsquerschnittes 174, 274 nach dem Einführen bedarf. Durch die außermittige Anordnung der Abflachung 156, 256 wird der Flächenanteil der sphärischen Oberfläche 140, 240 am Kopfteil 138, 238 vergrößert. Aufgrund der Entlastungsrille 166, 266, 366 verteilt sich der hydrostatische Druck auf das Kopfteil 138, 238, 338 gleichmäßiger, sodass der Verschleiß des Kopfteils 138, 238, 338 geringer ausfällt. Mithin weisen die Gelenkanordnungen 110, 210, 310 deutliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf.By the hinge arrangements according to the invention 110 . 210 . 310 , become connections of a header 138 . 238 . 338 with a receiving part 142 . 242 . 342 shown, which are hydrostatically relieved. Due to the flattening 156 . 256 . 356 can the headboard 138 . 238 . 338 in the receiving part 142 . 242 . 342 be introduced and held there safely, without it being a post-processing of the opening cross-section 174 . 274 needed after insertion. Due to the off-center arrangement of the flattening 156 . 256 becomes the area ratio of the spherical surface 140 . 240 at the headboard 138 . 238 increased. Due to the relief groove 166 . 266 . 366 the hydrostatic pressure is distributed on the head part 138 . 238 . 338 more uniform, so that the wear of the head part 138 . 238 . 338 less fails. Thus, the joint arrangements 110 . 210 . 310 significant advantages over the prior art.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4214765 A1 [0003]

Claims

Joint arrangement, in particular for a piston-shoe connection ( 118 ) of an axial piston machine ( 120 ), with a receiving part ( 142 . 242 ) for receiving a head part ( 138 . 238 ), which at least partially with a spherical surface ( 140 . 240 ), the spherical surface ( 140 . 240 ) a flattening ( 156 . 256 ), which at least partially in a radius (RA) to a flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) which is arranged at an angle (α) with respect to a head longitudinal axis ( 160 . 260 ) is inclined, wherein the receiving part ( 142 . 242 ) has a free opening cross-section ( 174 . 274 ) for at least partially receiving the head part ( 138 . 238 ), characterized in that the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) by a distance (A) eccentric to a center ( 164 . 264 ) of the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ) is arranged.

Joint arrangement according to claim 1, characterized in that the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) in a symmetry plane ( 162 . 262 ) of the header ( 138 . 238 ) lies.

Joint arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (A) from the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) to the center ( 164 . 264 ) is greater than 2%, preferably greater than 5%, of the diameter (D) of the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ).

Joint arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (A) from the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) to the center ( 164 . 264 ) is less than 10%, preferably less than 7%, of the diameter (D) of the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ).

Joint arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one relief groove ( 166 . 266 ) on the spherical surface ( 140 ) of the header ( 138 ) and / or a spherical surface ( 241 ) of the receiving part ( 242 ) is provided, wherein the relief groove ( 166 . 266 ) preferably the flattening ( 156 . 256 ) and / or is annular.

Joint arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the relief groove ( 166 ) at one end ( 170 ) of the header ( 138 ), which is a neck ( 172 ) of the header ( 138 ) is opposite.

Joint arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the relief groove ( 266 ) at a portion of the receiving part ( 242 ) is provided, which an opening cross section ( 274 ) is opposite.

Joint arrangement, in particular for a piston-shoe connection ( 118 ) of an axial piston machine ( 120 ), with a receiving part ( 142 . 242 . 342 ) for receiving a head part ( 138 . 238 . 338 ), characterized in that at least one relief groove ( 166 . 266 . 366 ) on a spherical surface ( 140 . 241 . 340 ) of the header ( 138 . 338 ) and / or the receiving part ( 242 ) is provided.

Joint arrangement according to claim 8, characterized in that the relief groove ( 166 . 266 . 366 ) is annular.

Joint arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the relief groove at one end ( 170 . 370 ) of the header ( 138 . 338 ), which is a neck ( 172 . 372 ) of the header ( 138 . 338 ) is opposite.

Joint arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that the relief groove ( 241 ) at a portion of the receiving part ( 242 ) is provided, which a free opening cross section ( 274 ) for at least partially receiving the head part ( 238 ) is opposite.

Joint arrangement according to one of claims 8 to 11, wherein the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ) with a flattening ( 156 . 256 ), which at least partially in a radius (RA) to a flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) which is arranged at an angle (α) with respect to a head longitudinal axis ( 160 . 260 ) and which preferably in a plane of symmetry ( 162 . 262 ) of the header ( 138 . 238 ), wherein the receiving part ( 142 . 242 ) has a free opening cross-section ( 174 . 274 ) for at least partially receiving the head part ( 138 . 238 ), characterized in that the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) by a distance (A) eccentric to a center ( 164 . 264 ) of the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ).

Joint arrangement according to claim 12, characterized in that the relief groove ( 166 ) the flattening ( 156 ) cuts.

Joint arrangement according to one of claims 8 to 13, characterized in that the distance (A) from the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) to the center ( 164 . 264 ) is greater than 2%, preferably greater than 5%, of the diameter (D) of the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ).

Joint arrangement according to one of claims 8 to 14, characterized in that the distance (A) from the flattening longitudinal axis ( 158 . 258 ) to the center ( 164 . 264 ) is less than 10%, preferably less than 7%, of the diameter (D) of the spherical surface ( 140 . 240 ) of the header ( 138 . 238 ).