DE102020202316A1 - Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh - Google Patents

Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh Download PDF

Info

Publication number
DE102020202316A1
DE102020202316A1 DE102020202316.6A DE102020202316A DE102020202316A1 DE 102020202316 A1 DE102020202316 A1 DE 102020202316A1 DE 102020202316 A DE102020202316 A DE 102020202316A DE 102020202316 A1 DE102020202316 A1 DE 102020202316A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sliding shoe
sliding
relief recess
apex
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020202316.6A
Other languages
English (en)
Inventor
David Breuer
Rene Scheerer
Manuel Sell
Timo Nafz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020202316.6A priority Critical patent/DE102020202316A1/de
Priority to CN202110200763.0A priority patent/CN113294308A/zh
Publication of DE102020202316A1 publication Critical patent/DE102020202316A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/12Valves; Arrangement of valves arranged in or on pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124Pistons
    • F04B1/126Piston shoe retaining means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Offenbart ist ein Gleitschuh für einen Arbeitskolben einer hydrostatischen Kolbenmaschine, mit einer Gleitseite, an der eine Entlastungsausnehmung ausgebildet ist, in der ein hydrostatisches Druckfeld ausbildbar ist, und die von einem Dichtsteg berandet ist, dessen Scheitel oder Scheitelfläche in gleitende Anlage mit einer schiefen Fläche der Kolbenmaschine bringbar ist.Offenbart ist zudem eine hydrostatische Kolbenmaschine mit wenigstens einem derartigen Gleitschuh in Anlage mit der schiefen Fläche.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gleitschuh gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Kolbenmaschine damit.
  • Eine gattungsgemäße hydrostatische Axialkolbenmaschine weist Zylinder-Kolbeneinheiten mit jeweils einem axial in einem Zylinder einer Zylindertrommel angeordneten und darin axial verschiebbaren Arbeitskolben auf. Der Arbeitskolben hat beispielsweise einen Kolbenkopf, der in einer konkaven Ausnehmung eines Gleitschuhs aufgenommen ist. Über diesen ist der Arbeitskolben an einer schiefen Fläche oder Ebene, insbesondere einer Schrägscheibe, der Axialkolbenmaschine abgestützt. Im Betrieb überträgt der Gleitschuh Stützkräfte des Arbeitskolbens an die Schrägscheibe. Aufgrund der mechanischen Belastung im Bereich der gleitenden Abstützung kann es zum Verschleiß der Schrägscheibe und des Gleitschuhs bis hin zu dessen Bruch kommen.
  • Um dieses Risiko auszuschließen oder zumindest zu vermindern, wird der Gleitschuh im Bereich seiner Gleitfläche zur Schrägscheibenlauffläche geschmiert und hydrostatisch entlastet. Dies erfolgt über einen meist zentralen Druckmittelkanal, der den Gleitschuh von seiner konkaven Ausnehmung hin zu seiner Gleitfläche durchsetzt. Über den Kanal wird Schmier- oder Druckmittel in eine Entlastungsausnehmung der Gleitfläche beschickt, sodass sich dort ein hydrostatisches Entlastungsdruckfeld aufbauen kann.
  • Die Druckschrift DE 10 2015 208 886 A1 der Anmelderin zeigt einen Gleitschuh mit diesem Schmiermittelkanal, der hin zur Gleitfläche mündet. Hierin sind Entlastungsausnehmungen in Form von Umfangsnuten konzentrisch ausgebildet und jeweils durch einen Dichtsteg getrennt. Das Druckmittel wird vom Druckmittelkanal nach radial außen bis zur Umfangsnut geführt. Der Dichtsteg verhindert das widerstandlose Weiterströmen des Druckmittels, so dass ein definiertes Druckentlastungsfeld aufgebaut werden kann. Die am Dichtsteg angeordnete Gleitfläche ist dabei in dichtender und gleitender Anlage mit der Schrägscheibe.
  • Die Druckschrift DE 102 35 813 B4 zeigt einen vergleichbaren Gleitschuh und ein Verfahren zur Herstellung der durch Dichtstege und Ausnehmungen gekennzeichneten Gleitfläche des Gleitschuhs.
  • Die Druckschrift DE 196 01 721 C2 zeigt einen derartigen Gleitschuh in mehrteiliger Bauweise zur Reduzierung seines Gewichtes.
  • Die Druckschrift GB 983 310 offenbart Gleitschuhe mit unterschiedlich ausgestalteten Entlastungsausnehmungen. Diese variieren von spiralförmiger, über nach radial außen mäandernder bis hin zu labyrinthartiger Ausgestaltung.
  • Den vorgenannten Gleitschuhen ist gemein, dass die Entlastungsausnehmungen oder Nuten in der Gleitfläche des Gleitschuhs einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
  • Davon abweichend zeigt die Druckschrift EP 1 409 196 B1 eine Entlastungsausnehmung in der Gleitfläche des Gleitschuhs, die radial außen einen vollumfänglich umlaufenden Stich, also eine Vertiefung der Entlastungsausnehmung aufweist. Die Entlastungsausnehmung hat außenumfänglich entweder eine vertikal zur Gleitfläche angestellte Randfläche oder diese ist hin zur Gleitfläche abfallend, sodass der größte Durchmesser der Entlastungsausnehmung an der Gleitfläche vorliegt.
  • Das Druckmittel für das Druckfeld der Entlastungsausnehmung stammt aus dem Arbeitsraum des jeweiligen Arbeitskolbens, wobei der genannte Druckmittelkanal die Entlastungsausnehmung und den Arbeitsraum fluidisch verbindet. Das bringt mit sich, dass das Entlastungsdruckfeld den Druckschwankungen im Arbeitsraum beim Ausfahren und Einfahren des Arbeitskolbens unterliegt.
  • Besonders beim Ansaugen, also beim Ausfahren des Arbeitskolbens im Pumpenbetrieb, kann der Druck im Arbeitsraum und über den Druckmittelkanal damit auch in der Entlastungsausnehmung, so stark abnehmen, dass Druckmittel in die Dampfphase übergeht.
  • Den vorgenannten Gleitschuhen ist dabei gemein, dass sich das verdampfte Druckmittel im Kontaktbereich einer Umfangskante des Dichtsteges, also an der Gleitfläche sammelt. Kommt es dann durch die nachfolgende Druckerhöhung zur Implosion des Dampfes, sind Kavitationserosionsschäden, insbesondere der Umfangskante des Dichtsteges, die Folge. Die Umfangskante, und sukzessive auch zusätzliche Bereiche der Gleitfläche des Dichtsteges, werden dadurch beschädigt, wodurch sich der Dichtspalt verkürzt und die Dichtfunktion negativ beeinflusst wird. Auf die Dauer kann der Dichtsteg komplett durcherodieren, so dass die Dichtfunktion verloren geht. Damit einher geht der Verlust der hydrostatischen Entlastung und Schmierung des Gleitschuhs, was zu Folgeschäden an der Schrägscheibe bis zum Maschinenausfall führen kann.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gleitschuh für einen Arbeitskolben einer Kolbenmaschine, insbesondere Radial- oder Axialkolbenmaschine, zu schaffen, der besser gegen Erosion durch Kavitation am Dichtsteg geschützt ist. Zudem soll eine Kolbenmaschine mit verringerter Erosion durch Kavitation im Bereich der Gleitfläche des Gleitschuhs geschaffen werden.
  • Die Aufgaben werden gelöst durch einen Gleitschuh mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und durch eine Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Ein Gleitschuh zur gleitenden Abstützung eines Arbeitskolbens einer hydrostatischen Kolbenmaschine, hat eine Gleitseite, an der, insbesondere mittig oder konzentrisch zu einer Hochachse des Gleitschuhs, eine Entlastungsausnehmung ausgebildet ist, in der ein hydrostatisches Druckfeld ausbildbar ist. Die Entlastungsausnehmung ist von einem Dichtsteg, insbesondere außenumfänglich, berandet. Das heißt vom Dichtsteg ist eine Randfläche der Entlastungsausnehmung gebildet. Ein Scheitel oder eine Scheitelfläche des Dichtsteges ist in gleitende Anlage mit einer schiefen, insbesondere planaren Fläche der Kolbenmaschine bringbar. Erfindungsgemäß ist die Randfläche der Entlastungsausnehmung am Dichtsteg derart ausgestaltet, dass an ihr im bestimmungsgemäßen Betrieb der Kolbenmaschine, in dem der Gleitschuh beabstandet zu einer Rotationsachse um diese umläuft, eine dampfhaltigere oder Dampfphase eines Druckmittels des Druckfeldes in eine Richtung weg von der Scheitelfläche leitbar ist.
  • Auf diese Weise erfolgt eine mögliche Implosion der dampfhaltigeren oder Dampfphase nicht an der oder im Bereich der Scheitelfläche, sondern vielmehr innerhalb des Gleitschuhs. Die damit verbundene Erosion betrifft somit nicht mehr die Scheitel- oder Gleit- oder Dichtfläche des Dichtsteges, wodurch der Dichtsteg besser gegen Kavitationserosion geschützt ist.
  • Vorzugsweise ist ein Druckmittelkanal vorgesehen, der den Gleitschuh von der Entlastungsausnehmung hin zu einer Aufnahme für einen Kolbenkopf des Arbeitskolbens durchsetzt. Über diesen kann die Entlastungsausnehmung im Betrieb der Kolbenmaschine mit Druckmittel aus dem hydrostatischen Arbeitsraum beaufschlagt werden.
  • In einer Weiterbildung ist die Randfläche derart ausgestaltet, dass über sie die dampfhaltigere oder Dampfphase allein mittels aus dem Betrieb resultierender dynamischer Kräfte, wie insbesondere der Zentrifugal- und/oder Zentripetalkraft und der Schwerkraft, wegleitbar ist.
  • Die Kolbenmaschine ist vorzugsweise als Axialkolbenmaschine ausgestaltet, wobei die schiefe Fläche eine Schrägscheibe mit konstantem oder verstellbarem Winkel ist. Dabei ist eine Vielzahl von Arbeitskolben in auf einem Teilkreis angeordneten Zylinderbohrungen einer um die Rotationsachse drehbaren Zylindertrommel axial beweglich aufgenommen und die Arbeitskolben sind über ihren jeweiligen Gleitschuh an der Schrägscheibe abgestützt.
  • Vorzugsweise hat der Gleitschuh oder die Entlastungsausnehmung eine Hochachse, die sich normal zur Gleitseite erstreckt.
  • In einer Weiterbildung hat die Entlastungsausnehmung, abgewandt vom Scheitel oder der Scheitelfläche des Dichtstegs, einen Grund, der, insbesondere mit Bezug zur Hochachse, radial erweitert ist.
  • In einer Weiterbildung ist die Randfläche derart ausgestaltet, dass die Richtung eine Komponente in den Gleitschuh hinein, insbesondere parallel zur Hochachse, aufweist.
  • In einer Weiterbildung ist die Randfläche derart ausgestaltet, dass die Richtung, insbesondere mit Bezug zur Hochachse, eine Komponente nach radial außen aufweist.
  • In einer Weiterbildung ist von der Randfläche am Dichtsteg ein Hinterstich gebildet.
  • In einer Weiterbildung ist, insbesondere in einer von der Hochachse aufgespannten Schnittebene, von der Randfläche und einer Fläche oder Ebene, in der die Scheitelfläche liegt, ein mit Bezug zur Hochachse nach radial außen geöffneter, spitzer Winkel eingeschlossen.
  • Um die mechanische Belastung im Randbereich der Scheitel-, Dicht- oder Gleitfläche zu reduzieren, ist in einer Weiterbildung ein Übergang von der Scheitelfläche zur Randfläche vorgesehen, der, insbesondere in einer von der Hochachse aufgespannten Schnittebene, einen rechten Winkel oder eine Fase oder einen Radius aufweist.
  • Um die dampfhaltigere oder Dampfphase sicher zu sammeln, ist in einer Weiterbildung die Entlastungsausnehmung mit einem Sammelabschnitt entfernt der Scheitelfläche ausgestaltet.
  • Vorzugsweise ist der Sammelabschnitt zu diesem Zweck gegenüber der restlichen Entlastungsausnehmung vertieft.
  • Alternativ kann entfernt der Scheitelfläche eine Sammelkavität im Gleitschuh ausgebildet sein, in die die Entlastungsausnehmung mündet.
  • Die Entlastungsausnehmung kann in Form eines Vollkörpers oder eines Ringkörpers ausgestaltet sein.
  • Im ersten Fall ist sie in einer Weiterbildung in Form eines sich ins Innere des Gleitschuhs öffnenden Tellers mit Tellerboden und aufgefächertem Tellerrand ausgestaltet. Im zweiten Fall ist sie in einer Weiterbildung in Form eines aufgefächerten Tellerrandes ausgestaltet.
  • In einer Weiterbildung ist der Sammelabschnitt zumindest abschnittsweise vom Tellerrand gebildet.
  • Um das hydrostatische Druckfeld besser formen und steuern zu können, weist in einer Weiterbildung der Gleitschuh wenigstens eine zusätzliche Entlastungsausnehmung und/oder wenigstens einen zusätzlichen Dichtsteg, konzentrisch oder nebengeordnet zur und/oder zum erstgenannten, an der Gleitseite auf.
  • Um mehrere Entlastungsausnehmungen fluidisch zu verbinden, hat in einer Weiterbildung der wenigstens eine zusätzliche Dichtsteg eine lokale Absenkung seiner Scheitelfläche, die insbesondere von einer flachen Radialnut gebildet ist.
  • Je geringer ein Strömungswiderstand über die lokale Absenkung ist oder je größer der Querschnitt dieser Absenkung ist, umso geringer ist die Dichtfunktion des betreffenden Dichtsteges bis hin zum überwiegenden Verlust der Dichtfunktion, sodass nur noch eine Stützfunktion verbleibt. Der Dichtsteg ist dann ein Stützsteg.
  • Eine erfindungsgemäße Kolbenmaschine hat wenigstens einen Gleitschuh, der gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist. Mit diesem gekoppelt ist ein Kolben oder Arbeitskolben, der für einen Hub über die Gleitseite des Gleitschuhs an einer schiefen Fläche abgestützt ist. Die Kolbenmaschine ist vorzugsweise eine Axialkolbenmaschine mit Schrägscheibe mit konstantem oder verstellbarem Winkel. Dabei ist eine Vielzahl von Arbeitskolben vorgesehen, die in auf einem Teilkreis angeordneten Zylinderbohrungen einer um eine Rotationsachse drehbaren Zylindertrommel axial beweglich aufgenommen sind. Die Arbeitskolben sind über ihren jeweiligen Gleitschuh an der Schrägscheibe abgestützt.
  • Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Gleitschuhs und einer Axialkolbenmaschine werden in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhs in teilperspektivischer Ansicht von unten,
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhs in einer Ansicht von unten,
    • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhs in einem Querschnitt, und
    • 4 ein Detail des Gleitschuhs gemäß 3 in vergrößerter Darstellung.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhs 1 gemäß 1 hat einen im Wesentlichen zylindrischen Kragen 2, in den gemäß 1 von oben hinten ein Kopf eines Arbeitskolbens (nicht dargestellt) einer Kolbenmaschine, insbesondere einer Axialkolbenmaschine, einsetzbar ist. An den Kragen 2 schließt eine bezüglich einer Hochachse 4 des Gleitschuhs 1 radial erweiterte Sohle 6 an. Diese 6 hat eine Gleitfläche 8, die sich vollumfänglich und ringförmig um die Hochachse 4 erstreckt. Die Gleitfläche 8 ist dabei zur Anlage mit einer Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine (nicht dargestellte) vorgesehen, wodurch der Arbeitskolben an der Schrägscheibe abstützbar ist. Mittig und vertieft zur ringförmigen Gleitfläche 8 ist eine Entlastungsausnehmung 10 vorgesehen, in die zentral im Bereich der Hochachse 4 ein Druckmittelkanal 12 einmündet. Dieser durchdringt den Gleitschuh 1 bis zu einer sphärischen Aufnahme im Kragen 2, in die der genannte Kolbenkopf einsetzbar ist. Über den Druckmittelkanal 12 wird die Entlastungsausnehmung 10 mit Druckmittel aus einem hydrostatischen Arbeitsraum, der vom Arbeitskolben begrenzt ist, versorgt.
  • Da der prinzipielle Aufbau von Gleitschuhen aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt ist, konzentriert sich die Beschreibung im Folgenden auf Details, die zum Verständnis der Erfindung relevant sind.
  • Gemäß 1 stellt die Gleitfläche 8 gleichzeitig eine Scheitelfläche eines Dichtsteges 16 dar, der ein in der Entlastungsausnehmung 10 ausbildbares Druckfeld gegen die Umgebung umrandet und abdichtet. Die Abdichtung erfolgt dabei wenn der Gleitschuh 1 im Betrieb mit seiner Gleitfläche 8 an der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine in Anlage ist. Die Entlastungsausnehmung 10 weist eine außenumfängliche Randfläche 14 auf, die am Dichtsteg 16 innenumfänglich ausgebildet ist. Die Randfläche 14 ist erfindungsgemäß ausgestaltet, wobei die Ausgestaltung anhand der 3 und 4 des dritten Ausführungsbeispiels genauer beschrieben wird.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhs 101, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 insbesondere dadurch unterscheidet, dass Dichtstege 16 mit Gleitfläche 8 im Wechsel mit Entlastungsausnehmungen 10 konzentrisch angeordnet sind. Dabei ist nur der Dichtsteg 16 mit komplett planarer Gleitfläche 8 ausgestaltet. Die Dichtstege 16', 16'' und 16''' haben jeweils eine Gleitfläche 8', 8'' und 8''', die jeweils zwei diametral angeordnete Absenkungen aufweisen. Diese Absenkungen sind als Flachnute 18', 18'' und 18''' ausgebildet. Dabei sind die Flachnuten 18' gegen die Flachnuten 18" um 90° und letztgenannte gegen die Flachnuten 18''' um weitere 90° versetzt.
  • Gemäß 2 ist über den Druckmittelkanal 12 die mittige Entlastungsausnehmung 10''' mit Druckmittel beaufschlagt, die über die Flachnuten 18''' mit der Entlastungsausnehmung 10'' und über die Flachnuten 18'' mit der Entlastungsausnehmung 10 fluidisch verbunden ist. Der Dichtsteg 16 weist, wie bereits erwähnt, keine solche Flachnut auf, sodass er von allen Dichtstegen 16, 16', 16'' und 16''' die größte Dichtfähigkeit aufweist. Druckmittel, das über den vollumfänglichen Dichtspalt des Dichtsteges 16 gelangt, steht dann in der äußersten Entlastungsausnehmung 10' an, die wiederum über die Flachnut 18' mit der Umgebung, dem Gehäuseinnenraum der Kolbenmaschine (nicht dargestellt) abströmen kann. Das stärkste Entlastungsdruckfeld entsteht somit radial innerhalb des Dichtsteges 16 in den Entlastungsausnehmungen 10, 10'' und 10'''. Alle Dicht- oder Scheitelflächen 8, 8', 8'', 8''' sind dabei mit der planaren Schrägscheibe in Anlage und stellen gleichzeitig Stütz-, sowie Gleitflächen dar.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 2 hat auch der Dichtsteg 16 die erfindungsgemäß ausgestaltete Randfläche 14, die nun näher erläutert wird.
  • 3 zeigt einen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gleitschuhs 201. Dieser ist im Wesentlichen wie derjenige gemäß 1 ausgestaltet, weist jedoch einen radial etwas schmaleren Dichtsteg 16 und einen Druckmittelkanal 12 mit größerem Durchmesser auf. Der Gleitschuh 201 ist mit seiner Gleitfläche, bzw. mit der Scheitelfläche 8 des Dichtsteges 16 in gleitender Anlage mit einer Schrägscheibe 20 einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine (nicht dargestellt). Diese hat eine Triebwelle mit einer Rotationsachse 22, um die der Gleitschuh 201 zusammen mit weiteren, gleich gebauten Gleitschuhen (nicht dargestellt), im Betrieb umläuft. Entsprechend wirkt auf den Gleitschuh 201 und das von ihm mitgeführte Druckmittel die Fliehkraft FF . Dieser entgegen wirkt die Zentripetalkraft FP , die vom im Gleitschuh aufgenommenen Kolbenkopf des Arbeitskolbens (nicht dargestellt) auf den Gleitschuh 201 übertragen wird, so dass dieser seine Umlaufbahn beibehält.
  • Im Betrieb ist der Druckmittelkanal 12 über eine Zentralbohrung des Arbeitskolbens mit Druckmittel aus dem von diesem begrenzten hydrostatischen Arbeitsraum versorgt. Demgemäß sind der Druckmittelkanal 12 und die Entlastungsausnehmung 10 mit Druckmittel beaufschlagt. Die Entlastungsausnehmung 10 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Form eines Tellers mit einem Tellerboden 24 und einem Tellerrand 26 auf. Letztgenannter hat, bezogen auf die Rotationsachse 22, einen im Betrieb äußeren Umfangsbereich 26a und einen im Betrieb inneren Umfangsbereich 26i auf. Der Tellerrand 26 ist radial außen von der Randfläche 14 vollumfänglich begrenzt, die gleichzeitig einen Abschnitt der Innenmantelfläche des Dichtsteges 16 darstellt. Der Tellerrand 26 weist gegenüber dem Tellerboden 24 eine größere Tiefe seines Grundes auf. Zudem weist die Randfläche 14 hin zu diesem Grund einen bezogen auf die Hochachse 4 größeren Durchmesser auf, als im Bereich der Scheitelfläche bzw. Gleitfläche 8 des Dichtsteges 16. Somit ist die Randfläche 14 mit Bezug zur Hochachse 4 des Gleitschuhs 201 nach radial außen mit einem spitzen Winkel gegen die Gleitfläche 8 angestellt.
  • 4 zeigt ein Detail A gemäß 3 in vergrößerter Darstellung. Die Scheitelfläche, bzw. Gleitfläche 8 des Dichtstegs 16 geht in die Randfläche 14 mit einem Übergang in Form einer zylindrischen Umfangsfläche 28 über. Auf dieser Weise wird der spitze Winkel zwischen Randfläche 14 und Dichtfläche 8 „entschärft“ und der Übergang ist als rechter Winkel ausgestaltet, so dass die mechanische Belastung in der Gleitpaarung Schrägscheibe 20 und Gleitfläche 8 verringert ist.
  • Der Tellerrand 26 hat einen Sammelabschnitt 30, der ebenfalls vollumfänglich ausgebildet ist und einen Scheitelbereich des Tellerrandes 26 darstellt. Im Betrieb der Axialkolbenmaschine kann, wie weiter oben beschrieben, in der Entlastungsausnehmung 10 eine dampfhaltigere Phase oder Dampfphase des Druckmittels entstehen. Bei deren Implosion droht Kavitationserosion. Da sich prinzipiell beim Umlaufen des Gleitschuhs 1; 101; 201 die Flüssigphase des Druckmittels aufgrund ihrer höheren Dichte bezogen auf die Rotationsachse 22 radial außen, also im Außenbereich 26a gemäß 3, sammelt, sammelt sich die dampfhaltigere oder Dampfphase mit geringerer Dicht im Innenbereich 26i. Hier ist die Gefahr der Kavitationserosion am größten.
  • Um diese Erosion zu verhindern, ist die Entlastungsausnehmung 10 im Zusammenwirken mit dem Dichtsteg 16 erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass die Randfläche 14 wie vorbeschrieben mit spitzem Winkel gegen die Gleitfläche 8 angestellt ist. Zudem ist der Sammelabschnitt 30 relativ innen im Gleitschuh 1; 101; 201 vorgesehen. Aufgrund der im Betrieb wirkenden Kräfte, insbesondere Fliehkräfte, und der Neigung der Randfläche 14 sammelt sich die kavitationskritische Dampfphase im Bereich des Sammelabschnitts 30, also entfernt der von Kavitationserosion bedrohten Zone im Bereich des Übergangs 28 und der Dichtfläche 8. Auf diese Weise ist der Gleitschuh 1; 101; 201 durch Wegleiten der Dampfphase von dem genannten Bereich gegen dessen Erosion geschützt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1; 101; 201
    Gleitschuh
    2
    Kragen
    4
    Hochachse
    6
    Sohle
    8; 8', 8'', 8'''
    Scheitelfläche
    10; 110, 10', 10'', 10'''
    Entlastungsausnehmung
    12
    Druckmittelkanal
    14
    Randfläche
    16; 16', 16'', 16'''
    Dichtsteg
    18; 18', 18'', 18'''
    Flachnut
    20
    Schrägscheibe
    22
    Rotationsachse
    24
    Tellerboden
    26, 26i, 26a
    Tellerrand, Innenbereich, Außenbereich
    28
    Übergang
    30
    Sammelabschnitt
    FF
    Zentrifugalkraft
    FP
    Zentripetalkraft
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015208886 A1 [0004]
    • DE 10235813 B4 [0005]
    • DE 19601721 C2 [0006]
    • GB 983310 [0007]
    • EP 1409196 B1 [0009]

Claims (15)

  1. Gleitschuh für einen Arbeitskolben einer hydrostatischen Kolbenmaschine, mit einer Gleitseite, an der eine Entlastungsausnehmung (10; 110) ausgebildet ist, in der ein hydrostatisches Druckfeld ausbildbar ist, und die von einem Dichtsteg (16) berandet ist, dessen Scheitel oder Scheitelfläche (8) in gleitende Anlage mit einer schiefen Fläche (20) der Kolbenmaschine bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randfläche (14) der Entlastungsausnehmung (10; 110) am Dichtsteg (16) derart ausgestaltet ist, dass an ihr eine dampfhaltige Phase eines Druckmittels des Druckfeldes, insbesondere Druckmitteldampf, in eine Richtung weg von der Scheitelfläche (8) leitbar ist.
  2. Gleitschuh nach Anspruch 1, wobei die Entlastungsausnehmung (10; 110), vom Scheitel oder der Scheitelfläche (8) abgewandt, einen Grund (30) hat, der radial erweitert ist.
  3. Gleitschuh nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Richtung eine Komponente nach radial außen aufweist.
  4. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Richtung eine Komponente in den Gleitschuh (1; 101; 201) hinein aufweist.
  5. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der Randfläche (14) am Dichtsteg (16) ein Hinterstich gebildet ist.
  6. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der Randfläche (14) und einer Fläche oder Ebene, in der die Scheitelfläche (8) liegt, ein mit Bezug zu einer Hochachse (4) des Gleitschuhs (1; 101; 201) nach radial außen geöffneter, spitzer Winkel eingeschlossen ist.
  7. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Übergang (28) von der Scheitelfläche (8) zur Randfläche (14), der einen rechten Winkel oder eine Fase oder einen Radius aufweist.
  8. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entlastungsausnehmung (10; 110) mit einem Sammelabschnitt (30) entfernt der Scheitelfläche (8) ausgestaltet ist, in dem die dampfhaltigere Phase sammelbar ist.
  9. Gleitschuh nach Anspruch 7, wobei der Sammelabschnitt (30) gegenüber der restlichen Entlastungsausnehmung vertieft ist.
  10. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entlastungsausnehmung (10) in Form eines Tellers mit Tellerboden (24) und Tellerrand (26, 26a, 26i) ausgestaltet ist, oder wobei die Entlastungsausnehmung (110) in Form eines Tellerrandes ausgestaltet ist.
  11. Gleitschuh nach Anspruch 8 oder 9 und nach Anspruch 10, wobei der Sammelabschnitt (30) zumindest abschnittsweise vom Tellerrand (26, 26a, 26i) gebildet ist.
  12. Gleitschuh nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einer zusätzlichen Entlastungsausnehmung (10', 10'', 10'''), konzentrisch oder nebengeordnet zur erstgenannten (110).
  13. Gleitschuh nach Anspruch 12 mit wenigstens einem zusätzlichen Dichtsteg (16', 16'', 16'''), konzentrisch oder nebengeordnet zum erstgenannten (16).
  14. Gleitschuh nach Anspruch 13 mit einer lokalen Absenkung (18', 18'', 18''') der Scheitelfläche (8', 8'', 8'''), die insbesondere von einer flachen Radialnut gebildet ist.
  15. Kolbenmaschine mit wenigstens einem Gleitschuh (1; 101; 201), der gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist, und mit einem mit dem Gleitschuh gekoppelten Kolben oder Arbeitskolben, der für einen Hub über die Gleitseite an einer schiefen Fläche (20) abgestützt ist.
DE102020202316.6A 2020-02-24 2020-02-24 Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh Pending DE102020202316A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020202316.6A DE102020202316A1 (de) 2020-02-24 2020-02-24 Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh
CN202110200763.0A CN113294308A (zh) 2020-02-24 2021-02-23 用于活塞机的活塞的滑动靴、具有滑动靴的活塞机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020202316.6A DE102020202316A1 (de) 2020-02-24 2020-02-24 Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020202316A1 true DE102020202316A1 (de) 2021-08-26

Family

ID=77175915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020202316.6A Pending DE102020202316A1 (de) 2020-02-24 2020-02-24 Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113294308A (de)
DE (1) DE102020202316A1 (de)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1653408U (de) 1953-01-03 1953-04-09 Otto Dr Dingler Futterrechenschieber fuer milchleistung bei kuehen.
GB983310A (en) 1962-01-29 1965-02-17 Hans Thoma Improvements in or relating to swash plate or like pumps or motors
DE19601721C2 (de) 1996-01-18 1999-01-21 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Gewichtsoptimierter, mehrteiliger Gleitschuh
DE10235813B4 (de) 2002-08-05 2004-07-22 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Gleitschuh und Verfahren zum Herstellen von erhabenen Anlageflächen eines Gleitschuhs
JP2005127181A (ja) 2003-10-22 2005-05-19 Kawasaki Precision Machinery Ltd 斜板形液圧装置のシュー
DE10314654B4 (de) 2003-04-01 2014-02-13 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatisches entlastetes Gleitlager
EP1409196B1 (de) 2001-06-29 2014-06-25 Honeywell International Inc. Gezielt kaltbearbeiteter schuh für hydraulikmotoren/-pumpen
DE102015208886A1 (de) 2015-05-13 2016-11-17 Robert Bosch Gmbh Gleitschuh für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine
US20170184080A1 (en) 2014-02-12 2017-06-29 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Shoe for hydraulic rotary device, and hydraulic rotary device
CN104806464B (zh) 2015-02-16 2017-10-24 清华大学 航空轴向柱塞液压泵

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1653408U (de) 1953-01-03 1953-04-09 Otto Dr Dingler Futterrechenschieber fuer milchleistung bei kuehen.
GB983310A (en) 1962-01-29 1965-02-17 Hans Thoma Improvements in or relating to swash plate or like pumps or motors
DE19601721C2 (de) 1996-01-18 1999-01-21 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Gewichtsoptimierter, mehrteiliger Gleitschuh
EP1409196B1 (de) 2001-06-29 2014-06-25 Honeywell International Inc. Gezielt kaltbearbeiteter schuh für hydraulikmotoren/-pumpen
DE10235813B4 (de) 2002-08-05 2004-07-22 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Gleitschuh und Verfahren zum Herstellen von erhabenen Anlageflächen eines Gleitschuhs
DE10314654B4 (de) 2003-04-01 2014-02-13 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatisches entlastetes Gleitlager
JP2005127181A (ja) 2003-10-22 2005-05-19 Kawasaki Precision Machinery Ltd 斜板形液圧装置のシュー
US20170184080A1 (en) 2014-02-12 2017-06-29 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Shoe for hydraulic rotary device, and hydraulic rotary device
CN104806464B (zh) 2015-02-16 2017-10-24 清华大学 航空轴向柱塞液压泵
DE102015208886A1 (de) 2015-05-13 2016-11-17 Robert Bosch Gmbh Gleitschuh für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
CN113294308A (zh) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014222514A1 (de) Axiallager
EP0258440A1 (de) Laufrad eines kreiselverdichters
DE10251552B3 (de) Axialkolbenmaschine und Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine
DE2921902A1 (de) Mehrzylindrige, hydraulische pumpe bzw. motor mit pumpenstiefel und mit durch dessen neigung veraenderbarem volumen
DE102013208454A1 (de) Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Zylindertrommel mit schräg zu deren Axialrichtung gelagerten Arbeitskolben und einem ebenen Steuerspiegel
DE102020202316A1 (de) Gleitschuh für einen Kolben einer Kolbenmaschine, Kolbenmaschine mit Gleitschuh
DE102017208755A1 (de) Hydrostatische unterstützungs- und schmierausnehmungen auf valv- segmentslauffläche
EP3094873B1 (de) Hydrodynamisches gleitlager
DE102012223348A1 (de) Tribosystem für eine Kolbeneinheit und damit ausgestattete hydrostatische Radialkolbenmaschine
DE102007019642B4 (de) Fluiddynamisches Lagersystem
EP0809736B1 (de) Drehvorrichtung für baggergreifer
DE102018205010A1 (de) Hydrostatische Axialkolbenmaschine
DE102017222354A1 (de) Hydrostatische Kolbenmaschine
DE102021200205A1 (de) Axialkolbenmaschine mit hoher Antriebdrehzahl
DE2238582A1 (de) Axialkolbenmaschine
DE102017108744A1 (de) Dichtungseinheit
DE102019133673A1 (de) Hydrodynamisches Gleitlager
EP0058878B1 (de) Vorrichtung für die Drehung hängender Lasten
DE102009031077A1 (de) Vollrolliges Radial-Kugelrollenlager
DE102020203679A1 (de) Gleitschuh für einen Kolben einer Axialkolbenmaschine
DE2559667B2 (de) Flüssigkeitsringdichtung für strömende Medien
DE102019116680A1 (de) Radialkolbenmaschine mit einem Kugelkolben
DE102018205446A1 (de) Hydrostatische Axialkolbenmaschine
DE102021212096A1 (de) Steuerplatte für eine Axialkolbenmaschine, und Axialkolbenmaschine mit einer Steuerplatte
DE3132489A1 (de) Hydraulikmotor fuer den drehantrieb eines bagger- und krangreifers

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified