DE10255183A1 - Kolben - Google Patents

Abstract

Der Kolben für eine hydraulische Einrichtung, der in einer Kolbenführung verschiebbar angeordnet ist, steht auf einem Druckteil (3), durch das eine ständige Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, und weist eine im Boden angeordnete Öffnung (2) auf.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für eine hydraulische Einrichtung, z. B. eine Radialkolbenmaschine, eine hydraulische Schalteinrichtung oder ähnliches, wobei der Kolben in einer Kolbenführung verschiebbar angeordnet ist, und auf einem Druckteil steht, das eine mechanische Kraft dem Kolben entgegensetzt.
• Radialkolbenmaschinen, die sowohl als Hydropumpe als auch als Hydromotor einsetzbar sind, sind vielfältig bekannt. Ein Beispiel einer Radialkolbenmaschine, die als Radialkolbenpumpe einsetzbar ist, ist in der DE-A 10103819 beschrieben. Diese Radialkolbenmaschine weist einen auf einer stationären Achse drehbaren Exzenter auf, der mehrere sternförmig angeordnete Kolben antreibt. Die radial verschiebbaren Kolben sind jeweils in einer Zylinderbohrung angeordnet und stützen sich mittelbar auf dem Exzenter ab. Der Exzenter besteht dabei aus einem zum Zylindergehäuse koaxialen Innenring und aus einer dazu exzentrischen federnd nachgiebigen Außenschale, die zusammen mit dem Innenring einen Hohlraum begrenzt. Ferner ist der Exzenter an ein im Betrieb rotierendes Bauteil gekoppelt, wobei die exzentrische Außenschale als offener Ring ausgebildet sein kann, dessen Ringenden einen Spalt bilden. Diese bekannte Radialkolbenmaschine dient zum Einsatz in einem Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug, wobei durch die besondere Ausgestaltung des Exzenterringes eine Geräuschminderung im Betrieb der Maschine angestrebt wird.
• Die DE-A 19749909 beschreibt einen Radialkolben-Hydromotor mit einem Außenrotor, der durch zwangsgesteuer te, zyklisch alternierende gruppenweise Druckbeaufschlagung und Druckentlastung von Antriebskolben rotatorisch antreibbar ist, wobei die Antriebskolben in axialsymmetrischer Gruppierung um eine die Drehachse des Rotors markierende zentrale Längsachse des Motors in radialen Bohrungen eines einen Teil des Stators bildenden Käfigteils druckdicht verschiebbar sind. Die Kolben stützen sich mit ebenen Endstirnflächen an ebenen Facettenflächen eines an seiner Innenseite entsprechend der Anzahl der Kolben regelmäßig – polygonal – berandeten inneren Lageringes eines zur Drehmomentübertragung auf den Rotor vorgesehenen Wälzlagers ab, dessen äußerer Lagerring drehfest mit dem Rotor des Motors verbunden ist.
• Die zur Drehachse des Motors parallele zentrale Achse des Wälzlagers verläuft in einem radialen Abstand von der Drehachse des Motors exzentrisch, der auf den Wert der rechtwinklig zur zentralen Achse des Lagers gemessenen Ausdehnung der ebenen Facettenflächen des Innenringes des Wälzlagers dahingehend abgestimmt ist, dass die Kolben um den Betrag der Exzentrizität in alternativen Richtungen relativ zum Innenring gleitend verschiebbar sind.
• Ein weiteres Beispiel einer Radialkolbenmaschine als Bauteil eines Automatikgetriebes für Kraftfahrzeuge ist in der DE-A 19748750 beschrieben. Diese Radialkolbenmaschine weist in üblicher Weise ein Pumpengehäuse mit einer Anzahl sich radial erstreckender Zylinderbohrungen auf, in welchen federbelastete Kolben gleiten. Jede Zylinderbohrung ist durch einen Stopfen verschlossen, wobei jeder Stopfen mit einer mittigen Bohrung versehen ist und an seiner Stirnfläche parallele Rillen aufweist, die in Umfangsrichtung der Radialkolbenmaschine verlaufen und die innerhalb einer Dichtfläche der Stirnfläche enden.
• Der Antriebsteil weist einen Ezxenter zum Antrieb der einzelnen Kolben auf, der z.B. mit dem Pumpenrad eines hydrodynamischen Wandlers verbunden sein kann.
• Den bekannten Radialkolbenmaschinen, seien sie als Hydromotoren oder als Hydropumpen ausgebildet, haftet gemeinsam noch der Nachteil an, dass relativ hohe Lagerkräfte auftreten, sowie eine Vielzahl von Gleitbewegungen und damit ein relativ hoher Verlust. Dies führt zu einem schlechten Wirkungsgrad der herkömmlichen Radialkolbenmaschinen. Auch haften den bekannten Radialkolbenmaschinen konstruktionsbedingt enge Drehzahlbegrenzungen an. Ferner sind die zu bewegenden Massen relativ groß. So müssen zum Teil Speziallager eingesetzt werden, um die erheblichen auftretenden Kräfte aufzunehmen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ko1-ben für eine hydraulische Einrichtung, wie beispielsweise eine Radialkolbenmaschine oder eine hydraulische Steuerung, zu schaffen, der derart ausgestaltet ist, dass die auf den Kolben einwirkende Anpresskraft durch den Flüssigkeitsdruck leicht einstellbar ist.
• Ausgehend von einem Kolben der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Kolben einen mit einer Öffnung versehenen Boden aufweist, wobei die Öffnung vorteilhafterweise kreisförmig ist und sich entweder über einen Teil des Bodens koaxial zur Längsachse des Kolbens oder aber über den gesamten Boden erstreckt.
• Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kolbens wird der eigentliche Boden durch angrenzende Bauteile gebildet, sodass auf der Wand des Kolbens ein Flüssigkeitsdruck ansteht und den Kolben mit einer Kraft entsprechend der beaufschlagten Fläche auf das angrenzende Bauteil presst. Damit kann die Anpresskraft des Kolbens über die Größe der flüssigkeitsbeaufschlagten Fläche leicht eingestellt werden.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
• In der einzigen Figur ist mit 1 ein erfindungsgemäßer Kolben bezeichnet, der in einer Kolbenführung verschiebbar gelagert ist, die z. B. ein feststehendes Gehäuseteil einer Radialkolbenmaschine ist.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kolben 1 einen mit einer kreisförmigen Öffnung 2 versehenen Boden aufweist, wobei der Kolben 1 auf einem Druckteil, beispielsweise einem Druckring einer Radialkolbenmaschine, angeordnet ist.
• Auf der Wand des Kolbens 1 steht nun der Flüssigkeitsdruck an und drückt den Kolben 1 mit einer Kraft entsprechend der beaufschlagten Flächen 4, 4', d. h. den die Öff nung 2 umgebenden, kreisförmigen Restboden 4 und den oberen Rand 4' auf das angrenzende Bauteil 3. Dadurch kann die Anpresskraft des Kolbens 1 über die Größe der flüssigkeitsbeaufschlagten Flächen des Restbodens 4 und des oberen Randes 4' leicht eingestellt werden.
• Im Extrem kann auch die kreisförmige Öffnung 2 sich über den gesamten Boden erstrecken, sodass der Kolben 1 die Form eines Rohrstücks aufweist.
• Falls erforderlich, kann zwischen dem Kolben 1 und dem angrenzenden Bauteil 3 ein Dichtelement, wie z. B. ein O-Ring, angeordnet werden.

1

Kolben

2

Öffnung

3

Bauteil

4, 4'

Kolbenflächen

Claims (3)

1. Kolben für eine hydraulische Einrichtung, der in einer Kolbenführung verschiebbar angeordnet ist, und auf einem Druckteil (3) steht, das eine mechanische Kraft auf den Kolben (1) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) einen mit einer Öffnung (2) versehenen Boden aufweist.
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) kreisförmig ist und sich über den gesamten Boden erstreckt.
3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) kreisförmig ist und sich über einen Teil des Bodens koaxial zur Längsachse des Kolbens erstreckt.