DE1425170B2

DE1425170B2 - Guide arrangement for piston and cylinder elements

Info

Publication number: DE1425170B2
Application number: DE19631425170
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Wettstein, Fritz Alexander, Dipl.-Ing., Stäfa (Schweiz)
Priority date: 1963-07-19
Filing date: 1963-07-19
Publication date: 1970-12-23
Also published as: DE1425170A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsanordnung für relativ zueinander in Achsrichtung hin- und herbebewegliche Kolben- und Zylinderelemente mit einer Vielzahl von zwischen den Kolben- und Zylinderelementen angeordneten Gleitblöcken, welche auf ihrer einen Seite eine Gleitfläche aufweisen und auf ihrer anderen Seite kippbar axial gesichert abgestützt sind.The invention relates to a guide arrangement for relative to each other in the axial direction back and forth movable Piston and cylinder elements with a plurality of between the piston and cylinder elements arranged sliding blocks, which have a sliding surface on one side and on their are supported tiltable axially secured other side.

Mit einer solchen Führungsanordnung sollen die Abnutzung und die Riefenbildung an den Kolben- und Zylinderelementen vermieden werden. Der Führungsanordnung liegt der Gedanke zugrunde, die Idee des rotierenden Mitchellagers auf Kolben- und Zylinderelemente mit hin- und hergehender Bewegung zu übertragen. Dabei bilden sich an den Gleitflächen der kippbaren Gleitblöcke tragende Schmierölfilme, wodurch metallische Berührung weitgehend vermieden wird. Dies bedeutet verminderte Reibung, geringere Abnutzung ohne Riefenbildung und größere Betriebssicherheit.Such a guide arrangement should reduce wear and tear and scoring on the piston and cylinder elements are avoided. The guiding arrangement is based on the idea that Idea of rotating Mitchell bearings on piston and cylinder elements with reciprocating motion transferred to. In the process, lubricating oil films are formed on the sliding surfaces of the tiltable sliding blocks, metallic contact is largely avoided. This means reduced friction, less Wear without scoring and greater operational reliability.

Es ist eine Führungsanordnung der eingangs beschriebenen Art bekannt (französische Patentschrift 1 248 846), bei der die Gleitblöcke einen geschlossenen Ring bilden und an ihrer der Gleitblöcke gegenüberliegenden Seite einen ebenfalls geschlossenen ringförmigen Flansch aufweisen. Der Flansch ist auf seiner Rückseite abgerundet und liegt mit Spiel in einer eigens zu seiner Aufnahme vorgesehenen Nute des tragenden Elementes. Die auf dem Nutengrund aufliegende abgerundete Rückseite des Flansches ermöglicht es, daß die Gleitblöcke nach beiden Seiten kippen können.A guide arrangement of the type described above is known (French patent specification 1 248 846), in which the sliding blocks form a closed ring and on its opposite the sliding blocks Side also have a closed annular flange. The flange is on its back is rounded and lies with play in a groove specially provided for its inclusion of the load-bearing element. The rounded back of the flange resting on the groove base enables it that the sliding blocks can tilt to both sides.

Obwohl sich die bekannte Führungsanordnung hinsichtlich der erwarteten Funktion bewährt hat. weist sie jedoch noch mehrere verbesserungswürdige Nachteile auf. So ist beispielsweise die Herstellung dieser Führungsanordnung fertigungstechnisch relativ kompliziert und teuer. Die Anordnung eines besonderen Flansches zur Abstützung der Gleitblöcke hat ferner den Nachteil, daß die Konstruktion in radialer Richtung um den Betrag der radialen Flanschstärke größer ist als die radiale Stärke des eigentlichen Gleitblockes. Dies bedeutet verhältnismäßig großen Platzbedarf und großes Gewicht. Aus dem gleichen Grunde wird der Abstand zwischen dem an der Flanschabrundung liegenden Stützpunkt und der Gleitfläche des Gleitblockes relativ groß, was die kippende Einstellung des Gleitblockes erschwert. Um ferner die Montage des geschlossenen Gleitblockringes zu ermöglichen, muß das die Nute enthaltende Element zweiteilig ausgeführt werden, was ebenfalls eine relativ aufwendige und teure Konstruktion bedingt. Schließlich bedingt die geschlossene Ringkonstruktion für den Gleitblockkranz ein radiales Toleranzspiel zwischen dem Flansch des Gleitblockringes und dem Nutengrund, wodurch die Genauigkeit der Führung beeinträchtigt und die Konstruktion ebenfalls verteuert wird.Although the known guide arrangement has proven itself in terms of the expected function. however, it still has several disadvantages in need of improvement. Such is the manufacturing process, for example this guide arrangement is relatively complicated and expensive to manufacture. The arrangement of a special flange to support the sliding blocks also has the disadvantage that the construction is greater than the radial thickness in the radial direction by the amount of the radial flange thickness of the actual sliding block. This means a relatively large space requirement and great weight. For the same reason, the distance between that lying on the flange rounding Support point and the sliding surface of the sliding block relatively large, which is the tilting setting of the sliding block difficult. Furthermore, in order to enable the assembly of the closed sliding block ring, must the element containing the groove are made in two parts, which is also a relatively expensive one and expensive construction. After all, the closed ring construction requires the sliding block rim a radial tolerance play between the flange of the sliding block ring and the groove base, whereby the accuracy of the guide is impaired and the construction is also made more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsanordnung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie fertigungstechnisch einfacher und billiger wird und weniger Platz beansprucht. Ferner soll der Kipppunkt näher an den Gleitflächen der Gleitblöcke liegen. Auch soll es nicht mehr notwendig sein, daß das tragende Element an der Aufnahmenutc zweiteilig ausgeführt werden muß. Schließlich soll das radiale Spiel zwischen dem Gleitblockkranz und dem zu seiner Abstützung dienenden Element wegfallen.The invention is based on the object of providing a guide arrangement of the type described at the beginning to be trained so that it is easier and cheaper to manufacture and takes up less space. Furthermore, the tipping point should be closer to the sliding surfaces of the sliding blocks. Nor should it be necessary any more be that the load-bearing element must be made in two parts on the receiving groove. Finally, the radial play between the sliding block ring and the one used to support it Element omitted.

Die Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in Umfangsrichtung wenigstens an einer Stelle getrennten Gleitblöcke unmittelbar mit ihrer der Gleitfläche gegenüberliegenden als Stützfläche wirkenden Seitenfläche kippbar an dem entsprechenden tragenden Element anliegen. Unter »unmittelbar« soll hier verstanden werden, daß sich die Gleitblöcke nicht mehr mit einem Flanschteil abstützen, das sich über die der Gleitfläche gegenüberliegende Seitenfläche der Gleitblöcke erhebt, sondern daß sie sich mit der entsprechenden Seitenfläche selbst abstützen.The object is achieved according to the invention in that the circumferential direction at least a point separated sliding blocks directly with their opposite the sliding surface as a support surface acting side face tiltably rest against the corresponding load-bearing element. Under "Immediately" is to be understood here as meaning that the sliding blocks are no longer connected to a flange part support, which rises above the side surface of the sliding blocks opposite the sliding surface, but that they support themselves with the corresponding side surface.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Gleitblöcke in einer ringförmigen Nut des tragenden Elementes angeordnet sind, wobei die Gleitblöcke von den axialen Seitenvvänden der Nut geführt sind und der Nutengrund als Stützfläche für die Gleitblöcke dient.An expedient development of the invention can be that the sliding blocks in a annular groove of the supporting element are arranged, the sliding blocks from the axial Sidewalls of the groove are guided and the groove base serves as a support surface for the sliding blocks.

Vorteilhafterweise gestaltet man die axialen Endflächen der Gleitblöcke und die Seitenwände der Nute so, daß sie senkrecht zur Kolben- und Zylinderachse liegen.Advantageously, the axial end surfaces of the slide blocks and the side walls of the grooves are designed so that they are perpendicular to the piston and cylinder axis.

Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Nutengrund ζ. B. tonnenförmig gewölbt sein, während die Stützfläche der Gleitblöcke eben ist.In one possible embodiment, the bottom of the groove ζ. B. be barrel-shaped while the support surface of the sliding blocks is flat.

Eine andere Ausführungsform kann dadurch gekennzeichnet sein, daß der Nutengrund ebenfalls tonnenförmig gewölbt ist, daß aber die Stützflächen der Gleitblöcke Teile einer zylindrischen Fläche bilden.Another embodiment can be characterized in that the groove base also is barrel-shaped, but that the support surfaces of the sliding blocks are parts of a cylindrical surface form.

Eine weitere Ausführungsform kann beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, daß der Nutengrund eine Zylinderfläche bildet, während die Stützfläche der Gleitblöcke gewölbt ist.Another embodiment can for example be characterized in that the groove base forms a cylindrical surface, while the support surface of the sliding blocks is curved.

Eine andere Ausführungsform kann darin bestehen, daß der Nutengrund, wie zuvor erwähnt, wiederum eine Zylinderfläche bildet, daß aber die Stützfläche der Gleitblöcke sattelförmig gewölbt ist.Another embodiment can consist in that the groove bottom, as mentioned above, again forms a cylindrical surface, but that the support surface of the sliding blocks is curved in the shape of a saddle.

Ferner kann die Führungsanordnung so gestaltet sein, daß der Nutengrund sattelförmig gewölbt ist und die Stützflächen der Gleitblöcke einen Teil einer Zylinderfläche bilden.Furthermore, the guide arrangement can be designed in such a way that the bottom of the groove is arched in the shape of a saddle and the support surfaces of the slide blocks form part of a cylindrical surface.

Schließlich besteht eine letzte Variationsmöglichkeit darin, daß der Nutengrund eine Zylinderfläche bildet, während die Stützfläche der Gleitblöcke ' tonnenförmig gewölbt ist.Finally, a last possible variation is that the bottom of the groove has a cylindrical surface forms, while the support surface of the sliding blocks' is barrel-shaped.

Die Gleitblöcke können völlig getrennt voneinander sein. Sie können aber auch durch elastische Verbindungsstege zu einem Ring miteinander verbunden sein, wobei der Ring an wenigstens einer Stelle offen ist. Die radiale Stärke der Verbindungsstege sollte dabei höchstens gleich der radialen Stärke der Gleitblöcke sein.The sliding blocks can be completely separate from one another. But you can also use elastic connecting webs be connected to one another to form a ring, the ring being open at least at one point is. The radial thickness of the connecting webs should be at most equal to the radial thickness of the sliding blocks be.

Besonders vorteilhaft läßt sich der Erfindungsgedanke an Tauchkolben verwenden. Erfindungsgemäß werden dabei zwei Führungsanordnungen axial voneinander getrennt am Tauchkolben vorgesehen. Dadurch wird die lästige kippende Bewegung des konventionellen Tauchkolbens weitgehend vermieden. Die beiden Führungsanordnungen werden dabei zweckmäßigerweise axial zu beiden Seiten des Kolbenbolzens angeordnet.The concept of the invention can be used particularly advantageously on plungers. According to the invention two guide arrangements are provided axially separated from one another on the plunger. Through this the annoying tilting movement of the conventional plunger is largely avoided. The two guide arrangements are expediently axially on both sides of the piston pin arranged.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschließend an Hand von Figuren erläutert. Es zeigtExemplary embodiments of the subject matter of the invention are then explained with reference to figures. It shows

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einem axialen Längsschnitt durch einen Kolben und Zylinder mit Führungen gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a detail from an axial longitudinal section through a piston and cylinder with guides according to the invention,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das obere Füh- blöcken 36 und der Kolbenstange 42 besteht Gleit-F i g. 2 a longitudinal section through the upper guide blocks 36 and the piston rod 42 consists of sliding

rungselement gemäß Schnittlinie II-II der F i g. 3, spiel. Das Spiel zwischen dem Trägerelement 32 undapproximately element according to section line II-II of FIG. 3, game. The game between the carrier element 32 and

F i g. 3 eine Aufsicht auf das Führungselement nach der Kolbenstange 42 ist größer als das Spiel zwischenF i g. 3 is a plan view of the guide element after the piston rod 42 is greater than the clearance between

F i g. 2, den Gleitblöcken 36 und der Kolbenstange 42, soF i g. 2, the slide blocks 36 and the piston rod 42, see above

F i g. 4 einen Längsschnitt durch das untere Füh- 5 daß die Kolbenstange 42 nur durch die GleitblöckeF i g. 4 shows a longitudinal section through the lower guide 5 that the piston rod 42 only through the sliding blocks

rungselement nach Schnittlinie IV-IV der F i g. 5, 36 geführt wird.element according to section line IV-IV of FIG. 5, 36 is performed.

F i g. 5 eine Aufsicht auf das Führungselement nach Am unteren Ende der Kolbenstange 42 ist einF i g. 5 is a plan view of the guide element according to At the lower end of the piston rod 42 is a

F i g. 4, Trägerelement 43 festgespannt. In einer Nute 44 desF i g. 4, support element 43 clamped. In a groove 44 of the

F i g. 6 einen Längsschnitt durch ein anderes Füh- Trägerelementes 43 ist eine Führungsanordnung be-F i g. 6 a longitudinal section through another guide support element 43 is a guide arrangement

rungselement nach Schnittlinie VI-VI der F i g. 7, io stehend aus Gleitblöcken 45 und elastischen Verbin-element according to section line VI-VI of FIG. 7, io consisting of sliding blocks 45 and elastic connectors

F i g. 7 eine Ansicht auf das Führungselement nach dungsstegen 46 beweglich gelagert. Die KonstruktionF i g. 7 shows a view of the guide element movably mounted according to manure webs 46. The construction

F i g. 6 von unten, dieses Führungselementes ist aus den F i g. 4 und 5F i g. 6 from below, this guide element is shown in FIGS. 4 and 5

F i g. 8 einen Ausschnitt aus einem axialen Längs- ersichtlich. Im Gegensatz zur oberen Anordnung ist schnitt durch einen Kolben und Zylinder mit einer hier als weitere Ausführungsmöglichkeit die Stützheiteren Ausführungsform von Führungselementen 15 fläche 47 der Nute 44 zylindrisch während die in Form von losen Gleitblöcken, Stützfläche 48 der Gleitblöcke 45 sattelförmig ausge-F i g. 8 shows a section from an axial longitudinal view. In contrast to the above arrangement is cut through a piston and cylinder with one of the other options here, the supportive cheer Embodiment of guide elements 15 surface 47 of the groove 44 cylindrical while the in the form of loose sliding blocks, the support surface 48 of the sliding blocks 45 is saddle-shaped

F i g. 9 einen Teil eines Querschnittes gemäß bildet ist.F i g. 9 forms part of a cross-section according to FIG.

Schnittlinie IX-IX der oberen Führungsanordnung Für die Arbeitsweise der beschriebenen Anordnach F i g. 8, nungen ist die Einstellbarkeit der Gleitblöcke vonSection line IX-IX of the upper guide arrangement For the operation of the arrangement described F i g. 8, adjustments is the adjustability of the sliding blocks of

F i g. 10 eine andere Form eines Führungselementes 20 wesentlicher Bedeutung. Diese Einstellbarkeit beruhtF i g. 10 another form of a guide element 20 is essential. This adjustability is based

analog F i g. 9, einerseits auf der elastischen Verbindung der Gleit-analogous to FIG. 9, on the one hand on the elastic connection of the sliding

F i g. 11 eine Seitenansicht der unteren Führungs- blöcke durch die Stege verhältnismäßig kleinen Queranordnung nach F i g. 8, Schnitts und andererseits auf der Tatsache, daß derF i g. 11 is a side view of the lower guide blocks through the webs of the relatively small transverse arrangement according to FIG. 8, cut and on the other hand on the fact that the

Fig. 12 einen Teil einer Aufsicht auf die Kolben- Gleitblockkranz an einer Stelle seines Umfanges12 shows a part of a plan view of the piston sliding block ring at one point on its circumference

führung nach Fig. 11, 25 offen ist. Die Einstellbarkeit der Gleitblöcke wirdGuide according to Fig. 11, 25 is open. The adjustability of the sliding blocks will be

Fig. 13 einen axialen Längsschnitt durch eine ferner ermöglicht durch die Art ihrer Abstützung13 shows an axial longitudinal section through a further made possible by the type of its support

weitere Ausführung einer Kolbenführung mit losen gegen ihr Trägerelement. Dadurch, daß die Berüh-further execution of a piston guide with loose against its carrier element. Due to the fact that the

Gleitblöcken, rungs- oder Stützflächen zwischen den GleitblöckenSliding blocks, rungs or support surfaces between the sliding blocks

Fig. 14 einen Querschnitt durch die Kolbenfüh- und ihrem Trägerelement verschieden gewölbt sind,14 shows a cross section through the piston guide element and its carrier element are curved differently,

rung gemäß SchnittlinieXIV-XIV der Fig. 13 mit- 30 können die Gleitblöcke um Achsen eine kippendetion according to section line XIV-XIV of FIGS. 13 to 30, the sliding blocks can tilt about axes

samt einer Montierungsvorrichtung, oder schwenkende Bewegung ausführen, die Tan-including a mounting device, or perform a pivoting movement, the Tan-

Fig. 15 einen Längsschnitt durch einen Tauch- genten an den Mittelkreis der Gleitblockkränze15 shows a longitudinal section through a diving agent on the center circle of the sliding block rims

kolben nach SchnittlinieXV-XV der Fig. 16 mit bilden.piston along section line XV-XV of Fig. 16 with form.

Führungsanordnungen, Der Zylinder 31 und die hohle Kolbenstange 42Guide assemblies, the cylinder 31 and the hollow piston rod 42

Fig. 16 eine Seitenansicht des Kolbens nach 35 sind im Betriebe ganz oder teilweise z. B. mit einerFig. 16 is a side view of the piston according to 35 are in operation wholly or partially z. B. with a

Fig. 15, schmierenden Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Bei einerFig. 15, lubricating hydraulic fluid filled. At a

Fig. 17 einen Tauchkolben für einen Dieselmotor hin- und hergehenden Bewegung zwischen derFig. 17 shows a plunger for a diesel engine reciprocating movement between the

mit Führungsanordnungen teilweise in Ansicht, teil- Kolbenstange 42 und dem Zylinder 31 wird zufolgewith guide arrangements partially in view, partially piston rod 42 and the cylinder 31 is according to

weise im Schnitt gemäß Schnittlinie XVII-XVII der ihrer Viskosität Hydraulikflüssigkeit in das Arbeits-in the section according to section line XVII-XVII of the hydraulic fluid with its viscosity in the working

Fig. 18, 40 spiel zwischen den Gleitblöcken und den ihnen ge-Fig. 18, 40 play between the sliding blocks and the

Fig. 18 ein Querschnitt durch den Kolben gemäß genüberliegendenGleitflächen hineingezogen. ZufolgeFig. 18 shows a cross-section through the piston drawn in according to opposite sliding surfaces. As a result

Schnitt XVIII-XVIII der F i g. 17. den Abrundungen an den Enden der GleitblöckeSection XVIII-XVIII of FIG. 17. the roundings at the ends of the sliding blocks

Fig. 1 zeigt einen Zylinder31, an dessen oberem entsteht dabei ein Überdruck an der Eintrittsstelle Ende ein Trägerelement 32 festgespannt ist. Im des Flüssigkeitsfilmes, wodurch die Gleitblöcke oberen Teil des Trägerelementes 32 befinden sich 45 leicht schief gestellt werden. Hierdurch bildet sich Dichtungsringe 33 und 34. Im Innern des Träger- ein keilförmiger Film von schmierender Flüssigkeit elementes 32 ist eine Nute 35 eingedreht, in welcher zwischen den Gleitblöcken und der Oberfläche, über ein Kranz von Gleitblöcken 36 beweglich gelagert ist. welche sie gleiten. In solchen keilförmigen Flüssig-Die Bodenfläche 37 der Nute 35 ist sattelförmig aus- keitsfilmen können bekanntlich sehr hohe Drücke gebildet. Die Gleitblöcke 36 liegen mit ihrer zylin- 50 entstehen. Dies verleiht den Gleitblöcken ein großes drischen Außenwand 38 (gegen die Fläche 37) fe- Tragvermögen, so daß auch bei großen seitlichen dernd. Die Nute 35 und die Gleitblöcke 36 sind axial Führungskräften metallischer Kontakt zwischen den durch ebene Endflächen 39 begrenzt, wobei zwischen Gleitblöcken und der Kolbenstange bzw. dem Zylinden Gleitblöcken 36 und der Nute 35 ein kleines der vermieden wird. Dies bedeutet kleine Reibungsaxiales Spiel vorhanden ist. Wie aus F i g. 2 und 3 55 Verluste, geringe Erwärmung und geringe Abnutzung ersichtlich, sind die Gleitblöcke 36 durch Stege 40 der gleitenden Oberflächen.1 shows a cylinder 31, at the top of which an overpressure arises at the entry point End of a support element 32 is clamped. Im the liquid film, making the sliding blocks upper part of the support element 32 are 45 are slightly inclined. This forms Sealing rings 33 and 34. Inside the carrier- a wedge-shaped film of lubricating liquid element 32 is a groove 35 screwed, in which between the sliding blocks and the surface, over a ring of sliding blocks 36 is movably mounted. which they slide. In such wedge-shaped liquid dies The bottom surface 37 of the groove 35 is saddle-shaped. As is known, filming can produce very high pressures educated. The sliding blocks 36 lie with their cylindrical 50 arise. This gives the sliding blocks a big one drischen outer wall 38 (against the surface 37) fe- bearing capacity, so that even with large lateral dernd. The grooves 35 and the sliding blocks 36 are axial guides metallic contact between the bounded by flat end surfaces 39, between sliding blocks and the piston rod or the cylinder Sliding blocks 36 and the groove 35 a small one that is avoided. This means small axial friction Game is present. As shown in FIG. 2 and 3 55 losses, little heating and little wear As can be seen, the sliding blocks 36 are represented by lands 40 of the sliding surfaces.

verhältnismäßig kleinen Querschnitts federnd mitein- In gewissen Fällen ist es möglich, den Gleitblockander verbunden. Der so entstehende Kranz von kranz, der in erster Linie als Führungsorgan dient, Gleitblöcken 36 ist an einer Stelle seines Umfanges gleichzeitig auch als Dichtungsorgan zu benutzen, offen. Dies ermöglicht es, den Gleitblockring unter 60 Wie z. B. aus Fig. 1, 2 und 3 hervorgeht, werden die elastischer Zusammendrückung in die Nute 35 des elastischen Zwischenstege 40 zu diesem Zweck mit Trägerelementes 32 einzusetzen. der gleichen radieilen Stärke ausgeführt wie dierelatively small cross-section resilient with a- In certain cases it is possible to use the sliding blockander tied together. The resulting wreath of wreath, which primarily serves as a management body, Sliding blocks 36 can also be used as a sealing element at one point on its circumference, open minded. This makes it possible to use the sliding block ring under 60. B. from Fig. 1, 2 and 3, the elastic compression in the groove 35 of the elastic intermediate webs 40 for this purpose Use carrier element 32. made of the same radial thickness as that

Die Innenfläche 41 der Gleitblöcke 35 und Ver- Gleitblöcke 36. Gleichzeitig wird das Spiel an derThe inner surface 41 of the sliding blocks 35 and sliding blocks 36. At the same time, the play on the

bindungsstege 40 bilden eine gemeinsame Zylinder- offenen Stelle des Kranzes in der UmfangsrichtungBinding webs 40 form a common cylinder open point of the rim in the circumferential direction

fläche, welche oben und unten wie aus den F i g. 3 65 auf ein Minimum reduziert. Insbesondere bei imsurface, which above and below as shown in FIGS. 3 65 reduced to a minimum. Especially with im

und 2 ersichtlich, leicht abgerundet ist. Im Inneren Kolben angeordneten Gleitblockringen kann diesesand 2 can be seen, is slightly rounded. Sliding block rings arranged in the inner piston can do this

des Kranzes der Gleitblöcke 36 ist eine rohrförmige Spiel auf das gleiche Maß wie bei gebräuchlichenof the rim of the sliding blocks 36 is a tubular play to the same extent as in common ones

Kolbenstange 42 angeordnet. Zwischen den Gleit- Kolbenringen herabgesetzt werden.Piston rod 42 arranged. Be reduced between the sliding piston rings.

5 65 6

Die F i g. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungs- nungen gegenüber früher bekannten Konstruktionen beispiel. Hier ist das Trägerelement 49 mit einer ist die Art und Weise der Abstützung der Gleitblocktonnen- oder kugelförmigen Stützfläche 50 versehen, elemente gegenüber den Trägerelementen sowie die während eine zylindrische Anliegefläche 51 eines Fixierung der axialen Lage der Gleitblockelemente. Gleitblockkranzes 52 vorgesehen ist. Das Trägerele- 5 Während diese Abstützung und die Lagefixierung der ment 49 ist hier mit Nasen 53 versehen, welche Ver- Gleitblockelemente in axialer Richtung bei den bindungsstege 54 zwischen den Gleitblöcken 52 mit früheren Ausführungen durch die Anordnung von Spiel umgreifen. Ähnlich wie die vorbeschriebene besonderen Nuten oder Flanschen an den Gleit-Ausführung ermöglicht auch diese Anordnung eine blöcken und am Trägerelement geschah, erfolgt die Schwenkbewegung der Gleitblöcke 52 auf der Stütz- io axiale Fixierung der Gleitblockelemente in den neuen fläche 50, womit wiederum die Bildung eines keil- Ausführungen direkt an den axialen Endflächen der förmigen, tragenden Flüssigkeitsfilmes zwischen den Gleitblöcke oder ihrer Verbindungsstege oder an Gleitblöcken 52 und der Zylinder-Innenwand gewähr- seitlichen Ansätzen von losen Gleitblöcken. Die Ableistet wird. Stützung der Gleitblöcke gegen das TrägerelementThe F i g. 6 and 7 show a further embodiment compared to previously known constructions example. Here is the support element 49 with a is the way of supporting the sliding block barrel or spherical support surface 50 provided, elements opposite the support elements as well as the while a cylindrical contact surface 51 fixes the axial position of the sliding block elements. Sliding block ring 52 is provided. The carrier element 5 During this support and the positional fixation of the ment 49 is provided here with lugs 53, which are sliding block elements in the axial direction in the binding webs 54 between the slide blocks 52 with earlier designs by the arrangement of FIG Reach around the game. Similar to the special grooves or flanges described above on the sliding version This arrangement also enables a block and happened on the carrier element, the Pivoting movement of the sliding blocks 52 on the support io axial fixation of the sliding block elements in the new surface 50, which in turn means the formation of a wedge-executing directly on the axial end surfaces of the shaped, supporting liquid film between the sliding blocks or their connecting webs or on Sliding blocks 52 and the inner wall of the cylinder ensure that loose sliding blocks are attached to the sides. The perform will. Support of the sliding blocks against the carrier element

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 15 erfolgt direkt zwischen der einfach geformten Stützsind lose Gleitblöcke 56 in einer Nute 57 eines fläche der Gleitblöcke und der ebenfalls einfach ge-Trägerelementes 58 beweglich gelagert. In diesem formten Stützfläche der Nute im Trägerelement. Der Falle weist die Nute 57 eine zylindrische Stützfläche Wegfall von besonderen Nuten oder Flanschen an 59 auf, während die Stützfläche 60 die Gleitblöcke 56 den Gleitblöcken bedeutet eine Vereinfachung der Teile einer gemeinsamen tonnenförmigen, speziell 20 Form der Gleitblöcke mit einer entsprechenden Verkugelförmigen Fläche bilden. Auch in diesem Falle billigung in der Herstellung sowie eine Erleichterung können die Gleitblöcke 56 beim Arbeiten von Kolben bei der Bestimmung der Toleranzmasse. In vielen und Zylinder eine schwenkende Bewegung ausführen, Fällen wird ferner der Raumbedarf der neuen Konso daß sich (zwischen den Gleitblöcken 56 und der struktionen in radialer Richtung kleinen Schließlich Kolbenstange 61) wieder ein tragender Flüssigkeits- 25 werden die Massenkräfte der hin- und hergehenden film ausbilden kann. Gleitblöcke bei den neuen Konstruktionen direkt auf-In the embodiment according to FIGS. 8 and 9 15 takes place directly between the simply shaped supports loose sliding blocks 56 in a groove 57 of a surface of the sliding blocks and the likewise simple ge-carrier element 58 movably mounted. In this shaped support surface of the groove in the carrier element. Of the Case, the groove 57 has a cylindrical support surface, eliminating the need for special grooves or flanges 59 on, while the support surface 60 the sliding blocks 56 the sliding blocks means a simplification of the Parts of a common barrel-shaped, especially 20, shape of the sliding blocks with a corresponding spherical shape Form area. In this case, too, approval in production and relief the sliding blocks 56 can be used when working pistons in determining the tolerance mass. In many and cylinders perform a pivoting movement, cases will also take up the space of the new conso that (between the sliding blocks 56 and the structures in the radial direction small eventually Piston rod 61) again a supporting fluid 25 are the inertia forces of the reciprocating film can train. Sliding blocks directly on the new designs

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, können die Gleit- genommen, während sie bei den früheren Konstrukblöcke62 Stützflächen 63 aufweisen, welche in Um- tionen zusammen mit den Auflagekräften Kippfangsrichtung des Zylinders stärker gewölbt sind als momente auf die Gleitblöcke ausübten. Das gleiche diejenigen nach F i g. 9, so daß zwischen den Gleit- 30 trifft auch zu für den Fall, daß axiale Druckkräfte blöcken 62 und dem Trägerelcment 58 nur eine auf den Gleitblockkranz wirken, wenn der Gleitblock-Punktberührung stattfindet. Diese Gleitblöcke 62 kranz gleichzeitig als Dichtungselement dient,
können sich nach allen Richtungen einstellen. Die Fig. 15 bis 18 zeigen Tauchkolben von Ver-Gleitblöcke 62 sind deshalb nicht nur fähig, die be- brennungsmotoren, Kompressoren u. dgl.
schriebcne schwenkende Bewegung zur Bildung des 35 In den Fig. 15 und 16 ist ein Tauchkolbenkörper Flüssigkeitsfilmes auszuführen, sondern sie können 76 mit Kolbenbolzen 77 und einer Pleuelstange 78 ersieh auch an eventuelle Unregelmäßigkeiten der Ober- sichtlich. Am oberen Teil des Kolbens 76 befinden fläche der Kolbenstange 61 oder deren elastische sich Nuten 79 für die Kolbenringe und eine Nute 80 Deformationen bei seitlichen Belastungen anpassen. für einen ölabstreifring. Zu beiden Seiten des Kolben-As can be seen from FIG. 10, the sliding blocks can, whereas in the earlier construction blocks 62 they have support surfaces 63 which, together with the bearing forces, are more curved in the tilting direction of the cylinder than moments exerted on the sliding blocks. The same as those of FIG. 9, so that between the sliding blocks 30 also applies in the event that axial compressive forces blocks 62 and the carrier element 58 only act one on the sliding block rim when the sliding block point contact takes place. This sliding blocks 62 wreath also serves as a sealing element,
can adjust in all directions. 15 to 18 show plungers of Ver sliding blocks 62 are therefore not only capable of the internal combustion engines, compressors and the like.
Written pivoting movement to form the 35 In FIGS. 15 and 16, a plunger piston body is to be implemented as a liquid film, but they can 76 with piston pin 77 and a connecting rod 78 also see possible irregularities in the top view. On the upper part of the piston 76 are the surface of the piston rod 61 or its elastic grooves 79 for the piston rings and a groove 80 to adapt to deformations in the event of lateral loads. for an oil control ring. On both sides of the piston

Im unteren Teil der F i g. 8 sowie in der F i g. 11 4° bolzens 77 sind ferner in Nuten 81 des Kolbenkörpers und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit losen 76 Gleitblockkränze, bestehend aus Gleitblöcken 82, Gleitblöcken 64 dargestellt. Die Gleitblöcke 64 sind die durch Stege 83 federnd miteinander verbunden mit seitlichen Ansätzen 65 versehen, welche von sind, eingesetzt. An einer Stelle 84 ihres Umfanges Nasen 66 eines Trägerelementes 67 mit dem Spiel sind die Gleitblockkränze offen, so daß sie ähnlich beidseitig umgriffen werden. Die Stützfläche 68 des 45 wie Kolbenringe in die Nuten 81 eingelegt werden Gleitelementcs 64 ist in diesem Falle sattelförmig aus- können. Während aber Kolbenringe derart vorgebildet, während die Stützfläche des Trägerelementes gespannt sind, daß sie federnd einen Druck auf die 67 zylindrisch ist. Die Gleitblöcke 64 können somit den Kolben umgebende Zylinderwand ausüben, sind bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens die Gleitblockringe 82 so konstruiert, daß sie federnd zur Herstellung des gewünschten tragenden Flüssig- 50 an die Stützfläche im Grund der Nuten 81 anliegen, keitsfilmes eine Schwenkbewegung ausführen. Die Gleitblockkränze 82-83 sind nach außen vonIn the lower part of FIG. 8 and in FIG. 11 4 ° bolts 77 are also in grooves 81 of the piston body and 12 is a further embodiment with loose 76 sliding block rings, consisting of sliding blocks 82, Sliding blocks 64 shown. The sliding blocks 64 are resiliently connected to one another by webs 83 provided with lateral lugs 65, which are used. At one point 84 of its size Lugs 66 of a carrier element 67 with the game, the sliding block rings are open so that they are similar be gripped on both sides. The support surface 68 of the 45 is inserted into the grooves 81 like piston rings In this case, sliding element 64 is saddle-shaped. But while piston rings are preformed while the support surface of the carrier element are tensioned that they resiliently exert a pressure on the 67 is cylindrical. The sliding blocks 64 can thus exert the cylinder wall surrounding the piston with the reciprocating motion of the piston, the slide block rings 82 are designed to be resilient to produce the desired load-bearing liquid 50 rest on the support surface in the base of the grooves 81, keitsfilmes perform a swivel movement. The sliding block rims 82-83 are outwardly from

Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 13 und einer gemeinsamen zylindrischen Gleitfläche begrenzt, 14 sind lose Gleitblöcke 70 mit ebenen Stützflächen die an den axialen Enden der Gleitblöcke, wie er-71 auf einem Trägerelement 72 mit einer tonnen- sichtlich, abgerundet ist. In Richtung der Kolbenförmigen oder kugelförmigen Stützfläche 73 abge- 55 achse sind die Gleitblöcke 82 und die Nuten 81 durch stützt. Die Gleitblöcke 70 haben deshalb die Mög- rechtwinklig zur Kolbenachse angeordnete Flächen lichkeit, sich in allen Richtungen einzustellen. begrenzt, wobei zwischen Gleitblöcken und Nuten einIn the embodiment according to FIG. 13 and limited by a common cylindrical sliding surface, 14 are loose slide blocks 70 with planar support surfaces attached to the axial ends of the slide blocks, such as he-71 is on a carrier element 72 with a barrel, rounded. In the direction of the piston-shaped or spherical support surface 73, the slide blocks 82 and the grooves 81 pass through supports. The sliding blocks 70 therefore have the possibility of surfaces arranged at right angles to the piston axis ability to adjust in all directions. limited, being between sliding blocks and grooves

In Fig. 14 ist ein Montagewerkzeug 74, bestehend kleines axiales Spiel besteht. Die Innen- oder Stützaus einem federnden, an einer Seite offenem Halte- fläche des Gleitblockkranzes 82-83 bildet einen Teil ring, vorzugsweise aus Stahlblech, dagestellt. Diese 60 einer Zylinderfläche, und die Böden der Nuten 81 Anordnung erleichtert das Einsetzen der losen Gleit- bilden Teile von tonnenförmigen oder kugelförmigen blöcke 70 in die Nut des Trägerelementes 72. Sie hält Flächen. An einem Ende des Kolbens 76 ist eine die losen Blöcke 70 während der Montage des Nut 85 für einen weiteren ölabstreifring vorgesehen. Kolbens in ihrer richtigen Lage fest. Beim Einsetzen Durch eine Bohrung 86 in der Pleuelstange 78 und des Kolbens in den zugehörigen Zylinder wird der 65 den hohlen Kolbenbolzen 77 kann den Gleitblock-Haltering 74 an der Zylinderkante abgestreift. kränzen 82 Drucköl zugeführt werden. Dieses ÖlIn Fig. 14 is an assembly tool 74, consisting of small axial play. The interior or support from A resilient holding surface of the sliding block ring 82-83, which is open on one side, forms part of it ring, preferably made of sheet steel, shown. These 60 have a cylindrical surface, and the bottoms of the grooves 81 Arrangement facilitates the insertion of the loose sliding form parts of barrel-shaped or spherical blocks 70 in the groove of the carrier element 72. It holds surfaces. At one end of the piston 76 is a the loose blocks 70 provided during the assembly of the groove 85 for a further oil control ring. Piston firmly in its correct position. When inserted through a hole 86 in the connecting rod 78 and of the piston in the associated cylinder is the 65 the hollow piston pin 77 can be the sliding block retaining ring 74 stripped on the cylinder edge. wreaths 82 pressure oil can be supplied. This oil

Ein kennzeichnendes Merkmal der in den Fig. 1 kann durch Bohrungen 87 und 88 wieder in dasA characteristic feature of the in Fig. 1 can be through holes 87 and 88 again in the

bis 14 gezeigten Konstruktionen von Führungsanord- Kurbelgehäuse zurückfließen.14 through 14 constructions of guide assembly crankcase flow back.

Wie in den Fig. 15 und 16 deutlichkeitshalber in etwas übertriebener Weise dargestellt, ist der Außendurchmesser der am Tauchkolbenkörper 76 anliegenden Gleitblockkränze 82 etwas größer als der Außendurchmesser des Tauchkolbenkörpers 76. Die Führung des Tauchkolbens 76 in seinem Zylinder erfolgt deshalb ausschließlich mittels der beiden Gleitblockkränze 82. Wie früher erläutert, können sich die Gleitblöcke 82 im Betrieb so einstellen, daß sich zwischen ihnen und der Zylinderwand keilförmige Ölfilme von großer Tragfähigkeit ausbilden, so daß ohne metallische Berührung große seitliche Kolbenkräfte aufgenommen werden können, wodurch die Abnutzung von Gleitblöcken und Zylinderwand weitgehend vermieden wird. Der Körper 76 des Tauchkolbens ist nur noch ein Trägerelement, und zwar teils für die Kolbenringe, welche für die Abdichtung sorgen, teils für die Gleitblockkränze 82, welche für die Führung des Tauchkolbens in seinem Zylinder sorgen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht dann so eine bessere Kolbenführung mit geringerem Verschleiß als bei gebräuchlichen Tauchkolben, bei denen keine Gewähr für die Bildung eines tragenden Ölfilms zwischen Kolben und Zylinderwand besteht.As in FIGS. 15 and 16 for the sake of clarity in Shown in a somewhat exaggerated manner, the outer diameter is the one resting on the plunger body 76 Sliding block rings 82 slightly larger than the outer diameter of the plunger body 76. The guide of the plunger 76 in its cylinder is therefore carried out exclusively by means of the two sliding block rings 82. As explained earlier, the sliding blocks 82 can adjust during operation so that between form them and the cylinder wall wedge-shaped oil films of great load-bearing capacity, so that Large lateral piston forces can be absorbed without metallic contact, whereby the Wear of sliding blocks and cylinder wall is largely avoided. The body 76 of the plunger is only a carrier element, partly for the piston rings, some for the seal provide, partly for the sliding block rings 82, which for ensure the guidance of the plunger in its cylinder. The present invention then enables so better piston guidance with less wear than conventional plunger pistons where there is no guarantee that a load-bearing oil film will form between the piston and the cylinder wall.

Als weiteres Anwendungsbeispiel ist aus den Fig. 17 und 18 ersichtlich, wie die erfinderische Idee bei einem Tauchkolben für einen Dieselmotor verwirklicht werden kann. Auch in diesem Fall besteht die Kolbenführung aus zwei axial voneinander getrennten Kränzen von Gleitblöcken. Die beiden Gleitblockkränze bestehen hier aus losen Gleitblöcken 89, die in zwei symmetrisch zum Kolbenbolzen 90 im Tauchkolben 91 angeordnete Nuten 92 eingelegt sind. Die Gleitblöcke 89 haben ebene Stützflächen 93, während die Nuten 92 tonnen- oder kugelförmige Stützflächen 94 besitzen. Wie bereits erläutert, können sich daher die Gleitblöcke 89 nach allen Richtungen hin einstellen. Zufolge der kräftigen Kolbenbolzen, die bei den in Dieselmotoren vorkommenden hohen Arbeitsdrücken notwendig sind, dürfte es nicht immer möglich sein, Gleitblöcke über den ganzen Umfang des Kolbens vorzusehen. Da die Seitendrücke auf den Tauchkolben aber im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Kolbenbolzens gerichtet sind, genügt es, auf jeder Seite der Bolzenachse je eine begrenzte Zahl von Gleitblöcken vorzusehen, wie dies aus derr Fig. 17 und 18 hervorgeht. Hierbei werden die Gleitblöcke 89 in Umfangsrichtung durch in den Nuten 92 vorgesehene Anschläge 95 in ihrer Bewegung begrenzt. Die Verwendung von losen Gleitblöcken hat dabei den weiteren Vorteil, daß eine größtmögliche Gleitfläche vorgesehen werden kann, da alle die für federnde Zwischenstege zwischen den Gleitblöcken erforderliche Abstände wegfallen.As a further application example, FIGS. 17 and 18 show how the inventive idea can be realized in a plunger for a diesel engine. Also in this case there is the piston guide consists of two axially separated rings of sliding blocks. The two sliding block rings consist of loose sliding blocks 89, which are in two symmetrical to the piston pin 90 in the Plunger 91 arranged grooves 92 are inserted. The sliding blocks 89 have flat support surfaces 93, while the grooves 92 have barrel-shaped or spherical support surfaces 94. As already explained, you can therefore adjust the slide blocks 89 in all directions. As a result of the sturdy piston pins that are necessary for the high working pressures occurring in diesel engines, it should not always be necessary be possible to provide sliding blocks over the entire circumference of the piston. Since the side pressures on but the plunger are directed essentially at right angles to the axis of the piston pin, is sufficient it to provide a limited number of sliding blocks on each side of the bolt axis, as shown in derr Figs. 17 and 18 emerge. Here, the sliding blocks 89 are inserted into the grooves 92 in the circumferential direction provided stops 95 limited in their movement. Has the use of loose sliding blocks this has the further advantage that the largest possible sliding surface can be provided, since all of the for Resilient intermediate webs between the sliding blocks are no longer required.

Claims

Claims: 55

1. Guide arrangement for piston rods that can be reciprocated relative to one another in the axial direction and cylinder elements having a plurality of interposed between the piston and cylinder elements Sliding blocks, which have a sliding surface on one side and on their the other side are supported tiltable, axially secured, characterized in that the in the circumferential direction at least at one point separate sliding blocks directly with their the Sliding surface opposite side surface serving as a support surface tiltable on the corresponding the supporting element.

2. Guide arrangement according to claim 1, characterized in that the sliding blocks in an annular groove of the supporting element are arranged, the sliding blocks of the axial side walls of the groove are guided and the groove base as a support surface for the sliding blocks serves.

3. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the end faces the sliding blocks and the side walls of the grooves parts of planes at right angles to the piston and form the cylinder axis.

4. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the groove round is barrel-shaped, and that the support surface of the sliding blocks is flat. (Figs. 13 and 14, Figures 17 and 18).

5. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the groove base is barrel-shaped and that the support surfaces of the sliding blocks are parts of a cylindrical Form surface (Figs. 15 and 16).

6. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the groove base is a Forms cylinder surface and that the support surface of the sliding blocks is curved (Fig. 8 above and Fig. 10).

7. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the groove bottom a Forms cylinder surface and that the support surface of the sliding blocks is saddle-shaped arched (Fig. 1 below, F i g. 4 and 5).

8. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the groove base is saddle-shaped and that the support surfaces of the sliding blocks form part of a cylindrical surface (Fig. 1 above, Figs. 2 and 3).

9. Guide arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the groove base forms a cylindrical surface and that the support surface of the sliding blocks is barrel-shaped (Fig. 8 above and Fig. 9).

10. Guide arrangement according to claim 1 to 9, characterized by elastic connecting webs between a plurality of adjacent slide blocks.

11. Guide arrangement according to claim 10, characterized in that the radial strength of the Connecting webs is at most equal to the radial thickness of the sliding blocks.

12. Guide arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that two guide arrangements are arranged axially separated from one another on a plunger.

13. Guide arrangement according to claim 12, characterized in that the two guide arrangements axially on both sides of the piston pin are arranged.

1 sheet of drawings 009 551/88