DE2229421A1

DE2229421A1 - Kolben-gleitschuh-element fuer hydrostatische kolbenmaschinen

Info

Publication number: DE2229421A1
Application number: DE19722229421
Authority: DE
Inventors: Ulrich Aldinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1974-01-03

Description

Kolben-Gleitschuh-Element für hydrostatische Kolbenmaschinen Die Erfindung betrifft ein Kolben-Gleitschuh-Element für hydrostatische Kolbenmaschinen, das aus einem sich relativ gegenüber der hub erzeugenden Fläche eines Führungsgliedes bewegenden Gleitschuh mit mindestens einer sphärischen oder kreiszylindrisohen Pläche und einem sich an dieser abstützenden Kolben besteht, und bei dem Kolben und Gleitschuh-an den aneinander anliegenden Flächen sich relativ zueinander bewegen.
Bei.einem bekannten Kolben-Gleitschuh-Element ist die Verbindung zwischen Kolben und Gleitschuh als Kugelgelenk ausgebildet, bei dem der Kugelradius groß gewählt ist, um die durch die Kolbenkraft bedingte Flächenpressung zu verringern. Gleichzeitig lassen sich leicht die erforderlichen Schmierkanäle ausbilden. Der große Kugelradius hat den Nachteil, daß auch das Reibmoment der Gelenkverbindung groß ist. Bei hohen Drehzahlen ist die Gleitgeschwindigkeit im Kugelgelenk relativ groß, so daß auch merkliche Reibverluste auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kolben-Gleitschuh-Element zu schaffen, bei den nur ein kleines Reibmoment auftritt.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß an dem der huberzeugenden Fläche abgewandten Ende des Gleitschuhs zwei konzentrische Flächen ausgebildet sind, von denen sich die Fläche mit kleinerem Radius an einer ebensolchen Fläche am Kolben abstützt, während an der Fläche mit größerem Radius ein Kolben und Gleitschuh verbindendes Element anliegt.
Man teilt bei dieser Ausführung die Aufgabe des Gelenks, die Kolbenkraft zu übertragen und Kolben und Gleitschuh zu verbinden, auf die beiden Flächen am Gleitschuh auf. Dadurch läßt sich der Radius der die Kolbenkraft übertragenden Fläche so weit verringern, daß das Reibmoment im Gelenk einen Kleinstwert erreicht. Das ergibt besonders im'otorbetrieb ein günstiges Anlaufverhalten.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in den Fig. 1 und 2 verschiedene Kolben-Gleitschuh-Elemente in der Anwendung bei einer Radialkolbenmaschine im Schnitt.
In einem Zylinderkörper 1 einer Radialkolbenmaschine ist eine Zylinderbohrung 2 ausgebildet, in der ein Kolben 3 angeordnet ist, welcher sich mit einem Gleitschuh 4 auf einem Hubring 5 abstützt. Der Gleitschuh 4 liegt mit einer Gleitsohle 6, in der eine Ausnehmung 7 ausgebildet ist, auf dem Hubring 5 auf und rågt mit einem Schaft 8 in eine den Kolben 3 durchdringende Stufenbohrung 9. Am Ende des Schafts 8 ist eine Kugelfläche 10 von kleinerem Radius ausgebildet, die an einer Schulter 11 in eine Kugelfläche 12 mit größerem Radius und gleicXem Mittelpunkt übergeht. In der weiteren Beschreibung wird die Kugelfläche 10 als klein" Kugelfläche, die Kugelfläche 12 als "große" Kugelfläche bezeichnet. Die kleine Kugelfläche 10 liegt in einer Kugelkalotte 13 von gleichem Radius, die an einer Schulter 14 der Stufenbohrung 9 im Kolben ausgebildet ist. Die große Kugelfläche 12 führt den Kolbenschaft 8 im zylindrischen Abschnitt 15 der Stufenbohrung 9. Ein in eine Nut der Stufenbohrung 9 eingelegter, an der Kugelfläche 12 anliegender Federring 16 hält Kolben 3 und Gleitschuh 4 zusammen.
Ein in die Zylinderbohrung 2 einrzündender Bohrungsabschnitt 17 der Stufenbohrung 9 im Kolben wirkt mit einer den Gleitschuh in liängsrichtung durchdringenden, in die Ausnehmung 7 mündenden Längsbohrung 18 zusammen, von der ein Längenabschnitt als Drossel stelle 19 ausgebildet ist.
Die auf den auf der Druckseite der Maschine sich befindenden Kolben 3 wirkende Druckkraft und die Massenkraft werden über die Kugelkalotte 13 auf die kleine Eugelfläche 10 des Gleitschuhschaftes 8 iibertragen-, deren Radius z. B. etwa 3 mm beträgt. Die Flächenpressung ist dabei infolge der kleinen, die Kraft aufnehmenden Fläche relativ hoch. Diese Beanspruchung der Eugelfltchen k&nn durch die Wah eines verschleiß- und druckfesten Werkstoffes aufgenommen werden. Durch Phosphatieren der Kugelflächen, die der Kraftübertragung dienen, erzielt man befriedigende Schmierverhältnisse.
Infolge des kleilaen Radius der kraftübertragenden Kugelflächen 10, 15 ist das Reibmoment der Verbindung klein, was z. B.
ein günstiges Anlaufverhalten beim Motorbetrieb der Maschine ergibt.
Die von dem Gleitschuhschaft 8 ausgeübten Seitenkräfte werden von den beiden Kugelflächen10 und 12 auf den Kolben übertragen.
Die große Kugelfläche 12 dient außerdem als Anlagefläche für das Kolben und Gleitschuh verbindende Element, hier für den Federring 16. Dieses Verbindungselement könnte, wie leicht einzusehen ist, auch die eingebördelte Wandung des Kolbens selbst sein.
Bei dem Kolben-Gleitschuh-Element nach dem Ausführungabeispiel der Fig. 2 sind in einem Kolben 20 ein Einsatz 21 und in einem Gleitschuh 22 ein Einsatz 23 angeordnet. SuEinsatz 23 im Gleitschuh 22 ist eine konvexe Kugelfläche 24 ausgebildet, die in einer Kugelkalotte 25 von gleichem Radius in dem im Kolben 20 angeordneten Einsatz 21 anliegt. Der übrige Aufbau entspricht dem des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1.
Wenn man, wie bei diesem Ausführungsbeispiel, die Kugelflächen 24, 25, die die in Achsrichtung wirkende Kolbenkraft übertragen, an besonderen Einsätzen 21, 23 ausbildet, läßt sich dafür ein besonders verschleißfester Werkstoff mit hoher zulässiger Flächenpressung wählen. Der Gleitschuh 22 selbst besteht aus einem Werkstoff, der nach den an ihn gestellten, wesentlich anderen Anforderungen gewählt ist.

Claims

Ansprüche

Kolben-Gleitschuh-Eleinent für hydrostatische Kolbenmaschinen, das aus einem sich relativ gegenüber der huberzeugenden Fläche eines Führungagliedesbewegenden Gleitschuh mit mindestens einer sphärischen oder kreiszylindrischen Flache und einem sich an dieser abstützenden Kolben besteht, und bei dem Kolben und Gleitschuh an den aneinander anliegenden Flächen sich relativ zueinander bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der huberzeugenden Fläche abgewandten Ende des Gleitschuhs (4) zwei konzentrische Flächen (10, 12) ausgebildet sind, von denen sich die Fläche (10) mit kleinerem Radius an einer ebensolchen Fläche (13) am Kolben (3) abstützt, während an der Fläche (12) mit größerem Radius ein Kolben und Gleitschuh verbindendes Element (16) anliegt.
2. Kolben-Gleitschuh-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Radien der beiden Flächen (10, 12) etwa wie 2 : 1 verhalten.
3. Kolben-Gleitschuh-Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gleitschuh (4) und/oder Kolben (3) ein Einsatz (21, 23) angeordnet ist, an dem die Fläche (24, 25) mit kleinerem Radius ausgebildet ist.
4. Kolben-Gleitschuh-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Flächen (10, 12, 13, 24, 25) an Gleitschuh (4, 22) zmd/oder Kolben (3, 20) eine Schicht mit guter Schmierfähigkeit bei hoher Druckfestigkeit haben.

5- Kolben-Gleitschuh-Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (10, 12, 13, 24, 25) an Gleitschuh (4, 22) und/oder Kolben (3, 20) phosphatiert sind.