DE2437004A1

DE2437004A1 - Radial piston engine for fluids - has sealing between pistons and internal cam

Info

Publication number: DE2437004A1
Application number: DE2437004A
Authority: DE
Inventors: Josef Ing Grad Binhack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-01
Filing date: 1974-08-01
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2437004B2

Abstract

Radial piston engine for fluids comprises an internal drive cam (4), and a housing part with cylinder bores for at least one hollow cylindrical piston (10). Between the cam, which has a spherical contact surface, and the pistons, is a sealing ring (20) acting as joint member, of which the surface sliding over the cam is conical: the other surface of the sealing ring, which lies adjacent to the base of the piston, which is also conical, is spherically curved with a radius of curvature smaller than the radius of the cam sphere. The piston may comprise at its base an outwardly projection portion (13) of increased wall thickness.

Description

Radialkolbenmaschine für Strömungsmittel Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine für Strömungsmittel mit innenliegendem Antriebsexzenter und einem Gehäuseteil mit Zylinderbohrungen für wenigstens einen hohlzylindrischen Arbeitskolben. Radial piston machine for fluids The invention relates to a Radial piston machine for fluids with internal drive eccentric and a housing part with cylinder bores for at least one hollow cylindrical working piston.

Maschinen der genannten Bauart sind bekannt. Infolge ihrer hohlzylindrisch ausgebildeten Arbeitskolben - und der hierdurch erzielten Reduzierung der Kolbenmasse gestatten sie zwar höhere Arbeitsgeschwindigkeiten, bringen aber erfahrungsgemäß Dichtungsprobleme mit sich. Aufgabe der Erfindung ist eine Radialkolbenmaschine der genannten Bauart mit einfacher und zuverlässiger Abdichtung zwischen Arbeitskolben und Exzenter.Machines of the type mentioned are known. As a result of their hollow cylindrical shape trained working piston - and the resulting reduction in piston mass They allow higher working speeds, but experience has shown that they are effective Sealing problems with it. The object of the invention is a radial piston machine of the type mentioned with a simple and reliable seal between the working piston and eccentric.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem eine kugelförmige Kontaktfläche aufweisenden Exzenter und den Arbeitskolben ein als Gelenkstück arbeitender Dichtring angeordnet ist, dessen auf dem Exzenter gleitende Seite konisch eingesenkt ist und dessen dem an seinem Fuß ebenfalls konisch eingesenkten Kolben anliegende Seite eine Eugelwölbung aufweist, deren Radius kleiner ist als der Radius der Exzenterkugel.The solution according to the invention is characterized in that between the eccentric having a spherical contact surface and the working piston a sealing ring working as a joint is arranged, its on the eccentric sliding Side is sunk conically and the one on his The foot, which is also conically sunk in the piston, has an Eugelwölbung, whose radius is smaller than the radius of the eccentric ball.

Eine derartige Ausbildung von Kolben, Dichtring und Exzenter läßt sich ohne merklichen Kostenaufwand mit hoher geometrischer Präzision verwirklichen, zumal die Notwendigkeit einer genauen Abstimmung der zusammenwirkenden Eonus- und Kugelflächen hinsichtlich ihrer Dimension entfällt. Durch die Eugelform des Exzenters bzw. der Oberseite des Dichtringes ist weiterhin ein selbsttätiges Einlaufen der Berührungslinien gegeben.Such a design of the piston, sealing ring and eccentric can can be realized with high geometric precision at no noticeable expense, especially since the need for a precise coordination of the interacting Eonus and Spherical surfaces are omitted in terms of their dimensions. Due to the oval shape of the eccentric or the top of the sealing ring continues to run in automatically Lines of contact given.

Weitere Einzelheiten der Erfindung mögen nun anhand einer bevorzugten Ausgestaltung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert sein. Es bedeuten: Sige n zeigt eine erfindungsgemäß verbesserte Radialkolbenmaschine mit vier Arbeitskolben.Further details of the invention will now be based on a preferred one Design and be explained with reference to the accompanying drawings. It denotes: Sige n shows a radial piston machine improved according to the invention with four working pistons.

Fig. 2 zeigt das Zusammenwirken zwischen Arbeitskolben, Dichtring und Exzenter im Detail. Fig. 2 shows the interaction between the working piston, sealing ring and eccentric in detail.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind in das Gehäuseteil 1 einer Radialltolbenmaschine vier jeweils um 90 versetzt angeordnete Zylinderbohrungen 2 eingelassen, in welchen hohl zylindrische Arbeitskolben 10 gleiten. Die Zylinderbohrungen 2 sind senkrecht zur Antriebswelle 3 der Maschine ausgerichtet, auf welche ein Exzenter 4 aufgesetzt ist. Der Exzenter 4 kana eine Kugel oder eine Kugel scheibe sein.With reference to Fig. 1 are in the housing part 1 of a radial piston engine four cylinder bores 2, each offset by 90, let into which hollow cylindrical working piston 10 slide. The cylinder bores 2 are vertical aligned with the drive shaft 3 of the machine, on which an eccentric 4 is placed is. The eccentric 4 can be a ball or a ball disc.

Diese für Maschinen mit Vollkolben übliche Bauart führt bei der Verwendung von Hohlkolben mit offenem Kolbenfuß zu Dichtungsschwierigkeiten zwischen Exzenter und Kolbenfuß, da sich der Kolben nur in den beiden Extremlagen des Exzenters in tatsächlich senkrechter Ausrichtung zu dessen Oberfläche befindet.This design, which is common for machines with full pistons, leads in use from hollow pistons with an open piston base to sealing difficulties between eccentrics and piston base, since the piston is only in the two extreme positions of the eccentric in is actually perpendicular to its surface.

Zur Überwindung dieses Problems ist erfindungsgemäß zwischen dem Exzenter und den Arbeitskolben ein als Gelenkstück arbeitender Dichtring 20 angeordnet. Dieser Dichtring kann der momentanen Lage des Exzenters pendelartig folgen, wie die Darstellung der Fig. 1 erkennen läßt.To overcome this problem, according to the invention, between the eccentric and a sealing ring 20 operating as a joint piece is arranged on the working piston. This The sealing ring can follow the current position of the eccentric like a pendulum, as shown the Fig. 1 can be seen.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 2 hat der in der Zylinderbohrung 2 gleitende Arbeitskolben 10 -im wesentlichen die Gestalt eines Rohrstückes geringer Wandstärke. In seinem Fußbereich kann der Arbeitskolben einen Abschnitt 13 erhöhter Wandstärke aufweisen, wobei das zusätzliche Material nach außen zu vorspringt. So kann die Innenöffnung- 14 des Arbeitskolbens über dessen gesamte Länge unverändert bleiben. Fussseitig ist der Arbeitskolben über seinen gesamten Querschnitt hinweg konisch eingesenkt, wodurch im Falle eines Vollkolbens ein Hohlkegel in dessen Fuß entstanden sein würde.Referring now to FIG. 2, the has in the cylinder bore 2 sliding working pistons 10 - essentially the shape of a piece of pipe less Wall thickness. In its foot area, the working piston can have a section 13 raised Have wall thickness, the additional material protruding outward. So the inner opening 14 of the working piston can remain unchanged over its entire length stay. On the foot side, the working piston is across its entire cross-section Countersunk conically, which in the case of a full piston creates a hollow cone in its base would have arisen.

Der Fuß des Kolbens 10 stützt sich auf der auf dieser Seite kugelförmigen Oberfläche des Dichtringes 20 ab, wodurch eine ringförmige geschlossene Berührungslinie 15 zwischen Kolben und Dichtring entsteht.The foot of the piston 10 is supported on the spherical on this side Surface of the sealing ring 20, creating an annular closed line of contact 15 arises between the piston and the sealing ring.

Eine analoge Geometrie besteht zwischen der ebenfalls konisch eingesenkten Unterseite des Dichtringes 20 und der-Eugeloberfläche des Exzenters 4, wobei eine ringförmige geschlo!ssene Berührungslinie 25 entsteht. Es sei jedoch angemerkt, daß der Radius der Kugelwölbung der Oberseite des Dichtringes kleiner ist als der Radius der Exzenterkugel. Ferner ist die jeweilige Abstimmung zwischen Kugeiwölbung und Hohlkegel so getroffen, daß der Durchmesser der ringförmigen Berührungslinie 15 zwischen Kolben und Dichtring kleiner ist als der Durchmesser der ringförmigen Berührgslinie 25 zwischen Dichtring und Exzenterkugel. Hierdurch entsteht ein den Dichtring positionietendes Richtmoment. Ferner muß der Durchmesser der Innenöffnui?g 24 des Dichtringes auf die maximale Exzenterlage abgestimmt sein, damit die Grenzlinie der Öffnung 24 auch im ausgelenkten Zustand des Dichtringes stets innerhalb der ringförmigen Beruhrungslinie 15 verbleibt.There is an analogous geometry between that which is also conically recessed Underside of the sealing ring 20 and the Eugelfläche of the eccentric 4, with a annular closed line of contact 25 is created. It should be noted, however, that the radius of the spherical curvature of the top of the sealing ring is smaller than that Radius of the eccentric ball. Furthermore, the respective coordination between the spherical curvature and hollow cones so taken that the diameter of the annular contact line 15 between the piston and sealing ring is smaller than the diameter of the annular Contact line 25 between the sealing ring and the eccentric ball. This creates a den Sealing ring positioning alignment torque. Furthermore, the diameter of the inner opening must be 24 of the sealing ring must be matched to the maximum eccentric position so that the The boundary line of the opening 24 is always within it, even in the deflected state of the sealing ring the annular contact line 15 remains.

Die Wirkungsweise der Anordnung besteht unter Bezugnahme auf Fig. 1 darin, daß die sphärisch ausgebildeten Dichtringe 20 den Bewegungen des Exzenters 4 pendel artig folgen können, wobei die ringförmige Berührungslinie zwischen Dichtring und Exzenter ebenso aufrechterhalten bleibt wie die ringförmige Berührungslinie zwischen Dichtring und Kolbenfuß. Wenn der Kolben hierbei unter Federdruck oder auch nur unter dem Druck des Strömungsmittels in Richtung des Exzenters vorgespannt bleibt, ist eine gute Abdichtung des im Inneren des Kolbens und im Inneren des Dichtringes enthaltenen Strömungsmittels gewährleistet.The mode of operation of the arrangement is with reference to Fig. 1 in that the spherical sealing rings 20 accommodate the movements of the eccentric 4 pendulum-like can follow, the annular contact line between the sealing ring and eccentric is maintained as well as the annular contact line between the sealing ring and the piston base. If the piston is under spring pressure or also only biased under the pressure of the fluid in the direction of the eccentric remains, is a good seal of the inside of the piston and inside the sealing ring contained fluid guaranteed.

Bei der hier gezeigten Ausgestaltung einer Radialkolbenmaschine wird die Abdichtung durch Zusammenwirken eines Hohlkegels mit einer Kugelwölbung erreicht. Ein ähnlicher Effekt kann natürlich auch bei leicht geschwungener Form anstelle der Hohlkegel erzielt werden. So ist es auch möglich, anstelle der Hohlkegelform eine Hohlkugelform vorzusehen, was jedoch einen unnötigen Fertigungsaufwand bedeuten würde. Wesentlich ist die Vorkehrung des sphärisch ausgebildeten Dichtringes zwischen Exzenter und Kolben.In the embodiment of a radial piston machine shown here the seal is achieved by the interaction of a hollow cone with a spherical curvature. A similar effect can of course also be used with a slightly curved shape the hollow cone can be achieved. So it is also possible instead of the hollow cone shape to provide a hollow spherical shape, which, however, mean an unnecessary manufacturing effort would. What is essential is the provision of the spherical sealing ring between Eccentric and piston.

Claims

Patent claims:

1> Radial piston machine for fluid with internal Drive eccentric and a housing part with cylinder bores for at least one Hollow cylindrical working piston, characterized in that between the one spherical Contact surface having eccentric (4) and the working piston (10) as a joint piece working sealing ring (20) is arranged, the side sliding on the eccentric is sunk conically and the one that is also conically sunk at its foot Piston adjacent side has a spherical curvature, the radius of which is smaller than the radius of the eccentric ball.

2. Radial piston machine according to claim 1, characterized in that the working piston (10) at its foot has an outwardly projecting section (13) have increased wall thickness.

3. Radial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that that the outer diameter of the sealing ring (20) corresponds to the outer diameter of the piston (10) exceeds in its foot area and that the inner diameter of the sealing ring is larger is than the inside diameter of the piston. Blank page