DE2653866A1

DE2653866A1 - Kolben fuer eine hydrostatische kolbenmaschine

Info

Publication number: DE2653866A1
Application number: DE19762653866
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Heyl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1978-06-01
Also published as: US4216704A; JPS5368405A

Description

A 575a + A 576a LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

TP-St/le II.II.I976

A 76/IO2

"Kolben für eine hydrostatische Kolbenmaschine"

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine hydros Uibisehe Kolbenmaschine, insbesondere für eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauform₍ der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung. Bei derartigen Maschinen muß dafür gesorgt werden, daß der Druck in dem Druckpolster im Gleitschuh stets dem Druck vor der Kolenstirnflache entspricht, damit rein hydrostatisch die Abstützkraft der Kolbenbelastungskraft entspricht. Zu diesem Zweck muß das Gleitpolster mit dem Arbeitsraum vor der Kolbenstirnfläche verbunden sein. Falls infolge von Massenträgheitskräften oder andere Einwirkungen mit der gleichen Folge der Kolben abhebt^ soll unter dem Rand des Gleitschuhes nicht untragbar viel Flüssigkeit abströmen.

-2-809822/0275

A 575a + A 576a LiNDEAKTIENGESELLSCHAFT

Zu diesem Zweck ist eine Drosselstelle vorgesehen, über die sich zwar der Druck vor der Kolbenstirnfläche dem Druckpolster bei geringer aus dem Druckpolster abströmender Menge praktisch verzögerungsfrei mitteilt, die jedoch verhindert, daß ein unzulässig hoher Strom zu dem G-leitschuhdruckpolster fließt. Bei einer solchen Drosselverengung besteht jedoch die Gefahr, daß sie durch eine Verunreinigung verstopft wird mit der Folge, daß dem Druckpolster keine Flüssigkeit mehr zugeführt wird und folglich der Gleitschuh mit seinem Rand unter der vollen Kolbenkraft gegen die Gleitfläche anliegt mit der Folge, daß Gleitschuh und Gleitfläche zerstört werden.

Es ist bereits bekannt,in Kolben Feinfilter einzubauen, die gleichzeitig verhindern sollen, daß Verunreinigungen in das Druckpolster ge lagen j. die von hier aus unter den Rand des Gleitschuhes gelangen Und in der Gleitfläche zu Verschleiß führen. Derartige Filter müssen dann in ihrer Lebensdauer der Lebensdauer der Kolbenmaschine ansich angepaßt sein, da ein Auswechseln des Filters während der normalen Betriebsdauer nicht in Frage kommt. Diese Bedingung führt zu Schwierigkeiten. Auch erfordert, das meistens einen komplizierten Aufbau für den Kolben. Es ist zweckmäßiger, die Feinfilterung in dem Strom vorzusehen, der dem Getriebe ansich zufließt, so daß im Getriebe nur fein gefilterte Flüssigkeit enthalten ist. Das

■-3-809822/0275

A 575a + A 576a LINUE AKTIENGES

schließt nicht aus, daß sich unmittelbar auf dem Wege der Flüssigkeit zu der Kolbenstirnfläche hin einmal ein größeres Teil löst, insbesondere Teile von Dichtungsmassen bzw. Dichtungsringen wie O-Ringen. Diese Teile sind dann größer als der lichte Durchtrittsquerschnitt der Drosseiverengung^is- und setzen diese zu, wenn sie die Drosselvere^ihgung erreichen. Es ist auch schon erwogen worden,zum Ausfiltern solcher Teile Siebfilter im Kolben anzuordnen. Unter Be^ieksichtigung der Beschleunigungskräfte, die auf den Kolben einwirken,und der mechanischen Eigenschaften von Siebfiltern bereitet es jedoch Schwierigkeiten, Lösungen großer Lebensdauer zu finden.

Der Erfindung liegt die Aufgjzfabe zugrunde, in den Weg der Flüssigkeit zu der Drosselverengung im Kolben oder im Gleitschuh einen Filter einzubauen, der verhindert, daß Teilchen, deren Größe ausreicht, die Drosselverengung zuzusetzen, zur Drosselverengung hingeschwemmt werden und der leicht herzustellen ist, sich selbst aber auch im langen Betrieb nicht völlig zusetzt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß in oder an dem Kolben in dem Flüssigkeitskanal vor der D^rosselverengung ein großflächiger Spaltfilter angeordnet ist, der den Durchtritt von Teilchen, die gleichgroß oder insbesondere größer sind als der lichte Querschnitt der DrosselVerengung,verhindert, dessen Spaltfläche aber so groß

•4-809822/0275

A 575a + A 5⁷Oa LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

ist, daß selbst dann, wenn sich eine beachtliche Anzah^von Teilchen in diesem Spalt festsetzt die Strömung durch den Spaltfilter nicht in beachtlichem Maße behindert wird. Je · nach Größe der Maschine und insbesondere des lichten Durchtrittsquerschnittes der Drosselverengung kann die Spaltweite eines solchen Spaltfilters 0,2 mm oder 0,3 mm betragen oder im Bedarfsfalle ein davon abweichendes Maß aufweisen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert.

Figur 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Hohlkolben mit einem Querspaltfilter.

Figur 2 zeigt einen Axialschnitt durch das Stirnflächenteil eines anderen Hohlkolbens mit Querspaltfilter.

Figuren J5 und 4 zeigen Axialschnitte durch die Stirnflächenteile von zwei Hohlkolben mit axialem Ringspaltfilter in unterschiedlicher Ausgestaltungsform.

Figur 5 zeigt einen Axialschnitt durch einen Kolben mit einer anderen Ausgestaltungsform des Stirnflächenteiles.

-5-809 822/0275

265386S

A 575a + A 576a LINOEAKTIENGESELLSCHAFT

-3-

Figur β zeigt einen Axialschnitt durch das Stirnteil eines

Hohlkolbens mit einer weiteren Abwandlung der Ausgestaltung.

Der Kugelkopf 1 und der Kolbenmantel 2 bestehen aus einem Werkstück. Die Zentralsäule 3 und der Stirnflächendeckel 4 bestehen aus einem zweiten Werkstück. Durch die Zentralsäule J> geht eine Längsbohrung 5 und durch den Kugelkopf 1 geht oine Längsbohrung 6, deren vorderes Teil als Drosselverengung mit wesentlich engerem Querschnitt gebohrt ist oder in deasen vorderes Teil^ eine Verengungshülse 7 eingesetzt ist, so daß in diesem Bereich eine Drosselverengung gebildet ist.

eine Der Stirnflächendeckel 4 ist seitlich durch Hartlötverbindung mit dem Kolbenmantel 2 verbunden. An seiner Vorderfläche weist im äußeren Bereich dieser Stirnflächendeckel 4 eine Andrehung 5 von 0,2 mm Tiefe auf, so daß in der Mitte des Stirnflächendeckels 4 ein Vorsprung 6 gebildet ist, gegen den eine Abschlußplatte 7 anliegt, so daß zwischen der Abschlußplatte 7 und dem Stirnflächendeckel 4 durch die Andrehung 5 ein ringförmiger Spalt von 0,2 mm lichter Spaltweite gebildet ist. Die Abschlußplatte 7 ist ebenfalls durch Hartlöten mit dem Kolbenmantel 2 verbunden. In der Abschlußplatte 7 sind Bohrungen 8 angeordnet, die in den Ringspalt 5 münden.

-6-809822/0275

A 575a-+ -A: 576a LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Die Flüssigkeit kann somit durch die Bohrungen 8, den Hingspalt 5,eine Vertdndungsbohrung 9, die Längsbohrung 5 und die Längsbohrung 6 zu der Drosselstelle 7 strömen, wotiei aber durch die Bohrungen 9, 5 und 6 keine Teilchen strömen können., die größer sind als die lichte Weite des Ringspaltfilters 5 - es sei denn, daß es sich um Teilchen flächenhafter Erstreckung handelt. Es ist jedoch sehr unwahrscheinlich, daß in hydrostatischen Kolbenmaschinen auftretende Verunreinigungen eine solche flächenhafte Ausdehnung aufweisen.

Anhand der Figur 1 kann auch eine ähnliche Ausgestaltung erläutert werden, die sich ergibt, wenn anstelle des Ringspaltes 5 ein Ring von 0,2 mm Stärke vorgesehen ist, wobei dieser Ring aus einer eingelegten Folie bestehen kau oder derart gebildet sein kann, daß in dem Stirnfläehendeckel \ oder in der Abschlußplatte 5 in der Mitte eine Ausdrehung in dieser Tiefe gebildet ist, wobei dann innerhalb dieses Ringes ein flächenhafter Filterspalt gebildet ist, in den die Bohrungen 8 münden und in den auch„unmittelbar die Bohrung 5 mündet. Das heißt in diesem Falle ist die Querbohrung 9 entbehrlich. Trotzdem isb die Herstellung dieser Ausgestaltungsform unter Berücksichtigung der meisten Werkzeugmaschinen aufwendiger als die Herstellung der zuerst beschriebenen Ausgestaltungsform. ^;

-7-809822/0275

A 575a + A 576a LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 weist der Stirnflachendeekel 14 eine ebene Stirnfläche 10 auf, in die unmittelbar die Bohrung 5 mündet. Vor die Stirnfläche 11 des Kolbenmantels 2 ist mit einem Randteil 12 ein Abschlußdeckel gesetzt, der durch eine Lötverbindung sowohl mit dem Kolbenmantel 2 als auch mit dem Stirnflächendeckel l4 verbunden ist. Das Randteil 12 ist derart bemessen, daß zwischen der Stirnfläche 10 und der InneVläche 13 ein Spalt 14 von 0,2 mm lichter Weite gebildet ist. In diesen Spalt münden die Bohrungen l8, so daß die Flüssigkeit durch diese. Bohrungen l8 und durch den Spalt zwischen den Flächen 10 und IJ in die Bohrung 5 strömen kann.

Die Ausgestaltungsform gemäß den Figuren 1 und 2 hueri den Nachteil, daß von den Bohrungen 8 bzw. l8 aus in den jeweiligen Spalt nur eine relativ geringe Übergangsquerschnittfläche vorhanden ist, die sich relativ leicht zusetzen kann. Dieser Nachteil ist bei den Ausgestaltungsformen,die in den Figuren J bis 6 dargestellt sind, vermieden.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur J weist der Stirnflächendeckel 24 einen Fortsatz 25 auf, der nach außen durch eine zylindrische Fläche begrenzt ist und durch den eine Querbohrung 19 geht, die mit der Bohrung 5 in Verbindung steht. In

-8-809822/0275

A 575a + A 576a LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

den stirnseitigen Teil des Kolbenmantels 2 ist ein Ring eingesetzt j der nach innen eine zylindrische Fläche aufweist, wobei zwischen der zylindrischen Außenfläche des Portsatzes und der zylindrischen Innenfläche des Ringes 20 ein Filterspalt- 21 gebildet ist. Der Ring 20 ist ebenso wie der Stirnflächendeckel 24 durch Hartlöten mit dem Kolbenmau'oel 2 verbunden. Der Filterspalt 20 mündet somit an seinem gesamten Umfang unmittelbar in die Stirnfläche des Kolbens, die durch die Stirnfläche des Fortsatzes 25 und die Stirnfläche des Ringes 20 und die Stirnfläche des Kolbenmantels 2/gebildet ist und wird an dieser S ,irnflache ständig von Flüssigkeit umspült, so daß diese umspülende Flüssigkeit an der Münü.^a; des Filterspaltes 21 angesetzte Verunreinigungsteilchen forIspült. Selbst aber wenn ein solches Fortspülen nicht möglich ist,ist die Gesamtlänge der Mündung dieses ringförmigen Spaltes derart groß, daß sich der Spalt nie ganz zusetzen kann.

Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 4 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 lediglich dadurch, daß der Ring 2^ nicht völlig in den Kolbenmantel 2 eingezogen ist, sondern mit einem Randteil 24 vor der Stirnfläche des Kolbenmantels 2 liegt.·

-9-809822/0275

A 575a + A 576a LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 besteht ebenfalls der Kugelkopf 1 und der Kolbenmantel 2 aus einem Werkstück, in das die Zentralsäule 33 eingesetzt ist, die bei dieser Aus-

nicht gestaltungsform jedoch mit dem Stirnflächendeckel 3^ aus einem Werkstück besteht sondern der Stirnflächendeckel ~$K besteht aus einem getrennten Werkstück. Dafür ist an der Zentralsäule 33 eine Stutzscheibe 32 vorgesehen. Durch die Zentralsäule 33 geht die Längsbohrung 35* die wiederum in die Bohrung β mündet. Die Zentralsäule 33 ist einerseits mit dem Werkstück 1, 2 und andererseits mit dem Stirnflächendeckel 3^··- durch eine Schweißverbindung verbunden, wobei der StirnfJächendeckel 3^ weiterhin mit dem Kolbenmantel 2 durch eine SfrUweißverbindung verbunden ist, Der Stirnflächendeckel J4 weist einen Portsatz 35 auf, in dem eine Querbohrung 36 vorgesehen ist, die in die Längsbohrung 37 mündet, die ihrerseits mit der Längsbohrung 55 in der Zentralsäule 33 in Verbindung steht. Der vordere Teil des Portsatzes 35 weist eine zylindrische Außenfläche auf. Vor den äußeren Teil des Stirnflächendeckels ist ein Ring 30 gesetzt, der innen eine hohlzylindrische Wand aufweist, die zusammen mit der zylindrischen Außenwand des Portsatzes 35 den Spalt 31 bildet.

Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 6 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 lediglich dadurch, daß

-10-809822/0275

A 575a + A 576a/-\- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

λκ

der Stirnflächendeckel 40 mit dem Ringteil, dessen Innenwand zusammen mit der zylindrischen Außenwand des Teiles 45 den Filterspalt 41 bildet, aus einem Werkstück besteht. Dabei weist das Teil 45 eine Querbohrung 46 auf, die mit einer Längsbohrung in Verbindung steht, die in die Längsbohrung 47 einmündet. Dieses Fortsatzteil ist durch eine Schweißverbindung mit dem Stirnflächendeckel 40 verbunden.

Auch bei den Ausgestaltungsformen gemäß den Figuren 5 und 6 mündet somit der Filterspalt unmittelbar in die Stirnfläche des Kolbens mit einer großen Mündungsfläche.

Patentansprüche:

-11-809822/027 5

Jl-

Leerseite

Claims

A 575a + A 576a UNDE AKTIENGESELLSCHAFT

A 76/IO2 Patentansprüche:

fl.D Kolben für eine hydrostatische Kolbenmaschine, der über einen Gleitschuh mit einem Druckpolster gegen eine Gleitfläche abgestützt ist und der einen Flüssigkeitskanal enthält, der den Raum vor der Kolbenstirnfläche mit dem Druckpolster im Gleitschuh verbindet und in dem eine Drosselverengung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flüssigkeitskanal (8, 55, 9, 5 bzw. l8, 14, 5 bzw. 21, 19,5 bzw. 22, 5 bzw. 31, 36, 37, 35 bzw. kl, 46, 47, 35) vor der DrosselVerengung (7) ein Spaltfilter (55, 14, 21, 22, 31, 4l) angeordnet ist.
2.) Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterspalt (21, 22, 31, 4l) ringförmig ist und parallel zur Kolbenachse verläuft.
3·) Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterspalt (55, 14) in einer senkrecht zur Kolbenachse verlaufenden Ebene liegt.
4.) Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterspalt (55) im Stirnflächendeckel (4) angeordnet ist.

809822/0275