DE2908096A1

DE2908096A1 - BALL PISTON MACHINE

Info

Publication number: DE2908096A1
Application number: DE19792908096
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Kobald; Alfons Dipl Ing Dr Weber; Dieter Dipl Ing Weigle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-11
Also published as: FR2450365A1

Description

R. S-"" :
15.2.1979 Wd/HtR. S- "":
February 15, 1979 Wd / Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Ball piston machine State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kugelkolbenmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannte Kugelkolbenmaschinen haben den Nachteil, daß das als Kugel ausgebildete Verdrängerelement nur eine Liniendichtung mit der Zylinderbohrung bildet, wodurch die Dichtheit und damit der Wirkungsgrad der Maschinen nachteilig beeinträchtigt werden.The invention is based on a ball piston machine according to the genre of the main claim. Known ball piston machines have the disadvantage that the displacement element, which is designed as a ball, has only one line seal forms the cylinder bore, which adversely affects the tightness and thus the efficiency of the machines will.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man die Kugel mit einem Kolben versehen, der diese gegen die Drucksexte; hin vollständig überdeckt. Dadurch wird aus der Liniendichtung eine wesentlich bessere Flächen- oder Spalt-In order to avoid this disadvantage, one has provided the ball with a piston that this against the Drucksexte; completely covered. This turns the line seal into a much better surface or gap

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dichtung. Diese bekannte Maschine hat den Nachteil, daß die Masse des Verdrängerelements durch den aufgesetzten Kolben etwa doppelt so groß wird wie die Masse der Kugel, wodurch Materialaufwand und Gewicht der Maschine in unerwünschter Weise vergrößert werden.poetry. This known machine has the disadvantage that the mass of the displacement element by the attached Piston becomes about twice as large as the mass of the ball, which makes material expenditure and weight of the machine undesirable Way to be enlarged.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kugelkolbenmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei völlig ausreichender Dichtheit der Material- und Gewichtsaufwand reduziert ist, was sich auch günstig auf die Kosten der Maschine auswirkt.The ball piston machine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the opposite The advantage that the material and weight expenditure is reduced with completely sufficient tightness, which is also has a favorable effect on the cost of the machine.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülse aus einem rohrförmigen Grundkörper besteht, der mittels einer Formrolle auf die Kugel aufgerollt ist. Hierdurch wird eine besonders -gute Spaltdichtung bei geringer Masse des Verdrängerelements , erreicht.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the Features specified in the main claim possible. It is particularly advantageous if the sleeve is made of a tubular There is a base body, which is rolled onto the ball by means of a forming roller. This makes a particularly good one Gap seal with low displacement element mass, achieved.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Figur 1 einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kugelkolbenmaschine, in den Figuren 2a bis 3b Verdrängerelemente, in Figur 4 eine Abwandlung des Verdrängerelements nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1.An embodiment of the invention is shown in the drawing. This shows a partial section in FIG by a first embodiment of a spherical piston machine, in Figures 2a to 3b displacement elements, in FIG. 4 shows a modification of the displacement element according to the exemplary embodiment in FIG. 1.

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Description of the embodiment

Da der Aufbau von Kugelkolbenmaschinen hinreichend bekannt ist, ist in Figur 1 nur ein'Teilschnitt einer solchen Maschine dargestellt, der alles erfindungswesentliche zeigt. Auf einem feststehenden Steuerzapfen 10 ist ein Rotor 11 gelagert, welcher mehrere Radialbohrungen 12 aufweist. Im Steuerzapfen sind mehrere Längsbohrungen 13 bis 15 für die Zu- bzw. Abfuhr von Druckmittel zu- bzw. von den Radialbohrungen 12 ausgebildet. .Since the structure of spherical piston machines is well known, only a partial section of such a machine is shown in FIG shown, which shows everything essential to the invention. A rotor 11 is mounted on a fixed control pin 10 stored, which has several radial bores 12. In the control pin there are several longitudinal bores 13 to 15 for the Supply or discharge of pressure medium to or from the radial bores 12 trained. .

Das Verdrängerelement der Kugelkolbenmaschine besteht aus einer Kugel 16, die drehbar in einer Hülse 17 angeordnet ist. Die Innenseite der Hülse 17 schmiegt sich vollständig an die Kugel an und hat eine zylindrische Außenfläche, mit der sie wie ein Kolben dicht in der Radialbohrung gleitet. Die Höhe H der Hülse ist geringer als der Durchmesser D der Kugel. Sie ist auf dieser symmetrisch angeordnet, d.h. sie erstreckt sich vom Mittelpunkt der Kugel gleichmäßig nach beiden Seiten. Die Kugel 16 faucht aus der Bohrung aus und steht in Kontakt mit einem Hubring 20, der dem Verdrängerelement bei Rotation des Rotors hin- und hergehende Bewegungen erteilt.The displacement element of the ball piston machine consists of a ball 16 which is rotatably arranged in a sleeve 17 is. The inside of the sleeve 17 hugs completely to the ball and has a cylindrical outer surface with which it slides tightly in the radial bore like a piston. The height H of the sleeve is less than the diameter D of the ball. It is arranged symmetrically on this, i.e. it extends equally to both sides from the center of the sphere. The ball 16 hisses the bore and is in contact with a cam ring 20, which moves the displacement element back when the rotor rotates. and forward movements granted.

Die Hülse 17 weist nur eine geringe Masse auf, bildet aber durch ihre relativ große Höhe H lange Dichtspalte gegenüber der Zylinderbohrung 12 und der Kugel 16. Damit die Hülse 17 leicht auf die Kugel l6 aufgesetzt werden kann, ist sie entweder - wie die Figuren 2a und 2b zeigen - an einer Stelle mit einem durchgehenden Längsschlitz 21 versehen ₃ oder sie weist - wie die Figuren 3a und 3b zeigen mehrere Längsschlitze 22 bis 2U auf, die von der dem Hubring zugewandten Flachseite ausgehen und bis zur Stelle The sleeve 17 has only a small mass, but, due to its relatively large height H, forms long sealing gaps with respect to the cylinder bore 12 and the ball 16. So that the sleeve 17 can be easily placed on the ball 16, it is either - like FIGS ₃ and 2b show - 3 or it has a continuous longitudinal slot 21 at one point - like FIGS. 3a and 3b show several longitudinal slots 22 to 2U which extend from the flat side facing the cam ring and up to the point

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des größten Innendurchmessers der Hülse reichen. Auf letztere Weise erreicht man eine besonders gute Dichtheit des Verdrängerelements. Die Schlitze erlauben ein Aufweiten zum Einführen der Kugel in die Hülse. Die Kugel soll sich in der Hülse drehen können.the largest inside diameter of the sleeve. On the latter In this way, a particularly good tightness of the displacement element is achieved. The slots allow widening for inserting the ball into the sleeve. The ball should be able to rotate in the sleeve.

Es ist jedoch auch möglich, die Hülse mittels Kaltformtechnik auf die Kugel aufzubringen. Dies zeigt das Ausführungsbeispiel nach Figur 4. Die Hülse 25 besteht ursprünglich aus einem Rohrstück mit relativ dünner Wandung und wird in an sich bekannter Weise mit einer Formrolle auf die Kugel aufgedrückt. Wesentlich ist hierbei, daß ein möglichst langer zylindrischer Abschnitt 25' am Außenumfang entsteht, welcher die notwendige Dichtung bewirkt. Auch am Innenumfang soll sich die Hülse auf einer größtmöglichen Länge an die Kugel anschmiegen, um auch hier gute Dichtheit zu gewährleisten. Hierzu wird beim Andrücken eine Sicke 26 und eine Zone 27 gebildet, wodurch die Kugel festgehalten wird, jedoch so, daß sie sich noch drehen, kann. Zweckmäßig ist es auch, die Hülse so auszubilden, daß sie hinter der Sicke und der Druckseite zugewandt eine weitere zylindrische Führungsfläche 25" aufweist. Die Oberfläche des Kolbens wird nach dem Einrollen fertig bearbeitet, z.B. geschliffen nach vorausgegangenem Härten bzw. Nitrieren. Bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Schlitzen der Hülse nicht erforderlich. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen 1 bis 3b ist hier Länge der Hülse größer als der Kugeldurchmesser, wobei sie sich über die Kugel hinaus in Richtung der Druckseite erstreckt.However, it is also possible to apply the sleeve to the ball using the cold forming technique. This is shown by the exemplary embodiment according to FIG. 4. The sleeve 25 originally consists of a piece of pipe with a relatively thin wall and is pressed onto the ball in a manner known per se with a form roller. It is essential that the longest possible cylindrical section 25 'is created on the outer circumference, which provides the necessary seal. On the inner circumference, too, the sleeve should cling to the ball over the greatest possible length in order to ensure good To ensure tightness. For this purpose, a bead 26 and a zone 27 are formed when the ball is pressed against it, whereby the ball is held in place, but in such a way that it can still rotate. It is also useful to design the sleeve so that it faces behind the bead and the pressure side has another cylindrical guide surface 25 ". The surface of the piston is finished after rolling, e.g. ground after the previous one Hardening or nitriding. In the last-described embodiment it is not necessary to slit the sleeve. In contrast to the exemplary embodiments 1 to 3b here the length of the sleeve is greater than the ball diameter, wherein it extends beyond the ball in the direction of the pressure side.

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R. 5 3 3 fR. 5 3 3 f

15.2.1979 Wd/KöFebruary 15, 1979 Wd / Kö

ROBERT BOSCH GTOH, 7OOO S t u t-t gar t Ball piston machine summary

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelkolbenmasehine, deren Verdrängerelement gebildet sind aus einer Kugel (l6) und einem mit dieser verbundenen hülsenförmigen Körper (10, 255· Der hülsenförmige Körper gleitet mit seiner zylindrischen Oberfläche in der im Rotor (11) ausgebildeten Zylinderbohrung (12). Hierdurch erreicht man bei geringer Masse des Verdrängerelements eine wesentlich bessere Spaltdichtung als bei Maschinen, die nur Kugeln als Verdrängerelemente besitzen. Die Hülse (17) kann schmaler sein als der Durchmesser der Kugel. Sie kann aber auch aus einem rohrförmigen Körper hergestellt sein, von dem sich ein Teil über die Kugel hinaus in die Radialbohrung erstreckt. Man erreicht hierdurch eine besonders gute Flächendichtung,The invention relates to a ball piston machine, the displacement elements of which are formed from a ball (l6) and a sleeve-shaped body connected to it (10, 255 · The sleeve-shaped body slides with its cylindrical surface in that formed in the rotor (11) Cylinder bore (12). In this way, a significantly better gap seal is achieved with a low mass of the displacement element than with machines that only have balls as displacement elements. The sleeve (17) can be narrower than the diameter of the sphere. But it can also be made of a tubular body from which a Part extends beyond the ball into the radial bore. This achieves a particularly good surface seal,

&SQ037/011& SQ037 / 011

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Claims

R. 53 3 f

February 15, 1979 Wd / Ht

ROBERT BOSCH GMBH ₃ 7OOQ Stuttgart 1

Expectations

Γ 1. J Ball-piston machine whose balls each have at least \ - s
rotatably connected to a cylindrical body (17, 25) which crosses the meridian region and which slides tightly in a radial bore (12) of a rotor (11) mounted on a stationary control pin (10) provided with inflow and outflow channels, characterized in that the cylindrical bodies are designed as sleeves.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the height (H) of the sleeves (17) is smaller than the diameter (D) of the balls (16).

3 · Machine according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the sleeves are designed symmetrically with respect to the balls and nestle tightly against them.

H. Machine according to one of claims 1 to 3 _a, characterized in that the sleeves of their flat and the

830037/0119830037/0119

- ■ 2 - R

. 5 3 * f. 5 3 * f

Pages facing away from the print side from at least up to Center with at least one longitudinal slot (21 to 24) are provided.

5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the sleeves (25) extend beyond the diameter of the ball into the radial bore (12).

6. Machine according to one of claims 1 to 5> characterized in that the sleeves consisting of a tubular base body are rolled onto the ball by means of a forming roller and have a bead (26) nestling against the ball.

7- machine according to claim 5 and 6, characterized in, that the part of the sleeve extending beyond the ball into the radial bore also acts as a cylindrical guide surface (25 ") is formed.

8. Machine according to one of claims 5 to 7j, characterized in that that the sleeves are made of nitrided steel.

9- machine according to one of claims 1 to 5j, characterized in that that the sleeves are made of a plastic.