DE3332355C1

DE3332355C1 - Cylinder piston arrangement for a piston engine

Info

Publication number: DE3332355C1
Application number: DE19833332355
Authority: DE
Inventors: Reiner Ing Hovorka
Original assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1984-11-15

Abstract

In a cylinder block 1 of the cylinder piston arrangement a cylindrical guide sleeve 3 is inserted, in which a control piston 11 is carried, axially displaceable with a tight fit. The working chamber 8 inside the guide sleeve 3 is sealed off by an elastic sealing hose 4 bearing on this, which hose on the drive side comprises a piston member 6 and terminates at a flanged ring 7 flush with this piston member. This ring has a smaller diameter than the control piston 11, which in turn is connected by a detachable connection 13 to 17 permitting some radial lateral play, to the piston member 6. A lubricant introduced from outside supports the sealing hose 4 in the guide sleeve without any contact. During the working stroke the lubricant can escape through an annular gap on the drive-side end of the piston member 6 formed concentrically with a uniform interval between guide sleeve 3 and sealing hose 4. <IMAGE>

Description

Aus der EP-OS 00 21 315 ist eine Zylinderkolben-Anordnung für eine Kolbenpumpe bekannt, bei der der mit dem Dichtungsschlauch verbundene Kolbenkörper mit der Führungshülse in einen büchsenförmig ausgebildeten Tassenstößel eintaucht. der in einer Bohrung des Pumpcngehäuses axial verschiebbar gelagert ist. Der Kolbenkörper wird nur von dem förderstromseitig im Pumpengehäuse eingespannten Dichtungsschlauch geführt, der in der Führungshülse eng anliegt. Zur Übertragung der vom Exzenterantrieb ausgeführten Hubbewegung wird der Kolbenkörper ohne weitere Führung kraftschlüssig von einer im Arbeitsraum des Dichtungsschlauches angeordneten Schraubenfeder gegen den Boden des Tassenstößels gedrückt, so daß der Dichtungsschlauch auch während des Stillstands in axialer Richtung gedehnt wird. Diese Konstruktion verlangt eine aufwendige, passungsgenaue Oberflächenbearbeitung aller ineinander geführten Bauteile, in die auch das Pumpengehäuse selbst einbezogen ist. Das Puinpengehäuse selbst ist dem Verschleiß ausgesetzt, weil die auf den Tassenstößel vom Antrieb ausgeübten Seitenkräfte auf die Bohrung im Gehäuse übertragen werden, in welcher der Tassenstößel axial verschiebbar gelagert ist. From EP-OS 00 21 315 is a cylinder piston assembly for a Known piston pump in which the piston body connected to the sealing tube immersed with the guide sleeve in a cup-shaped tappet. which is mounted axially displaceably in a bore in the pump housing. The piston body is only used by the flow side in Clamped pump housing Sealing hose guided, which fits snugly in the guide sleeve. To transfer the stroke movement carried out by the eccentric drive is the piston body without any further Non-positive guide from one arranged in the working space of the sealing tube Coil spring pressed against the bottom of the bucket tappet, so that the sealing hose is also stretched in the axial direction during standstill. This construction requires a complex, precisely fitting surface treatment of all of them guided components, which also include the pump housing itself. The Puinpen housing itself is exposed to wear and tear, because the drive on the bucket tappet exerted lateral forces are transferred to the bore in the housing, in which the bucket tappet is axially displaceable.

Der Dichtungsschlauch gleitet wie bei der DE-AS 25 54 733 mit der Außenmantelfläche auf einem unter Druck stehenden Schmiermittel. Bei der Rückführung des Schmiermittels durch einen Drosselkanal ergeben sich ebenfalls die bereits erörterten Schwierigkeiten.The sealing tube slides with the DE-AS 25 54 733 Outer jacket surface on a pressurized lubricant. In repatriation of the lubricant through a throttle channel also result in those already discussed Trouble.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbessertc Lagerung für eine mit einem Dichtungsschlauch versehenc Zylinderkolben-Anordnung zu schaffen, die einen strömungsgünstigen Schmiermitteldurchfluß aufweist und kostengünstig herzustellen ist. The present invention is therefore based on the object of a improved bearing for a cylinder-piston assembly provided with a sealing tube to create, which has a favorable flow of lubricant and inexpensive is to be established.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst. Dic vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche. This task is given in the characterizing part of the main claim Funds resolved. Dic advantageous embodiment of the invention is the subject of Subclaims.

Der Kolbenkörper des Dichtungsschlauches wird bei der erfindungsgemäßen Zylinderkolben-Anordnung von dem Führungskolben mit radialem Seitenspiel in der Führungshülse axial verschiebbar geführt. In der Anlaufphase wird der Dichtungsschlauch vor dem Eintritt der Druckflüssigkeit in den Arbeitsraum von dem in die Führungshülse eingeleiteten Schmiermittel konzentrisch zum Führungskolben ausgerichtet. Mit dem Kolbenkörper wird am antriebsseitigen Ende des Dichtungsschlauches ein Ringspalt mit gleichmäßigem Druchflußquerschnitt für das Schmiermittel gebildet, das gleichmäßig über die Mantelfläche des Dichtungsschlauches verteilt wird. Der Dichtungsschlauch wird berührungsfrei in der Führungshülse geführt. Überflüssiges Schmiermittel kann auch während des Druckhubes des Kolbens abströmcn. Auf diese Weise wird die zur Schmierung des Dichtungsschlauchcs benöligtc Schmiermittelmenge geregelt, wobei eine Erwärmung oder Verschäumung des Schmiermittels weitgehend vermieden wird. Die radiales Seitenspiel zulassende Verbindung des Kolbenkörpers mit dem Führungskörper erübrigt eine enge Passung zwischen Kolbenkörper und Führungshülse. Es müssen lediglich die aufeinander gleitenden Flächen von Führungskörper und Führungshülse maßlich genau zueinander angepaßt werden. Diese Bauteile sind aufgrund ihrer einfachen Bauform leicht zu bearbeiten und können bei Verschleiß ohne großen Aufwand gegen Neuteile ausgetauscht werden. The piston body of the sealing tube is in the inventive Cylinder piston arrangement of the guide piston with radial side play in the Guide sleeve guided axially displaceably. In the start-up phase, the sealing hose before the pressure fluid enters the working space from that into the guide sleeve The lubricant introduced is aligned concentrically to the guide piston. With the The piston body becomes an annular gap at the drive-side end of the sealing tube made with even flow cross-section for the lubricant that evenly is distributed over the outer surface of the sealing tube. The sealing tube is guided without contact in the guide sleeve. Unnecessary lubricant can also flow off during the pressure stroke of the piston. In this way, the Lubrication of the sealing hose requires a regulated amount of lubricant, whereby heating or foaming of the lubricant is largely avoided. the Radial side play allowing connection of the piston body with the guide body eliminates the need for a tight fit between the piston body and the guide sleeve. It just has to the dimensions of the sliding surfaces of the guide body and guide sleeve are precisely matched to each other. These components are due to their simple design easy to process and can be replaced with new parts without much effort in the event of wear be replaced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinderblock mit der Zylinderkolben-Anordnung; Fig. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab. The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in detail. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section by a cylinder block with the cylinder piston assembly; Fig. 2 shows a detail from Fig. 1 on an enlarged scale.

Der mit 1 bezeichnete Zylinderblock gehört zu einer im übrigen nicht dargestellten Kolbenpumpe, die zur Förderung von niederviskosen HFA-Flüssigkeiten vorgesehen ist. Der Zylinderblock list in das Pumpengehäuse der Kolben pumpe eingesetzt. Der Antrieb der Zylinderkolben-Anordnung erfolgt durch einen auf einer Exzenterwelle angeordneten Flächenring der Pumpe. The cylinder block denoted by 1 does not belong to one of the rest piston pump shown, which for Pumping of low-viscosity HFA liquids is provided. The cylinder block is inserted into the pump housing of the piston pump. The cylinder-piston arrangement is driven by an eccentric shaft arranged surface ring of the pump.

Im Zylinderblock 1 befindet sich eine Stufenbohrung 2 zur Aufnahmc einer in der Außenkontur daran angepaßten Führungshülse 3. An der zylinderförmigen Innenwand der Führungshülse 3 liegt ein elastisch verformbarer Dichtungsschlauch 4 an, der mit seinem oberen, förderstromseitig offenen Ende mit der Führungshülse 3 in den Zylinderblock 1 eingespannt und mit dem Zylinderblockdeckel 5 gehalten ist. An unteren, antriebsseitigen Ende umfaßt der Dichtungsschlauch 4 einen metallischen Kolbenkörper 6, der mit einem Bundring 7 in der Verlängerung des Dichtungsschlauches 4 bündig mit diesem abschließt. Der Dichtungsschlauch 4 ist an den Kolbenkörper 6 anvulkanisiert. In the cylinder block 1 there is a stepped bore 2 for receiving c a guide sleeve 3 adapted to it in the outer contour An elastically deformable sealing tube lies on the inner wall of the guide sleeve 3 4, the one with its upper end, which is open on the flow side, with the guide sleeve 3 clamped in the cylinder block 1 and held with the cylinder block cover 5 is. At the lower end on the drive side, the sealing tube 4 comprises a metallic one Piston body 6 with a collar 7 in the extension of the sealing tube 4 is flush with this. The sealing tube 4 is attached to the piston body 6 vulcanized.

Der Arbeitsraum 8 der Kolbenpumpe befindet sich innerhalb der Führungshülse 3 in dem vom Dichtungsschlauch 4 abgedichteten Raum. Das Druckmittel wird von einer nicht dargestellten Vorfüllpumpe mit einem Vorfülldruck über das Einlaßventil 9 in den Arbeitsraum 8 eingespeist, durch die Hubbewegungen des Kolbenkörpers 6 verdichtet und über das Auslaßventil 10 zu dem an die Pumpe angeschlossenen Druckmittelverbraucher geführt. The working chamber 8 of the piston pump is located inside the guide sleeve 3 in the space sealed by the sealing tube 4. The pressure medium is from a Pre-charge pump (not shown) with a pre-charge pressure via the inlet valve 9 fed into the working space 8, compressed by the stroke movements of the piston body 6 and via the outlet valve 10 to the pressure medium consumer connected to the pump guided.

Der Kolbenkörper 6 ist mit einem im unteren Bereich der Führungshülse 3 axial verschiebbar gelagerten Führungskolben 11 verbunden, der mit seiner Mantelfläche in enger Passung an der Innenwandung der Führungshülse 3 anliegt. Ein mit dem Führungskolben 11 verschraubter Kolbenschuh deckt die Führungshülse 3 bei entspanntem Dichtungsschlauch 4 am unteren Ende ab und kommt bei mit dem Vorfülldruck belasteten Dichtungsschlauch 4 an dem Flächenring des nicht dargestellten Exzenterantriebs kraftschlüssig zur Anlage. The piston body 6 is provided with a guide sleeve in the lower region 3 axially displaceably mounted guide piston 11 connected with its outer surface rests in a close fit on the inner wall of the guide sleeve 3. One with the guide piston 11 screwed piston shoe covers the guide sleeve 3 when the sealing hose is relaxed 4 at the lower end and comes with the sealing hose loaded with the pre-filling pressure 4 frictionally on the surface ring of the eccentric drive, not shown System.

Wie insbesondere aus F i g. 2 sichtbar wird, greift ein antriebsseitig am Kolbenkörper 6 angeordneter Zapfen 13 mit radialem Seitenspiel in eine korrespondierende Ausnehmung 14 im Führungskolben 11 ein. Zur lösbaren Verbindung von Kolbenkörper 6 und Führungskolben 11 ist ein Federring 15 in einer Ringnut 16 gelagert, die in der Ausnehmung 14 umiäuft. Der Zapfen 13 liegt mit einem Vorsprung 17 außermittig an der nach innen gerichteten Rundung des Federringes 15 an. Wird der Kolben körper 6 zur Demontage des Dichtungsschlauches nach oben aus der Führungshülse 3 herausgezogen, so drückt der Vorsprung 17 am Zapfen 13 den Federring 15 in die Ringnut 16 hinein. Die Vorspannung am Federring 15 ist jedoch so groß, daß der Kolbenkörper 6 und der Führungskolben 11 im Betriebszustand, insbesondere in der Anlaufphase, nicht getrennt werden. As in particular from FIG. 2 becomes visible, one engages on the drive side on the piston body 6 arranged pin 13 with radial side play in a corresponding Recess 14 in the guide piston 11. For the detachable connection of the piston body 6 and guide piston 11, a spring ring 15 is mounted in an annular groove 16, which in the recess 14 runs around. The pin 13 is off-center with a projection 17 on the inward curvature of the spring ring 15. Will be the piston body 6 pulled upwards out of the guide sleeve 3 to dismantle the sealing tube, so the projection 17 on the pin 13 presses the spring ring 15 into the annular groove 16. The bias on the spring ring 15 is so great that the piston body 6 and the Guide piston 11 in the operating state, in particular in the start-up phase, not separated will.

Durch eine Bohrung 18 im Zylinderblock 1 wird von außen am förderstromseitigen Ende der Führungshülse in diese ein Schmiermittel zugeführt und über die äußere Mantelfläche des Dichtungsschlauches 4 verteilt. Der Kolbenkörper 6 weist am Bundring 7, der mit dem antriebsseitigen Ende des Dichtungsschlauches 4 bündig abschließt, einen kleineren Durchmesser auf als der mit enger Passung in der Führungshülse 3 geführte Führungskolben 11. Da der Zapfen 13 des Kolbenkörpers 6 außerdem mit großem Radialspiel in die Ausnehmung 14 des Führungskolbens 11 eingreift, bildet sich im Bereich des Kolben körpers 6 unter der Wirkung des zugeführten Schmiermittels ein konzentrischer Ringspalt mit gleichmäßiger Spalthöhe, durch den das Schmiermittel in jeder Betriebsphase des Kolbens ungehindert austreten kann. Das Schmiermittel verläßt die Zylinderkolben-Anordnung ohne Drosselung durch einen Ablaufkanal 19 im Führungskolben 11, wobei sichergestellt ist, daß die ablaufende Menge des Schmiermittels stets der zugefügten Menge entspricht. Through a bore 18 in the cylinder block 1 is from the outside on the flow side At the end of the guide sleeve, a lubricant is fed into this and via the outer Surface of the sealing tube 4 distributed. The piston body 6 points to the collar ring 7, which is flush with the drive-side end of the sealing tube 4, has a smaller diameter than that with a tight fit in the guide sleeve 3 guided guide piston 11. Since the pin 13 of the piston body 6 also with large Radial play engages in the recess 14 of the guide piston 11 is formed in the Area of the piston body 6 under the action of the supplied lubricant concentric annular gap with uniform gap height, through which the lubricant in can escape unhindered in each operating phase of the piston. The lubricant leaves the cylinder-piston arrangement without throttling through an outlet channel 19 in the guide piston 11, ensuring that the amount of lubricant running off always corresponds to the amount added.

In der Anlaufphase wird das Schmiermittel vor dem Druckmittel eingeleitet, so daß sich der Ringspalt ungehindert einstellen kann. Da in diesem Zustand der Führungskolben nicht mit dem Kolbenschuh 12 gegen den Flächenring des Exzenterantriebs angedrückt ist, wird mit dem Federring 15 verhindert, daß der Führungskolben 11 vom Kolbenkörper 6 durch das zugeführte Schmiermittel getrennt wird. Zwischen diesen beiden Teilen kann daher kein Schmiermittel angestaut werden, das bei den einsetzenden Kolbenhüben in den Ringspalt zurückgedrückt werden könntc. Mit der ein setzenden Zufuhr von Druckmittel in den Arbeitsraum 8 durch die Vorfüllpumpe wird auch der Führungskolben 11 mit dem Kolbenschuh 12 kraftschlüssig gegen den Flächenring des Exzenterantriebs angedrückt, wobei der Dichtungsschlauch 4 um die vorgegebene Ilublänge von dem Druckmittel gedehnt wird. In der sich dann anschließenden Druckphase bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Druckmittel komprimiert und durch das Auslaßventil 10 zum Verbraucher ausgestoßen. In the start-up phase, the lubricant is introduced before the pressure medium, so that the annular gap can be set unhindered. Since in this state the Guide piston not with piston shoe 12 against the surface ring of the eccentric drive is pressed, the spring ring 15 prevents the guide piston 11 is separated from the piston body 6 by the supplied lubricant. Between these Therefore, no lubricant can accumulate in both parts, which is the case with the beginning Piston strokes can be pushed back into the annular gap c. With the beginning Supply of pressure medium into the working space 8 by the pre-charge pump is also the Guide piston 11 with piston shoe 12 frictionally against the surface ring of the The eccentric drive is pressed, the sealing tube 4 by the predetermined length is stretched by the pressure medium. In the subsequent printing phase at the upward movement of the piston, the pressure medium is compressed and by the Outlet valve 10 ejected to the consumer.

Claims

Claims: 1. Cylinder-piston arrangement for a piston engine with a variable volume, via a pre-filling pump with a pre-tensioned Pressure medium can be acted upon within a cylindrical, in the pump housing arranged guide sleeve and with one axially therein by means of a drive element displaceable piston body as well as with a pressure and tensile strength thus on the drive side connected, elastically deformable sealing hose, which seals the working area and the one with the outer circumferential surface in the guide sleeve on an externally supplied, circulating lubricant is stored t that the piston body (6) from a force-fitting against the drive element Guide piston (11) guided in the guide sleeve (3) and through a radial side play having, in the axial direction releasable connection (13 to 17) in the manner with the guide piston is connected that the lubricant during the working stroke by a concentric, with even distance between the guide sleeve and the sealing tube (4) the annular gap formed at the drive-side end of the piston body unthrottled can emerge.

2. Cylinder piston arrangement according to claim 1, characterized in that that the piston body (6) with a flared collar (7) on the drive side The end of the sealing tube (4) is flush with it, with the collar ring a smaller diameter than that guided with a narrow guide in the guide sleeve (3) Has guide piston (11).

3. cylinder piston arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that the piston body (6) at the drive-side end with a pin (t3) in a a larger diameter recess (14) of the guide piston (11) engages, in which an annular groove (16) runs around, and that the pin with a projection (17) rests against an expandable spring ring (15) inserted in the annular groove, which under the action of a minimum tensile force exerted on the piston body in the axial direction receding into the annular groove.

The invention relates to a cylinder-piston arrangement for a piston engine according to the preamble of the main claim.

Cylinder piston arrangements in which the volume variable with the piston stroke Working space within a guide sleeve from a cylindrically shaped sealing tube is sealed are known per se. They are suitable for pumps, for example, convey the low-viscosity HFA hydraulic fluids with a high operating pressure. The sealing hose clamped at one end in the pump housing with the guide sleeve is connected at the other end to a piston body executing the stroke movements, which is moved by an external drive element. Care is required here to wear that the sealing hose is not under the action of the pressure medium the guide sleeve comes into contact and is destroyed by friction.

From DE-AS 25 54 733 it is known to use a lubricant from the outside between the sealing tube and the guide sleeve to insert the sealing tube to be supported hydrostatically on its outer circumferential surface opposite the guide sleeve. The introduced lubricant passes through an outflow throttle on the downstream side, their gap width between the support surface on the guide sleeve and the sealing tube is adjusted automatically depending on the respective working pressure. The outflow cross-section should be made tighter with increasing work pressure. By throttling the Lubricant, however, generates heat that must be dissipated, and it will the lubricant drainage is impaired. If on the one hand a larger amount Lubricant is supplied than can escape on the downstream side are formed Oil pockets on the outer surface of the sealing hose, which are in continuous operation destroy. The piston body is connected to a piston rod in one inside the working space arranged, screwed to the cylinder base guide sleeve, wherein the The sealing hose is clamped between the guide sleeve and the cylinder base.

Bci according to a further embodiment of the cylinder-piston arrangement DE-AS 2554 733 spans the sealing tube with the inner surface of the Piston body in the working cylinder. The working space filled with hydraulic fluid in the The working cylinder is located on the outside of the sealing tube. At one end, the sealing hose is firmly attached to the working cylinder and clamped at the other end with a cylindrical clamping piece on the piston body The clamping piece slides in the working space during the working strokes of the piston body the inner wall of the working cylinder. But that has the disadvantage that during the working strokes pressure medium is constantly pressed back and forth in the working space through holes in the clamping piece will. The sealing tube is placed on the inner jacket surface that rests on the piston body lubricated, the lubricant in turn between the piston body and The discharge throttle formed by the working cylinder happened on the outlet side. the The arrangement of the sealing tube and piston body in the working cylinder differs therefore differ from the subject matter of the present application in essential features.

The cylinder piston arrangement known from DE-PS 29 14 694 shows a piston body connected to the sealing tube, the piston body on the drive side The end is guided directly in the guide sleeve.

The lateral forces emanating from an eccentric drive that are generated by the surface ring of the drive are transmitted to the piston body via a piston shoe a close fit with the guide sleeve. In order to bring about this, a subsequent and very time-consuming processing of what is already connected to the sealing tube Piston body may be necessary. In addition, the drainage of the lubricant through the hinders tight guidance of the piston body in the guide sleeve.