DE3926185A1 - Lagerschale fuer radialkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für eine Mehrhub­ kolbenmaschine mit einer an einem Ende des Kolbens in einem Rollenaufnahmeraum auf einer durch eine Lagerschale gebildeten Lagerfläche gelagerten Rolle. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Lagerschale für einen derartigen Kolben.

Aus der DE-PS 34 31 328 ist bereits ein Kolben für eine Mehr­ hubkolbenmaschine bekannt, wobei am einen Ende des Kolbens mittels einer Lagerschale eine Kugel gelagert ist. Diese be­ kannte Lagerschale besteht aus einem Verbundwerkstoff, der einen Stahlträger mit einer Bronzeschicht und eine die Kugel lagernde Kunststoffschicht aufweist.

Bei einer anderen aus der DE-OS 35 31 632 bekannten Mehrhub­ kolbenmaschine werden zylindrische Rollen zum Abstützen der Kolben auf einer Hubscheibe mit parallel zur Rotationsachse eines Zylinderblocks verlaufenden Achsen verwendet. Bei dieser bekannten Maschine wird eine deutliche Verlängerung der Rolle angestrebt, um Kontaktspannungen zwischen Rolle und Hubring zu vermindern, um so die Lebensdauer der Maschine zu erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art derart auszubilden, daß nicht nur in zuverlässiger Weise eine geringe Reibung zwischen Rolle und Kolben erreicht wird, sondern daß darüber hinaus in einfacher Weise eine sichere Halterung der Lagerschale vorgesehen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Kolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, daß die Lagerschale insbesondere eine Axialverschiebung der Lagerschale verhin­ dernde Arretiermittel aufweist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden diese Arretiermittel durch eine Ausbuchtung gebildet, die wiederum vorzugsweise mittig in der Lagerschale vorgesehen ist und mit einer entsprechenden Vertiefung im Kolben zum Erreichen der Arretierung während des Betriebs in Eingriff steht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Ausbuchtung für einen zur Abdichtung vorgesehenen O-Ring als innere Stütze dienen. Radial nach außen ist der O-Ring in einer im Kolben ange­ brachten Ringerweiterung abgestützt. Alternativ ist es auch möglich, den O-Ring in einer gesonderten O-Ring-Nut zu führen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zylindrische Lagerschale mit einer Ausnehmung ver­ sehen, wobei diese Ausnehmung von der Rollenmittelachse eine Erstreckung von ± 20° aufweist. Auch die axiale Erstreckung der Ausnehmung ist begrenzt, um eine Dichtfunktion zwischen Rolle und Lagerschale zu gewährleisten. Die Ausnehmung ist in der Praxis nur in der zur Rolle hinweisenden Kunststoffschicht ausgebildet, wobei im Bereich der Ausnehmung die erwähnte Ausbuchtung vorgesehen ist, und zwar in dem mit einer Bronze­ schicht überzogenen Stahlträger.

Die Erfindung betrifft auch die Lagerschale an sich, die zum Einsetzen in einen Kolben und zum Lagern einer Rolle geeignet ist und erfindungsgemäß Arretiermittel, insbesondere in der Form einer Ausbuchtung, aufweist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbe­ sondere aus den Ansprüchen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kolben, in den eine Rolle eingesetzt ist, wobei der Schnitt quer zur Rotationsachse eines Zylinderblocks einer Mehrhubkolbenmaschine (Radialkolbenmaschine) verläuft;

Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1, und zwar bei weggelassener Rolle, aber eingesetzter Lagerschale;

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines Teil der Lagerschale zur Veranschaulichung von deren Materialaufbau; und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung ähnlich Fig. 2.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrhub­ kolbenmaschine (Radialkolbenmaschine), einer Bauart, wie sie beispielsweise in DE-PS 35 31 632 beschrieben ist. Diese bekannte Maschine verwendet eine ringförmige gehäusefeste Hubscheibe, einen um eine Achse gegenüber der Hubscheibe drehbar gelagerten Zylinderblock, eine Vielzahl bezüglich der Rotationsachse des Zylinderblocks radial angeordnete Bohrungen, im Inneren der Bohrungen verschiebbar gelagerte Kolben und schließlich zylindrische Rollen zum Abstützen der Kolben auf der Hubscheibe in parallel zur Rotationsachse des Zylinderblocks verlaufenden Achsen aufweist.

Einer dieser Kolben ist hier dargestellt und mit 1 bezeichnet, wobei die zum Abstützen des Kolbens 1 auf der nicht gezeigten Hubscheibe verwendete zylindrische Rolle mit 2 bezeichnet ist.

Gemäß der Erfindung wird eine zylindrische Lagerschale 3 verwendet, die in einer Ausnehmung 7 des Kolbens 1 eingesetzt ist.

Die Lagerschale 3 hat den in Fig. 4 veranschaulichten Schicht­ aufbau, d. h. sie besitzt einen Stahlträger 10, eine Bronze­ schicht 11 (die als Bindungsschicht wirkt) und eine Kunst­ stoffschicht 12. Die Stärke des Stahlträgers liegt in der Größenordnung von 1 mm, die Bindungsschicht hat eine Dicke von ungefähr 0,1 mm und die Kunststoffschicht 12 hat eine Stärke von kleiner als 0,1 mm.

In den Fig. 1 und 3 erkennt man, daß die zylindrische Lager­ schale 3 in der größtenteils zylindrischen Ausnehmung 7 anliegt und mit ihren beiden Enden 15 und 16 in eine nicht näher bezeichnete durch Lagerarme 14 des Kolbens 1 gebildete Anlageflächen stößt, wobei das Ende der Ausnehmung 7 mit 17 bezeichnet ist und in Fig. 3 gestrichelt zu sehen ist.

Die zylindrische Lagerschale 3 ist - wie gezeigt - vorzugs­ weise in ihrem mittleren Bereich mit Arretiermitteln ausge­ stattet, die ein axiales Verschieben derselben sicher ver­ hindern. Vorzugsweise sind wie gezeigt die Arretiermittel in der Form einer Ausbuchtung 31 (vgl. insbesondere Fig. 2) ausgebildet. Die Ausbuchtung 31 ist rotationssymmetrisch (vgl. Fig. 3). Der Übergang von der zylindrischen Lagerschale 3 in die Ausbuchtung 31 verläuft, wie in Fig. 2 gezeigt, all­ mählich, wobei in der Mitte der Ausbuchtung eine verhältnismäßig große Öffnung 34 vorgesehen ist. Es ist auch möglich, die Öffnung 34 so klein auszubilden, daß sie Drossel­ eigenschaften besitzt. Die Öffnung 34 gestattet den Durchtritt von Schmiermittel.

Wie man in Fig. 2 im einzelnen erkennt, wird die Ausbuchtung nur durch den Stahlträger 10 und die darauf aufgebrachte Bronze­ schicht 11 gebildet, während die Kunststoffschicht 12 im Bereich der Ausbuchtung 31 eine Ausnehmung 33 besitzt. Die Ausnehmung 33 ist vorzugsweise im ganzen rechteckig, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Erstreckung der Ausnehmung in Richtung der Rotationsachse 36 ist etwa doppelt so groß wie die Länge in Rotationsrichtung. Speziell hat die Ausnehmung 33 von der Rotations- oder Rollenmittelachse aus gesehen eine Erstreckung von etwa ± 20°. Die axiale Erstreckung der Aus­ nehmung 33 ist begrenzt, um eine Dichtfunktion zwischen der Rolle 2 und der Lagerschale 3 zu gewährleisten.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 besitzt der Kolben eine entlang der Mittelachse 20 verlaufende Bohrung zur Zuführung von Schmiermittel in der Form des Druckmediums. Die Bohrung 21 verjüngt sich zu einer Drosselbohrung 22, die sich dann zu einer kegelförmigen Öffnung 23 erweitert. Die kegel­ förmige Öffnung 23 geht in eine kreiszylindrische Bohrung 24 (Gegenarretiermittel) über, von der aus sich dann eine Ring­ erweiterung 26 erstreckt. Beim Übergang der Bohrung 24 in die Ringerweiterung 26 wird eine Lagerkante 28 gebildet. In der Ringerweiterung 26 sitzt ein O-Ring 30, der zum einen an der in etwa senkrecht verlaufenden Wand 27 der Ringerweiterung 26 anliegt und zum anderen an der konkaven Wölbung der Lager­ schale 3.

Es sei nunmehr noch auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 eingegangen. Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei aber für Fig. 5 die Ansicht gemäß Fig. 1 nicht dargestellt ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 verwendet die gleiche zylindrische Lagerschale 3, wie das Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 2. Lediglich der hier mit 40 bezeichnete Kolben ist etwas anders ausgebildet. Bevor die Unterschiede des Kolbens 40 gegenüber Kolben 1 eingegangen wird, sei noch bemerkt, daß wie bei Fig. 1 auch eine Bohrung 21, Längsmittel­ achse 20 sowie eine Drosselbohrung 22 vorgesehen sind. Ebenso ist die kegelförmige Öffnung 23 vorhanden und daran anschließend die in etwa kreiszylindrische Bohrung 24.

Anders als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 eine abgerundete Ringschulter anschließend an die Kante 39 vorgesehen. Die Ringschulter 40 bildet eine Lagerfläche 41, für den nach innen hin konvexen Teil 42 der zylindrischen Lagerschale 3. Zur Aufnahme des O-Rings 30 ist eine Ringnut 44 anschließend an die Ring­ schulter 40 in der Rolle 38 ausgebildet.

Claims (14)

1. Kolben für eine Mehrhubkolbenmaschine mit einer Rolle (2, 38), die in einem Rollenaufnahmeraum (5) des Kolbens drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem Verbundwerkstoff bestehende Lagerschale (3) im Rollenaufnahmeraum (5) angeordnet ist,
daß der Verbundlagerwerkstoff aus einem Stahlträger (10) mit einer Bronzeschicht (11) und eine die Rolle lagernden Kunststoffschicht (12) besteht, und
daß die Lagerschale mit Arretiermitteln (31) ausgestattet ist, welche ein axiales Verschieben der Rolle (2) verhindern.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiermittel (31) im Arretierungszustand mit Gegenarretiermitteln (24) im Kolben (1) in Eingriff stehen.

3. Kolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiermittel in der Form einer Ausbuchtung (31) der Lagerschale (3) vorgesehen sind.

4. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtung (31) mittig in der Lagerschale (3) ausgebildet sind.

5. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtung (31) im Stahlträger (10) sowie der Bronzeschicht (11) ausgebildet ist, während die Kunststoffschicht (12) im Bereich der Ausbuchtung (31) eine Ausnehmung (33) aufweist.

6. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtung (31) einem O-Ring (30) als innere Stütze dient, während der O-Ring radial nach außen in einer im Kolben (1) angebrachten Ringerweiterung (26) abgestützt ist.

7. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosselbohrung (Schmierbohrung) (22) im Kolben ausgebildet ist.

8. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine drosselnde Schmierbohrung in der Lagerschale (3) ausgebildet ist.

9. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Rolle (2) zugewandten Seite der zylindrischen Lagerschale (3) die Ausnehmung (33) angebracht ist, welche von der Rollenmittelachse eine Erstreckung von etwa ±20° aufweist.

10. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (33) auch in der axialen Erstreckung begrenzt ist.

11. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring (30) in einer O-Ringnut (44) geführt ist (Fig. 5).

12. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Ausbuchtung (31) eine Öffnung (34) für den Durchtritt des Schmiermittels vorgesehen ist.

13. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtung (31) in einer durch die Ringerweiterung (26) und die Bohrung (24) gebildeten Ausnehmung sitzt.

14. Kolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (38) eine Ringschulter (40) bildet, die eine Lagerfläche (41) aufweist, die der konvexen Form des konvexen Teils (42) der Ausbuchtung der zylindrischen Lagerschale (3) entspricht.