EP0309728A2 - Piston for axial-piston engines - Google Patents

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EP0309728A2
EP0309728A2 EP88113639A EP88113639A EP0309728A2 EP 0309728 A2 EP0309728 A2 EP 0309728A2 EP 88113639 A EP88113639 A EP 88113639A EP 88113639 A EP88113639 A EP 88113639A EP 0309728 A2 EP0309728 A2 EP 0309728A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
sleeve
light material
piston according
shoulder surfaces
Prior art date
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Granted
Application number
EP88113639A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0309728B1 (en
EP0309728A3 (en
Inventor
Heinz Berthold
Josef Beck
Ivan Pecnik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brueninghaus Hydraulik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydraulik GmbH
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Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydraulik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydraulik GmbH
Publication of EP0309728A2 publication Critical patent/EP0309728A2/en
Publication of EP0309728A3 publication Critical patent/EP0309728A3/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0082—Details
    • F01B3/0085—Pistons

Definitions

  • the invention relates to a piston according to the preamble of claim 1.
  • a piston of this type is described and shown in U.S. Patent No. 3,187,644.
  • the annular shoulder surfaces are formed by oblique flanks which engage in the cast light material. Due to the presence of inclined flanks, when the materials are obtained, the contraction movements of the hollow body and the light material are compensated in such a way that the contact of the respective oblique flank of the hollow body with the associated oblique flank of the light material is retained. This results in an engagement of the hollow body in the light material, but a firm connection is not guaranteed. Therefore, in the known embodiment, a positive rotation lock is provided for the light material to prevent the light material from being unscrewed from the piston.
  • the invention has for its object to improve the attachment of the light material in the hollow body while ensuring a simple configuration.
  • the annular shoulder surfaces extend essentially perpendicular to the longitudinal axis of the piston, and there is a non-positive connection of the light material on the annular shoulder surfaces.
  • the radial contraction of the cast-in light material when it cools down is harmless and the axial contraction of the light material can come into full effect and bring about the desired connection by tensioning.
  • An additional anti-rotation lock, e.g. additional approximately axially extending shoulder surfaces is not required.
  • the positions of the annular shoulder surfaces deviate from a position perpendicular to the longitudinal axis of the piston, as long as the following condition is fulfilled.
  • Such a deviation is harmless as long as the axial contraction difference between the piston material and the light material is greater than the radial contraction difference, i.e. than the radial dimension by which the relevant shoulder surface of the light material moves away from the associated shoulder surface of the hollow body. If this condition is met, the light material is firmly braced on the at least two annular shoulder surfaces.
  • solid materials are suitable as light materials, the expansion coefficient of which is not significantly smaller than that of the piston material.
  • a light material with an expansion coefficient that is equal to that of the piston material is also suitable, because the desired tension on the shoulder surfaces is also achieved in that the light material is subject to a greater temperature gradient during casting and therefore one in comparison with the contraction of the piston material, greater contraction of the light material takes place.
  • light materials with a larger expansion coefficient than that of the piston material are preferably to be used. Aluminum, magnesium or alloys of these metals and plastics are particularly suitable.
  • the solution according to the invention is functional both with helical shoulder surfaces and / or in a closed ring shape (claims 2 to 4).
  • the developments according to claims 5 to 13 relate to the realization of a longitudinal channel in the piston in order to create a hydrostatic bearing for the piston head.
  • This channel is preferably formed by a sleeve embedded in the light material.
  • the individual design features lead to simple and practicable construction methods, which also enable cost-effective production.
  • the embodiment according to claim 5 enables simple fixing of the sleeve in the position to be cast.
  • the training according to claims 8 to 11 allow in a simple manner the formation of a nozzle or a filter in the longitudinal channel.
  • the piston generally designated 1 has a sack-shaped recess 2 which is open to the end face 3 or to the working surface of the piston 1.
  • the cylindrical recess 2 in the present exemplary embodiment is filled with a light material 4, which is introduced by casting, die casting or forging.
  • a plurality of, in the present exemplary embodiment four, circumferential grooves 5 having an axial spacing from one another are provided in the circumferential wall of the recess 2, of which at least the shoulder surfaces 6 facing away from one another are perpendicular to the axis 7 of the piston 1.
  • Aluminum, magnesium or alloys of these metals or plastic can be used as the light material.
  • the piston 1 is made of steel. Particularly in the case of such a light material 4, which has a larger expansion coefficient than that of the piston material, both radial and axial contraction of the piston 1 and the light material 4 results in the cooling of the materials. In the present exemplary embodiment, the axial contraction of the light material 4 results to the desired tension S. The radial contraction of the light material 4 is harmless because it has no effect on the tension S.
  • the fixation of the light material 4 in the piston 1 according to the invention leads to a positive connection in the axial direction and to a non-positive connection in the radial direction.
  • the light material cannot loosen during the operation of the piston 1 under the loads to be expected and thus do not cause any additional noises or functional problems.
  • the piston 1 has, at its end facing away from its end face 3, a spherical piston head 11 for storage in a correspondingly spherical bearing recess 12, either of a so-called sliding shoe 13, which, with its sliding surface 14 facing away from the piston 1, when using the piston 1 for a Axial piston machine with a plurality of pistons 1 arranged on a pitch circle for the purpose of driving the piston 1 against a swash plate, or directly in a drive disk when using the piston 1 for an inclined axis machine.
  • an axial channel 15 is provided in the piston 1, which opens out on the end face 3 and on the spherical bearing surface 16 of the piston head 11, and through which an oil pressure is applied piston head bearing generally designated 17 (or to the sliding surface 14 of the sliding block 13 through a further channel 15 in the sliding block 13).
  • the end of the sleeve 19 facing away from the end face 3 projects beyond the light material 4, ie this end of the sleeve 19, designated by 21, is inserted in a socket or bore 22 which extends axially from the end of the recess 2 by the dimension b Piston 1 extends into it.
  • a cross-sectional constriction in the form of a nozzle 24 is provided in the sleeve 19, which is preferably formed by a pinch in the region of the nozzle 24. Because of this crushing, further shoulder surfaces 25 or a waist are formed on the sleeve 19, due to which the sleeve 19 is axially secured in the light material due to the embedding.
  • the sleeve 19 can preferably have at its end in the region of the end face 3 a further cross-sectional constriction in the form of a filter gap 26, which can be formed by a pinch on both sides of the sleeve 19 and thereby obtains its gap-shaped cross section.
  • the sleeve 19 projects beyond the end face 3 of the piston 1 by the dimension c, and the filter gap 26 is attached to the free, projecting end of the sleeve 19.
  • Fig. 3 shows the filter gap 26 and the sleeve 19 in a side view from the right.
  • the nozzle 24 is advantageous to arrange the nozzle 24 at a greater distance d from the end face 3 or from the filter gap 26, preferably near its end 21.
  • the embodiment according to FIG. 3 differs from the one described above essentially in that the shoulder surfaces 6 of the piston 1 are formed by a helical spiral groove 27 and an annular groove 5.1, the latter of which, in the present exemplary embodiment, is at the end of the light material facing away from the end face 3 of the piston 1 4 is arranged.
  • This configuration enables inexpensive production and a form-fitting rotation lock for the light material 4 in order to prevent an axial turning out.
  • the further development comprising the sleeve 19 is also not present, but only a simple channel 15 in the form of a bore.

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Abstract

In a piston (1) for axial-piston engines, the piston (1) being designed as a hollow body with an axial cut-out (2), on whose circumferential wall there are arranged at least two annular shoulder surfaces (6), which run in the circumferential direction, face away from one another and are spaced apart from one another, and which engage with light-alloy material (4) cast into the cut-out (2), it is intended to improve the attachment of the light-alloy material (4) in the hollow body, while ensuring a simple design. This is achieved by the shoulder surfaces (6) extending essentially at right angles to the longitudinal axis (7) of the piston (1), and by the light-alloy material (4) being clamped in a force-fit manner onto the shoulder surfaces (6), with shrinkage. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a piston according to the preamble of claim 1.

Ein Kolben dieser Bauart ist in der US-PS 3 187 644 beschrieben und dargestellt. Bei der bekannten Bauart werden die ringförmigen Schulterflächen durch schräge Flanken gebildet, die in das eingegossene Leichtmaterial eingreifen. Aufgrund des Vorhandenseins von schrägen Flanken kommt es beim Erhalten der Materialien an einem Ausgleich der Kontraktionsbewegungen des Hohlkörpers und des Leichtmaterials derart, daß die Anlage der betreffenden schrägen Flanke des Hohlkörpers an der zugehörigen schrägen Flanke des Leichtmaterials erhalten bleibt. Es ergibt sich somit ein Eingriff des Hohlkörpers im Leichtmaterial, jedoch ist eine feste Verbindung nicht gewährleistet. Deshalb ist bei der bekannten Ausgestaltung eine formschlüssige Drehsicherung für das Leichtmaterial vorgesehen, um zu verhindern, daß das Leichtmaterial aus dem Kolben herausschraubbar ist.A piston of this type is described and shown in U.S. Patent No. 3,187,644. In the known design, the annular shoulder surfaces are formed by oblique flanks which engage in the cast light material. Due to the presence of inclined flanks, when the materials are obtained, the contraction movements of the hollow body and the light material are compensated in such a way that the contact of the respective oblique flank of the hollow body with the associated oblique flank of the light material is retained. This results in an engagement of the hollow body in the light material, but a firm connection is not guaranteed. Therefore, in the known embodiment, a positive rotation lock is provided for the light material to prevent the light material from being unscrewed from the piston.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Gewähr­leistung einer einfachen Ausgestaltung die Befestigung des Leichtmaterials im Hohlkörper zu verbessern.The invention has for its object to improve the attachment of the light material in the hollow body while ensuring a simple configuration.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erstrecken sich die ringförmigen Schulterflächen im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Kolbens, und es besteht eine kraftschlüssige Verbindung des Leichtmaterials an den ringförmigen Schulterflächen. Die radiale Kontrak­tion des eingegossenen Leichtmaterials beim Erkalten ist unschädlich und die axiale Kontraktion des Leichtmate­rials kann voll zur Wirkung kommen und die angestrebte Verbindung durch Verspannung herbeiführen. Eine zusätzliche Drehsicherung, wie z.B. zusätzliche etwa axial verlaufende Schulterflächen, ist nicht erforderlich.In the embodiment according to the invention, the annular shoulder surfaces extend essentially perpendicular to the longitudinal axis of the piston, and there is a non-positive connection of the light material on the annular shoulder surfaces. The radial contraction of the cast-in light material when it cools down is harmless and the axial contraction of the light material can come into full effect and bring about the desired connection by tensioning. An additional anti-rotation lock, e.g. additional approximately axially extending shoulder surfaces is not required.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, daß die Positionen der ringförmigen Schulterflächen von einer zur Längsachse des Kolbens rechtwinkligen Position abweichen, und zwar so lange die folgende Bedingung erfüllt ist. Eine solche Abweichung ist unschädlich, so lange die axiale Kontraktionsdifferenz zwischen dem Kolbenmaterial und dem Leichtmaterial größer ist als die radiale Kontraktions­differenz, d.h. als das Radialmaß, um das die betreffende Schulterfläche des Leichtmaterials sich von der zugehörigen Schulterfläche des Hohlkörpers entfernt. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ergibt sich eine feste Verspannung des Leichtmaterials an den wenigstens zwei ringförmigen Schulterflächen.In the context of the invention it is possible that the positions of the annular shoulder surfaces deviate from a position perpendicular to the longitudinal axis of the piston, as long as the following condition is fulfilled. Such a deviation is harmless as long as the axial contraction difference between the piston material and the light material is greater than the radial contraction difference, i.e. than the radial dimension by which the relevant shoulder surface of the light material moves away from the associated shoulder surface of the hollow body. If this condition is met, the light material is firmly braced on the at least two annular shoulder surfaces.

Als Leichtmaterial eignen sich alle leichten und gleich­zeitig festen materialien, deren Ausdehnungskoeffizient nicht wesentlich kleiner ist als der des Kolbenmaterials. D.h., es eignet sich auch ein Leichtmaterial mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der gleich dem des Kolbenmate­rials ist, denn die angestrebte Verspannung an den Schulterflächen wird auch dadurch erreicht, daß das Leichtmaterial beim Vergießen einem größeren Temperaturge­fälle unterliegt und deshalb eine im Vergleich mit der Kontraktion des Kolbenmaterials größere Kontraktion des Leichtmaterials stattfindet. Vorzugsweise sind jedoch Leichtmaterialien mit einem größeren Ausdehnungs­koeffizienten als der des Kolbenmaterials zu verwenden. Es eignen sich insbesondere Aluminium, Magnesium bzw. Legierungen dieser Metalle und Kunststoffe.All light and at the same time solid materials are suitable as light materials, the expansion coefficient of which is not significantly smaller than that of the piston material. Ie, a light material with an expansion coefficient that is equal to that of the piston material is also suitable, because the desired tension on the shoulder surfaces is also achieved in that the light material is subject to a greater temperature gradient during casting and therefore one in comparison with the contraction of the piston material, greater contraction of the light material takes place. However, light materials with a larger expansion coefficient than that of the piston material are preferably to be used. Aluminum, magnesium or alloys of these metals and plastics are particularly suitable.

Es ist zwar aus der DE-OS 23 63 941 bekannt, zur Fixierung von in einen Kolben einzugießendem Leichtmaterial voneinan­der beabstandete ringförmige Schulterflächen an der Innenwand des Kolbens vorzusehen, jedoch dienen diese durch Ringnuten gebildeten Schulterflächen der Aufnahme von Innen-Seegerringen, mittels der die Fixierung des Leichtmaterials herbeigeführt wird. Bei dieser Ausgestal­tung werden somit zusätzliche Mittel, nämlich die Seeger­ringe, benötigt, um die Fixierung zu verwirklichen. Außerdem ist eine so gebildete Fixierung kaum als starr zu bezeichnen, weil ein gewisses Bewegungsspiel für die Seegeringe in den Ringnuten vorhanden ist.It is known from DE-OS 23 63 941 to provide spaced annular shoulder surfaces on the inner wall of the piston for fixing light material to be poured into a piston, but these shoulder surfaces formed by annular grooves serve to accommodate inner snap rings, by means of which the fixing of the light material is brought about. With this configuration, additional means, namely the circlips, are therefore required to achieve the fixation. In addition, a fixation formed in this way can hardly be called rigid, because there is a certain amount of play for the circlips in the ring grooves.

Die erfindungsgemäße Lösung ist sowohl bei Schulterflächen in Wendelform und/oder in geschlossener Ringform funktions­fähig (Ansprüche 2 bis 4).The solution according to the invention is functional both with helical shoulder surfaces and / or in a closed ring shape (claims 2 to 4).

Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 bis 13 beziehen sich auf die Verwirklichung eines Längskanals im Kolben zwecks Schaffung eines hydrostatischen Lagers für den Kolbenkopf. Vorzugsweise wird dieser Kanal durch eine in das Leichtmaterial eingebettete Hülse gebildet. Die einzelnen Ausgestaltungsmerkmale führen zu einfachen und praktikablen Bauweisen, die auch eine kostengünstige Herstellung ermöglichen. Die Ausbildung nach Anspruch 5 ermöglicht eine einfache Fixierung der Hülse in der zu vergießenden Position. Die Ausbildungen nach den Ansprüchen 8 bis 11 ermöglichen in einfacher Weise die Ausbildung einer Düse bzw. eines Filters im Längskanal.The developments according to claims 5 to 13 relate to the realization of a longitudinal channel in the piston in order to create a hydrostatic bearing for the piston head. This channel is preferably formed by a sleeve embedded in the light material. The individual design features lead to simple and practicable construction methods, which also enable cost-effective production. The embodiment according to claim 5 enables simple fixing of the sleeve in the position to be cast. The training according to claims 8 to 11 allow in a simple manner the formation of a nozzle or a filter in the longitudinal channel.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Kolben im axialen Schnitt;
  • Fig. 2 eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Ausgestal­tung;
  • Fig. 3 eine Einzelheit einer erfindungsgemäßen Weiter­bildung;
  • Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin­dungsgemäßen Kolbens.
The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments illustrated in a drawing. It shows:
  • 1 shows a piston designed according to the invention in axial section;
  • 2 shows a detail of the embodiment according to the invention;
  • 3 shows a detail of a further development according to the invention;
  • Fig. 4 shows another embodiment of a piston according to the invention.

Der allgemein mit 1 bezeichnete Kolben weist eine sackför­mige Ausnehmung 2 auf, die zur Stirnseite 3 bzw. zur Arbeitsfläche des Kolbens 1 offen ist. Die beim vorliegen­den Ausführungsbeispiel zylindrische Ausnehmung 2 ist mit einem Leichtmaterial 4 ausgefüllt, das durch Gießen, Druckgießen oder Schmieden eingebracht ist. Zwecks fester Verankerung des Leichtmaterials 4 in der Ausnehmung 2 sind mehrere, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, einen axialen Abstand voneinander aufweisende Umfangsnuten 5 in der Umfangswand der Ausnehmung 2 vorgesehen, von denen wenigstens die einander abgewandten Schulterflächen 6 rechtwinklig zur Achse 7 des Kolbens 1 verlaufen. Als Leichtmaterial kann Aluminium, Magnesium bzw. Legierungen dieser Metalle oder Kunststoff verwendet werden. Aufgrund der Anordnung der Schulterflächen 6 in einer im wesentlichen rechtwinklig zur Achse 7 verlaufenden Position ergibt sich beim Erkalten des in die Ausnehmung eingegossenen oder eingespritzten Leichtmaterials automatisch eine feste Verspannung des Leichtmaterials 4 an den einander abgewandten Schulter­flächen 6 der Umfangsnuten 5, was deutlich in Fig. 2 dargestellt ist, die die in Fig. 1 mit X bezeichnete Einzelheit vergrößert darstellt.The piston, generally designated 1, has a sack-shaped recess 2 which is open to the end face 3 or to the working surface of the piston 1. The cylindrical recess 2 in the present exemplary embodiment is filled with a light material 4, which is introduced by casting, die casting or forging. For the purpose of firmly anchoring the light material 4 in the recess 2, a plurality of, in the present exemplary embodiment four, circumferential grooves 5 having an axial spacing from one another are provided in the circumferential wall of the recess 2, of which at least the shoulder surfaces 6 facing away from one another are perpendicular to the axis 7 of the piston 1. Aluminum, magnesium or alloys of these metals or plastic can be used as the light material. Due to the arrangement of the shoulder surfaces 6 in a position substantially perpendicular to the axis 7, the cooling results in the in the recess poured or injected light material automatically a firm tension of the light material 4 on the facing shoulder surfaces 6 of the circumferential grooves 5, which is clearly shown in Fig. 2, which shows the detail designated X in Fig. 1 enlarged.

Aufgrund des größeren Temperaturgefälles, dem das Leichtma­terial 4 unterliegt, wenn es in einem Kolben 1 mit Normaltemperatur vergossen wird, führt insbesondere beim Vorhandensein eines Leichtmaterials mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der größer ist als der des Kolbenmaterials, zu einer Verspannung der einander zugewandten Schulterflächen 8 des Leichtmaterials an den Schulterflächen 6 des Kolbens 1. Die Verspannungskräfte sind mit Pfeilen dargestellt und mit S bezeichnet.Due to the greater temperature gradient to which the light material 4 is subject when it is cast in a piston 1 at normal temperature, especially in the presence of a light material with an expansion coefficient that is greater than that of the piston material, the mutually facing shoulder surfaces 8 of the light material are braced on the shoulder surfaces 6 of the piston 1. The tensioning forces are shown with arrows and denoted by S.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Kolben 1 aus Stahl. Insbesondere bei einem solchen Leichtmaterial 4, das einen größeren Ausdehnungskoeffizienten aufweist als der des Kolbenmaterials, ergibt sich bei der Abkühlung der Materialien sowohl eine radiale als auch eine axiale Kontraktion des Kolbens 1 und des Leichtmaterials 4. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die axiale Kontraktion des Leichtmaterials 4 zur angestrebten Verspannung S. Die radiale Kontraktion des Leichtmaterials 4 ist unschädlich, weil sie keine Auswirkung auf die Verspannung S ausübt.In the present embodiment, the piston 1 is made of steel. Particularly in the case of such a light material 4, which has a larger expansion coefficient than that of the piston material, both radial and axial contraction of the piston 1 and the light material 4 results in the cooling of the materials. In the present exemplary embodiment, the axial contraction of the light material 4 results to the desired tension S. The radial contraction of the light material 4 is harmless because it has no effect on the tension S.

Die erfindungsgemäße Fixierung des Leichtmaterials 4 im Kolben 1 führt in axialer Richtung zu einer form­schlüssigen Verbindung und in radialer Richtung zu einer kraftschlüssigen Verbindung. Das Leichtmaterial kann sich während des Betriebs des Kolbens 1 unter den zu erwartenden Belastungen nicht lockern und somit keine Zusatzgeräusche bzw. Funktionsprobleme verursachen.The fixation of the light material 4 in the piston 1 according to the invention leads to a positive connection in the axial direction and to a non-positive connection in the radial direction. The light material cannot loosen during the operation of the piston 1 under the loads to be expected and thus do not cause any additional noises or functional problems.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Abstand a zwischen den voneinander abgewandten Schulterflächen des Leichtmate­rials und einander zugewandten Schulterflächen des Kolbens sowie zwischen den zylindrischen Innen- und Außenwandungen handelt es sich um ein geringes Spiel, das sich dann ergibt, wenn wie beim vorliegenden Ausfüh­rungsbeispiel der Ausdehnungskoeffizient des Leichtmate­rials größer ist als der des Kolbenmaterials. Dieses Spiel ist jedoch vergrößert dargestellt und in Wirklichkeit äußerst gering.The distance a shown in FIG. 2 between the shoulder surfaces of the light material facing away from one another and the shoulder surfaces of the piston facing one another, and between the cylindrical inner and outer walls, is a slight play which arises when, as in the present exemplary embodiment, the expansion coefficient of the light material is larger than that of the piston material. However, this game is shown enlarged and in reality extremely small.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Kolben 1 an seinem seiner Stirnseite 3 abgewandten Ende einen kugelförmigen Kolbenkopf 11 auf zur Lagerung in einer entsprechend kugelförmig geformten Lagerausnehmung 12 entweder eines sogenannten Gleitschuhs 13, der mit seiner dem Kolben 1 abgewandten Gleitfläche 14 bei Verwendung des Kolbens 1 für eine Axialkolbenmaschine mit mehreren, auf einem Teilkreis angeordneten Kolben 1 zwecks Antriebs der Kolben 1 an einer Schiefscheibe anliegt, oder unmittelbar in einer Antriebsscheibe bei Verwendung des Kolbens 1 für eine Schrägachsenmaschine.In the present exemplary embodiment, the piston 1 has, at its end facing away from its end face 3, a spherical piston head 11 for storage in a correspondingly spherical bearing recess 12, either of a so-called sliding shoe 13, which, with its sliding surface 14 facing away from the piston 1, when using the piston 1 for a Axial piston machine with a plurality of pistons 1 arranged on a pitch circle for the purpose of driving the piston 1 against a swash plate, or directly in a drive disk when using the piston 1 for an inclined axis machine.

Zwecks Verwirklichung eines hydrostatischen Lagers für den Kolbenkopf 11 (oder auch für den Gleitschuh 13) ist im Kolben 1 ein axialer Kanal 15 vorgesehen, der an der Stirnseite 3 und an der sphärischen Lagerfläche 16 des Kolbenkopfes 11 ausmündet, und durch den sich ein Öldruck zum allgemein mit 17 bezeichneten Kolbenkopf­lager (oder zur Gleitfläche 14 des Gleitschuhs 13 durch einen weiteren Kanal 15 im Gleitschuh 13) fortplanzen kann.For the purpose of realizing a hydrostatic bearing for the piston head 11 (or also for the sliding block 13), an axial channel 15 is provided in the piston 1, which opens out on the end face 3 and on the spherical bearing surface 16 of the piston head 11, and through which an oil pressure is applied piston head bearing generally designated 17 (or to the sliding surface 14 of the sliding block 13 through a further channel 15 in the sliding block 13).

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Kanal 15 durch eine runde Hülse 19 gebildet, die in das Leichtma­terial 4 axial eingebettet ist. Beim vorliegenden Ausfüh­rungsbeispiel überragt das der Stirnseite 3 abgewandte Ende der Hülse 19 das Leichtmaterial 4, d.h., dieses mit 21 bezeichnete Ende der Hülse 19 steckt in einer Fassung bzw. Bohrung 22, die sich vom Ende der Ausnehmung 2 um das Maß b axial in den Kolben 1 hinein erstreckt. Es handelt sich vorzugsweise um eine Stufenbohrung, d.h. der Innenquerschnitt 23 der Hülse 19 entspricht im Querschnitt dem durch den Kolbenkopf 11 geführten Abschnitt des Kanals 15. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Hülse 19 vor dem Einbringen des Leichtmaterials 4 in den Kolben 1 einzusetzen und zu fixieren, so daß es keiner weiteren Halterung der Hülse 19 beim Vergießen bedarf.In the present embodiment, the channel 15 formed by a round sleeve 19 which is axially embedded in the light material 4. In the present exemplary embodiment, the end of the sleeve 19 facing away from the end face 3 projects beyond the light material 4, ie this end of the sleeve 19, designated by 21, is inserted in a socket or bore 22 which extends axially from the end of the recess 2 by the dimension b Piston 1 extends into it. It is preferably a stepped bore, ie the cross section of the inner cross section 23 of the sleeve 19 corresponds to the section of the channel 15 which is guided through the piston head 11. This configuration makes it possible to insert and close the sleeve 19 before the light material 4 is introduced into the piston 1 fix, so that no further mounting of the sleeve 19 is required when potting.

In der Hülse 19 ist eine Querschnittsverengung in Form einer Düse 24 vorgesehen, die vorzugsweise durch eine Quetschung im Bereich der Düse 24 gebildet ist. Aufgrund dieser Quetschung werden an der Hülse 19 weitere Schulter­flächen 25 bzw. eine Taille ausgebildet, aufgrund der die Hülse 19 im Leichtmaterial aufgrund der Einbettung axial gesichert ist.A cross-sectional constriction in the form of a nozzle 24 is provided in the sleeve 19, which is preferably formed by a pinch in the region of the nozzle 24. Because of this crushing, further shoulder surfaces 25 or a waist are formed on the sleeve 19, due to which the sleeve 19 is axially secured in the light material due to the embedding.

Die Hülse 19 kann vorzugsweise an ihrem Ende im Bereich der Stirnseite 3 eine weitere Querschnittsverengung in Form eines Filterspaltes 26 aufweisen, der durch eine beiderseitige Quetschung der Hülse 19 gebildet sein kann und hierdurch seinen spaltförmigen Querschnitt erhält. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel überragt die Hülse 19 die Stirnseite 3 des Kolbens 1 um das Maß c, und der Filterspalt 26 ist am freien, herausragenden Ende der Hülse 19 angebracht. Fig. 3 zeigt den Filterspalt 26 und die Hülse 19 in der Seitenansicht von rechts.The sleeve 19 can preferably have at its end in the region of the end face 3 a further cross-sectional constriction in the form of a filter gap 26, which can be formed by a pinch on both sides of the sleeve 19 and thereby obtains its gap-shaped cross section. In the present exemplary embodiment, the sleeve 19 projects beyond the end face 3 of the piston 1 by the dimension c, and the filter gap 26 is attached to the free, projecting end of the sleeve 19. Fig. 3 shows the filter gap 26 and the sleeve 19 in a side view from the right.

Insbesondere beim Vorhandensein eines vorbeschriebenen Filterspaltes ist es vorteilhaft, die Düse 24 in einem größeren Abstand d von der Stirnseite 3 bzw. vom Filter­spalt 26 anzuordnen, vorzugsweise nahe ihrem Ende 21.Especially in the presence of a prescribed one It is advantageous to arrange the nozzle 24 at a greater distance d from the end face 3 or from the filter gap 26, preferably near its end 21.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich vom vorbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die Schulterflächen 6 des Kolbens 1 durch eine gewindeförmige Wendelnut 27 und eine Ringnut 5.1 gebildet sind, von denen letztere beim vorliegenden Ausführungs­beispiel am der Stirnseite 3 des Kolbens 1 abgewandten Ende des Leichtmaterials 4 angeordnet ist. Diese Ausgestal­tung ermöglicht eine preiswerte Herstellung und eine formschlüssige Drehsicherung für das Leichtmaterial 4 zwecks Verhinderung eines axialen Herausdrehens.The embodiment according to FIG. 3 differs from the one described above essentially in that the shoulder surfaces 6 of the piston 1 are formed by a helical spiral groove 27 and an annular groove 5.1, the latter of which, in the present exemplary embodiment, is at the end of the light material facing away from the end face 3 of the piston 1 4 is arranged. This configuration enables inexpensive production and a form-fitting rotation lock for the light material 4 in order to prevent an axial turning out.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist außerdem die die Hülse 19 umfassende Weiterbildung nicht vorhanden, sondern lediglich ein einfacher Kanal 15 in Form einer Bohrung.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the further development comprising the sleeve 19 is also not present, but only a simple channel 15 in the form of a bore.

Claims (13)

1. Kolben für Axialkolbenmaschinen, wobei der Kolben als Hohlkörper mit einer axialen Ausnehmung ausgebildet ist, an deren Umfangswand wenigstens zwei in Umfangs­richtung verlaufende, einander abgewandte und voneinan­der beabstandete ringförmige Schulterflächen angeordnet sind, die mit in die Ausnehmung eingegossenem Leichtma­terial in Eingriff stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schulterflächen (6) sich im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (7) des Kolbens (1) erstrecken und das Leichtmaterial (4) unter Schrumpfung kraftschlüssig an den Schulterflächen (6) verspannt ist.1. pistons for axial piston machines, the piston being designed as a hollow body with an axial recess, on the circumferential wall of which at least two circumferential, mutually facing and spaced-apart annular shoulder surfaces are arranged, which engage with light material cast into the recess,
characterized,
that the shoulder surfaces (6) extend substantially at right angles to the longitudinal axis (7) of the piston (1) and the light material (4) is non-positively clamped to the shoulder surfaces (6) while shrinking. 2. Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schulterflächen (6) durch axial benachbarte Ringnuten (5) gebildet sind.2. Piston according to claim 1,
characterized,
that the shoulder surfaces (6) are formed by axially adjacent annular grooves (5). 3. Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schulterflächen (6) durch wenigstens eine Wendelnut (27) und wenigstens eine Ringnut (5.1) gebildet sind.3. Piston according to claim 1,
characterized,
that the shoulder surfaces (6) are formed by at least one spiral groove (27) and at least one annular groove (5.1). 4. Kolben nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnut (5.1) am oder nahe dem der Stirnseite des Kolbens (1) abgewandten Ende der Ausnehmung (2) angeordnet ist.4. Piston according to claim 3,
characterized,
that the annular groove (5.1) is arranged on or near the end of the recess (2) facing away from the end face of the piston (1). 5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich axial durch den Kolben (1) und das Leichtmate­rial (4) ein Kanal (15) erstreckt, der an der Stirnseite (3) und an der Lagerfläche (16) eines der Stirnfläche (3) gegenüberliegenden Kolbenkopfes (11) mündet.5. Piston according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that a channel (15) extends axially through the piston (1) and the light material (4) and opens onto the end face (3) and the bearing surface (16) of a piston head (11) opposite the end face (3). 6. Kolben nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kanal (15) wenigstens im Bereich des Leichtmate­rials (4) durch eine in letzteres eingebettete Hülse (19) gebildet ist.6. Piston according to claim 5,
characterized,
that the channel (15) is formed at least in the area of the light material (4) by a sleeve (19) embedded in the latter. 7. Kolben nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das den Kolbenkopf (11) zugewandte Ende (21) der Hülse (19) in einer Fassung (22) im Kolben (1) aufgenommen ist.7. Piston according to claim 6,
characterized,
that the piston head (11) facing end (21) of the sleeve (19) is received in a socket (22) in the piston (1). 8. Kolben nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Außenseite der Hülse (19) wenigstens eine Schulterfläche (25) vorgesehen ist, die mit dem Leichtmaterial (4) in Kontakt steht.8. Piston according to claim 6 or 7,
characterized,
that at least one shoulder surface (25) is provided on the outside of the sleeve (19), which is in contact with the light material (4). 9. Kolben nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schulterfläche (25) durch eine Einschnürung der Hülse (19) gebildet ist.9. Piston according to claim 8,
characterized,
that the shoulder surface (25) is formed by a constriction of the sleeve (19). 10. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Hülse (19) eine Düse (24) angeordnet ist.10. Piston according to one of claims 6 to 9,
characterized,
that a nozzle (24) is arranged in the sleeve (19). 11. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß vorzugsweise am stirnseitigen Ende der Hülse (19) ein Filter, vorzugsweise in Form eines Filterspal­tes (26) vorgesehen ist.11. Piston according to one of claims 6 to 10,
characterized,
that a filter, preferably in the form of a filter gap (26), is preferably provided at the front end of the sleeve (19). 12. Kolben nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (24) und/oder der Filterspalt (26) durch eine Quetschung der Hülse (19) gebildet sind.12. Piston according to claim 10 or 11,
characterized,
that the nozzle (24) and / or the filter gap (26) are formed by a pinch of the sleeve (19). 13. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Filterspalt (26) am stirnseitigen Ende der Hülse (19) ausgebildet ist und dieses Ende die Stirnseite (3) des Kolbens (1) überragt.13. Piston according to one of claims 6 to 12,
characterized,
that the filter gap (26) is formed on the end face of the sleeve (19) and this end projects beyond the end face (3) of the piston (1).
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