EP0396898A1 - Kolben für Kolbenmaschinen - Google Patents

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EP0396898A1
EP0396898A1 EP90106187A EP90106187A EP0396898A1 EP 0396898 A1 EP0396898 A1 EP 0396898A1 EP 90106187 A EP90106187 A EP 90106187A EP 90106187 A EP90106187 A EP 90106187A EP 0396898 A1 EP0396898 A1 EP 0396898A1
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filler
piston
spring
securing element
piston according
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Ludwig Wagenseil
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Hydromatik GmbH
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122—Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448—Steel
    • F05C2201/0457—Cemented steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05C2251/00—Material properties
    • F05C2251/04—Thermal properties
    • F05C2251/042—Expansivity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12—Coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49249—Piston making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49915—Overedge assembling of seated part
    • Y10T29/49917—Overedge assembling of seated part by necking in cup or tube wall
    • Y10T29/49918—At cup or tube end

Definitions

  • the invention relates to a piston according to the preamble of claim 1.
  • a piston of this type is described and shown in DD-PS 73 453.
  • the filler is tapered in a stepped manner towards its inner end, the tapered section carrying an external thread with which the filler is screwed into a corresponding internal thread in the wall of the cavity of the hollow body and is thus fastened.
  • An axially parallel pin which is arranged at the free end of the hollow body and of the filler in a position in which it penetrates the parting line between the filler and the hollow body, serves to prevent rotation.
  • a radial spring washer inserted in an annular groove at the free end of the cavity and a disc spring inserted between the latter and the filler piece, which is dimensioned so large that its peripheral edge extends in front of the facing end of the locking pin.
  • the locking pin can therefore not move axially out of its receiving hole.
  • This known embodiment is very complex and expensive, because not only an external and internal thread and the receiving hole for the locking pin are to be made, but also the mounting of the locking pin must be carried out.
  • the axial securing of the filler is inadequate because, due to the different materials and thermal expansion coefficients of the hollow body and the filler with regard to temperature fluctuations to be expected during operation of the piston machine, a loosening in the thread occurs, although the filler is axially secured against unscrewing by the locking pin.
  • the invention has for its object to design a piston of the type mentioned in such a way that loosening of the filler is prevented while ensuring an inexpensive manufacture.
  • the filler In the embodiment according to the invention, only an axial introduction of the filler is required to arrange the filler in the hollow body. It is only by the tension of the spring against e.g. prestressed the bottom of the cavity and thus secured and fixed. As a result, the filler cannot lift off its stop on the hollow body, preventing loosening.
  • the holder of the filler according to the invention can be produced in a simple and inexpensive manner while ensuring a safe function.
  • a plate spring is used in such a position that its central area presses against the filler piece with the aforementioned pretension, while its peripheral edge abuts the existing securing element toward the side facing away from the filler piece. This configuration also results in an effective support of the spring on the securing element.
  • the essential parts of the piston are the cylindrical hollow body 3 forming the piston shaft 2, a filler piece 5 made of a lighter material than the material of the hollow body 3 and arranged in the cavity 4 of the hollow body 3, and a plate spring 6 which is located between the filler piece 5 and a securing element 8 is inserted at the outer end of the cavity 4 or its opening 9 at the free end 7 of the piston 1.
  • the cavity 4 is formed by a blind bore 11, the bottom 12 of which, as shown in FIG. 1, can be conical or also perpendicular to the central axis 13 of the piston 1.
  • the filler 5 is adapted in the region of its inner end to the shape of the base 12, the inner end face 14 resting on the base 12 of the blind bore 11.
  • the length 1 of the filler 5 is dimensioned somewhat less than the length L of the piston skirt 2, so that its free end 7 projects beyond the outer end of the filler 5.
  • a piston head 16 carried by it is provided, which is pivotally received on all sides in a spherical recess 17 of a known slide shoe 18.
  • An axial lubrication channel 19 extends longitudinally through the piston 1 to the slide shoe 18.
  • the filler 5 is received in the blind bore 11 with as little radial play as possible. It exists in the present Embodiment made of an aluminum alloy.
  • the filler 5 can be cast in or preferably inserted or inserted. It is recommended that the filler 5 be pressed in, which ensures a radial play-free reception even if, due to different dimensions and / or expansion coefficients, the hollow body 3 expands radially slightly more than the filler 5.
  • the filler 5 is held in the blind bore 11 without rattling.
  • the distance a between the outer end face 24 of the filler 5 and the securing element 8 is dimensioned slightly larger than the thickness d of the plate spring 6, so that in the installed state there is a play S between the outer end face 24 of the filler 5 and the peripheral edge 22 of the plate spring 6 exists.
  • the movement play S is preferably dimensioned so large that with an axial length extension of the filler 5, which is greater than that of the hollow body 3, the filler 5 can expand relative to the hollow body 3 within the movement play S. Despite this movement game S, the filler 5 is due to The clamping force of the plate spring 6 is held in the blind bore 11 without rattling.
  • the plate spring 6 has a central round hole 25, the diameter of which preferably corresponds to the diameter of the lubrication bore 19.
  • the spring 6 represents an advantageous protection for the outer end or the outer end face 24 of the filler 5, in particular a protection against cavitation during the operation of the piston 1.
  • Such protection can be provided for a filler 5 made of aluminum can be further improved by hard coating, as a result of which the outer end face 24 or in particular the inner peripheral edge and the wall of the lubrication bore 19 of the filler 5 become harder or more wear-resistant.
  • the securing element 8 is formed by a flange 31 of the edge 32 of the hollow body 3 projecting beyond the outer end of the filler 5, the flange 31 engaging behind the outer circumference of the plate spring 6.
  • the filler 5 by means of a screw part 33, which is screwed with an external thread into an internal thread of the blind bore 11 or a step recess at the free end of the cylindrical hollow body 3 and thereby preferably closes with the free end face of the piston 1 (Fig . 2). If a lubricating bore 19 is present in the piston 1, the screw part 33 also has a central bore 34 with a corresponding cross section.
  • the screw part 33 on which at least one externally accessible, not shown attack element, for example two diametrically opposed blind holes, is provided, can be screwed into the hollow body 3 to such an extent that the filler 5 is clamped against the base 12.
  • the screw part 33 can rest against a shoulder or the like of the blind bore 11 and can be clamped by a suit, or it can be secured in this position in some other way , for example by means known for this purpose, such as Loctite. It is advisable to design the screw part 33 in the form of an inner nut with a self-locking thread.
  • the securing element 8 is formed by a radial spring washer 35, which is inserted into a groove 36 in the wall of the blind bore 11.
  • the plate springs 6 are of the same design in all of the above-described exemplary embodiments.
  • the diameter d 1 of the bolt 41 is to be dimensioned slightly smaller than the opening 9 delimited by the flange 31 at the free end of the piston 1 or piston skirt 2.
  • the piston 1 is made in one piece and consists of steel, in particular alloy steel.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Ein Kolben (1) für Kolbenmaschinen, bestehend aus einem zumindest an seinem freien Ende (7) offenen Hohlkörper (3) mit einem axialen Hohlraum (4), in dem sich ein letzteren wenigstens teilweise ausfüllendes Füllstück (5) aus einem spezifisch leichteren Material als das Material des Kolbens (1) befindet, wobei das Füllstück (5) im Hohlraum 4 befestigt und durch ein am freien Ende des Hohlkörpers (3) angeordnetes Sicherungselement (8) und eine zwischen dem Sicherungselement (8) und dem Füllstück (5) angeordnete Feder (6) im Hohlraum (4) axial gesichert ist, ist so auszugestalten, daß das Füllstück (5) axial angebracht ist und die axiale Sicherung und Befestigung allein durch die Feder (6) gebildet ist, die durch das Sicherungselement (8) so weit vorgespannt ist, daß sie mit einer Federkraft gegen das Füllstück (5) wirkt, die größer ist, als die im Funktionsbetrieb maximal zu erwartenden gegen die Feder (6) wirkenden Massenträgheitskräfte des Füllstücks.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Kolben dieser Art ist in der DD-PS 73 453 beschrieben und dargestellt. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist das Füllstück zu seinem inneren Ende hin stufenförmig verjüngt, wobei der verjüngte Abschnitt ein Außengewinde trägt, mit dem das Füllstück in ein entsprechendes Innengewinde in der Wandung des Hohlraums des Hohlkörpers eingeschraubt und somit befestigt ist. Als Herausdrehsicherung dient ein achsparalleler Stift, der am freien Ende des Hohlkörpers und des Füllstücks in einer Position angeordnet ist, in der er die Trennfuge zwischen dem Füllkörper und dem Hohlkörper durchsetzt. Zur axialen Sicherung des Sicherungsstiftes dient ein am freien Ende des Hohlraums in einer Ringnut eingesetzter Radialfederring und eine zwischen diesem und dem Füllstück eingesetzte Tellerfeder, die so groß bemessen ist, daß ihr Umfangsrand sich vor dem zugewandten Stirnende des Sicherungsstiftes erstreckt. Der Sicherungsstift kann somit nicht axial aus seinem Aufnahmeloch herauswandern.
  • Diese bekannte Ausgestaltung ist sehr aufwendig und teuer, weil nicht nur ein Außen- und Innengewinde sowie das Aufnahmeloch für den Sicherungsstift anzubringen sind, sondern auch die Montage des Sicherungsstiftes durchgeführt werden muß. Außerdem ist die axiale Sicherung des Füllstücks unzureichend, weil sich aufgrund der unterschiedlichen Materialien und Wärmeausdehnungskoeffizienten des Hohlkörpers und des Füllstücks im Hinblick auf im Betrieb der Kolbenmaschine zu erwartende Temperaturschwankungen eine Lockerung im Gewinde einstellt, obwohl das Füllstück durch den Sicherungsstift gegen Herausschrauben axial gesichert ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei Gewährleistung einer kostengünstig herstellbaren Ausgestaltung eine Lockerung des Füllstücks verhindert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist zur Anordnung des Füllstücks im Hohlkörper lediglich eine axiale Einbringung des Füllstücks erforderlich. Dabei ist es nur durch die Spannkraft der Feder gegen z.B. den Grund des Hohlraums vorgespannt und somit gesichert und befestigt. Infolgedessen vermag das Füllstück sich nicht von seinem Anschlag am Hohlkörper abzuheben, wodurch eine Lockerung verhindert ist. Die erfindungsgemäße Halterung des Füllstücks läßt sich bei Gewährleistung einer sicheren Funktion auf einfache Weise und kostengünstig herstellen.
  • Gemäß Anspruch 2 kommt eine Tellerfeder in einer solchen Position zum Einsatz, daß ihr zentraler Bereich mit der vorgenannten Vorspannung gegen das Füllstück drückt, während ihr Umfangsrand zur dem Füllstück abgewandten Seite hin am vorhandenen Sicherungselement anliegt. Diese Ausgestaltung ergibt auch eine wirksame Abstützung der Feder am Sicherungselement.
  • In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen der Erfindung enthalten, die die Sicherung des Füllstücks weiter verbessern, zu einer kleinen und einfachen sowie kostengünstigen Bauweise führen und auch aus herstellungstechnischen Gründen von Vorteil sind.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Kolben im Axialschnitt;
    • Fig. 2 und 3 abgewandelte Ausgestaltungen des Kolbens;
    • Fig. 4 den Kolben nach Fig. 1 während seiner Herstellung.
  • Die wesentlichen Teile des allgemein mit 1 bezeichneten Kolbens sind der den Kolbenschaft 2 bildende zylindrische Hohlkörper 3, ein im Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 angeordnetes Füllstück 5 aus einem leichteren Material als das Material des Hohlkörpers 3, und eine Tellerfeder 6, die zwischen dem Füllstück 5 und einem Sicherungselement 8 am äußeren Ende des Hohlraums 4 bzw. dessen Öffnung 9 am freien Ende 7 des Kolbens 1 eingesetzt ist.
  • Der Hohlraum 4 wird durch eine Sackbohrung 11 gebildet, deren Grund 12 wie in Fig. 1 dargestellt kegelförmig oder auch rechtwinklig zur Mittelachse 13 des Kolbens 1 verlaufen kann. Das Füllstück 5 ist im Bereich seines inneren Endes an die Form des Grundes 12 angepaßt, wobei die innere Stirnfläche 14 am Grund 12 der Sackbohrung 11 anliegt. Die Länge 1 des Füllstücks 5 ist etwas geringer bemessen als die Länge L des Kolbenschaftes 2, so daß sein freies Ende 7 das äußere Ende des Füllstücks 5 überragt.
  • Am dem freien Ende 7 des Kolbens 1 abgewandten Ende ist ein Kolbenhals 15 und ein von diesem getragener Kolbenkopf 16 vorgesehen, der in einer kugelförmigen Ausnehmung 17 eines an sich bekannten Gleitschuhs 18 allseitig schwenkbar aufgenommen ist. Längs durch den Kolben 1 erstreckt sich ein axialer Schmierkanal 19 zum Gleitschuh 18.
  • Das Füllstück 5 ist mit möglichst wenig radialem Spiel in der Sackbohrung 11 aufgenommen. Es besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Aluminium-Legierung. Dabei kann das Füllstück 5 eingegossen oder vorzugsweise eingesetzt bzw. eingeschoben werden. Es empfiehlt sich, daß Füllstück 5 einzupressen, wodurch eine radial spielfreie Aufnahme auch dann gewährleistet ist, wenn aufgrund unterschiedlicher Abmessungen und/oder Ausdehnungskoeffizienten der Hohlkörper 3 sich radial geringfügig mehr ausdehnt als das Füllstück 5. Die in Fig. 4 in ihrer ursprünglichen Form dargestellte Tellerfeder 6, ist gemäß Fig. 1 zwischen dem Füllstück 5 und dem Sicherungselement 8 zu einer im wesentlichen flachen Form zusammengedrückt, wobei der zentrale Bereich der Tellerfeder 6 in Richtung des Pfeiles 21 gegen das Füllstück 5 drückt, während der Umfangsrand 22 der Tellerfeder 6 in der entgegengesetzten Richtung, vergl. Pfeile 23, am Sicherungselement 8 abgestützt ist. Die Spannkraft der Feder 6 ist größer bemessen als die Massenkraft, die sich aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens 1 unter Berücksichtigung seiner Geschwindigkeit und gegebenenfalls Beschleunigung im Betrieb der ihn aufweisenden Kolbenmaschine, insbesondere eine Axialkolbenmaschine, einstellt. Infolgedessen kann das Füllstück 5 selbst dann nicht vom Grund 12 der Sackbohrung 11 abheben, wenn das Füllstück 5 mit geringem radialen Spiel in der Sackbohrung 11 aufgenommen wäre. Aufgrund der vorbeschriebenen Spannkraft der Tellerfeder 6 ist das Füllstück 5 klapperfrei in der Sackbohrung 11 gehalten. Vorzugsweise ist der Abstand a zwischen der äußeren Stirnfläche 24 des Füllstücks 5 und dem Sicherungselement 8 geringfügig größer bemessen als die Dicke d der Tellerfeder 6, so daß im eingebauten Zustand ein Bewegungsspiel S zwischen der äußeren Stirnfläche 24 des Füllstücks 5 und dem Umfangsrand 22 der Tellerfeder 6 besteht. Das Bewegungsspiel S ist vorzugsweise so groß bemessen, daß bei einer axialen Längenausdehnung des Füllstücks 5, die größer ist als die des Hohlkörpers 3, das Füllstück 5 sich relativ zum Hohlkörper 3 innerhalb des Bewegungsspiels S auszudehnen vermag. Trotz dieses Bewegungsspiels S ist das Füllstück 5 aufgrund der Spannkraft der Tellerfeder 6 klapperfrei in der Sackbohrung 11 gehalten.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Tellerfeder 6 ein zentrales rundes Loch 25 auf, dessen Durchmesser vorzugsweise dem Durchmesser der Schmierbohrung 19 entspricht. Die Feder 6 stellt bei einer Ausgestaltung mit oder ohne Loch 25 einen vorteilhaften Schutz für das äußere Ende bzw. die äußere Stirnfläche 24 des Füllstücks 5 dar, und zwar insbesondere einen Schutz gegen Kavitation im Betrieb des Kolbens 1. Ein solcher Schutz kann bei einem Füllstück 5 aus Aluminium durch Härtebeschichtung weiter verbessert werden, wodurch die äußere Stirnfläche 24 oder insbesondere der innere Umfangsrand und die Wandung der Schmierbohrung 19 des Füllstücks 5 härter bzw. verschleißfester werden.
  • Für das Sicherungselement 8 gibt es mehrere vorteilhafte Ausgestaltungen. Gemäß Fig. 1 wird das Sicherungselement 8 durch eine Bördelung 31 des das äußere Ende des Füllstück 5 überragenden Randes 32 des Hohlkörpers 3 gebildet, wobei die Bördelung 31 den Außenumfang der Tellerfeder 6 hintergreift.
  • Es ist auch möglich, daß Füllstück 5 durch ein Schraubteil 33 zu sicheren, das mit einem Außengewinde in ein Innengewinde der Sackbohrung 11 oder einer Stufenausnehmung am freien Ende des zylindrischen Hohlkörpers 3 eingeschraubt ist und dabei vorzugsweise mit der freien Stirnseite des Kolben 1 abschließt (Fig. 2). Sofern eine Schmierbohrung 19 im Kolben 1 vorhanden ist, weist auch das Schraubteil 33 eine zentrale Bohrung 34 entsprechenden Querschnitts auf. Das Schraubteil 33, an dem wenigstens ein von außen zugängliches, nicht dargestelltes Angriffselemente, z.B. zwei einander diametral gegenüberliegende Sacklöcher, vorgesehen ist, kann soweit in den Hohlkörper 3 eingeschraubt werden, daß das Füllstück 5 gegen den Grund 12 gespannt wird. Vorzugsweise beläßt man jedoch auch zwischen dem Schraubteil 33 und dem Füllstück 5 ein in der Dicke d der Tellerfeder 6 entsprechenden Abstand mit Bewegungsspiel S. In dieser Stellung kann das Schraubteil 33 an einer Schulter oder dergleichen der Sackbohrung 11 anliegen und durch Anzug geklemmt sein, oder es kann auf eine sonstige Weise in dieser Position gesichert werden, z.B. mittels einem für diesen Zweck bekannten Mittel wie Loctite. Es empfiehlt sich, das Schraubteil 33 in Form einer Innenmutter mit selbsthemmendem Gewinde auszuführen.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das Sicherungselement 8 durch einen Radialfederring 35 gebildet, der in eine Nut 36 in der Wandung der Sackbohrung 11 eingesetzt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise ein der Dicke d der Tellerfeder 6 entsprechender Abstand mit Bewegungsspiel S zwischen dem Radialfederring 35 und dem Füllstück 5 vorhanden. Die Tellerfedern 6 sind bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen von gleicher Ausgestaltung.
  • Die Oberflächenbehandlung des Kolbens 1 bzw. seines Kolbenschaftes 2 nach Fig. 1 erfolgt vorzugsweise nach folgenden Behandlungs- bzw. Herstellungsschritten.
    • 1. Drehen des Kolbens 1.
    • 2. Füllstück 5 eindrücken bzw. einpressen.
    • 3. Einbördeln der Tellerfeder 6, vorzugsweise durch Walzen des die Tellerfeder 6 überragenden Randes 32 des Hohlkörpers 3.
    • 4. Gesamte Außenkontur des Kolbens 1 schleifen.
    • 5. Kolben 1 bzw. Kolbenschaft 2 nitrieren.
    • 6. Mantelfläche 37 und Kolbenkopf 16 des Kolbens 1 bzw. des Kolbenschaftes 2 und Kolbenkopf 16 feinschleifen.
  • Dabei erfolgt das Bördeln durch Walzen, vorzugsweise wie folgt.
    • 3.1 Andrücken der Tellerfeder 6 gegen das Füllstück 5 mit einem Bolzen 41, der axial von außen gegen die Tellerfeder 6 und das Füllstück 5 gedrückt wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wobei die Tellerfeder 6 flach zusammengedrückt wird.
    • 3.2 Tellerfeder 6 durch Anwalzen fixieren.
    • 3.3 Fertigwalzen und Bördeln, vorzugsweise mit einer seitlich bzw. radial an den Kolben 1 heranfahrbaren Formwalze 42 mit schräger Walz- bzw. Andrückkontur 43 gemäß Fig. 4.
  • Der Durchmesser d₁ des Bolzens 41 ist geringfügig kleiner zu bemessen als die von der Bördelung 31 begrenzte Öffnung 9 am freien Ende des Kolbens 1 bzw. Kolbenschaftes 2.
  • Der Kolben 1 ist einstückig ausgeführt und besteht aus Stahl, insbesondere legiertem Stahl.

Claims (11)

1. Kolben (1) für Kolbenmaschinen bestehend aus einem zumindest an seinem freien Ende (7) offenen Hohlkörper (3) mit einem axialen Hohlraum (4), in dem sich ein letzteren wenigstens teilweise ausfüllendes Füllstück (5) aus einem spezifisch leichteren Material als das Material des Kolbens (1) befindet, wobei das Füllstück (5) im Hohlraum (4) befestigt und durch ein am freien Ende des Hohlkörpers (3) angeordnetes Sicherungselement (8) und eine zwischen dem Sicherungselement (8) und dem Füllstück (5) angeordnete Feder (6) im Hohlraum (4) axial gesichert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Füllstück (5) axial in den Hohlraum (4) eingebracht ist und die axiale Sicherung und Befestigung allein durch die Feder (6) erfolgt, die durch das Sicherungselement (8) so weit vorgespannt ist, daß sie mit einer Federkraft gegen das Füllstück (5) wirkt, die größer ist, als die im Funktionsbetrieb maximal zu erwartenden gegen die Feder (6) wirkenden Massenträgheitskräfte des Füllstücks.
2. Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (6) durch eine Tellerfeder gebildet ist, die in einer mit ihrem zentralen Bereich am Füllstück (5) anliegenden Stellung eingesetzt ist.
3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle axialen Bereiche der miteinander in Kontakt stehenden Wandung (11) des Hohlraums (4) und der Mantelfläche des Füllstücks (5) mit der Achse (19) des Kolbens (1) fluchten.
4. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Füllstück (5) in den Hohlraum (4) eingeschoben, vorzugsweise mit radialer Spannung eingepreßt ist.
5. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tellerfeder (6) im wesentlichen flach zusammengedrückt ist.
6. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Umfangsrand (22) der Tellerfeder (6) und dem Füllstück (5) ein axiales Bewegungsspiel (S) vorhanden ist, das gleich oder größer ist als eine durch unterschiedliche Temperaturen (im Funktionsbetrieb) hervorgerufene Längenvergrößerung des Füllstücks (5) gegenüber dem Hohlkörper (3).
7. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherungselement (8) durch eine Einbördelung (31) des die Feder (6) überragenden Randes (32) des Hohlkörpers (3) gebildet ist.
8. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherungselement (8) durch ein in das freie Ende des Hohlkörpers (3) eingeschraubtes Schraubteil (33) gebildet ist.
9. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherungselement (8) ein in einer Nut (36) der Wand des Hohlraums (4) eingesetzter Radialfederring (35) ist.
10. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Kolben (1) und im Füllstück (5) ein axialer Schmierkanal (19) verläuft, und daß in der Feder, in der Tellerfeder (6) und/oder im Schraubteil (33) ein mit dem Schmierkanal (19) koaxiales Loch (25, 34) vorzugsweise gleichen Querschnitts vorgesehen ist.
11. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens das äußere Ende des Füllstücks (5), und die Wandung des Schmierkanals (19), vorzugsweise das Füllstück (5) insgesamt, oberflächengehärtet, eloxiert oder härtebeschichtet ist.
EP90106187A 1989-04-13 1990-03-30 Kolben für Kolbenmaschinen Expired - Lifetime EP0396898B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3912213A DE3912213C1 (de) 1989-04-13 1989-04-13
DE3912213 1989-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0396898A1 true EP0396898A1 (de) 1990-11-14
EP0396898B1 EP0396898B1 (de) 1993-09-01

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ID=6378640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90106187A Expired - Lifetime EP0396898B1 (de) 1989-04-13 1990-03-30 Kolben für Kolbenmaschinen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5007332A (de)
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