EP1248906A2 - Piston arrangement for a piston engine - Google Patents

Piston arrangement for a piston engine

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Publication number
EP1248906A2
EP1248906A2 EP00951318A EP00951318A EP1248906A2 EP 1248906 A2 EP1248906 A2 EP 1248906A2 EP 00951318 A EP00951318 A EP 00951318A EP 00951318 A EP00951318 A EP 00951318A EP 1248906 A2 EP1248906 A2 EP 1248906A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
arrangement according
recess
piston arrangement
joint
Prior art date
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Granted
Application number
EP00951318A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1248906B1 (en
Inventor
Josef Beck
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 Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP1248906A2 publication Critical patent/EP1248906A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1248906B1 publication Critical patent/EP1248906B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124Pistons

Definitions

  • the invention relates to a piston arrangement according to the preamble of claim 1.
  • a piston arrangement is described in DE 197 34 217 AI.
  • This known piston arrangement has a piston with a base section, from which an articulated part extends in one axial direction and a hollow cylindrical peripheral wall in the other axial direction up to the front free end of the hollow piston, which encloses a cylindrical cavity in the piston.
  • the joint part which extends in the other axial direction is formed by a hemispherical joint recess in which the joint ball of a sliding block is pivotally mounted, a recess edge projecting beyond the equator of the joint recess being flanged to a position which engages behind the joint ball in a form-fitting manner.
  • the piston which is prefabricated with a cross-sectional oversize, is positively connected to the joint ball of the sliding block after it has been connected to the sliding block by cold flanging a recess edge projecting radially from the lateral surface of the piston.
  • the piston is then hardened on its outer surface, after which the outer surface is finished, in particular by grinding.
  • This known method requires a considerable amount of work, the machining step being the last step.
  • a considerable widening of the flare is to be expected, which can be attributed to the fact that due to the considerable tensions occurring during cold deformation, the flare springs back and therefore the flare only engages behind the joint ball with a relatively large amount of play.
  • the jacket surface of the piston forming a guide surface can extend into the region of the recess edge, whereby on the one hand improved guidance for the piston is achieved and on the other hand, a shorter design for the piston arrangement and, as a result, also for the piston machine can be achieved.
  • the invention has for its object a
  • the arrangement of the joint ball on the slide shoe instead of the piston creates a longer sliding surface. By closing off the cavity, a dead volume that is also compressed when a piston is open toward the working volume is avoided.
  • the hollow piston has an annular cavity which is delimited on the inside by a central pin which extends from the base section of the hollow piston " to a cover which is in contact with the
  • the central pin forms an axial support and stabilizing element which is able to be supported axially on the cover and thereby the
  • Base section significantly stabilized.
  • the base portion can be formed with a smaller axial length.
  • material and weight can also be saved, which is due to the reduced longitudinal dimension of the
  • Figure 1 shows a piston assembly according to the invention in axial section.
  • FIG. 2 shows the piston arrangement according to FIG. 1 in a modified configuration
  • Fig. 5 shows the piston arrangement in a further modified embodiment.
  • the piston arrangement generally designated 1, comprises a hollow piston 2, preferably made of steel, and a sliding block 3, preferably made of bronze or brass, which are pivotally connected to one another by a ball joint connection 1A while ensuring unilateral limited pivoting movements between the hollow piston 2 and the sliding block 3.
  • the central axes of the piston 2 and the sliding block 3 are designated 2a and 3a.
  • the hinge connection 1A has a dome-shaped or spherical segment-shaped joint recess 5 with a depth a that is greater than the spherical radius r of a joint ball 4 pivotally mounted therein, a recess edge 7 axially projecting beyond the equator 6 of the joint recess 5 engaging behind the joint ball 4 and thereby in this spherical ring zone convergent shape of the joint ball 4 can at least partially follow while maintaining a play of movement.
  • the axial length b of the recess edge 7 is dimensioned so long that in the maximum swivel position shown in Fig. 1 it extends into the corner region between the joint ball 4 and a ball neck or a base part 8 of the sliding block 3 extends. Tapered in the present embodiment the recess edge 7 towards its free end, the outer lateral surface preferably being a conical surface.
  • the cavity 9 which is designed as an annular space, extends from a rear base section 11, in which the joint recess 5 is arranged, to an end section, which is formed by a cover 12 and is preferably connected to the circumferential wall of the remaining piston part by a friction welding process.
  • the gap between the welded parts before the friction welding process is illustrated by a dashed line.
  • the annular cavity 9 surrounds a cylindrical central pin 13, which extends in one piece from the base section 11 to the front and is also connected by friction welding to the cover 12 or to a central pin extension 14 projecting therefrom.
  • the closed design of the hollow piston 2 avoids an enlargement of the cross section of the hollow piston at high pressure and compression losses due to the relatively large volume of the piston chambers.
  • a channel 19a, 19b extends longitudinally through the hollow piston 2 and the slide shoe 3 and opens into a flat recess 22 arranged on the flat foot surface 21 of the slide shoe 3.
  • the working pressure in the hydraulic medium can extend up to the recess 22 in the functional operation of the hydrostatic machine reproduce where the hydraulic medium causes lubrication and the pressure relieves pressure in a manner known per se.
  • the hollow piston 2 preferably consists of hardenable steel, in particular of steel hardenable by nitriding. In order to increase the strength and hardness, its outer surface is preferably nitrided and hardened.
  • the present ball-and-socket joint 1A is suitable for the pivotable support of a piston 2 for piston machines, in particular axial piston machines, on a support surface S against which the slide shoe 3 rests with its foot surface 21.
  • the support surface S can be the oblique surface of a so-called oblique writing.
  • the slide shoe 3 can be manufactured as a finally finished component in large numbers and provided for connection to the hollow piston 2.
  • the hollow piston 2 is preferably also prefabricated and made available in large numbers as a prefabricated piston blank.
  • the recess edge 7 extends axially with an inner diameter d, which can be adapted to the diameter of the joint ball 4 or the joint recess 5, taking into account a play of movement, so that the joint ball 4 can be inserted into the joint recess 5.
  • the front cover 12 and the remaining piston part 2b are produced with a cross-sectional oversize x, which is hardened after welding, if necessary after prior nitriding, and finished by machining, for example by grinding.
  • the order of the process steps can be before or after welding, namely the incorporation of the cavity 9 of the joint recess 5 and the channel 19a as desired. It is advantageous to carry out the positive connection of the joint ball 4 to the hollow piston 2 after the nitriding and / or hardening and finishing of the jacket surface 2c as the last step.
  • the recess edge 7 is removed by means of a suitable heating device, e.g. In the form of a heating ring 23 shown in the drawing, approximately in the width of the axial length b, heated to a temperature at which the hardness of the material is reduced, so that even after the material has cooled, the recess edge 7 can be crimped with lower deformation forces or to a Temperature can be heated, at which the strength of the material is reduced and the recess edge 7 can be hot flanged. In both cases, the recess edge 7 can be crimped plastically with relatively low forces into the shape shown in FIG. 1, which engages the articulated ball 4 in a form-fitting manner.
  • a suitable heating device e.g. In the form of a heating ring 23 shown in the drawing, approximately in the width of the axial length b, heated to a temperature at which the hardness of the material is reduced, so that even after the material has cooled, the recess edge 7 can be crimped with lower deformation forces or to
  • the relatively low deformation forces ensure that the recess edge 7 without mechanical overloading of the e.g. made of softer material is deformed shoe 3.
  • the heating can be done by direct heating e.g. by means of a flame or inductively by an inductive electrical heating device. Due to the local heating of the recess edge 7, the hardened material becomes soft again in this area and it can therefore be easily deformed without the remaining area of the piston 2 suffering significant losses in hardness.
  • a major advantage of the above-described method is that the hollow piston 2 can be completely finished before being joined and connected to the sliding block 3, without the above-described one Special measures with regard to the flaring would be necessary, such as covering the recess edge 7 to be deformed during nitriding, in particular gas nitriding, turning off already nitrided areas prior to flanging, etc.
  • the optimal play of the ball joint connection 1 set very easily and can also be reliably reproduced in series production.
  • the configuration according to the invention leads on the one hand to a substantial stabilization of the hollow piston 2 and not only with regard to bending stresses but also with regard to axial compressive stresses to which the hollow piston 2 is exposed in particular during a pressure stroke, in which a pressure force, indicated by arrow 25, against its working surface 26 on its surface acts free end, which is received by the sliding block 3 in the articulation 1A.
  • a pressure force indicated by arrow 25 against its working surface 26 on its surface acts free end, which is received by the sliding block 3 in the articulation 1A.
  • the equally large and opposite directional resistance force, indicated by arrow 27, is introduced into the hollow piston 2, specifically against the base section 3.
  • the base section 3 is thus the part of the hollow piston 2 that is directly exposed to the compressive stresses.
  • the central pin 13 forms an axially effective support or
  • the base section 3 and / or the lid 12 can have a smaller axial dimension, i.e. be made thinner. Consequently, the hollow piston 2 or a piston machine having this hollow piston 2, in particular
  • the supporting and stabilizing function of the center pin 13 is already fulfilled when the center pin 13 extends between the base section 3 and the cover 12, which may be a separate component which is held between the base section 3 and the cover 12.
  • the support and stabilization function of the central pin 13 is limited to a compressive stress, since it is only able to transmit compressive stresses due to the lack of connection to the base section 3 and the cover 12.
  • Such a center pin 13 would be ineffective in the presence of tensile stresses.
  • the tensile forces occurring during the suction stroke in the functional operation of the piston engine are significantly lower than during the pressure stroke, such a center pin 13 in the form of an additional component can also ensure the functionality of the piston engine, since the risk of overloading exists mainly only during a pressure stroke.
  • a preferred manufacturing measure for the central pin 13 and the peripheral wall 15 is to produce these parts by cold or hot extrusion. In such a manufacturing process, not only is a higher strength achieved in the material structure of these parts, but 9 U-shaped fiber structures are also created in the material by the extrusion with respect to the bottom of the ring hollow part, whereby the strength of the stability is further increased. Within the scope of the invention, however, it is also possible to manufacture the annular cavity 9 not by cutting but by cutting by deep drilling.
  • FIG. 2 differs from the above-described exemplary embodiment in that instead of one, it is in one piece trained center pin 13 a two-piece center pin 13 is provided, which is formed by a pin or a sleeve, which is or in axial holes 12a corresponding cross-sectional size in the base portion 3 and in the cover 12 and is fixed therein, for example by welding, soldering or Glue.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 3 to 5 include configurations that improve the sliding bearing of the sliding block 3. These measures make it possible, among other things, to manufacture the body 24 of the sliding shoe 3 from a less slippery material, e.g. from a metal of greater strength, e.g. from steel. On the other hand, it is common to make the slide shoe 3 from copper and zinc alloys, such as e.g. Form brass or bronze. Although these materials have good sliding properties, their strength is relatively low and lower than steel. 3, the hemispherical surface of the joint recess 5 is covered by a sliding material layer 25, e.g. Brass or bronze, lined. This layer 25 extends to the equator 6 of the joint recess 5. If the sliding material layer 25 is thicker than a film, the radial dimension of the recess 5 needs to be increased by the layer thickness.
  • a sliding material layer 25 e.g. Brass or bronze
  • the slide bearing layer 25 also extends into the region of the recess edge 7.
  • the slide bearing layer 25 also extends into the region of the recess edge 7.
  • a corresponding slide bearing layer 26 is arranged on the preferably flat foot surface 21 of the slide shoe body 24.
  • This sliding material layer 25 can extend over the entire surface of the foot surface 21 or only over partial surfaces, for example in the form of preferably concentric rings. 3 and / or 4 can also be formed in this embodiment.
  • the sliding material layer 25, 26 can be a prefabricated material layer which e.g. is attached to the surface carrying it by soldering, welding and gluing, or it can also be a layer application which is applied in a liquid or pasty state and then hardens.
  • both the base portion 11 and the end portion or lid 12 can be made with a smaller axial dimension, i.e. thinner, are formed, which both reduces the axial length and saves material and weight.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a piston arrangement (1) for a piston engine, comprising a tubular piston (2) and a slipper (3) which are pivotably connected to each other by a ball-and-socket connection (1A). The latter consists of a ball (4) on the slipper (3) and a hemispherical socket (5) in the tubular piston (2). A recess edge of (7) of the joint recess (5) protrudes beyond the equator (6) of the joint recess (5) and grips the ball (4) from behind. The tubular piston (2) has a base section (11). The joint recess (5) and the recess edge (7) are located at one end of said base section (11). A peripheral wall (15) extends from the base section (11) in a single piece, in the opposite axial direction to the joint recess (5), and surrounds the cavity (9). The cavity (9) of the tubular piston (2) is closed by a lid (12) which is connected to the peripheral wall (15) and the tubular piston (2) has a middle part (13) that extends from the base section (11) to the lid (12). As a result, the length of the construction is reduced further.

Description

Kolbenanordnung für eine Kolbenmaschine Piston arrangement for a piston engine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a piston arrangement according to the preamble of claim 1.
Eine Kolbenanordnung ist m der DE 197 34 217 AI beschrieben. Diese bekannte Kolbenanordnung weist einen Kolben mit einem Basisabschnitt auf, von dem sich m der einen Axialrichtung ein Gelenkteil erstreckt und m der anderen Axialrichtung eine hohlzylmdrische Umfangswand bis zum vorderen freien Ende des Hohlkolbens erstreckt, die einen zylindrischen Hohlraum im Kolben umschließt. Das sich m die andere Axialrichtung erstreckende Gelenkteil ist durch eine halbkugelförmige Gelenkausnehmung gebildet, in der die Gelenkkugel eines Gleitschuhs schwenkbar gelagert ist, wobei ein den Äquator der Gelenkausnehmung überragender Ausnehmungsrand m eine die Gelenkkugel formschlüssig hintergreifende Position gebördelt ist. Bei dieser bekannten Kolbenanordnung wird der mit einem Querschnittsübermaß vorgefertigte Kolben nach seiner Verbindung mit dem Gleitschuh durch kaltes Bördeln eines von der Mantelfläche des Kolbens radial abstehenden Ausnehmungsrandes formschlüssig mit der Gelenkkugel des Gleitschuhs verbunden. Dann wird der Kolben an seiner Mantelfläche gehärtet, wonach eine Endbearbeitung der Mantelflache, insbesondere durch Schleifen, erfolgt. Bei diesem bekannten Verfahren bedarf es eines beträchtlichen Arbeitsaufwandes, wobei der spanabhebende Arbeitsgang der letzte Arbeitsgang ist. Außerdem ist mit einer beträchtlichen Aufweitung der Bördelung zu rechnen, was darauf zurückzuführen ist, daß aufgrund der beim kalten Verformen auftretenden beträchtlichen Spannungen die Bördelung zurückfedert und deshalb die Bördelung die Gelenkkugel nur mit einem verhältnismäßig großen Bewegungsspiel hintergreift.A piston arrangement is described in DE 197 34 217 AI. This known piston arrangement has a piston with a base section, from which an articulated part extends in one axial direction and a hollow cylindrical peripheral wall in the other axial direction up to the front free end of the hollow piston, which encloses a cylindrical cavity in the piston. The joint part which extends in the other axial direction is formed by a hemispherical joint recess in which the joint ball of a sliding block is pivotally mounted, a recess edge projecting beyond the equator of the joint recess being flanged to a position which engages behind the joint ball in a form-fitting manner. In this known piston arrangement, the piston, which is prefabricated with a cross-sectional oversize, is positively connected to the joint ball of the sliding block after it has been connected to the sliding block by cold flanging a recess edge projecting radially from the lateral surface of the piston. The piston is then hardened on its outer surface, after which the outer surface is finished, in particular by grinding. This known method requires a considerable amount of work, the machining step being the last step. In addition, a considerable widening of the flare is to be expected, which can be attributed to the fact that due to the considerable tensions occurring during cold deformation, the flare springs back and therefore the flare only engages behind the joint ball with a relatively large amount of play.
Bei dieser bekannten Kolbenanordnung kann die eine Führungsfläche bildende Mantelflache des Kolbens sich bis in den Bereich des Ausnehmungsrandes erstrecken, wodurch zum einen eine verbesserte Fuhrung für den Kolben erreicht wird und zum anderen sich eine kürzere Bauweise für die Kolbenanordnung und daraus resultierend auch für die Kolbenmaschine erreichen läßt.In this known piston arrangement, the jacket surface of the piston forming a guide surface can extend into the region of the recess edge, whereby on the one hand improved guidance for the piston is achieved and on the other hand, a shorter design for the piston arrangement and, as a result, also for the piston machine can be achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eineThe invention has for its object a
Kolbenanordnung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß die Länge der Gleitfläche erhöht wird und ein mitkomprimiertes Totvolumen vermieden wird.To design the piston arrangement of the type specified at the outset in such a way that the length of the sliding surface is increased and a dead volume which is also compressed is avoided.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst .This object is solved by the features of claim 1.
Durch die Anordnung der Gelenkkugel am Gleitschuh anstatt am Kolben wird eine längere Gleitfläche geschaffen. Durch den Abschluß des Hohlraums wird ein bei einem zum Arbeitsvolumen hin offenen Kolben vorhandenes mitkomprimiertes Totvolumen vermieden.The arrangement of the joint ball on the slide shoe instead of the piston creates a longer sliding surface. By closing off the cavity, a dead volume that is also compressed when a piston is open toward the working volume is avoided.
Bei der erfindungsgemäßen Kolbenanordnung nach Anspruch 1 weist der Hohlkolben einen Ringhohlraum auf, der innen durch einen Mittelzapfen begrenzt ist, der sich vom Basisabschnitt des Hohlkolbens " bis zu einem Deckel erstreckt, der mit derIn the piston arrangement according to the invention according to claim 1, the hollow piston has an annular cavity which is delimited on the inside by a central pin which extends from the base section of the hollow piston " to a cover which is in contact with the
Umfangswand des Kolbens verbunden ist und dabei denPeripheral wall of the piston is connected and the
Ringhohlraum schließt. Bei dieser Ausgestaltung bildet der Mittelzapfen ein axiales Stütz- und Stabilisierungselement, das sich axial am Deckel abzustützen vermag und dadurch denRing cavity closes. In this embodiment, the central pin forms an axial support and stabilizing element which is able to be supported axially on the cover and thereby the
Basisabschnitt wesentlich stabilisiert. Infolgedessen kann der Basisabschnitt mit einer geringeren axialen Länge ausgebildet werden. Zusätzlich zu dieser Verkürzung und Stabilisierung läßt sich auch noch Material und Gewicht einsparen, was durch die verringerte Längsabmessung desBase section significantly stabilized. As a result, the base portion can be formed with a smaller axial length. In addition to this shortening and stabilization, material and weight can also be saved, which is due to the reduced longitudinal dimension of the
Hohlkolbens bedingt ist.Hollow piston is caused.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand von bevorzugten Ausgestaltungen und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kolbenanordnung im axialen Schnitt ;The invention and further advantages which can be achieved by it are explained in more detail below with the aid of preferred configurations and drawings. Show it: Figure 1 shows a piston assembly according to the invention in axial section.
Fig. 2 die Kolbenanordnung nach Fig. 1 in abgewandelter Ausgestaltung ;FIG. 2 shows the piston arrangement according to FIG. 1 in a modified configuration;
Fig. 3 die Kolbenanordnung in weiter abgewandelter Ausgestaltung;3 shows the piston arrangement in a further modified embodiment;
Fig. 4 die Kolbenanordnung in weiter abgewandelter Ausgestaltung;4 shows the piston arrangement in a further modified embodiment;
Fig. 5 die Kolbenanordnung in weiter abgewandelter Ausgestaltung .Fig. 5 shows the piston arrangement in a further modified embodiment.
Die allgemein mit 1 bezeichnete Kolbenanordnung umfaßt einen Hohlkolben 2, vorzugsweise aus Stahl, und einen Gleitschuh 3, vorzugsweise aus Bronze oder Messing, die durch eine Kugelgelenkverbindung 1A bei Gewährleistung einseitiger begrenzter Schwenkbewegungen zwischen dem Hohlkolben 2 und dem Gleitschuh 3 schwenkbar miteinander verbunden sind. Die Mittelachsen des Kolbens 2 und des Gleitschuhs 3 sind mit 2a und 3a bezeichnet.The piston arrangement, generally designated 1, comprises a hollow piston 2, preferably made of steel, and a sliding block 3, preferably made of bronze or brass, which are pivotally connected to one another by a ball joint connection 1A while ensuring unilateral limited pivoting movements between the hollow piston 2 and the sliding block 3. The central axes of the piston 2 and the sliding block 3 are designated 2a and 3a.
Die Gelenkverbindung 1A weist eine kalottenförmige bzw. kugelabschnittförmige Gelenkausnehmung 5 mit einer Tiefe a auf, die größer ist als der Kugelradius r einer darin schwenkbar gelagerten Gelenkkugel 4, wobei ein den Äquator 6 der Gelenkausnehmung 5 axial überragender Ausnehmungsrand 7 die Gelenkkugel 4 hintergreift und dabei der in dieser Kugelringzone konvergenten Form der Gelenkugel 4 bei Aufrechterhaltung eines Bewegungsspiels wenigstens teilweise folgen kann. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die axiale Länge b des Ausnehmungsrandes 7 so lang bemessen, daß sie in der in Fig. 1 dargestellten maximalen Schwenkstellung sich bis in den Eckenbereich zwischen der Gelenkkugel 4 und einem Kugelhals oder einem Basisteil 8 des Gleitschuhs 3 erstreckt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Ausnehmungsrand 7 zu seinem freien Ende hin, wobei die Außenmantelfläche vorzugsweise eine Kegel fläche sein kann.The hinge connection 1A has a dome-shaped or spherical segment-shaped joint recess 5 with a depth a that is greater than the spherical radius r of a joint ball 4 pivotally mounted therein, a recess edge 7 axially projecting beyond the equator 6 of the joint recess 5 engaging behind the joint ball 4 and thereby in this spherical ring zone convergent shape of the joint ball 4 can at least partially follow while maintaining a play of movement. As can be seen from Fig. 1, the axial length b of the recess edge 7 is dimensioned so long that in the maximum swivel position shown in Fig. 1 it extends into the corner region between the joint ball 4 and a ball neck or a base part 8 of the sliding block 3 extends. Tapered in the present embodiment the recess edge 7 towards its free end, the outer lateral surface preferably being a conical surface.
Der als Ringraum ausgebildeter Hohlraum 9 erstreckt sich von einem hinteren Basisabschnitt 11, in dem die Gelenkausnehmung 5 angeordnet ist, bis zu einem stirnseitigen Endabschnitt, der durch einen Deckel 12 gebildet ist und vorzugsweise durch ein Reibschweißverfahren mit der Umfangswand des übrigen Kolbenteils verbunden ist. Die vor dem Reibschweißverfahren vorhandene Fuge zwischen den verschweißten Teilen ist durch eine gestrichelte Linie verdeutlicht. Der ringförmige Hohlraum 9 umgibt einen zylindrischen Mittelzapfen 13, der sich einteilig vom Basisabschnitt 11 nach vorne erstreckt und ebenfalls durch Reibschweißen mit dem Deckel 12 bzw. einem von diesem zurückstehenden Mittelzapfenansatz 14 verbunden ist. Dies gilt auch für die im Bereich des Hohlraums 9 hohlzylindrische Umfangswand 15 des Kolbens 2, die sich ebenfalls einteilig vom Basisabschnitt 11 nach vorne erstreckt und durch Reibschweißen mit dem Deckel 12 oder einem darum angeordneten Umfangswandansatz 16 verbunden ist. Innenseitig von der allgemein mit 17 bezeichneten Schweißstelle ist der Mittelzapfen 13 durch eine Ringscheibe 18 radial an der Umfangswand 15 abgestützt, wobei die Ringscheibe 18 an einer vorzugsweise an der Umfangswand 15 vorhandenen Innenschulterflache 13a anliegt.The cavity 9, which is designed as an annular space, extends from a rear base section 11, in which the joint recess 5 is arranged, to an end section, which is formed by a cover 12 and is preferably connected to the circumferential wall of the remaining piston part by a friction welding process. The gap between the welded parts before the friction welding process is illustrated by a dashed line. The annular cavity 9 surrounds a cylindrical central pin 13, which extends in one piece from the base section 11 to the front and is also connected by friction welding to the cover 12 or to a central pin extension 14 projecting therefrom. This also applies to the hollow cylindrical peripheral wall 15 of the piston 2 in the region of the cavity 9, which also extends forwards in one piece from the base section 11 and is connected by friction welding to the cover 12 or a peripheral wall attachment 16 arranged around it. On the inside of the welding point, generally designated 17, the central pin 13 is supported radially on the peripheral wall 15 by an annular disk 18, the annular disk 18 abutting an inner shoulder surface 13a which is preferably provided on the peripheral wall 15.
Durch die geschlossene Bauweise des Hohlkolbens 2 werden eine Querschnittsvergrößerung des Hohlkolbens bei hohem Druck und Kompressionsverluste aufgrund des verhältnismäßig großen Volumens der Kolbenkammern vermieden.The closed design of the hollow piston 2 avoids an enlargement of the cross section of the hollow piston at high pressure and compression losses due to the relatively large volume of the piston chambers.
Längs durch den Hohlkolben 2 und den Gleitschuh 3 erstreckt sich jeweils ein Kanal 19a, 19b, der in eine an der ebenen Fußfläche 21 des Gleitschuhs 3 angeordnete flache Ausnehmung 22 mündet. Durch die Kanäle 19a, 19b kann sich im Funktionsbetrieb der hydrostatischen Maschine der Arbeitsdruck im hydraulischen Medium bis zur Ausnehmung 22 fortpflanzen, wo das hydraulische Medium eine Schmierung und der Druck eine Druckentlastung in an sich bekannter Weise bewirkt .A channel 19a, 19b extends longitudinally through the hollow piston 2 and the slide shoe 3 and opens into a flat recess 22 arranged on the flat foot surface 21 of the slide shoe 3. Through the channels 19a, 19b, the working pressure in the hydraulic medium can extend up to the recess 22 in the functional operation of the hydrostatic machine reproduce where the hydraulic medium causes lubrication and the pressure relieves pressure in a manner known per se.
Der Hohlkolben 2 besteht vorzugsweise aus härtbarem Stahl, insbesondere aus durch Nitrierhärten härtbarem Stahl. Zwecks Vergrößerung der Festigkeit und Härte ist seine Mantelfläche vorzugsweise nitriert und gehärtet.The hollow piston 2 preferably consists of hardenable steel, in particular of steel hardenable by nitriding. In order to increase the strength and hardness, its outer surface is preferably nitrided and hardened.
Die vorliegende Kugelgelenkverbindung 1A eignet sich zur schwenkbaren Abstützung eines Kolbens 2 für Kolbenmaschinen, insbesondere Axialkolbenmaschinen, an einer Stützfläche S, an der der Gleitschuh 3 mit seiner Fußfläche 21 anliegt. Bei einer Axialkolbenmaschine kann es sich bei der Stützfläche S um die schiefe Fläche einer sogenannten Schrägschreibe handeln.The present ball-and-socket joint 1A is suitable for the pivotable support of a piston 2 for piston machines, in particular axial piston machines, on a support surface S against which the slide shoe 3 rests with its foot surface 21. In the case of an axial piston machine, the support surface S can be the oblique surface of a so-called oblique writing.
Nachfolgend werden die Verfahrensschritte eines bevorzugten Herstellungsverfahrens der den Hohlkolben 2 und den damit unlösbar verbundenen Gleitschuh 3 umfassenden Kolbenanordnung 1 beschrieben.The method steps of a preferred production method of the piston arrangement 1 comprising the hollow piston 2 and the sliding shoe 3, which are inseparably connected thereto, are described below.
Der Gleitschuh 3 kann als endgültig fertiggestelltes Bauteil in einer großen Stückzahl hergestellt und zur Verbindung mit dem Hohlkolben 2 bereitgestellt werden.The slide shoe 3 can be manufactured as a finally finished component in large numbers and provided for connection to the hollow piston 2.
Der Hohlkolben 2 wird als vorgefertigter Kolbenrohling vorzugsweise ebenfalls in großer Stückzahl vorgefertigt und bereitgestellt. In dieser Vorfertigungsform erstreckt sich der Ausnehmungsrand 7 axial mit einem Innendurchmesser d, der unter Berücksichtigung eines Bewegungsspiels an den Durchmesser der Gelenkkugel 4 oder der Gelenkausnehmung 5 angepaßt sein kann, so daß die Gelenkkugel 4 in die Gelenkausnehmung 5 einführbar ist. Dabei werden der stirnseitige Deckel 12 und der übrige Kolbenteil 2b mit einem Querschnittübermaß x hergestellt, das nach dem Schweißen gegebenenfalls nach vorheriger Nitrierung gehärtet und spanabhebend endbearbeitet wird, z.B. durch Schleifen. Dabei kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte vor oder nach dem Schweißen, nämlich das Einarbeiten des Hohlraums 9 der Gelenkausnehmung 5 und des Kanals 19a beliebig sein. Es ist vorteilhaft die formschlüssige Verbindung der Gelenkkugel 4 mit dem Hohlkolben 2 nach dem Nitrieren und/oder Härten und Endbearbeiten der Mantelflache 2c als letzten Arbeitsgang durchzuführen.The hollow piston 2 is preferably also prefabricated and made available in large numbers as a prefabricated piston blank. In this prefabrication form, the recess edge 7 extends axially with an inner diameter d, which can be adapted to the diameter of the joint ball 4 or the joint recess 5, taking into account a play of movement, so that the joint ball 4 can be inserted into the joint recess 5. The front cover 12 and the remaining piston part 2b are produced with a cross-sectional oversize x, which is hardened after welding, if necessary after prior nitriding, and finished by machining, for example by grinding. The order of the process steps can be before or after welding, namely the incorporation of the cavity 9 of the joint recess 5 and the channel 19a as desired. It is advantageous to carry out the positive connection of the joint ball 4 to the hollow piston 2 after the nitriding and / or hardening and finishing of the jacket surface 2c as the last step.
Zum Verbinden werden die Gelenkkugel 4 und die Gelenkausnehmung 5 zusammengesteckt und gegebenenfalls der Gleitschuh 3 m seiner mittleren Stellung gehalten, was durch Abstützen erfolgen kann. Dann wird der Ausnehmungsrand 7 mittels einer geeigneten Heizvorrichtung, z.B. m Form eines andeutungsweise dargestellten Heizringes 23 etwa in der Breite der axialen Länge b, auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Härte des Materials vermindert wird, so daß auch nach dem Erkalten des Materials der Ausnehmungsrand 7 mit geringeren Verformungskräften gebördelt werden kann oder auf eine Temperatur erwärmt werden kann, bei der die Festigkeit des Materials verringert ist und der Ausnehmungsrand 7 warmgebördelt werden kann. In beiden Fällen läßt sich der Ausnehmungsrand 7 mit relativ geringen Kräften plastisch in die m Fig. 1 dargestellte, die Gelenkkugel 4 formschlüssig hintergreifende Form bördeln.To connect the joint ball 4 and the joint recess 5 are plugged together and, if necessary, the slide shoe is held 3 m in its middle position, which can be done by supporting. Then the recess edge 7 is removed by means of a suitable heating device, e.g. In the form of a heating ring 23 shown in the drawing, approximately in the width of the axial length b, heated to a temperature at which the hardness of the material is reduced, so that even after the material has cooled, the recess edge 7 can be crimped with lower deformation forces or to a Temperature can be heated, at which the strength of the material is reduced and the recess edge 7 can be hot flanged. In both cases, the recess edge 7 can be crimped plastically with relatively low forces into the shape shown in FIG. 1, which engages the articulated ball 4 in a form-fitting manner.
Die verhältnismäßig geringen Verformungskräfte stellen sicher, daß der Ausnehmungsrand 7 ohne eine mechanische Überlastung des z.B. aus weicherem Material bestehenden Gleitschuhs 3 verformt wird. Das Erwärmen kann durch direkte Erwärmung z.B. mittels einer Flamme oder induktiv durch eine induktive elektrische Heizvorrichtung erfolgen. Durch das lokale Erwarmen des Ausnehmungsrandes 7 wird m diesem Bereich das gehärtete Material wieder weich und es kann somit leicht verformt werden, ohne daß der übrige Bereich des Kolbens 2 wesentliche Härteverluste erleidet.The relatively low deformation forces ensure that the recess edge 7 without mechanical overloading of the e.g. made of softer material is deformed shoe 3. The heating can be done by direct heating e.g. by means of a flame or inductively by an inductive electrical heating device. Due to the local heating of the recess edge 7, the hardened material becomes soft again in this area and it can therefore be easily deformed without the remaining area of the piston 2 suffering significant losses in hardness.
Ein wesentlicher Vorteil des vorbeschriebenen Verfahrens besteht darin, daß der Hohlkolben 2 vor dem Zusammenfügen und Verbinden mit dem Gleitschuh 3 vollständig fertig bearbeitet werden kann, ohne daß bei der vorbeschriebenen Erwärmung besondere Maßnahmen im Hinblick auf das Bördeln erforderlich wären, wie z.B. Abdecken des zu verformenden Ausnehmungsrandes 7 beim Nitrieren, insbesondere Gasnitrieren, Abdrehen bereits nitrierter Bereiche vor dem Bördeln usw. Durch Feinabstimmung der Vorgänge Erwärmen, Bördeln und Abkühlen kann das optimale Spiel der Kugelgelenkverbindung 1 sehr einfach eingestellt und auch in der Serienfertigung sicher reproduziert werden.A major advantage of the above-described method is that the hollow piston 2 can be completely finished before being joined and connected to the sliding block 3, without the above-described one Special measures with regard to the flaring would be necessary, such as covering the recess edge 7 to be deformed during nitriding, in particular gas nitriding, turning off already nitrided areas prior to flanging, etc. By fine-tuning the heating, flanging and cooling processes, the optimal play of the ball joint connection 1 set very easily and can also be reliably reproduced in series production.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zum einen zu einer wesentlichen Stabilisierung des Hohlkolbens 2 und zwar nicht nur hinsichtlich Biegespannungen sondern bezüglich axialen Druckspannungen, denen der Hohlkolben 2 insbesondere bei einem Druckhub ausgesetzt ist, bei dem eine durch den Pfeil 25 verdeutlichte Druckkraft gegen seine Arbeitsfläche 26 an seinem freien Ende wirkt, die vom Gleitschuh 3 in der Gelenkverbindung 1A aufgenommen wird. Dabei wird die mit dem Pfeil 27 verdeutlichte, gleich große und entgegengesetzte gerichtete Widerstandskraft in den Hohlkolben 2 eingeleitet wird und zwar gegen den Basisabschnitt 3. Der Basisabschnitt 3 ist somit das den Druckspannungen unmittelbar ausgesetzte Teil des Hohlkolbens 2.The configuration according to the invention leads on the one hand to a substantial stabilization of the hollow piston 2 and not only with regard to bending stresses but also with regard to axial compressive stresses to which the hollow piston 2 is exposed in particular during a pressure stroke, in which a pressure force, indicated by arrow 25, against its working surface 26 on its surface acts free end, which is received by the sliding block 3 in the articulation 1A. In this case, the equally large and opposite directional resistance force, indicated by arrow 27, is introduced into the hollow piston 2, specifically against the base section 3. The base section 3 is thus the part of the hollow piston 2 that is directly exposed to the compressive stresses.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung bildet der Mittelzapfen 13 ein axial wirksames Stütz- bzw.In the embodiment according to the invention, the central pin 13 forms an axially effective support or
Verbindungsteil , das bei der Wirksamkeit von DruckkräftenConnection part that is effective in the pressure forces
25, 27 die Druckspannung auf den Basisabschnitt 3 und den25, 27 the compressive stress on the base section 3 and
Deckel 12 verteilt, so daß diese Teile mit einer geringerenCover 12 distributed so that these parts with a lower
Druckspannung beaufschlagt werden. Deshalb können der Basisabschnitt 3 und/oder der Deckel 12 mit einer kleineren axialen Abmessung, d.h. dünner ausgebildet werden. Folglich läßt sich der Hohlkolben 2 oder auch eine diese Hohlkolben 2 aufweisende Kolbenmaschine, insbesondereCompressive stress are applied. Therefore, the base section 3 and / or the lid 12 can have a smaller axial dimension, i.e. be made thinner. Consequently, the hollow piston 2 or a piston machine having this hollow piston 2, in particular
Axialkolbenmaschine, mit einer entsprechend kürzeren Baulänge ausführen.Execute axial piston machine with a correspondingly shorter overall length.
Eine vergleichbare Stütz- und Stabilisierungswirkung übt der Mittelzapfen 13 auch bei einem Saughub des Hohlkolbens 2 aus, bei dem entgegen den Druckkräften 25, 27 gerichtete Zugkräfte an ihm wirksam sind. Auch diese Zugkräfte werden durch den Mittel zapfen 13 sowohl auf den Deckel 12 als auch auf den Basisabschnitt 13 verteilt und dadurch in ihrer Auswirkung verringert .A comparable support and stabilizing effect is exerted by the center pin 13 even during a suction stroke of the hollow piston 2, in the case of which the pressure forces 25, 27 are directed Tensile forces are effective on it. These tensile forces are tapped by the means 13 distributed both on the cover 12 and on the base portion 13 and thereby reduced in their impact.
Die Stutz- und Stabilisierungsfunktion des Mittelzapfens 13 wird bereits dann erfüllt, wenn der Mittelzapfen 13 sich zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Deckel 12 erstreckt, wobei es sich um ein separates Bauteil handeln kann, das zwischen dem Basisabschnitt 3 und dem Deckel 12 gehalten ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist die Stütz- und Stabilisierungsfunktion des Mittelzapfens 13 jedoch auf eine Druckspannung begrenzt, da er mangels Verbindung mit dem Basisabschnitt 3 und dem Deckel 12 lediglich Druckspannungen weiterzuleiten vermag. Beim Vorhandensein von Zugspannungen wäre ein solcher Mittelzapfen 13 unwirksam. Da jedoch im Funktionsbetrieb der Kolbenmaschme die auftretenden Zugkräfte beim Saughub wesentlich geringer sind als beim Druckhub, kann auch ein solcher Mittelzapfen 13 in Form eines zusätzlichen Bauteils die Funktionsf higkeit der Kolbenmaschme gewährleisten, da die Gefahr einer Überlastung hauptsächlich nur bei einem Druckhub besteht.The supporting and stabilizing function of the center pin 13 is already fulfilled when the center pin 13 extends between the base section 3 and the cover 12, which may be a separate component which is held between the base section 3 and the cover 12. In such an embodiment, the support and stabilization function of the central pin 13 is limited to a compressive stress, since it is only able to transmit compressive stresses due to the lack of connection to the base section 3 and the cover 12. Such a center pin 13 would be ineffective in the presence of tensile stresses. However, since the tensile forces occurring during the suction stroke in the functional operation of the piston engine are significantly lower than during the pressure stroke, such a center pin 13 in the form of an additional component can also ensure the functionality of the piston engine, since the risk of overloading exists mainly only during a pressure stroke.
Eine bevorzugte Herstellungsmaßnahme für den Mittelzapfen 13 und die Umfangswand 15 besteht darin, diese Teile durch Kalt- oder Warmfließpressen herzustellen. Bei einem solchen Herstellungsvorgang wird nicht nur eine höhere Festigkeit im Materialgefüge dieser Teile erzielt, sondern es werden durch das Fließpressen auch bezüglich des Grundes des Ringhohlrau s 9 U-fόrmige Faserstrukturen im Material geschaffen, wodurch die Festigkeit der Stabilität weiter vergrößert wird. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, den Ringhohlraum 9 nicht spanlos sondern spanabhebend durch Tiefbohren zu fertigen.A preferred manufacturing measure for the central pin 13 and the peripheral wall 15 is to produce these parts by cold or hot extrusion. In such a manufacturing process, not only is a higher strength achieved in the material structure of these parts, but 9 U-shaped fiber structures are also created in the material by the extrusion with respect to the bottom of the ring hollow part, whereby the strength of the stability is further increased. Within the scope of the invention, however, it is also possible to manufacture the annular cavity 9 not by cutting but by cutting by deep drilling.
Das Ausführungsbeispeil nach Fig. 2 bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, unterscheidet sich vom vorbeschriebenen Ausfuhrungsbeispiel dadurch, daß anstelle eines emstuckig ausgebildeten Mittelzapfen 13 ein zweistückig gebildeter Mittelzapfen 13 vorgesehen ist, der durch einen Stift oder eine Hülse gebildet ist, der bzw. die in axialen Löchern 12a entsprechender Querschnittsgröße im Basisabschnitt 3 und im Deckel 12 sitzt und darin befestigt ist, z.B. durch Schweißen, Löten oder Kleben.The embodiment according to FIG. 2, in which the same or comparable parts are provided with the same reference numerals, differs from the above-described exemplary embodiment in that instead of one, it is in one piece trained center pin 13 a two-piece center pin 13 is provided, which is formed by a pin or a sleeve, which is or in axial holes 12a corresponding cross-sectional size in the base portion 3 and in the cover 12 and is fixed therein, for example by welding, soldering or Glue.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 bis 5 umfassen Ausgestaltungen, die die Gleitlagerung des Gleitschuhs 3 verbessern. Diese Maßnahmen ermöglichen unter anderem den Körper 24 des Gleitschuhs 3 aus einem weniger gleitfreudigen Material zu fertigen, z.B. aus einem Metall größerer Festigkeit, z.B. aus Stahl. Dagegen ist es üblich, den Gleitschuh 3 aus Kupfer- und Zinklegierungen, wie z.B. Messing oder Bronze zu bilden. Diese Materialien haben zwar eine gute Gleiteigenschaft, jedoch ist ihre Festigkeit verhältnismäßig gering und geringer als Stahl. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3 ist die halbkugelförmige Fläche der Gelenkausnehmung 5 durch eine Gleitmaterialschicht 25, z.B. Messing oder Bronze, ausgekleidet. Diese Schicht 25 erstreckt sich bis zum Äquator 6 der Gelenkausnehmung 5. Wenn die Gleitmaterialschicht 25 dicker ist als ein Film, bedarf es einer Vergrößerung der radialen Abmessung der Ausnehmung 5 um die Schichtdicke.The exemplary embodiments according to FIGS. 3 to 5 include configurations that improve the sliding bearing of the sliding block 3. These measures make it possible, among other things, to manufacture the body 24 of the sliding shoe 3 from a less slippery material, e.g. from a metal of greater strength, e.g. from steel. On the other hand, it is common to make the slide shoe 3 from copper and zinc alloys, such as e.g. Form brass or bronze. Although these materials have good sliding properties, their strength is relatively low and lower than steel. 3, the hemispherical surface of the joint recess 5 is covered by a sliding material layer 25, e.g. Brass or bronze, lined. This layer 25 extends to the equator 6 of the joint recess 5. If the sliding material layer 25 is thicker than a film, the radial dimension of the recess 5 needs to be increased by the layer thickness.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile ebenfalls mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, erstreckt sich die Gleitlagerschicht 25 auch bis in den Bereich des Ausnehmungsrandes 7. Hierdurch ist auch beim Auftreten von Zugkräften an der Kolbenanordnung 1 ein verhältnismäßig geringer Verschleiß an der ringzonenförmigen Gleitfläche des Ausnehmungsrandes 7 gewährleistet. Bei dieser Ausgestaltung ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, den Ausnehmungsrand 7 durch das Gleitlagematerial zu bilden und hierdurch ist aufgrund der geringeren Festigkeit des Gleitlagermaterials im Vergleich zu Stahl ein leichteres Bördeln des Ausnehmungsrandes 7 ermöglicht . Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist eine entsprechende Gleitlagerschicht 26 an der vorzugsweise ebenen Fußfläche 21 des Gleitschuhkörpers 24 angeordnet. Diese Gleitmaterialschicht 25 kann sich über die gesamte Fläche der Fußfläche 21 oder nur über Teilflächen, z.B. in Form von vorzugsweise konzentrischen Ringen erstrecken. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Gleitlagerausgestaltungen nach Fig. 3 und/oder 4 ebenfalls ausgebildet sein.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, in which the same or comparable parts are also provided with the same reference numerals, the slide bearing layer 25 also extends into the region of the recess edge 7. As a result, there is relatively little wear even when tensile forces occur on the piston arrangement 1 ensures the annular zone-shaped sliding surface of the recess edge 7. With this configuration, it is also possible within the scope of the invention to form the recess edge 7 by means of the sliding layer material, and this makes it easier to flare the recess edge 7 due to the lower strength of the sliding bearing material compared to steel. In the embodiment according to FIG. 5, in which the same or comparable parts are provided with the same reference symbols, a corresponding slide bearing layer 26 is arranged on the preferably flat foot surface 21 of the slide shoe body 24. This sliding material layer 25 can extend over the entire surface of the foot surface 21 or only over partial surfaces, for example in the form of preferably concentric rings. 3 and / or 4 can also be formed in this embodiment.
Bei der Gleitmaterialschicht 25, 26 kann es sich um eine vorgefertigte Materialschicht handeln, die z.B. durch Löten, Schweißen und Kleben an der sie tragenden Fläche befestigt ist oder es kann sich auch um einen Schichtauftrag handeln, der in einem flüssigen oder teigigen Zustand aufgetragen wird und dann erhärtet .The sliding material layer 25, 26 can be a prefabricated material layer which e.g. is attached to the surface carrying it by soldering, welding and gluing, or it can also be a layer application which is applied in a liquid or pasty state and then hardens.
Infolge dessen können sowohl der Basisabschnitt 11 als auch der Endabschnitt bzw. Deckel 12 mit einer kleineren axialen Abmessung, d.h. dünner, ausgebildet werden, wodurch sowohl die axiale Länge verringert wird als auch Material und Gewicht eingespart wird. As a result, both the base portion 11 and the end portion or lid 12 can be made with a smaller axial dimension, i.e. thinner, are formed, which both reduces the axial length and saves material and weight.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kolbenanordnung (1) für eine Kolbenmaschine, mit einem Hohlkolben (2) und einem Gleitschuh (3), die durch eine Kugelgelenkverbindung (1A) schwenkbar miteinander verbunden sind, die durch eine Gelenkkugel (4) am Gleitschuh1. Piston assembly (1) for a piston machine, with a hollow piston (2) and a slide shoe (3) which are pivotally connected to one another by a ball joint connection (1A), which is connected to the slide shoe by a joint ball (4)
(3) und eine halbkugelförmige Gelenkausnehmung (5) im(3) and a hemispherical joint recess (5) in
Hohlkolben (2) gebildet ist, wobei ein Ausnehmungsrand (7) der Gelenkausnehmung (5) den Äquator (6) der Gelenkausnehmung (5) überragt und die Gelenkkugel (4) formschlüssig hintergreift, wobei der Hohlkolben (2) einen Basisabschnitt (11) aufweist, an dessen einem Ende die Gelenkausnehmung (5) und der Ausnehmungsrand (7) angeordnet sind, und wobei sich vom Basisabschnitt (11) in der der Gelenkausnehmung (5) gegenüberliegenden Achsrichtung einstückig eine Umfangswand (15) erstreckt, die den Hohlraum (9) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (9) des Hohlkolbens (2) durch einen Deckel (12) geschlossen ist, der mit der Umfangswand (15) verbunden ist, und der Hohlkolben (2) einen Mittelzapfen (13) aufweist, der sich vom Basisabschnitt (11) bis zum Deckel (12) erstreckt.Hollow piston (2) is formed, wherein a recess edge (7) of the joint recess (5) projects beyond the equator (6) of the joint recess (5) and engages behind the joint ball (4) in a form-fitting manner, the hollow piston (2) having a base section (11) , at one end of which the joint recess (5) and the recess edge (7) are arranged, and a circumferential wall (15) extending in one piece from the base section (11) in the axial direction opposite the joint recess (5), which extends the cavity (9) Surrounds, characterized in that the cavity (9) of the hollow piston (2) is closed by a cover (12) which is connected to the peripheral wall (15), and the hollow piston (2) has a central pin (13) which is extends from the base section (11) to the cover (12).
2 . Kolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelzapfen (13) einstückig am Basisabschnitt (11) ausgebildet ist.2nd Piston arrangement according to claim 1, characterized in that the central pin (13) is formed in one piece on the base section (11).
3. Kolbenanordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelzapfen (13) spanlos am Basisabschnitt (11) angeformt ist.3. Piston arrangement according to claim 2, characterized in that the central pin (13) is formed without cutting on the base portion (11).
4. Kolbenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (15) spanlos am Basisabschnitt (11) angeformt ist.4. Piston arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the peripheral wall (15) is formed without cutting on the base section (11).
5. Kolbenanordnung nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelzapfen (13) und/oder die Umfangswand (15) durch Fließpressen, insbesondere Kaltfließpressen, vorzugsweise gleichzeitig am Basisabschnitt (11) angeformt sind.5. Piston arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the central pin (13) and / or the peripheral wall (15) by extrusion, in particular cold extrusion, preferably at the same time on the base portion (11) are integrally formed.
6. Kolbenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) mit dem Mittel zapfen (13) verbunden ist.6. Piston arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (12) with the means pin (13) is connected.
7. Kolbenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) durch Schweißen, insbesondere Reibschweißen, mit der Umfangswand (15) und vorzugsweise auch mit dem Mittelzapfen (13) verbunden ist.7. Piston arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (12) by welding, in particular friction welding, is connected to the peripheral wall (15) and preferably also to the central pin (13).
8. Kolbenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausnehmungsrand (7) kaltgebördelt oder warmgebördelt ist .8. Piston arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the recess edge (7) is cold or hot-beaded.
9. Kolbenanordnung, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkolben (2) und/oder der Gleitschuh (3) aus Stahl besteht .9. Piston arrangement, according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow piston (2) and / or the sliding block (3) consists of steel.
10. Kolbenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkausnehmung (5) mit einer Gleitmaterialschicht (25) ausgekleidet ist.10. Piston arrangement according to claim 9, characterized in that the joint recess (5) is lined with a sliding material layer (25).
11. Kolbenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmaterialschicht (25) sich bis in den Bereich des Ausnehmungsrandes (7) erstreckt. 11. Piston arrangement according to claim 10, characterized in that the sliding material layer (25) extends into the region of the recess edge (7).
12. Kolbenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausnehmungsrand (7) durch die Gleitmaterialschicht (25) gebildet ist.12. Piston arrangement according to claim 11, characterized in that the recess edge (7) is formed by the sliding material layer (25).
13. Kolbenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußfläche (21) des Gleitschuhs (3) aus Gleitmaterial ausgebildet ist.13. Piston arrangement according to one of claims 9 to 12, characterized in that the foot surface (21) of the sliding block (3) is made of sliding material.
14. Kolbenanordnung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fußfläche (21) an einer Gleitmaterialschicht (26) angeordnet ist. 14. Piston arrangement according to claim 13, characterized in that the foot surface (21) is arranged on a sliding material layer (26).
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