EP2596242A1 - Kolbeneinheit - Google Patents

Kolbeneinheit

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EP2596242A1
EP2596242A1 EP11731270.2A EP11731270A EP2596242A1 EP 2596242 A1 EP2596242 A1 EP 2596242A1 EP 11731270 A EP11731270 A EP 11731270A EP 2596242 A1 EP2596242 A1 EP 2596242A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
roller
piston unit
recess
unit according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11731270.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philip Nagel
David Breuer
Geoffrey Kermode
Khaled Tibari
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2596242A1 publication Critical patent/EP2596242A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0408—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B1/107—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders
    • F04B1/1071—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks

Definitions

  • the invention relates to a piston and a roller comprehensive piston unit for a radial piston machine according to the preamble of patent claim 1.
  • the document DE 40 37 455 C1 shows a radial piston machine with a plurality of cylinders, which are arranged in a star shape in a rotor. Each cylinder is assigned a piston unit.
  • the piston unit has a stepped piston, which is supported radially outwardly via a respective roller on a lift curve of the radial piston machine. Since the lift curve is formed as a stator and has a waveform, an oscillating stroke movement of the stepped piston is performed with a rotating rotor.
  • the rollers are circular cylindrical over their entire length.
  • a disadvantage of such piston units is the friction that arises between the stepped piston and the associated role. Furthermore, a high Hertzian pressure, which arises in particular at the end portions of the circular cylindrical rollers, is disadvantageous.
  • piston units in which a pressure relief is provided between a piston and a roller. It has a flat depression arranged on the piston in a contact area with the roller. This is acted upon by a piston passing through the channel with working pressure from the associated cylinder.
  • the length of a recess of such pressure relief is limited in cambered rollers, since the recess can extend only along the circular cylindrical portion of the roller.
  • the document DE 27 31 474 A1 shows a piston unit with pressure relief and with a hollow cylindrical roller, which has a comparatively thin and weak wall.
  • the interior of the roller is acted upon by working pressure of the associated cylinder.
  • the Hertzian pressure of the weakened roller is reduced with the lift curve.
  • a disadvantage of the latter piston unit is the device technical effort to reduce the Hertzian pressure.
  • the invention is based on the object to provide a piston unit with pressure relief, which offers a very large discharge force.
  • the Hertzian pressure should be reduced with little effort.
  • the piston unit according to the invention of a radial piston machine has a piston and a roller or a roller body which, apart from a chamfer or the like, has a circular-cylindrical jacket.
  • a hydrostatic pressure or force relief is provided, which forms a pressure field there.
  • the role has an end-face
  • the roller has two end approximately concentric recesses, which are each surrounded by an approximately concentric ring portion. Between the two weakened ring sections a main section of solid material is arranged.
  • the pressure relief has a shallow recess, which is arranged on the piston in the contact area.
  • the recess is connected via a channel with an inner end face or with a circumferential surface of the piston. These surfaces are working surfaces of the piston and therefore acted upon by working pressure.
  • the recess extends substantially over an entire length of the roller. This maximizes the pressure field and thus the unloading force. This is e.g. in the case of a radial piston engine improves its Anfahr fürsgrad.
  • the recess is slightly shorter than the shell of the roller, so that in each case a sealing area between the recess and the respective end face of the roller remains.
  • the recess is filled with plastic for setting a predetermined rigidity and a damping effect and for preventing any material fatigue of the associated end section.
  • the plastic is an elastomer.
  • a main section radially enlarged relative to a journal section is provided, which is longer along a rotational axis of the roller than transverse thereto.
  • the piston may have a core and a metallic sheath or a
  • Plastic sheath which has a reduced hardness compared to the core.
  • the core can take over stability and support functions of the piston, while the sheath can take over sealing functions relative to the cylinder and the roller.
  • a fitting tolerance of the cylinder is reduced with such a piston, whereby the manufacturing cost of the piston unit according to the invention is reduced.
  • the leakage and / or the friction between the piston and cylinder can be reduced, whereby the efficiency of the corresponding radial piston machine is improved.
  • Figure 1 shows a part of a radial piston machine in lateral section with a first embodiment of a piston unit according to the invention
  • Figure 2 shows a role of the first embodiment of the piston unit according to the invention in a view
  • Figures 3a-c a stepped piston according to a second embodiment of the piston unit according to the invention.
  • FIG. 1 shows a detail of a radial piston machine with a first exemplary embodiment of piston units 14, 16, 10 according to the invention in a side sectional view.
  • the radial piston engine has a circumferential wave-shaped lifting curve 1 and eight cylinders 6, 8 with corresponding piston units 14, 16, 10, of which only three are shown completely in FIG. 1 and two are partially shown.
  • the cylinders 6, 8 are arranged radially or star-shaped in a rotor 2, while the lifting cam 1 is formed on a lifting plate 4.
  • Rotor 2 and lifting disk 4 can rotate relative to each other.
  • a radial piston machine of the type shown is commonly used as a hydraulic motor, wherein the rotor can be attached via the shaft 5 or the lifting cam to the element to be driven.
  • Each cylinder 6, 8 has a main section 6 and on its side facing the shaft 5 a radially stepped back guide section. 8
  • Each piston unit 14, 16, 10 has a roller 10, which rolls upon rotation of the rotor 2 along the lifting cam 1 and, relative to a longitudinal axis 12, performs an oscillating stroke movement.
  • a roller 10 is mounted in each stepped piston 14, 16.
  • Each stepped piston has a main portion 14 and a spigot portion 16.
  • the main portion 14 of the stepped piston bears against the roller 10 and is received in the main portion 6 of the cylinder, while the spigot portion 16 of the stepped piston is received in the guide portion 8 of the cylinder.
  • a circumferential groove 18 is introduced, in which a slotted metallic sealing ring 34 is received.
  • the sealing ring 34 is shown on one of the piston units, while in the other piston units of the sealing ring is omitted to illustrate the groove 18.
  • FIG. 2 shows the roller 10 of the first embodiment of a piston unit according to the invention in a view.
  • a jacket 10c of the roller 10 is - apart from a respective chamfer 10d - circular cylindrical.
  • a provided on the main portion 14 of the stepped piston shallow recess of the pressure relief (not shown in Figure 2) along a rotational axis 36 of the roller 10 over the largest part of the jacket 10 c extend.
  • FIG. 3a shows a stepped piston of a second exemplary embodiment of a piston unit according to the invention in a view from below.
  • a main portion 314 is extended along a rotational axis 336 of the roller (not shown in Figure 3a) as compared to the first embodiment, so that the main portion 314 has a strongly rounded (in the broadest sense) rectangular shape.
  • a delivery or absorption volume of the stepped piston is increased in conjunction with a correspondingly shaped cylinder.
  • a small recess 330 which is subjected to pressure relief via a channel 328 with high pressure, divided into two sections.
  • the particular slope of the lift curve (see Figure 1) and the corresponding inclination of the application of force to the role of each of the two subregions of the recess 330 takes over a large part of the pressure relief.
  • the stepped piston according to FIGS. 3 a to 3 c has a core (not shown in greater detail) made of iron or a steel, which is surrounded by a sheath 338 of comparatively soft and elastic material, for example of a metal, but in particular of a plastic.
  • the core is overmolded with the plastic, which can be formed in a fairly simple manner, the desired outer shape of the piston.
  • the softer material can deform slightly under load, so that the load between the piston and rotor is distributed over a larger area.
  • the depressions 330 for the pressure relief of a roll can be produced already during injection molding of the plastic.
  • the rollers can run directly on the plastic.
  • Figure 3b shows a piston with a sheath 338 made of plastic in a side sectional view.
  • the sheath 338 also serves to
  • FIG. 3c shows the stepped piston of the second exemplary embodiment of a piston unit according to the invention in a lateral view.
  • a spigot portion 316 of the stepped piston has two recesses formed by respective flats, of which only one recess 316a is shown in FIG. 6c. They serve for the pressure medium connection of the two pressure chambers or work spaces formed between the stepped piston 314, 416 and an associated cylinder (not shown in FIGS.
  • a piston unit for a radial piston machine which has a piston and a roller or a roller body, which - apart from a chamfer or the like - has a circular cylindrical jacket.
  • a contact area between the piston and the roller is a hydrostatic pressure or force relief
  • the role has one or two end-side recesses. Through this recess (s), the role is assigned to

Abstract

Kolbeneinheit für eine Radialkolbenmaschine die einen Kolben und eine Rolle bzw. einen Rollenkörper hat, die bzw. der - abgesehen von einer Fase oder dergleichen - einen kreiszylindrischen Mantel hat. In einem Anlagebereich zwischen dem Kolben und der Rolle ist eine hydrostatische Druck- bzw. Kraftentlastung vorgesehen, die dort ein Druckfeld bildet. Dabei hat die Rolle eine oder zwei stirnseitige Ausnehmungen. Durch diese Ausnehmung (en) wird die Rolle am zugeordneten Endabschnitt leicht geschwächt, so dass die Hertzsche Pressung dort verringert ist.

Description

Beschreibung
Kolbeneinheit
Die Erfindung betrifft eine einen Kolben und eine Rolle umfassende Kolbeneinheit für eine Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Kolbeneinheiten für Radialkolbenmaschinen sind verschiedene Ansätze bekannt.
Die Druckschrift DE 40 37 455 C1 zeigt eine Radialkolbenmaschine mit mehreren Zylindern, die sternförmig in einem Rotor angeordnet sind. Jedem Zylinder ist eine Kolbeneinheit zugeordnet. Die Kolbeneinheit hat einen Stufenkolben, der sich radial nach außen über eine jeweilige Rolle an einer Hubkurve der Radialkolbenmaschine abstützt. Da die Hubkurve als Stator ausgebildet ist und eine Wellenform hat, wird bei rotierendem Rotor eine oszillierende Hubbewegung der Stufenkolben ausgeführt. Die Rollen sind über ihre gesamte Länge kreiszylindrisch ausgeführt.
Nachteilig an derartigen Kolbeneinheiten ist die Reibung, die zwischen dem Stufenkolben und der zugeordneten Rolle entsteht. Weiterhin ist eine hohe Hertzsche Pressung, die insbesondere an den Endabschnitten der kreiszylindrischen Rollen entsteht, von Nachteil.
Zur Verringerung der Hertzschen Pressung ist es gemäß dem Stand der Technik bekannt, an den Endabschnitten der Rollen stetige Durchmesserverringerungen, also Bombierungen vorzusehen.
In der Druckschrift DE 27 31 474 A1 sind Kolbeneinheiten gezeigt, bei denen zwischen einem Kolben und einer Rolle eine Druckentlastung vorgesehen ist. Sie hat eine am Kolben in einem Anlagebereich mit der Rolle angeordnete flache Vertiefung. Diese wird über einen den Kolben durchsetzenden Kanal mit Arbeitsdruck aus dem zugeordneten Zylinder beaufschlagt. Die Länge einer Vertiefung einer derartigen Druckentlastung ist bei bombierten Rollen begrenzt, da die Vertiefung sich nur entlang dem kreiszylindrischen Abschnitt der Rolle erstrecken kann.
Dem entsprechend zeigt die Druckschrift DE 27 31 474 A1 eine Kolbeneinheit mit Druckentlastung und mit einer hohlzylindrischen Rolle die, eine vergleichsweise dünne und schwache Wandung hat. Dabei wird der Innenraum der Rolle mit Arbeitsdruck des zugeordneten Zylinders beaufschlagt. Auf diese Weise wird die Hertzsche Pressung der geschwächten Rolle mit der Hubkurve verringert.
Nachteilig an der letztgenannten Kolbeneinheit ist der vorrichtungstechnische Aufwand zur Verringerung der Hertzschen Pressung.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Kolbeneinheit mit Druckentlastung zu schaffen, die eine sehr große Entlastungskraft bietet. Dabei soll die Hertzsche Pressung mit geringem Aufwand verringert sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kolbeneinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Kolbeneinheit einer Radialkolbenmaschine hat einen Kolben und eine Rolle bzw. einen Rollenkörper, die bzw. der - abgesehen von einer Fase oder dergleichen - einen kreiszylindrischem Mantel hat. In einem Anlagebereich zwischen dem Kolben und der Rolle ist eine hydrostatische Druck- bzw. Kraftentlastung vorgesehen, die dort ein Druckfeld bildet. Dabei hat die Rolle eine stirnseitige
Ausnehmung. Durch diese Ausnehmung wird die Rolle an einem zugeordneten
Endabschnitt leicht geschwächt, so dass die Hertzsche Pressung mit minimalem Aufwand verringert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Bei einer bevorzugten Weiterbildung hat die Rolle zwei stirnseitige etwa konzentrische Ausnehmungen, die jeweils von einem etwa konzentrischen Ringabschnitt umgeben sind. Zwischen den beiden geschwächten Ringabschnitten ist ein Hauptabschnitt aus Vollmaterial angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Druckentlastung eine flache Vertiefung, die am Kolben im Anlagebereich angeordnet ist. Dabei ist die Vertiefung über einen Kanal mit einer inneren Stirnfläche oder mit einer umlaufenden Fläche des Kolbens verbunden. Diese Flächen sind Arbeitsflächen des Kolbens und daher mit Arbeitsdruck beaufschlagt.
Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn sich die Vertiefung im Wesentlichen über eine gesamte Länge der Rolle erstreckt. Damit ist das Druckfeld und somit die Entlastungskraft maximiert. Damit ist z.B. im Falle eines Radialkolbenmotors dessen Anfahrwirkungsgrad verbessert.
Vorzugsweise ist die Vertiefung etwas kürzer als der Mantel der Rolle, so dass jeweils ein Dichtbereich zwischen der Vertiefung und der jeweiligen Stirnfläche der Rolle verbleibt.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbeneinheit ist die Ausnehmung zur Einstellung einer vorbestimmten Steifigkeit und einer Dämpfungswirkung und zur Vorbeugung einer eventuellen Materialermüdung des zugeordneten Endabschnitts mit Kunststoff ausgefüllt.
Dabei wird es bevorzugt, wenn der Kunststoff ein Elastomer ist.
Zur Schaffung eines High-Displacement-Stufenkolbens (HD) mit einem gegenüber dem Stand der Technik vergrößerten Fördervolumen wird gemäß einer Weiterbildung ein gegenüber einem Zapfenabschnitt radial erweiterter Hauptabschnitt vorgesehen, der entlang einer Rotationsachse der Rolle länger ist als quer dazu. Der Kolben kann einen Kern und eine metallische Ummantelung oder eine
Ummantelung aus Kunststoff haben, die gegenüber dem Kern eine verringerte Härte hat. Der Kern kann dabei Stabilitäts- und Stützfunktionen des Kolbens übernehmen, während die Ummantelung Dichtfunktionen gegenüber dem Zylinder und der Rolle übernehmen kann. Weiterhin wird eine Passungstoleranz des Zylinders mit einem derartigen Kolben verringert, wodurch der Fertigungsaufwand der erfindungsgemäßen Kolbeneinheit verringert ist. Weiterhin kann die Leckage und/oder die Reibung zwischen Kolben und Zylinder verringert werden, wodurch der Wirkungsgrad der entsprechenden Radialkolbenmaschine verbessert wird.
Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen Teil einer Radialkolbenmaschine im seitlichen Schnitt mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbeneinheit;
Figur 2 eine Rolle des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kolbeneinheit in einer Ansicht; und
Figuren 3a-c einen Stufenkolben gemäße einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolbeneinheit.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Radialkolbenmaschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Kolbeneinheiten 14, 16, 10 in einer seitlichen geschnittenen Darstellung. Die Radialkolbenmaschine hat eine umlaufende wellenförmige Hubkurve 1 und acht Zylinder 6, 8 mit entsprechenden Kolbeneinheiten 14, 16, 10, von denen in Figur 1 nur drei komplett und zwei weitere teilweise dargestellt sind. Die Zylinder 6, 8 sind radial bzw. sternförmig in einem Rotor 2 angeordnet, während die Hubkurve 1 an einer Hubscheibe 4 ausgebildet ist. Rotor 2 und Hubscheibe 4 können sich relativ zueinander drehen. Eine Radialkolbenmaschine der gezeigten Art wird üblicherweise als Hydromotor benutzt, wobei der Rotor über die Welle 5 oder die Hubkurve an dem anzutreibenden Element befestigt sein können. Jeder Zylinder 6, 8 hat einen Hauptabschnitt 6 und an seiner der Welle 5 zugewandten Seite einen radial zurückgestuften Führungsabschnitt 8.
Jede Kolbeneinheit 14, 16, 10 hat eine Rolle 10, die bei Rotation des Rotors 2 entlang der Hubkurve 1 rollt und dabei bezogen auf eine Längsachse 12 eine oszillierende Hubbewegung ausführt. Dabei ist in jedem Stufenkolben 14, 16 eine Rolle 10 gelagert. Jeder Stufenkolben hat einen Hauptabschnitt 14 und einen Zapfenabschnitt 16. Der Hauptabschnitt 14 des Stufenkolbens liegt an der Rolle 10 an und ist im Hauptabschnitt 6 des Zylinders aufgenommen, während der Zapfenabschnitt 16 des Stufenkolbens im Führungsabschnitt 8 des Zylinders aufgenommen ist. In den Hauptabschnitt 14 des Stufenkolbens ist eine umlaufende Nut 18 eingebracht, in der ein geschlitzter metallischer Dichtring 34 aufgenommen ist. In Figur 1 ist an einer der Kolbeneinheiten der Dichtring 34 gezeigt, während bei den anderen Kolbeneinheiten der Dichtring weggelassen ist, um die Nut 18 zu verdeutlichen.
In einem Anlagebereich 20 zwischen dem Hauptabschnitt 14 des Stufenkolbens und der Rolle 10 ist eine (in Figur 1 nicht näher gezeigte) Druckentlastung vorgesehen.
Figur 2 zeigt die Rolle 10 des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kolbeneinheit in einer Ansicht. Ein Mantel 10c der Rolle 10 ist - abgesehen von einer jeweiligen Fase 10d - kreiszylindrisch ausgebildet. Damit kann sich eine am Hauptabschnitt 14 des Stufenkolbens vorgesehene flache Vertiefung der Druckentlastung (in Figur 2 nicht gezeigt) entlang einer Rotationsachse 36 der Rolle 10 über den größten Teil des Mantels 10c erstrecken.
Im Innern der Rolle 10 sind zwei stirnseitige Ausnehmungen 10b vorgesehen. Sie sind konzentrisch entlang der Rotationsachse 36 in die jeweilige Stirnseite der Rolle 10 eingebracht und sind nicht durchgängig. Somit verbleibt im Innern der Rolle 10 zwischen den beiden Ausnehmungen ein Hauptabschnitt 10e. Die Ausnehmungen 10b ermöglichen ein Nachgeben der Endabschnitte der Rolle 10 und damit eine Verringerung der Hertzschen Pressung. Figur 3a zeigt einen Stufenkolben eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kolbeneinheit in einer Ansicht von unten. Ein Hauptabschnitt 314 ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel entlang einer Rotationsachse 336 der (in Figur 3a nicht gezeigten) Rolle verlängert, so dass der Hauptabschnitt 314 eine stark abgerundete (im weitesten Sinne) rechteckige Form hat. Damit ist ein Förder- bzw. Schluckvolumen des Stufenkolbens in Verbindung mit einem entsprechend geformten Zylinder erhöht.
Weiterhin ist eine geringe Vertiefung 330, die zur Druckentlastung über einen Kanal 328 mit Hochdruck beaufschlagt wird, in zwei Teilbereiche aufgeteilt. Dabei übernimmt in Abhängigkeit der jeweils anstehenden Neigung der Hubkurve (vgl. Figur 1 ) und der entsprechenden Schrägstellung der Kraftbeaufschlagung der Rolle jeweils einer der beiden Teilbereiche der Vertiefung 330 einen Großteil der Druckentlastung.
Der Stufenkolben gemäß den Figuren 3a bis 3c hat einen (nicht näher gezeigten) Kern aus Eisen oder einem Stahl, der von einer Ummantelung 338 aus vergleichsweise weichem und elastischen Material, zum Beispiel aus einem Metall, insbesondere aber aus einem Kunststoff umgeben ist. Der Kern wird mit dem Kunststoff umspritzt, wobei sich auf recht einfache Weise die gewünschte Außenform des Kolbens ausbilden lässt. Das weichere Material kann sich bei Belastung etwas verformen, so dass die Belastung zwischen Kolben und Rotor auf eine größere Fläche verteilt ist. Die Vertiefungen 330 für die Druckentlastung einer Rolle lassen sich schon beim Anspritzen des Kunststoffs erzeugen. Die Rollen können unmittelbar auf dem Kunststoff laufen.
Figur 3b zeigt einen Kolben mit einer Ummantelung 338 aus Kunststoff in einer seitlichen geschnittenen Darstellung. Die Ummantelung 338 dient auch dazu,
Passungsungenauigkeiten einerseits zwischen dem Stufenkolben und dem
zugeordneten Zylinder und andererseits zwischen dem Stufenkolben und der
zugeordneten Rolle zu egalisieren bzw. zu tolerieren.
Man erkennt deutlich, dass in einer umlaufenden Nut 318 in der Ummantelung 338 ist (in Figur 3b) ein Dichtring 334 aufgenommen ist. Dieser ist geschlitzt und aus Metall. Figur 3c zeigt den Stufenkolben des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kolbeneinheit in einer seitlichen Ansicht. Ein Zapfenabschnitt 316 des Stufenkolbens hat zwei durch jeweilige Abflachungen gebildete Ausnehmungen, von denen in Figur 6c nur eine Ausnehmung 316a gezeigt ist. Sie dienen zur Druckmittelverbindung der beiden zwischen dem Stufenkolben 314, 416 und einem zugeordneten (in Figuren 3 nicht gezeigten) Zylinder gebildeten Druck- bzw. Arbeitsräumen.
Durch die Verlängerung des Hauptabschnitts 314 und des Hauptabschnitts des entsprechenden Zylinders kann man einerseits die Führungslänge zwischen
Kolbeneinheit und Rotor groß machen und andererseits durch einen großen Querschnitt des Hauptabschnitts 314 ein großes das Schluck- bzw. Fördervolumen der
Radialkolbenmaschine erhalten.
Offenbart ist eine Kolbeneinheit für eine Radialkolbenmaschine die einen Kolben und eine Rolle bzw. einen Rollenkörper hat, die bzw. der - abgesehen von einer Fase oder dergleichen - einen kreiszylindrische Mantel hat. In einem Anlagebereich zwischen dem Kolben und der Rolle ist eine hydrostatische Druck- bzw. Kraftentlastung
vorgesehen, die dort ein Druckfeld bildet. Dabei hat die Rolle eine oder zwei stirnseitige Ausnehmungen. Durch diese Ausnehmung(en) wird die Rolle am zugeordneten
Endabschnitt leicht geschwächt, so dass die Hertzsche Pressung dort verringert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Kolbeneinheit für eine Radialkolbenmaschine mit einer in einem Anlagebereich (20; 320) zwischen einem Kolben (14, 16; 314, 316) und einer Rolle (10) wirkenden hydrostatischen Druckentlastung (328, 330), wobei die Rolle (10) einen kreiszylindrischen Mantel (10c) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (10) eine stirnseitige Ausnehmung (10b) hat.
2. Kolbeneinheit nach Anspruch 1 , wobei die Rolle (10) zwei stirnseitige etwa konzentrische Ausnehmungen (10b) hat, die jeweils von einem etwa konzentrischen Ringabschnitt umgeben sind, wobei zwischen den beiden Ringabschnitten ein Hauptabschnitt (10e) angeordnet ist.
3. Kolbeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckentlastung eine flache Vertiefung (330) hat, die am Kolben (314, 316) im Anlagebereich (320) angeordnet ist, und wobei die Vertiefung (330) über einen Kanal (328) mit einer inneren Stirnfläche oder mit einer umlaufenden Fläche des Kolbens verbunden ist.
4. Kolbeneinheit nach Anspruch 3, wobei sich die Vertiefung (330) im Wesentlichen über eine gesamte Länge der Rolle (10) erstreckt.
5. Kolbeneinheit nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ausnehmung (10b) in der Rolle (10) mit Kunststoff ausgefüllt ist.
6. Kolbeneinheit nach Anspruch 5, wobei der Kunststoff ein Elastomer ist.
7. Kolbeneinheit nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei ein
Hauptabschnitt (314) des Kolbens entlang einer Rotationsachse (36; 336) der Rolle (10) länger ist als quer dazu.
8. Kolbeneinheit nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der
Stufenkolben (314, 316) einen Kern und eine Ummantelung (338) hat, die gegenüber dem Kern eine verringerte Härte hat.
EP11731270.2A 2010-07-23 2011-07-07 Kolbeneinheit Withdrawn EP2596242A1 (de)

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WO (1) WO2012010262A1 (de)

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