JP5281653B2 - 流体静力学的ピストン機械用の後退ボール - Google Patents

Description

本発明は、流体静力学的ピストン機械のための後退ボールに関し、且つ、流体静力学的ピストン機械のための後退ボールと、少なくとも１つの弾性素子とを含み、後退ボールは、弾性素子の収容のための凹部を提供し、弾性素子の係止のために構造素子が形成される、システムに関する。

ハウジングを備え、円筒形ドラムがハウジングの内部空間に取り付けられる、軸方向ピストン機械が、ＤＥ１００３５６３０Ｃ１から既知である。円筒形ドラムは、同軸駆動シャフトについて取り付けられ、同軸駆動シャフトに回転的に剛的な方法で接続される。軸方向に延びるピストン穿孔が円筒形ドラム内に形成され、ピストンはピストン穿孔内で移動可能に案内される。ピストンは回転ディスクに対してガイドシューを介して支持される。回転ディスクは、駆動シャフトの軸に対して垂直に延びる回転軸について回転可能な方法で取り付けられ、対角に動作する表面を形成し、ガイドシューは対角動作表面上で摺動し得る。軸方向ピストン機械の機能的動作の間、駆動シャフト及び円筒形ドラムは、共通の軸について回転する。ピストンは、ピストン穿孔内で往復的な方法で移動される。吸引ストローク中の動作表面からのガイドシューの持上げは、後退装置によって阻止される。後退装置は、動作表面と接触するガイドシューを保持する。後退装置は、後退ディスクによって形成され、後退ディスクは、ガイドシューのフランジの背後と係合する。後退ディスクは、所謂後退ボールの対応する球帯形状の凸状の軸受表面に対する球体形状の凹状の軸受表面で、軸方向に支持される。後退ボールは、好ましくは、多歯継手によって回転的に剛的な方法で駆動シャフトに接続され、軸方向に移動可能な方法で駆動シャフトに取り付けられ、円筒形ドラムに向かう方向に支持される。

円筒形ドラムに向かう方向に後退ボールを支持するバネの使用は既知である。従って、支持は弾性的であり、後退ボールの位置は、例えば、温度の影響を通じて、動作中の変化する状況に適合される。後退ボール内にバネを収容するために、凹部が後退ボール内に形成される。

以前の凹部に伴う不利点、又は、後退ボールと組込みバネとを含む、以前のシステムに伴う不利点は、軸方向ピストン機械内へのシステムの取付け又は軸方向ピストン機械からのシステムの取外しの間に、バネが飛び出し得ることである。これは取付け又は取外しを厄介にする。グリース又は高粘性材料を使用した後退ボールの単純化された取付けのために後退ボールの凹部内にバネを取り付けることが既知である。この方法は、高い動作温度の故に並びに漏出流の故に、グリース又は高粘性材料が軸方向ピストン機械内の凹部から流出するという不利点を有し、バネは後退ボールの取外し中に再び飛び出し得る。後退ボールの凹部内にバネを固定することは恒久的ではなく、取付けを単純化するだけであるが、後退ボールと組込みバネとを含むシステムの取外しは、そうではない。

従って、本発明は、流体静力学的ピストン機械のための後退ボール、又は、流体静力学的ピストン機械のための後退ボールと、少なくとも１つの弾性素子とを含み、弾性素子の恒久的な係止を可能にするシステムを提供するという目的に基づく。

上記目的は、静水学的ピストン機械のための本発明に従った後退ボール、又は、少なくとも１つの弾性素子を備える静水学的ピストン機械のための後退ボールを含む本発明に従ったシステムによってそれぞれ達成される。

本発明に従ったシステムは、静水学的ピストン機械のための後退ボールと、少なくとも１つの弾性素子とを提供する。弾性素子の収容のために、凹部が後退ボールに形成される。凹部は、弾性素子を係止するための構造素子を提供する。弾性素子を係止するための構造素子によって、弾性素子の恒久的な係止が達成される。

従属請求項は、本発明に従ったシステムの有利な実施態様を具体化する。

好ましくは、弾性素子を係止するための構造素子を塑性的に変形し得る。それ故に、形態は、構造素子の後続の加工を通じて、前に挿入された弾性素子を保持するための要求に適合され得る。

１つの好適実施態様において、弾性素子を係止するための構造素子は、構造素子の平衡形態が要求に適合されるよう、塑性的に変形される。

他の実施態様では、弾性素子を係止するための構造素子を弾性的な方法で変形し得る。それ故に、例えば、後退ボールの凹部内への弾性素子の取付け又は取外しのために、構造素子を可逆的な方法で変形することができ、それによって、取付け又は取外しをそれぞれ簡略化する。その上、弾性素子を係止するために、その平衡形態から外されるときに構造素子によってもたらされる復帰力を使用し得る。

１つの好適実施態様において、弾性素子を係止するための構造素子は、弾性的な方法で変形される。これに関連して、構造素子は、復帰力の補助を受けて弾性素子を係止する。

特に好ましくは、弾性素子は、凹部内に形態適合の方法で係止される。形態適合係止は、確実な係止をもたらし、形態適合係止は、相当な機械応力の下でさえも弾性素子を係止する。

１つの有利な実施態様において、弾性素子は凹部内に圧力嵌めの方法で係止される。圧力嵌め係止を通じて、所要時に十分な機械応力によって、弾性素子を凹部から取り外し得る。弾性素子の交換が、このような方法で容易化される。

１つの好適実施態様において、凹部は、少なくとも１つの円筒形部分を提供し、構造素子は、少なくとも１つの円筒形部分に形成される。凹部内の円筒形部分は、円筒形に巻回される渦巻バネのような円筒形の弾性素子の収容に特に適している。

１つの有利な実施態様において、構造素子は、同軸の中空シリンダとして形成される。凹部の円筒形部分内への弾性素子の取付け後に同軸の中空シリンダとして形成される構造素子の簡単な塑性変形を通じて、弾性素子の有利な恒久的な形態適合係止が、アンダーカットの形成を通じて実現され得る。

好ましくは、構造素子は、アンダーカットを用いて弾性素子を係止する。それ故に、形態適合係止が実現され、それは弾性素子が凹部から脱落するのを阻止する。

特に好ましくは、弾性素子は、渦巻バネである。この種類の弾性素子は、製造、取付け、取外し、及び、交換が容易であり、機能性を犠牲にすることはない。従って、本発明に従ったシステムの製造及び保守の費用及び困難性は低減される。

特にアンダーカットを通じた係止は、第一巻線の１つに対して特に簡単な方法で実施され得る。

１つの好適実施態様において、後退ボール及び構造素子は、射出成形合成材料を含む。それ故に、構造素子の簡単な塑性的な変形性並びに有利な弾性的な変形性が、低い構成部品重量で達成される。

後退ボールと弾性素子とを含む本発明に従ったシステムの好適な例示的な実施態様が図面中に提示され、且つ、以下の段洛中に詳細に記載される。図面は、以下の通りである。

従来技術の後退ボールを示す平面図である。 従来技術の後退ボールを示す断面図である。 従来技術の軸方向ピストン機械内に取り付けられる後退ボールを示す断面図である。 本発明に従った後退ボールを通じる断面図である。 本発明に従った後退ボールを示す平面斜視図である。 本発明に従った後退ボールのある領域を通じる第一の断面図である。 本発明に従った後退ボールのある領域を通じる第二の断面図である。 形成プロセス後の本発明に従ったシステムのある領域を通じる第一の断面図である。 形成プロセス後の本発明に従ったシステムのある領域を通じる第二の断面図である。 形成プロセス後の本発明に従ったシステムのある領域を通じる第三の断面図である。 代替的な構造素子を備える本発明に従った代替的なシステムのある領域を通じる第三の断面図である。 本発明に従った後退ボールの更なる凹部を通じる断面図である。

図１は、従来技術から既知の後退ボール１ａとバネ４とを含む既知のシステムの平面図を提示している。システムは、軸受穿孔２を備える既知の後退ボール１ａを含む。

軸受穿孔２は、ここに図示されない軸方向ピストン機械の、図３に示される駆動シャフト２００の収容のために使用される。幾つかの既知の凹部３ａが既知の後退ボール１ａに形成され、バネ４が各々の凹部内に収容される。既知の凹部３ａは円筒形状に形成されている。バネ４は、鋼線製の円筒形バネとして設計される。球帯形状(spherical-zone-shaped)の凸状軸受表面が、既知の後退ボール１ａの外側縁部に形成され、凸状軸受表面の断面が、図２に示されている。軸受穿孔２は、軸受穿孔限界６によって限定されている。

図２は、図１に例証される既知の後退ボール１ａを通じた並びに既知の後退ボール１ａ内の既知の円筒形の凹部３ａの２つを通じた断面を示している。軸受穿孔２の軸受穿孔限界６は、内歯付きはめば歯車７として設計されている。図２には、球帯形状の凸状軸受表面５の断面が詳細に提示されている。

図３は、完全に例証されていない軸方向ピストン機械内に取り付けられた既知の後退ボール１ａを通じた断面を示している。既知の後退ボール１ａの既知の凹部３ａ内には、バネ４が取り付けられ、既知の後退ボール１ａは、バネ４によって、軸方向ピストン機械の円筒形ドラム１００上に弾性的な方法で支持される。既知の後退ボール１ａを円筒形ドラム１００に対して押し付ける力は、後退ディスク８を介して既知の後退ボール１ａに供給され、軸方向ピストン機械の例証されていないガイドシューは、後退ディスクを用いて軸方向ピストン機械の例証されていない対角表面と接触して保持される。この目的のために、後退ディスク８は、対応する後退ボール１ａの球帯形状の凸状軸受表面に対する球帯形状の凹状軸受表面９で支持される。バネ４の影響を通じて、構成部品公差は補償され、軸方向ピストン機械の改良された動作が確実にされる。従って、構成部品上に配置されるべき要求は低減され、軸方向ピストン機械の良好な動作がより簡単に達成され得る。

図４は、図５中に斜視図で例証される後退ボール１のある領域を通じる断面を提示している。本発明に従った凹部３は、球帯形状の凸状軸受表面５と、歯１５を備える内歯付きはめば歯車鍔７として設計される軸受穿孔２の軸受穿孔限界６との間に形成されている。凹部３は、第一円筒形部分１０と、より小さい直径の同軸の第二円筒形部分１２とを含む。同軸の第二円筒形部分１２は、盲穿孔１３に開口している。同軸の中空シリンダとして形成される構造素子１１が、第一円筒形部分１０に設けられる。中空シリンダとして形成されるこの構造素子１１を通じて、第一円筒形部分１０を同軸の第二円筒形部分１２に接続する更なる同軸の円筒形部分１２’が、第一円筒形部分１０内に追加的に形成されている。後退ボール１の重量を減少するために、凹部１４が設けられている。

図５は、後退ボール１とバネ４とを含む本発明に従ったシステムの平面斜視図を示している。バネ４は、凹部３内に位置付けられている。軸受穿孔限界６は、内歯付きはめば歯車鍔７として設計されており、その歯１５は、軸受穿孔２内に突出し、それは、回転的に剛的な軸方向に移動可能な接続を形成するために、駆動シャフト２００の対応する実施態様と協働する。

図６Ａ及び６Ｂは、その処理前の本発明に従った後退ボール１のある領域を通じる断面図及び断面斜視図を示している。丸い線から成る渦巻バネであり且つ略円筒形の中空空間４’を取り囲むバネ４が、凹部３内に配置されている。バネ４及び中空空間４’は、中空空間内の第一円筒形領域１０内に同軸状に位置付けられている。バネ４は最大深さに位置付けられ、従って、第二円筒形部分１２の端部で盲穿孔１３に向かって軸方向に更に移動され得ない。第一円筒形部分１０に形成される構造素子１１は、バネ４によって形成される中空空間４’内に突出している。

図７Ａ、７Ｂ、及び、７Ｃは、後退ボール１とバネ４とを含む本発明に従ったシステムのある領域を通じる断面図又は各断面斜視図をそれぞれ示している。丸い線から製造されるバネ４は、後退ボール１の凹部３内の最大深さで収容され、アンダーカット１６を用いて加工された構成素子１１’によって形態適合（形態嵌め）で係止されている。それ故に、バネ４の軸方向位置は固定される。バネはアンダーカット１６を用いて形態適合的に且つ恒久的に係止され、従って、凹部３から脱落し得ない。

加工構成素子１１’は、塑性変形を通じて構造素子１１から突出している。塑性変形は、熱及び／又は力の効果を通じて達成される。この目的のために、望ましい塑性変形のために適切に形成された工具が使用される。熱の供給は、予熱工具を介して或いは工具と無関係にヒータを通じてもたらされる。

提示される例示的な実施態様において、本発明に従った一体形の後退ボール１は、射出成形合成材料から成り得る。しかしながら、後退ボール１は、幾つかの部分からも成り得る。その場合には、少なくとも構成素子が塑性的に変形可能な任意の材料から成ることを条件として、各部分は如何なる所要材料からも成り得る。代替として、追加的に弾性的に変形可能な材料も選択し得る。弾性変形可能性を通じて、加工構造素子を、弾性素子、例えば、バネ４の場合に或いはバネ４の取付け又は取外しのために、その塑性的に決定された平衡位置から可逆的な方法で弾性的に変形し得る。それ故に、弾性素子の簡単な取付け又は取外しを用いた弾性素子の恒久的係止を組み合わせ得る。異なる合成材料に加えて、異なる金属又は金属合金も使用し得る。

例証された例示的な実施態様におけるバネ４は、金属ワイヤ製の円筒形の渦巻バネである。代替的に、例えば、他の弾性材料から成るバレル形状の成形弾性素子を使用し得る。

例証される例示的な実施態様において、係止は、形態適合(form-fit)係止である。代替として、圧力嵌め(force-fit)係止も選択し得る。例えば、例証される構造素子１１の直径を拡径することによって、例えば、アンダーカット１６を備える、形態適合係止を伴わない圧力嵌めを実現し得る。

例証される例示的な実施態様において、後退ボール１の凹部３は、第一円筒形部分１０と、盲穿孔１３に開口する軸方向に続く同軸の第二円筒形部分１２と、同軸の中空シリンダとして第一円筒形部分１０内に形成される構造素子１１とを含み、中空シリンダ内には、更なる同軸の円筒形部分１２’が形成され、それは円筒形部分１０を同軸の第二円筒形部分１２に接続する。代替的に、凹部３及び構造素子１１は、それぞれ、凹部が弾性素子を収容し得るような形状、並びに、凹部内での弾性素子の恒久的な形態適合及び／又は圧力嵌め係止が可能であるような方法で構造素子を変形し得るような形状を取り得る。形態適合及び圧力嵌めは、凹部内での弾性素子の異なる移動の自由度にも関係し得る。例えば、例証される例示的な実施態様では、加工構造素子１１’は、アンダーカット１６を用いて軸方向に形態適合的にバネ４を係止する。しかしながら、回転によるバネ４の捩りは依然として可能である。加工構造素子１１’の拡径を通じて、圧力嵌めによってバネ４の回転を追加的に阻止し得る。それ故に、バネ４は形態適合的に軸方向移動に関して係止される。従って、バネ４の望ましくない回転を通じたバネ４からの脱落は阻止される。

図８は、代替的な構造素子１１ａを備える本発明に従った代替的なシステムのある領域を通じた第三の断面を示している。代替的な構造素子１１ａは、個別の構造素子部分１１ａ’を提供し、個別の構造素子部分１１ａ’は、更なる円筒形部分１２’の周りに同軸に形成される中空シリンダ部分に沿って並んで配置されている。更なる円筒形部分１２’は、円筒形バネ４によって形成される中空空間４’に開口している。径方向に外向きに方向付けられるノブとして形成される膨張部１１ａ”が、１つの代替的な構造素子１１ａに形成され、膨張部は、凹部３内に取り付けられるバネ４を軸方向に形態適合的に係止する。下方構造素子１１ａ’を弾性的に変形し得る。加えて、膨張部１１ａ”は、バネ４を凹部３内に取り付け且つ再び凹部３から取り外し得るように設計され、下方構造素子１１ａ’は、取付け及び／又は取外し中に弾性的な方法で変形され、取付け又は取外し終了後に例証される平衡形態に再び戻る。構造副素子１１ａ’は、スロット１７によってそれぞれ互いに分離され、それぞれ互いに独立的に弾性的に別個に変形可能である。所要の運動遊びがスロット１７によって保証される。

図９は、更なる凹部３ｂを示しており、凹部３の代替として更なる凹部を選択し得る。後退ボール１において、更なる凹部３ｂは、第一円筒形部分１０と、盲穿孔１３とを含み、第一円筒形部分内には、同軸の中空シリンダとして形成される構造素子１１が設けられ、盲穿孔１３内には、構造素子１１によって形成される更なる円筒形部分１２’が開口している。更なる円筒形部分１２’は、第一円筒形部分１０を盲穿孔１３に接続している。

本発明は例証された例示的な実施態様に限定されない。逆に、例示的な実施態様の個々の特徴を他の特徴と有利に組み合わせ得る。

Claims (11)

1. 複数の凹部を備える静水学的ピストン機械のための後退ボールであって、
   前記複数の凹部は、当該後退ボールの周に亘って均等に分配され、各凹部は、弾性素子を収容するために設計され、各凹部内には、前記弾性素子を係止するために、少なくとも１つの構造素子が形成され、
   各凹部は、第一円筒形部分を提供し、前記構造素子は、前記第一円筒形部分内に形成され、
   前記第一円筒形部分内の前記構造素子は、前記第一円筒形部分に対して同軸に配置される中空シリンダとして形成される、
   後退ボール。
2. 前記弾性素子を係止するための前記構造素子は、塑性的に変形され得る、請求項１に記載の後退ボール。
3. 前記弾性素子を係止するための前記構造素子は、弾性的に変形され得る、請求項１又は２に記載の後退ボール。
4. 当該後退ボール及び前記構造素子は、射出成形合成材料から成る、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の後退ボール。
5. 静水学的ピストン機械のための後退ボールと、少なくとも１つの弾性素子とを提供する、システムであって、
   前記後退ボールは、複数の凹部を提供し、該複数の凹部は、前記後退ボールの周に亘って均等に分配され、各凹部は、前記弾性素子を収容するために設計され、各凹部は、前記弾性素子の挿入後に加工される、前記弾性素子の係止のための構造素子を提供し、
   各凹部は、少なくとも１つの第一円筒形部分を提供し、前記加工される構造素子は、前記第一円筒形部分内に形成され、
   前記加工される構造素子は、同軸の中空シリンダとして形成される部分を提供する、
   システム。
6. 前記弾性素子を係止するための前記加工される構造素子は、塑性的に変形される、請求項５に記載のシステム。
7. 前記弾性素子は、前記凹部内に形態適合の方法で係止される、請求項５又は６に記載のシステム。
8. 前記弾性素子は、前記凹部内に圧力嵌めの方法で係止される、請求項５乃至７のうちのいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記加工される構造素子は、アンダーカットを用いて前記弾性素子を係止する、請求項５乃至８のうちのいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記弾性素子は、渦巻バネである、請求項５乃至９のうちのいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記後退ボール及び前記加工される構造素子は、射出成形合成材料から成る、請求項５乃至１０のうちのいずれか１項に記載のシステム。

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