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Kolben für mit Flüssigkeit arbeitende Kolbenmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für mit Flüssigkeit, insbesondere Druckflüssigkeit, arbeitende Kolbenmaschinen, bei denen das vom Zylinderarbeitsraum abgewendete Ende des Kolbens sich gleitend gegen eine die Kolbenkräfte aufnehmende Fläche stützt und bei denen an diesem Kolbenende eine Druckkammer ausgespart ist, die über eine Drosselöffnung mit Druckflüssigkeit aus dem zugehörigen Zylinderraum gespeist wird, um die Reibung der gleitenden Teile zu vermindern.
Bei solchen Kolben muss die der Abstützung dienende Fläche des Kolbenkopfes grösser sein als der Querschnitt des zugehörigen Arbeitszylinders. Der verdickte Kopf hat aber den Nachteil, dass die den Kolben führende Zylinder-
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erlaubt, so dass an der Stützfläche auftretende Reibungskräfte schädliche Seitendrücke an der Führung des Kolbens im Zylinder zur Folge haben. Eine möglichst lange Führung des Kolbens ist aber auch mit Rücksicht auf allenfalls vorhandene Halteleisten erwünscht, die ein zu starkes Abheben des Kolbenkopfes von der Stützfläche zu verhindern haben. Denn selbst wenn zwei einander gegenüberliegende Halteleisten vorgesehen sind, wird schon bei kleinen Ungenauigkeiten zuerst nur die eine an der Rückseite des Kopfwulstes zum Anliegen kommen und einen exzentrischen Zug ergeben.
Es können dann unerwünschte Seitendrücke an den Kolben auftreten, die unter Umständen zur Selbsthemmung führen.
Um nun diese Mängel zu beseitigen, ist nach der Erfindung der verdickte Kolbenkopf in einer am Zylinder festen Führung geführt, die grösseren Durchmesser als der Zylinder aufweist und die mit ihrem freien Ende in der inneren Totpunktlage des Kolbens bis unmittelbar an die Stützfläche des Kolbens heranreicht, und ferner der verdickte Kolbenkopf so lang, dass er auch in der äusseren Totpunktlage des Kolbens von der Führung noch über ein kurzes Stück umfasst wird.
In der Zeichnung ist in Fig. l und 2 sowie 3 und 4 ein Ausfùhrungsbeispiel des Erfindunggegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. l eine dreizylindrige Kolbenmaschine in Sternbauart im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2 Fig. 2 den Seitenriss dazu im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 den Kolbenkopf in grösserem Massstab, Fig. 4 die Ansicht des Kolbenkopfes von Fig. 3 in Richtung des Pfeiles B gesehen.
Nach Fig. 1 und 2 ist bei der dreizylindrigen Kolbemnaschine, die als Pumpe oder Motor arbeiten kann, auf dem am Gehäuse 1 fest angeordneten Steuerzapfen 2 der Zylinderblock 3 mit drei sternförmig angeordneten Zylindern drehbar gelagert. Im Gehäuse 1 ist ferner der Rotor 5 bei 6 und 7 drehbar und exzentrisch zur Achse des Zapfens 2 gelagert und mit dem Zylinderblock 3 mittels eines Mitnehmers 9 in Form einer Kreuzschleifen-oder UniversalKupplung so gekuppelt, dass Zylinderblock und Rotor stets die gleiche Drehzahl haben. Am inneren Umfang des Rotors 5, der über den Wellenstummel 10 angetrieben werden kann, wenn die Maschine als Pumpe arbeiten soll, sind drei ebene Flächen 11 vorgesehen, gegen welche sich die Köpfe der Kolben 12, 13 anlegen.
Die Kolben 13, von denen in Fig. 1 nur einer vollständig gezeigt ist, liegen unter Zwischenschaltung einer sich selbst einstellenden Kuglkalotte 28 an der Stützfläche 11 an (Fig. 3). In dem festen
Steuerzapfen 2 sind die Kanäle 4 vorgesehen, die zur Zu-und Abführung der Arbeitsflüssigkeit z. B. im Sinne der in Fig. 2 eingezeichneten
Pfeile dienen. Die über der horizontalen Mittelebene des Zapfens 2 liegenden Zylinder sind mit dem oberen der Kanäle 4, die unter dieser Mittel- linie liegenden Zylinder mit dem unteren der
Kanäle 4 in Verbindung, wobei der Steg 8 Saug- und Druckraum der Maschine voneinander trennt.
An der an der Stützfläche 11 anliegenden
Stirnfläche der Kalotte 28 des Kolbens 13 (Fig. 3) ist die flache Druckkammer 16 ausgespart. Sie wird vom Zylinderinneren 19 her über die Boh- rung 20, die Drosselöffnung 21 und die Bohrung 30 mit Druckflüssigkeit gespeist. Die Kammer- begrenzung wird von der schmalen Ringfläche 23 gebildet. Innerhalb der in der Kammer 16 rundumlaufenden Nut 29 sind zusätzliche, durch radiale Nuten 25 voneinander getrennte Trag- flächen in der Form von Ringsektoren 24 vor- gesehen. Die Kugelkalotte 28 erlaubt, kleine
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Abweichungen der Längsachse des Kolbens von der zur Stützfläche 11 senkrechten Richtung auszugleichen.
Der verdickte Kolbenkopf 32, in welchem die Kugelfläche der Kalotte 28 gelagert ist, ist gemäss der Erfindung durch eine am Zylinder 3 feste, erweiterte Führung 33 geführt, die bei der inneren Totpunktlage des Kolbens 13 mit ihrem freien Ende 35, wie in der Zeichnung gestrichelt angedeutet, bis auf einen kleinen Abstand an die Stützfläche oder Gleitplatte 11 herankommt. Der verdickte Kolbenkopf 32 ist ferner so lang gebaut, dass er auch bei der äusseren Totpunktlage des Kolbens die Führung 33 nicht verlässt und von ihr noch auf einem kurzen Stück umfasst wird, wie es die Zeichnung zeigt.
Um ein zu starkes Abheben von der Stützfläche 11 zu verhindern, sind am Rotor 5 die Halteleisten 27 (Fig. 3 und 4) vorgesehen, die in eine Ausnehmung 34 des Kolbenkopfes 32 eingreifen.
An den Seiten, an denen diese Führungsleisten in den Kolbenkopf eingreifen, ist die Führung 33 unterbrochen, so dass sie den Kolbenkopf nur zwischen den Leisten 27 mit zwei Lappen zur Führung umgreift. Die Ausnehmung 34 kann die Form einer rundumlaufenden Ausdrehung haben, wie im unteren Teil der Fig. 3 gezeigt ist, oder in der Form seitlicher Anfräsungen längs einer Sehne ausgeführt sein, wie in der oberen Hälfte dieser Figur zu erkennen ist. Im letzteren Falle bleibt die in der Führung 33 geführte Fläche des Kolbenkopfes 32 ununterbrochen, doch kann sich dabei der Kolben nicht mehr frei um seine Längsachse drehen.
Es kann auch nur eine Halteleiste 27 auf nur einer Seite des Kolbens vorgesehen sein, wobei die Führung 33 nur auf dieser Seite zurückgeschnitten werden und auf der Gegenseite voll stehen bleiben kann.
Die Erfindung kann auch bei Maschinen verwendet werden, die mit einem Gas als Arbeitsbzw. Druckmittel betrieben werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolben für mit Flüssigkeit, insbesondere Druckflüssigkeit, arbeitende Kolbenmaschinen, bei denen das vom Zylinderraum abgewendete Ende des Kolbens sich gleitend gegen eine die Kolbenkräfte aufnehmende Fläche stützt, und bei denen dieses Kolbenende eine darin ausgesparte Druckkammer aufweist, die über eine Drosselöffnung mit Druckflüssigkeit aus de zugehörigen Zylinderraum gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, dass der verdickte : Kolbenkopf (32) in einer am Zylinder festen, gegenüber dem Zylinder erweiterten Führung (33) geführt ist, die mit ihrem freien Ende (35) in der inneren
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verdickte Teil (32) des Kolbenkopfes so lang ist, dass er auch bei der äusseren Totpunktlage des Kolbens von der Führung (33) noch über einen Teil seiner Länge umfasst wird.