EP1828600A1 - Kolbenanordnung einer hydraulischen kolbenmaschine - Google Patents

Kolbenanordnung einer hydraulischen kolbenmaschine

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Publication number
EP1828600A1
EP1828600A1 EP05807874A EP05807874A EP1828600A1 EP 1828600 A1 EP1828600 A1 EP 1828600A1 EP 05807874 A EP05807874 A EP 05807874A EP 05807874 A EP05807874 A EP 05807874A EP 1828600 A1 EP1828600 A1 EP 1828600A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
shoe
sliding
sliding shoe
assembly according
Prior art date
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Ceased
Application number
EP05807874A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Brian Kane
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.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
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 Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1828600A1 publication Critical patent/EP1828600A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122—Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0602—Component parts, details
    • F03C1/0605—Adaptations of pistons
    • 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
    • F16J1/10—Connection to driving members
    • F16J1/14—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
    • F16J1/22—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with universal joint, e.g. ball-joint
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber

Definitions

  • the invention relates to a piston arrangement of a hydraulic piston machine, for example an axial or radial piston machine according to the preamble of patent claim 1.
  • a radial piston pump used as a gasoline pump in which the sliding shoes are made of plastic and are clipped onto ball heads of the pistons.
  • the plastic materials used are selected for their wear resistance and must have a corresponding elasticity in order to clip the shoe can.
  • clip-on is facilitated by forming elastic tongues in the clip-on area. Due to the required elasticity of the padded on the piston shoe area, it may happen under unfavorable operating conditions that solve the shoes from the piston, so that the pump wears prematurely.
  • a further disadvantage is that a comparatively high installation effort is required for clipping the sliding shoes onto the pistons.
  • the invention is based on the object to provide a piston assembly for a hydraulic piston engine, in which the production cost is simplified.
  • the inventive piston assembly has a piston which is pivotally connected to a shoe.
  • This shoe is molded by injection directly to the piston, so that no separate process step is required.
  • the piston itself is a part of the injection mold, an extremely precise fit in the articulation region of the sliding shoe to the piston be assured that a reliable connection also, then allows when the piston surface in the connection area outside the predetermined tolerance, since these tolerances are compensated by the direct injection molding of the shoe.
  • the shoe bearing the piston foot is preferably spherical and positively embraced by the shoe, so that a non-destructive non-releasable ball joint is formed.
  • the piston and the sliding shoe are penetrated by a channel with a nozzle which opens into the sliding surface.
  • a channel pressure medium from the piston chamber is guided in the sliding area, so that the contact pressure of the sliding block on the swash plate is reduced and the wear is minimized accordingly.
  • the aforementioned nozzle can be formed either in the piston or in the shoe.
  • the part located in the shoe and the part of the channel located in the piston must be designed so that the Druckstoff für remains open to the sliding surface during this Relativverschwenkung.
  • this is made possible by the fact that in the transition region between the piston and slider a funnel-shaped extension is formed, whose opening is adapted to the maximum pivot angle during the relative pivoting of these components.
  • the sliding blocks can be formed on the outer circumference of an annular end face, which is approximately in the same plane as the piston facing the mouth of the slide shoe penetrating channel portion. This annular end face can be formed for example by an annular groove.
  • the sliding block is made of PEEK.
  • This material is characterized by good sprayability, low shrinkage during the solidification process and high wear resistance, and is therefore particularly suitable for the Gleitschuhkonstrutation invention.
  • the piston can also be made of plastic, so that, for example, piston and shoe can be injected in a tool in succession.
  • the piston assembly 1 shows a three-dimensional representation of a piston assembly 1, as it can be used in an axial piston machine.
  • the piston assembly 1 consists of a piston 2 which is provided with a sliding block 4.
  • the piston is made of a CrMo steel
  • the sliding block 4 is made of a wear-resistant thermoplastic, for example, reinforced PEEK.
  • the peculiarity is that this shoe 4 is injected directly to the piston 2 and thus reliably connected to this.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the piston arrangement 1 according to FIG. 1.
  • the piston 2 has a cylindrical section 6, which merges via a constriction 8 into a spherical piston foot 10.
  • the piston 2 is penetrated in the axial direction by an axial bore, which is extended to an annular end face 12 of the piston 6 toward a space 14.
  • the axial bore is narrowed to a nozzle 16, which opens axially via a funnel-shaped enlargement 18 in a flattened end region 20 of the piston foot 10.
  • the geometry of the flattening 20 is selected so that its peripheral edge surrounds the mouth of the extension 18.
  • a suction valve-valve body of the axial piston machine can be performed.
  • the wall thickness S of the connecting portion 22 is chosen so that the shoe 4 can not be deducted during operation of the piston engine by elastic deformation of the piston 6, the release of this compound is thus only by force possible - such a load occurs during normal operation of the pump but not on.
  • a channel section 24, which has a Pocket 26 opens into a sliding surface 28 of the sliding shoe 4, with which this rests on a swash plate of the axial piston machine.
  • the diameter of the channel section 24 is selected larger than the diameter of the nozzle 16 and designed so that even with a Relatiwer- pivoting between the piston 2 and shoe 4 (see Figure 3), the pressure fluid flow path through the piston assembly remains open. That is, in the embodiment shown in Figure 2, even with Relativverschwenkung a partial overlap between the channel portion 24 and the funnel-shaped extension 18.
  • the valve seat for the suction valve forming annular end face 12 with the adjoining end face areas of the space 14 defines a working space in a cylinder drum Axial piston machine in which a plurality of the above-described piston assemblies are guided axially movable.
  • pressure medium flow path space 14, nozzle 16, extension 18, channel section 24 and pocket 26
  • pressure fluid from this working space can reach the sliding surface 28 so that acts on the shoe a kind of back pressure, which reduces the contact pressure on the swash plate, wherein forms a film in the contact area, which additionally reduces the friction of the shoe 4, so that its wear is minimal.
  • the sliding shoe 4 is molded directly onto the piston shoe 6.
  • the piston 6 or, in the case of a multiple mold, a multiplicity of pistons 6 are inserted into the injection mold and optionally the spherical piston base 10 is coated with a release agent.
  • the parting line is chosen so that it extends perpendicular to the plane in Figure 2 through the central axis 25.
  • the injection molding is preferably carried out in the region facing the piston 6, FIG. 2 shows a preferred position of this injection point, which is indicated by the reference numeral. chen 29 is provided.
  • the melt then flows around the spherical piston base 10 and fills the tool cavity, so that the undercut shown in FIG. 2 is formed.
  • a molding pin is used in this area, through which then the contour of the KanalabSchnitt 24 and optionally the pocket 26 is formed.
  • the outer periphery of the shoe 4 is set back in the right area (view of Figure 2), so that an annular end face 30 ensteht, which merges to avoid excessive stress forces via a groove 32 in the subsequent cylindrical peripheral surface.
  • a holding means can be supported, via which the sliding shoes 4 of the axial piston pump are fixed with respect to a drive shaft in the axial direction and in the direction of rotation and biased in the direction of the swash plate.
  • FIGS. 3 and 4 show an alternative exemplary embodiment of a piston arrangement 1, FIG. 4 showing a longitudinal section corresponding to FIG. 2 and FIG. 3 showing the piston 6 and the sliding block 4 of this piston arrangement with relative pivoting.
  • the sliding shoe 4 is molded by injection directly to the piston 2, so that the piston 10 of the piston 2 of the spherical cap Connection area 22 is encompassed.
  • the nozzle 16 is not formed in the piston 2 but in the shoe 4 in the variant shown in Figures 3 and 4. Accordingly, the nozzle 16 opens via the also formed on the shoe 4 funnel-shaped extension 18 in the piston foot 10 form-fitting embracing part of the connecting portion 22.
  • a channel portion 24 is then formed, on the one hand in the apex of the piston 10 and on the other hand in the room 14 opens.
  • the diameter of the channel section 24 is in turn made larger than that of the nozzle 16, which opens into a pocket 26 of the sliding surface 28.
  • the preparation is similar to the above-described embodiment, wherein the funnel-shaped extension 18 and the nozzle 16 are formed in the shoe 4 by the piston 2 the front side closing mold pin.
  • the injection point 29 is again in the same range as in the above-described exemplary embodiment.
  • the annular end face 30 is formed by an annular groove 34, which is introduced into the radially recessed cylindrical portion of the sliding shoe 4, in the resulting annular groove 34 can engage the Qualcommsehrlebende connecting means of the axial piston machine.
  • a piston assembly of a hydraulic piston machine for example an axial piston machine, wherein a sliding shoe is attached to a piston.
  • this shoe is formed directly, for example by injection molding of the piston.

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Abstract

Offenbart ist eine Kolbenanordnung einer hydraulischen Kolbenmaschine, beispielsweise einer Axialkolbenmaschine, wobei an einem Kolben ein Gleit schuh angesetzt ist. Erfindungsgemäß wird dieser Gleitschuh direkt, beispielsweise durch Spritzgießen an den Kolben angeformt.

Description

Beschreibung
Kolbenanordnungeinerhydraulischen Kolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Kolbenanordnung einer hydraulischen Kolbenmaschine, beispielsweise einer Axial- oder Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der DE 102 35 813 B4 ist eine Axialkolbenmaschine gezeigt, bei der eine Vielzahl von Kolben in einer Zylindertrommel verschiebbar angeordnet sind. Diese Kolben sind mit ihrem von einem Kolbenraum entfernten Endabschnitt über jeweils einen Gleitschuh an einer Schrägscheibe abgestützt, so dass bei einer Rotation der Zylindertrommel die Kolben in der Zylindertrommel einen Hub durchführen, um Druckmittel anzusaugen und zu verdichten. Die Steuerung der Druckmittelzufuhr und -abfuhr erfolgt über eine stirnseitig an der Trommel angeordnete Steuerscheibe. Bei der bekannten Lösung sind die an der Schrägscheibe anliegenden Gleitflächen der Gleitschuhe durch lokales Aufschmelzen mit einer Beschichtung versehen, über die der Gleitschuhverschleiß minimiert ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand für diese Beschichtung erforderlich ist. Ein derartiges Verfahren eignet sich auch nur für Gleitschuhe aus Metall oder Nichteisenmetall.
In der US 6,183,212 Bl ist eine als Benzinpumpe verwendete Radialkolbenpumpe offenbart, bei der die Gleitschuhe aus Kunststoff hergestellt sind und auf Kugelköpfe der Kolben aufgeclipst werden. Die verwendeten Kunststoffmaterialien sind hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit ausgewählt und müssen eine entsprechende Elastizität aufweisen, um den Gleitschuh aufclipsen zu können. Bei einem Aufführungsbeispiel wird das Aufclipsen durch Ausbilden von elastischen Zungen im Aufclipsbereich vereinfacht. Aufgrund der erforderlichen Elastizität des auf den Kolben aufgesetzten Gleitschuhbereichs kann es bei ungünstigen Betriebsbedingungen vorkommen, dass sich die Gleitschuhe von den Kolben lösen, so dass die Pumpe vorzeitig verschleißt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass für das Aufclipsen der Gleitschuhe auf die Kolben ein vergleichsweiser hoher Montageaufwand erforderlich ist.
In der US 3,183,848 ist eine Axialkolbenpumpe gezeigt, bei der die Gleitschuhe mittels Metallklammern auf den Kolbenfuß befestigt werden. Durch diese Metallklammer kann zwar eine vergleichsweise zuverlässige Verbindung zwischen Kolben und Gleitschuh gewährleistet werden, nachteilig ist jedoch, dass die Montage durch die zusätzlich zu montierende Metallklammer aufwendiger als beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Kolbenanordnung für eine hydraulische Kolbenmaschine zu schaffen, bei der der Fertigungsaufwand vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolbenanordnung für eine hydraulische Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindunggemäße Kolbenanordnung hat einen Kolben, der gelenkig mit einem Gleitschuh verbunden ist. Dieser Gleitschuh wird durch Spritzgießen direkt an den Kolben angespritzt, so dass kein eigener Verfahrensschritt erforderlich ist. Da in diesem Fall der Kolben selbst ein Teil der Spritzgießform ist, kann eine äußerst präzise Passung im Anlenkbereich des Gleitschuhs an den Kolben gewährleistet sein, die eine zuverlässige Verbindung auch, dann ermöglicht, wenn die Kolbenoberfläche im Verbindungsbereich außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt, da durch das direkte Anspritzen des Gleitschuhs diese Toleranzen ausgeglichen werden.
Der den Gleitschuh tragenden Kolbenfuß ist vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und vom Gleitschuh formschlüssig umgriffen, so dass ein zerstörungsfrei nicht lösbares Kugelgelenk gebildet wird.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Kolben und der Gleitschuh von einem Kanal mit einer Düse durchsetzt, der in der Gleitfläche mündet. Bei diesem Kanal wird Druckmittel aus dem Kolbenraum in den Gleitbereich geführt, so dass der Anpressdruck des Gleitschuhs an der Schrägscheibe verringert und entsprechend der Verschleiß minimiert wird.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann die vorgenannte Düse entweder im Kolben oder im Gleitschuh ausgebildet sein.
Da der Kolben und der Gleitschuh während der Rotation einer Zylindertrommel der Kolbenmaschine relativ zueinander verschwenkt werden, müssen der im Gleitschuh gelegene Teil und der im Kolben gelegene Teil des Kanals so ausgebildet sein, dass während dieser Relativverschwenkung die Druckmittelverbindung zur Gleitfläche geöffnet bleibt. Bei einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel wird dies dadurch ermöglicht, dass im Übergangsbereich zwischen Kolben und Gleitstück eine trichterförmige Erweiterung ausgebildet ist, deren Öffnung an den maximalen Schwenkwinkel während der Relativverschwenkung dieser Bauelemente angepasst ist. Zur weiteren Abstützung der Gleitschuhe kann an deren Außenumfang eine Ringstirnfläche ausgebildet sein, die etwa in der gleichen Ebene, wie die dem Kolben zuweisende Mündung des den Gleitschuh durchdringenden Kanalabschnitts, liegt. Diese Ringstirnfläche kann beispielsweise durch eine Ringnut ausgebildet werden.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn der Gleitschuh aus PEEK hergestellt ist. Dieses Material zeichnet sich durch gute Spritzbarkeit, geringen Schwund während des ErstarrungsVorganges und hohe Verschleißfestigkeit aus, und ist daher für die erfindungsgemäße Gleitschuhkonstruktion besonders geeignet.
Der Kolben kann auch aus Kunststoff hergestellt werden, so dass beispielsweise Kolben und Gleitschuh in einem Werkzeug nacheinander gespritzt werden können.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Kolbenanordnung 1, wie sie bei einer Axialkolbenmaschine einsetzbar ist. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus derartiger Axialkolbenmaschinen sei auf die Fachliteratur, bespielsweise die eingangs genannte DE 102 35 813 B4 verwiesen. Die Kolbenanordnung 1 besteht aus einem Kolben 2 der mit einem Gleitschuh 4 versehen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Kolben aus einem CrMo-Stahl, der Gleitschuh 4 ist aus einem verschleißfesten Thermoplast, beispielsweise verstärkten PEEK hergestellt. Wie im folgenden noch näher erläutert wird, besteht die Besonderheit darin, dass dieser Gleitschuh 4 direkt an den Kolben 2 angespritzt wird und somit zuverlässig mit diesem verbunden ist.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Kolbenanordnung 1 gemäß Figur 1. Demgemäß hat der Kolben 2 einen zylindrischen Abschnitt 6, der über eine Einschnürung 8 in einen kugeligen Kolbenfuß 10 übergeht. Der Kolben 2 wird in Axialrichtung von einer Axialbohrung durchsetzt, die zu einer Ringstirnfläche 12 des Kolbens 6 hin zu einem Raum 14 erweitert ist. Im Bereich des Kolbenfußes 10 ist die Axialbohrung zu einer Düse 16 verengt, die axial über eine trichterförmige Erweiterung 18 in einem abgeflachten Stirnbereich 20 des Kolbenfußes 10 mündet. Die Geometrie der Abflachung 20 ist so gewählt, dass deren Umfangskante die Mündung der Erweiterung 18 umgreift.
In dem Raum 14 kann ein Saugventil-Ventilkörper der Axialkolbenmaschine geführt sein.
Der kugelige Kolbenfuß 10 taucht in einem kugelkalot- tenförmigen Verbindungsabschnitt 22 des Gleitschuhs 4 ein, wobei dieser Verbindungsabschnitt 22 den Außenumfang des Kolbenfußes 10 über seinen maximalen Durchmesser hinaus übergreift, so dass Gleitschuh 4 und Kolbenfuß 10 durch die Hinterschneidung zuverlässig miteinander verbunden sind. Die Wandungsstärke S des Verbindungsbereichs 22 ist dabei so gewählt, dass sich der Gleitschuh 4 während des Betriebs der Kolbenmaschine nicht durch elastische Verformung vom Kolben 6 abziehen lässt, das Lösen dieser Verbindung ist somit nur gewaltsam möglich - eine derartige Belastung tritt im normalen Betrieb der Pumpe jedoch nicht auf.
An die trichterförmige Erweiterung 80 schließt sich im Gleitschuh 4 ein Kanalabschnitt 24 an, der über eine Tasche 26 in einer Gleitfläche 28 des Gleitschuhs 4 mündet, mit der dieser auf einer Schrägscheibe der Axial- kolbenmaschine aufsitzt. Der Durchmesser des Kanalabschnitts 24 ist größer als der Durchmesser der Düse 16 gewählt und so ausgelegt, dass auch bei einer Relatiwer- schwenkung zwischen Kolben 2 und Gleitschuh 4 (siehe Figur 3) der Druckmittelströmungspfad durch die Kolbenanordnung hindurch geöffnet bleibt. Das heißt bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht auch bei Relativverschwenkung eine teilweise Überdeckung zwischen dem Kanalabschnitt 24 und der trichterförmigen Erweiterung 18. Die einen Ventilsitz für das Saugventil ausbildende Ringstirnfläche 12 mit den daran angrenzenden Stirnflächenbereichen des Raums 14 begrenzt einen Arbeitsraum in einer Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine, in der eine Vielzahl der vorbeschriebenen Kolbenanordnungen axial bewegbar geführt sind. Durch den vorbeschriebenen Druckmittelströmungspfad (Raum 14, Düse 16, Erweiterung 18, Kanalabschnitt 24 und Tasche 26) kann Druckmittel aus diesem Arbeitsraum zur Gleitfläche 28 gelangen, so dass auf den Gleitschuh eine Art Gegendruck wirkt, der die Anpresskraft auf die Schrägscheibe verringert, wobei sich im Anlagebereich ein Film ausbildet, der die Reibung des Gleitschuhs 4 zusätzlich verringert, so dass dessen Verschleiß minimal ist.
Wie Eingangs erläutert, wird der Gleitschuh 4 direkt an den Kolbenschuh 6 angespritzt. Dazu wird der Kolben 6 oder bei einer Mehrfachform eine Vielzahl von Kolben 6 in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und gegebenenfall der kugelige Kolbenfuß 10 mit einem Trennmittel bestrichen. Die Trennebene sei dabei so gewählt, dass sie sich senkrecht zur Zeichenebene in Figur 2 durch die Mittelachse 25 erstreckt. Das Anspritzen erfolgt vorzugsweise in dem zum Kolben 6 gewandten Bereich, Figur 2 zeigt eine bevorzugte Lage dieses Anspritzpunktes, der mit dem Bezugszei- chen 29 versehen ist. Die Schmelze umströmt dann den kugelförmigen Kolbenfuß 10 und füllt die Werkzeugkavität aus, so dass die sich in Figur 2 dargestellte Hinter- schneidung ausbildet. Um ein Zusetzen der Düse 16 zu vermeiden, wird in diesem Bereich ein Formstift eingesetzt, durch den dann auch die Kontur des KanalabSchnitts 24 und gegebenenfalls der Tasche 26 ausgebildet wird.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außenumfang des Gleitschuhs 4 im rechten Bereich (Ansicht nach Figur 2) zurückgesetzt, so dass eine Ringstirnfläche 30 ensteht, die zur Vermeidung von übermäßigen Kerbkräften über eine Rille 32 in die sich anschließende zylindrische Umfangsflache übergeht. An dieser Ringstirnfläche 30 und an der sich anschließenden, zurückgesetzten Zylinderfläche kann ein Haltemittel abgestützt werden, über dass die Gleitschuhe 4 der Axialkolbenpumpe mit Bezug zu einer Antriebswelle in Axialrichtung und in Drehrichtung festgelegt und in Richtung auf die Schrägscheibe vorgespannt sind.
In den Figuren 3 und 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Kolbenanordnung 1 dargestellt, wobei Figur 4 einen Figur 2 entsprechenden Längsschnitt zeigt und Figur 3 den Kolben 6 und den Gleitschuh 4 dieser Kolbenanordnung bei einer Relativverschwenkung.
Der Grundaufbau des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels entspricht weitestgehend dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass hier nur die Unterschiede erläutert werden und desweiteren werden für einander entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen verwendet. Wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Gleitschuh 4 durch Spritzgießen direkt an den Kolben 2 angespritzt, so dass der Kolbenfuß 10 des Kolbens 2 von dem kugelkalottenförmigen Verbindungsbereich 22 umgriffen ist. Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist bei der in Figur 3 und 4 dargestellten Variante die Düse 16 nicht im Kolben 2 sondern in dem Gleitschuh 4 ausgebildet. Entsprechend mündet die Düse 16 über die ebenfalls am Gleitschuh 4 ausgebildete trichterförmige Erweiterung 18 in dem den Kolbenfuß 10 formschlüssig umgreifenden Teil des Verbindungsbereichs 22. In dem Kolbenfuß 10 ist dann ein Kanalabschnitt 24 ausgebildet, der einerseits im Scheitel des Kolbenfußes 10 und andererseits in dem Raum 14 mündet. Der Durchmesser des Kanalabschnitts 24 ist wiederum größer als derjenige der Düse 16 ausgelegt, die in einer Tasche 26 der Gleitfläche 28 mündet. Aus Figur 3 ist ersichtlich, dass bei einer Relativverschwenkung zwischen dem Kolben 2 und dem Gleitschuh 4 die Überdeckung zwischen dem Kanalabschnitt 24 und dem Mündungsbereich der trichterförmigen Erweiterung 18 erhalten bleibt, so dass der Druckmittelströmungspfad von dem von der Stirnseite des Kolbens 2 begrenzten Arbeitsraum zur Gleitfläche 28 hin geöffnet bleibt.
Die Herstellung erfolgt ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, wobei durch den den Kolben 2 stirnseitig verschließenden Formstift die trichterförmige Erweiterung 18 und die Düse 16 im Gleitschuh 4 ausgeformt sind. Der Anspritzpunkt 29 liegt wieder im gleichen Bereich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbespiel. Bei dem dargestellten Ausführungsbespiel ist die Ringstirnfläche 30 durch eine Ringnut 34 ausgebildet, die in dem radial zurückgesetzten zylindrischen Abschnitt des Gleit- schuhs 4 eingebracht ist, in die entstehende Ringnut 34 kann das vorbesehrlebende Verbindungsmittel der Axialkolbenmaschine eingreifen. Bei diesem Ausführungsbespiel liegt in der kugelfußseitige Mündungsbereich der trichterförmigen Erweiterung 18 in der gleichen Ebene in der die Ringstirnfläche 80 liegt. Dieses Merkmal ist auch bei dem in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbespiel erfüllt.
Durch das direkte Anspritzen des Gleitschuhs 4 an den Kolben 2 und die vorbeschriebene stabile Ausführung des Verbindungsbereichs 22 mit vergleichsweiser großer Wandstärke wird eine zuverlässige Verbindung zwischen Kolben 2 und Gleitschuh 4 ermöglicht. Des weiteren muss kein zusätzlicher Arbeitsschritt zum Aufsetzen des Gleitschuhs 4 auf den Kolben 2 vorgesehen werden, so dass auch der fertigungstechnische Aufwand gegenüber den herkömmlichen Lösungen erheblich verringert ist. Bei geeigneter Verfah- rungsführung kann auch auf die Verwendung eines Trennmittels verzichtet werden, der Spritzgießvorgang muss dann- so eingestellt werden, dass sich die gewünschte Gleitpassung zwischen Kolbenfuß 10 und Gleitschuh 4 einstellt. Selbstverständlich kann an Stelle der vorbeschriebenen Materialpaarungen (kohlefaserverstärktes PEEK, CrMo- Stahl) auch eine andere geeignete Materialkombination verwendet werden, die ein direktes Anspritzen oder Anformen des Gleitschuhs 4 an den Kolben 2 ermöglicht. So kann auch der Kolben 2 im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt werden, wobei das Werkzeug durch durch Schieben eine Herstellung sowohl des Gleitschuhs als auch des Kolbens ermöglichen kann. Dabei kann zunächst der Kolben und dann der Gleitschuh durch Anspritzen hergestellt werden. Erfindungsgemäß ist aber auch die umgekehrte Abfolge möglich.
Offenbart ist eine Kolbenanordnung einer hydraulischen Kolbenmaschine, beispielsweise einer Axialkolbenmaschine, wobei an einem Kolben ein Gleitschuh angesetzt ist. Erfindungsgemäß wird dieser Gleitschuh direkt, beispielsweise durch Spritzgießen an den Kolben angeformt. Bezugszeichenliste:
1 Kolbenanordnung
2 Kolben
4 Gleitschuh
6 zylindrischer Kolbenabschnitt
8 Einschnürung
10 Kolbenfuß
12 Ringstirnfläche
14 Raum
16 Düse
18 Erweiterung
20 Abflachung
22 Verbindungsbereich
24 Kanalabschnitts
25 Mittelachse
26 Tasche
28 Gleitfläche
29 Anspritzpunkt
30 Ringstirnfläche
32 Rille
34 Ringnut

Claims

Patentansprüche
1. Kolbenanordnung einer hydraulischen Kolbenmaschine, mit einem Kolben (2) , der einen Gleitschuh (4) aus Kunststoff trägt, dessen Gleitfläche (28) an einer Stützfläche der Kolbenmaschine in Anlage bringbar ist, wobei Kolben (2) und Gleitschuh (4) gelenkig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschuh (4) direkt oder vorzugsweise durch Spritzgießen, an den Kolben (2) angeformt ist.
2. Kolbenanordnung nach Patentanspruch 1, wobei ein mit dem Gleitschuh (4) verbundener Kolbenfuß (10) des Kolbens (2) kugelförmig ausgebildet ist und vom Gleitschuh (4) formschlüssig umgriffen ist.
3. Kolbenanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei Kolben (2) und Gleitschuh (4) von einem Kanal (14, 24, 18, 16) durchsetzt sind, der in der Gleitfläche (28) mündet.
4. Kolbenanordnung nach Patentanspruch 3, wobei die Düse (16) und ein im Gleitschuh ausgebildeter Kanalabschnitt (24) durch einen Formstift eines Spritzgießwerkzeugs ausgebildet sind.
5. Kolbenanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Düse (18) im Kolben (2) ausgebildet ist.
6. Kolbenanordnung nach Patentanspruch 5, wobei im Übergangsbereich zwischen dem Gleitschuh (4) und dem Kolben (2) eine trichterförmige Erweiterung (18) ausgebildet ist.
7. Kolbenanordnung nach Patentanspruch 6, wobei die trichterförmige Erweiterung (18) am Kolben (2) ausgebildet ist und in einer Abflachung (20) des Kolbenfußes (10) mündet.
8. Kolbenanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei am Außenumfang des Gleitschuhs (4) eine Ringstirnfläche (30) ausgebildet ist, die etwa in derjenigen Ebene liegt, in der die kolbenseitige Mündung des Gleitschuhs (4) angeordnet ist.
9. Kolbenanordnung nach Patentanspruch 8, wobei die Ringstirnfläche (30) durch eine Ringnut (34) ausgebildet ist.
10. Kolbenanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Gleitschuh (4) aus verstärktem PEEK hergestellt ist.
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