DE2908096A1

DE2908096A1 - Kugelkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2908096A1
Application number: DE19792908096
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Kobald; Alfons Dipl Ing Dr Weber; Dieter Dipl Ing Weigle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-11
Also published as: FR2450365A1

Description

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15.2.1979 Wd/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Kugelkolbenmaschine Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kugelkolbenmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannte Kugelkolbenmaschinen haben den Nachteil, daß das als Kugel ausgebildete Verdrängerelement nur eine Liniendichtung mit der Zylinderbohrung bildet, wodurch die Dichtheit und damit der Wirkungsgrad der Maschinen nachteilig beeinträchtigt werden.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man die Kugel mit einem Kolben versehen, der diese gegen die Drucksexte; hin vollständig überdeckt. Dadurch wird aus der Liniendichtung eine wesentlich bessere Flächen- oder Spalt-

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dichtung. Diese bekannte Maschine hat den Nachteil, daß die Masse des Verdrängerelements durch den aufgesetzten Kolben etwa doppelt so groß wird wie die Masse der Kugel, wodurch Materialaufwand und Gewicht der Maschine in unerwünschter Weise vergrößert werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kugelkolbenmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei völlig ausreichender Dichtheit der Material- und Gewichtsaufwand reduziert ist, was sich auch günstig auf die Kosten der Maschine auswirkt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülse aus einem rohrförmigen Grundkörper besteht, der mittels einer Formrolle auf die Kugel aufgerollt ist. Hierdurch wird eine besonders -gute Spaltdichtung bei geringer Masse des Verdrängerelements , erreicht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Figur 1 einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kugelkolbenmaschine, in den Figuren 2a bis 3b Verdrängerelemente, in Figur 4 eine Abwandlung des Verdrängerelements nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1.

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Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Da der Aufbau von Kugelkolbenmaschinen hinreichend bekannt ist, ist in Figur 1 nur ein'Teilschnitt einer solchen Maschine dargestellt, der alles erfindungswesentliche zeigt. Auf einem feststehenden Steuerzapfen 10 ist ein Rotor 11 gelagert, welcher mehrere Radialbohrungen 12 aufweist. Im Steuerzapfen sind mehrere Längsbohrungen 13 bis 15 für die Zu- bzw. Abfuhr von Druckmittel zu- bzw. von den Radialbohrungen 12 ausgebildet. .

Das Verdrängerelement der Kugelkolbenmaschine besteht aus einer Kugel 16, die drehbar in einer Hülse 17 angeordnet ist. Die Innenseite der Hülse 17 schmiegt sich vollständig an die Kugel an und hat eine zylindrische Außenfläche, mit der sie wie ein Kolben dicht in der Radialbohrung gleitet. Die Höhe H der Hülse ist geringer als der Durchmesser D der Kugel. Sie ist auf dieser symmetrisch angeordnet, d.h. sie erstreckt sich vom Mittelpunkt der Kugel gleichmäßig nach beiden Seiten. Die Kugel 16 faucht aus der Bohrung aus und steht in Kontakt mit einem Hubring 20, der dem Verdrängerelement bei Rotation des Rotors hin- und hergehende Bewegungen erteilt.

Die Hülse 17 weist nur eine geringe Masse auf, bildet aber durch ihre relativ große Höhe H lange Dichtspalte gegenüber der Zylinderbohrung 12 und der Kugel 16. Damit die Hülse 17 leicht auf die Kugel l6 aufgesetzt werden kann, ist sie entweder - wie die Figuren 2a und 2b zeigen - an einer Stelle mit einem durchgehenden Längsschlitz 21 versehen ₃ oder sie weist - wie die Figuren 3a und 3b zeigen mehrere Längsschlitze 22 bis 2U auf, die von der dem Hubring zugewandten Flachseite ausgehen und bis zur Stelle

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des größten Innendurchmessers der Hülse reichen. Auf letztere Weise erreicht man eine besonders gute Dichtheit des Verdrängerelements. Die Schlitze erlauben ein Aufweiten zum Einführen der Kugel in die Hülse. Die Kugel soll sich in der Hülse drehen können.

Es ist jedoch auch möglich, die Hülse mittels Kaltformtechnik auf die Kugel aufzubringen. Dies zeigt das Ausführungsbeispiel nach Figur 4. Die Hülse 25 besteht ursprünglich aus einem Rohrstück mit relativ dünner Wandung und wird in an sich bekannter Weise mit einer Formrolle auf die Kugel aufgedrückt. Wesentlich ist hierbei, daß ein möglichst langer zylindrischer Abschnitt 25' am Außenumfang entsteht, welcher die notwendige Dichtung bewirkt. Auch am Innenumfang soll sich die Hülse auf einer größtmöglichen Länge an die Kugel anschmiegen, um auch hier gute Dichtheit zu gewährleisten. Hierzu wird beim Andrücken eine Sicke 26 und eine Zone 27 gebildet, wodurch die Kugel festgehalten wird, jedoch so, daß sie sich noch drehen, kann. Zweckmäßig ist es auch, die Hülse so auszubilden, daß sie hinter der Sicke und der Druckseite zugewandt eine weitere zylindrische Führungsfläche 25" aufweist. Die Oberfläche des Kolbens wird nach dem Einrollen fertig bearbeitet, z.B. geschliffen nach vorausgegangenem Härten bzw. Nitrieren. Bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Schlitzen der Hülse nicht erforderlich. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen 1 bis 3b ist hier Länge der Hülse größer als der Kugeldurchmesser, wobei sie sich über die Kugel hinaus in Richtung der Druckseite erstreckt.

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15.2.1979 Wd/Kö

ROBERT BOSCH GTOH, 7OOO S t u t-t gar t Kugelkolbenmaschine Zusammenfassung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelkolbenmasehine, deren Verdrängerelement gebildet sind aus einer Kugel (l6) und einem mit dieser verbundenen hülsenförmigen Körper (10, 255· Der hülsenförmige Körper gleitet mit seiner zylindrischen Oberfläche in der im Rotor (11) ausgebildeten Zylinderbohrung (12). Hierdurch erreicht man bei geringer Masse des Verdrängerelements eine wesentlich bessere Spaltdichtung als bei Maschinen, die nur Kugeln als Verdrängerelemente besitzen. Die Hülse (17) kann schmaler sein als der Durchmesser der Kugel. Sie kann aber auch aus einem rohrförmigen Körper hergestellt sein, von dem sich ein Teil über die Kugel hinaus in die Radialbohrung erstreckt. Man erreicht hierdurch eine besonders gute Flächendichtung,

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Leerseite

Claims

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15.2.1979 Wd/Ht

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOQ Stuttgart 1

Ansprüche

Γ 1.J Kugelkolbenmaschine, deren Kugeln mit mindestens jeweils \—s
einem deren Meridianbereich übergreifenden zylindrischen Körper (17, 25) drehbar verbunden sind, der dicht in einer, Radialbohrung (12) eines auf einem feststehenden, mit Zu- und Abflußkanälen versehenen Steuerzapfen (10) gelagerten Rotors (11) gleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Körper als Hülsen ausgebildet sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) der Hülsen (17) kleiner ist als der Durchmesser (D) der Kugeln (16).

3· Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen symmetrisch bezüglich der Kugeln ausgebildet sind und sich dicht an diese anschmiegen.

h. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3_a dadurch gekennzeichnet , daß die Hülsen von ihren flachen und der

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Druckseite abgewandten Seiten aus wenigstens bis zur Mitte mit wenigstens einem Längsschlitz (21 bis 24) versehen sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülsen (25) über den Durchmesser der Kugel hinaus in die Radialbohrung (12) hineinerstrecken.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem rohrförmigen Grundkörper bestehenden Hülsen mittels einer Formrolle auf die Kugel aufgerollt sind und eine sich an die Kugel anschmiegende Sicke (26) aufweisen.

7- Maschine nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Kugel hinaus sich in die Radialbohrung erstreckende Teil der Hülse ebenfalls als zylindrische Führungsfläche (25") ausgebildet ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen aus Nitrierstahl bestehen.

9- Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen aus einem Kunststoff bestehen.

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