专利名称：用于径向活塞泵的活塞的制作方法
用于径向活塞泵的活塞本发明涉及到一种根据权利要求I的前序部分所述的用于径向活塞泵或者说径向活塞式发动机的活塞。径向活塞泵具有径向或者星形布置的缸体-活塞-单元，这里例如通过位于外部的波状的冲程曲线使活塞相对于所配属的缸体产生振动运动。圆柱形的滚动体在该冲程曲线上滚动，在滚动体上各自支承了一活塞。该活塞在这里被容纳在一中间的缸体中。通过在所述冲程曲线的圆周上的凸轮的数目来确定所述机器转动时每个活塞的冲程数目。这种径向活塞泵的活塞根据现有技术由金属制造而成。文献DE 40 37 455 Cl展示了一种径向活塞泵，这里在每个活塞的坑槽中在用于所配备的圆柱形滚动体的支承范围内展示了一轴承套，它相对于圆柱形的滚动体支承所述
活塞。 在文献DE 39 26 185 C2中展示了一种用于径向活塞泵的具有一轴承套的活塞，该轴承套具有一位于圆柱形滚动体上的塑料层。根据现有技术，所述活塞在各自所配属的缸体上的支承区域是金属的。这样的缺点是在活塞和所配属的缸体之间产生大的点载荷。为了达到所要求的表面特性或者表面质量，就需要很大的加工成本。相对于此，本发明的任务在于，创造一种用于径向活塞泵的活塞，其中减小朝向所配属的缸体的点载荷以及活塞的加工成本。该任务通过一种用于径向活塞泵的具有权利要求I的特征的活塞得到解决。根据本发明的用于径向活塞泵的活塞具有一金属芯，它实际上配备有一由塑料制成的外壳。由此减小所述活塞朝向所配属的缸体的点载荷，因为所述力由于外壳的塑料的变形而被分散在缸体上。因此，在具有根据本发明的活塞的径向活塞泵上可以实现比具有根据现有技术的活塞的活塞泵更大的压力。此外在外壳厚度增加并且芯子直径相应减少时，可以减小活塞的重量。因此在径向活塞泵工作时就减小了待加速的质量，从而特别是在转速增大时可以实现对效率的优化。本发明其它的有利的结构方案在从属权利要求中得到阐述。 为了减小根据本发明的活塞的加工费用，优选的是，将所述外壳喷涂在芯子上。在根据本发明的活塞的一种优选的改进方案中，芯子具有一金属的主部分，在该主部分上设计了用于容纳一滚动体的坑槽。这里为了减小磨损，在所述坑槽的面向该滚动体的壁上设计了一由塑料制成的轴承套。在本发明的一种优选的改进方案中，在轴承套的一贴靠在滚动体上的表面具有至少一个用于容纳压力介质的小凹坑，该凹坑通过一管道与活塞或者芯子的一端面相连接，该端面面对所述缸体的一工作室或者压力室。当工作时压力介质聚集在所述凹坑中，通过所述通道利用高压来对于所述压力介质进行加载，并以此用于在支承区域内来进行压力补偿。通过该凹坑，从一定转速开始实现一种流体动力的支承。当所述主部分的环形的侧面配备有一由塑料制成的外壳时，它被用于平衡在活塞和缸体之间的加工误差或者加工公差。
在一种优选的改进方案中，所述主部分的侧面的外壳具有一环绕的密封唇或者一环绕的O形环，该密封唇或者该O形环可以整体地与外壳一起构成，并且所述密封唇或者O形环在装配的状态中贴靠在缸体上。由此利用最小的加工成本来实现缸体的工作腔或者压力室和径向活塞泵的低压区域之间的密封。当主部分沿着滚动体大于垂直于该滚动体时，活塞以及因此其压力面形成伸长部或者变大部。当相应的缸体与这种形状相适应时，则产生了一具有更大体积的缸体-活塞-单元。在一种优选的改进方案中，根据本发明的活塞是一种多级活塞，这里在芯子的主部分上布置了一径向上小一级的或者说降级的位于中心的金属的轴颈部分。当该轴颈部分进入到缸体的一相应径向上小一级的引导部分中时，则实现了沿着其行程方向对于活塞进行引导。当轴颈部分的一环形的、例如大约是柱形的侧面配备有一由塑料制成的外壳，则
它被用于补偿轴颈部分和缸体的引导部分之间的加工误差或者加工公差。为了补偿缸体的引导部分和主部分之间的压力，优选的是，为轴颈部分和/或轴颈部分的外壳配备整平部或者径向上的凹坑或者凹槽。为了减小加工费用，可以使得主部分的外壳和轴颈部分的外壳整体地构成。当活塞具有一由塑料制成的轴承套时，也可以由此出发使得该轴承套与主部分的外壳和轴颈部分的外壳整体地构成。在根据本发明的多级活塞的一种改进方案中，主部分的外壳和轴颈部分的外壳通过一中间部分相连接。它具有活塞的压力面。接下来将通过附图
详细地阐述本发明的不同的实施例。附图展示了 图I具有根据第一种实施例的活塞的径向活塞泵局部的截面图；图2按照第一种实施例的根据本发明的活塞的外壳的截面图；图3a_c按照第二种实施例的根据本发明的活塞的外壳的不同的视图；图4按照第一和第二种实施例的根据本发明的活塞的轴承套的局部图；图5a_c按照第一和第二种实施例的根据本发明的活塞的芯子的不同的视图；图6a_c按照第三种实施例的根据本发明的活塞的外壳的不同的视图；和图7a_c按照第三种实施例的根据本发明的活塞的芯子的不同视图。图I以截面图的形式展示了一种径向活塞泵或者说径向活塞式发动机的局部图。它具有一环绕的波状的冲程曲线或者说提升曲线(Hubkurve) I和八个缸体-活塞-单元，图I中只展示出了其中的三个完整的和另外两个的一部分。该缸体在径向上或者以星形被布置在一旋转的转子2中，而在位置固定的凸轮盘4上形成所述冲程曲线I。根据机器的类型将转子2的转动传递到一根轴5 (电动机)上或者反过来从轴5传递到转子2 (泵)上。每个缸体都具有一主部分6并且在其面向轴5的一侧上具有一在径向上小一级的或者说降级的引导部分8。每个缸体-活塞-单元都有一滚动体10，它在转子2转动时沿着冲程曲线I滚动，并且相对于一根纵轴线12做振动的冲程运动或者说往复直线运动。这里在每个滚动体10上支承了一活塞。每个活塞具有一主部分(在图I中仅仅展示了它的一外壳14a)以及一轴颈部分(在图I中同样只展示了它的一外壳16a)。所述活塞的主部分位于滚动体10上并且被容纳在缸体的主部分6内，而活塞的轴颈部分被容纳在缸体的引导部分8内。图2以截面图的形式展示了按照第一种实施例的根据本发明的活塞的整体地由PEEK(聚醚醚酮)制成的外壳14a、16a。它包围或者说环绕着一由金属制成的(在图2中未展示出的)的芯子的一主部分14b和一轴颈部分16b。一用作滚动体10用的滑动轴承的轴承套18与外壳14a、16a整体地构成。此外在主部分14a的外壳和轴颈部分16a的外壳之间形成了所述外壳的一中间部分20。在(在图2中)所述外壳的中间部分20的上侧处，形成了一大致是环形的压力面22，它由一同样被整体地集成进外壳中的唇或者集成的O形环24包围。它在根据本发明的径向活塞泵工作时紧贴在缸体的主部分6上，并且对一相应的环形的压力室(参考图I中的标记6)相对于一低压区域进行密封。在O形环24和主部分14a的外壳之间设置了一凹槽26。活塞的整体地由PEEK制造的外壳因此包括了轴颈部分16a的外壳、中间部分20、O形环24、主部分14a的外壳以及最后还包括轴承套18。在所展示的外壳内部中，布置了一在图5a-c中展示出的由钢制成的芯子。 图3a_c示出了一种按照第二种实施例的根据本发明的活塞的外壳。图3a在截切的侧视图中展示了所述外壳，图3b在侧视图中展示了该外壳，图3c在透视图中展示了该外壳。所展不的根据第二种实施例的外壳在很大程度上与根据第一种实施例的外壳相应。一中间部分120将轴颈部分16a的外壳和主部分14a的外壳整体地连接起来，其中在其(在图3a-c中)上侧面上形成了一大致是环形的压力面122。这里为了对于相应的压力室进行密封，取代O形环，将一密封唇124整体地设置在中间部分120上或者主部分14a的外壳上。该密封唇124基本上在朝向压力室的方向上沿着一缸壁延伸。轴颈部分16a的外壳在根据图2的第一种实施例和根据图3a_c的第二种实施例中具有两个布置在侧面的互相对置的整平面或者凹坑，在图3b和图3c中只展示了其中的一个凹坑28。它表不出了布置在缸体的主部分6内的环形的压力室和一在引导部分8中形成的压力室之间的压力介质连接。因此，对于大致是环形的压力面22、122和根据本发明的活塞的一(在图中)上方的端面34同样利用工作压力进行加载。图4展示了根据第一种和第二种实施例的轴承套18的一部分。它具有两个平坦的凹坑30，该凹坑30通过一管道32与根据本发明的活塞的上方的端面34相连接。因此，在这两个凹坑30中都存在工作压力或者说高压，从而根据本发明的活塞相对于所配备的滚动体10卸去压力，并且液压动力地得以支承。由于所述液压动力的支承，因此所述凹坑非常的小。当机器工作时，在滚动体10和轴承套18之间最大的压力侧向偏移(例如在图4中向左)地形成。因此在一(在这个例子中左边的)凹坑30的范围内产生相应的液压动力的支承，而在另一(在这个例子中右边的)凹坑30处可能形成泄露。为了使得所述泄露得以最小化，在这两个凹坑30之间设置了一通道，管道32通入至这个通道中。图5a_c展示了按照第一种和第二种实施例的根据本发明的活塞的芯子，这里图5a展示了纵剖面图，图5b展示了侧视图，图5c展示了透视图。该芯子由钢制成并进行如下设计，即可以通过基本上均匀的压力注塑用PEEK形成根据所述两个第一种实施例(参看图2和3a)的外壳16a、14a和轴承套18。图5a展示了管道32，它沿着纵轴线12延伸，并且为了卸去压力使得所述轴承套18 (参看图4)的凹坑30与芯子或者活塞的上端面34连接在一起。图6a_c展示了按照第三种实施例的根据本发明的活塞的外壳，这里图6a以仰视图、图6b以侧剖面图、而图6c以侧视图的方式展不了该外壳。所述第三种实施例的外壳部分地对应于根据图2的第一种实施例的那个外壳。轴颈部分的一外壳216a同样基本上是圆柱形的。在一中间部分220上构成了一 O形环224作为密封件。与上述的实施例不同，所述主部分的一外壳214a和一轴承套218具有一种延伸的形状，这里沿着滚动体纵轴线236的尺寸大于横向于该滚动体纵轴线或者与之垂直的尺寸。因此一压力面222沿着滚动体纵轴线236与上述的实施例相比更长或者更大。图7a_c展示了按照第三种实施例的根据本发明的活塞的芯子，这里图7a展示了仰视图，图7b展示了侧剖面图，图7c展示了侧视图。在图7a中，所述芯子的主部分214b沿着滚动体纵轴线236与上述的实施例相比更大或者更长。·按照第三种实施例的根据本发明的活塞因此由在图7a_c中所示的芯子和在图6a-c中所示的外壳组成。它被安装在一径向活塞泵或者说径向活塞式发动机中，在这里所述缸体的各个主部分具有一横断面,该横截面对应于在图6a中所不的外壳214a的外轮廓。因此缸体的体积被括大，从而使径向活塞泵的吸收量或者输送量更大。与根据图6a_c的第三种实施例不同的是，具有延长的主部分的活塞也可以具有根据第二种实施例(参看图3a-c)的密封唇124以替代一体地构成的O形环224。公开了一种用于具有一金属芯子的径向活塞泵的活塞，它实际上具有一由塑料制成的外壳。该外壳可以整体地与一由PEEK制成的轴承套构成，和/或被喷涂在所述芯子上。
权利要求
1.用于径向活塞泵的活塞，其特征在于，该活塞具有一金属的芯子(14b、16b;214b、216b)，该芯子实际上配备有一由塑料制成的外壳(14a、16a、20 ；120 ;214a、216a、220)。
2.根据权利要求I所述的活塞，其中所述外壳(14a、16a、20；120 ;214a、216a、220)被喷涂在芯子(14b、16b ;214b、216b)上。
3.根据权利要求I或2所述的活塞，其中所述芯子(14b、16b;214b、216b)具有一金属的主部分(14b ;214b)，该主部分具有用于容纳一滚动体(10)的坑槽，其中在所述坑槽的面向滚动体(10)的壁上布置了一由塑料制成的轴承套(18 ;218)。
4.根据权利要求3所述的活塞，其中轴承套(18；218)的一紧贴在所述滚动体(10)上的表面具有一凹坑(30 ;230)，该凹坑通过一管道(32 ；232)与活塞的一面向一工作室的端面(34 ；234)相连接。
5.根据权利要求3或4所述的活塞，其中主部分(14b;214b)的一侧壁配备有一由塑料制成的外壳(14a ；214a)。
6.根据权利要求5所述的活塞，其中外壳(14a;214a)具有一环形的密封唇(124)或一环形的O形环(24 ；224)，该密封唇或O形环能够与缸体相贴靠。
7.根据权利要求3所述的活塞，其中主部分(214b)沿着滚动体(10)比垂直于该滚动体更大。
8.根据权利要求3所述的活塞，该活塞是多级活塞，其中在主部分(14b;214b)上安装了一径向上降级的金属的轴颈部分(16b ;216b)。
9.根据权利要求8所述的活塞，其中所述轴颈部分(16b;216b)的侧壁配备有一由塑料制成的外壳(16a ；216a)。
10.根据权利要求8或9所述的活塞，其中所述轴颈部分(16b;216b)和/或轴颈部分的外壳(16a ；216a)配备有整平部或者径向上的凹坑(28 ；228)。
11.根据权利要求5和9所述的活塞，其中主部分(14b；214b)的外壳(14a ；214a)和轴颈部分(16a ；216a)的外壳(16b ；216b)整体地构成。
12.根据权利要求3、5和9所述的活塞，其中主部分(14b；214b)的外壳(14a ；214a)和轴颈部分(16a；216a)的外壳(16b ；216b)与轴承套(18,218)整体地构成。
13.根据权利要求5和9所述的活塞，其中主部分(14b；214b)的外壳(14a ；214a)和轴颈部分(16a ；216a)的外壳(16b ；216b)通过一中间部分(20 ；120 ；220)相连。
全文摘要
本发明公开了一种用于径向活塞泵的活塞，该活塞具有一金属的芯子，该芯子实际上配备有一塑料制成的外壳。该外壳可以整体地与一由PEEK制成的轴承套构成并且喷涂在芯子上。
文档编号F04B53/14GK102906424SQ201180019846
公开日2013年1月30日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年4月19日
发明者B·卡内 申请人:罗伯特·博世有限公司