活塞缸單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種活塞缸單元（10），其具有在缸（11）的孔（13）中可沿縱軸線（21）往復(fù)運動的活塞（15），其中所述缸（11）具有第一側(cè)面，在所述第一側(cè)面上布置有用于潤滑所述缸（11）和所述活塞（15）之間的表面的、處于液壓壓力下的潤滑劑，其中在所述活塞（15）的圓周表面（23）上形成至少一個、優(yōu)選沿縱軸線（21）的方向延伸的縱向凹部（25；25a至25g），所述縱向凹部與在所述缸（11）的第一側(cè)面上的潤滑劑連接，其中至少一個縱向凹部（25；25a至25g）與所述缸（11）的另一個與第一側(cè)面對置的第二側(cè)面軸向間隔距離地在所述活塞（15）上在端部區(qū)域（27；27a至27c）中終止，并且其中所述缸（11）的第二側(cè)面形成所述活塞（15）的進入到所述缸（11）的孔（13）中的入口區(qū)域（28）。
【專利說明】活塞缸單元【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的活塞缸單元。
【背景技術(shù)】
[0002]文獻EP I 234 975 A2公開了這種類型的活塞缸單元。所公開的活塞缸單元在缸的孔中具有可往復(fù)運動的活塞。在所述活塞的圓周表面上具有一系列徑向環(huán)繞的橫向槽以及至少兩個沿縱向方向延伸的縱向凹部。所述縱向凹部沿活塞的縱向方向觀察軸向地通過兩個以相對較小的軸向間距相互布置的橫向槽相互隔開。在兩個橫向槽之間，通過兩個在橫向槽之間的活塞的相應(yīng)的幾何形狀產(chǎn)生有針對性的提高的泄漏損失，從而在缸的一側(cè)的區(qū)域中處于高壓的潤滑劑通過沿活塞的縱向方向產(chǎn)生的流動在縱向凹部中一直被輸送到缸的另一側(cè)上的活塞的出口區(qū)域。通過這一措施在缸的整個長度上產(chǎn)生所期望的潤滑。然而，在此缺點是泄漏損失相對較高。
[0003]此外，由文獻EP I 275 864 BI已知借助激光束在活塞滑動表面中掏制切口(Taschen),所述切口用作潤滑劑用的封閉的微型壓力腔室。此外,通過研磨(Honen)如此構(gòu)造表面，從而產(chǎn)生由通道構(gòu)成的網(wǎng)，所述通道隨機分布，并且具有隨機變化的深度。這種結(jié)構(gòu)同樣也會減小摩擦?；钊瑒颖砻娴倪@種類型的構(gòu)造制造起來相對成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]從上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，如此進一步改進根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的活塞缸單元，從而在保證潤滑特性足夠好的情況下使得泄漏損失盡可能地小。根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)在具有權(quán)利要求1的特征的活塞缸單元中是通過以下措施來解決的，即除了可能出現(xiàn)的泄漏損失外，在活塞的每個運行位置中活塞進入到缸的入口區(qū)域都與至少一個縱向凹部的背離缸的第一側(cè)面的端部區(qū)域液壓分開地布置。換句話說，這意味著至少一個縱向凹部離活塞的·進入缸中的入口區(qū)域以一定間距地在缸的背離潤滑劑供給容器的一側(cè)上終止。在此特別是根據(jù)引入到活塞中的力來確定縱向凹部的長度的尺寸。于是通常在活塞上出現(xiàn)橫向力，所述橫向力導(dǎo)致活塞在缸的孔中產(chǎn)生傾斜。這種傾斜造成了，在活塞和缸中的孔之間的表面壓力在圓周上觀察大小各不相同。為了避免在具有相對較小的載荷或者說表面壓力的區(qū)域中發(fā)生提高的泄漏，對于這種橫向力來說，以下做法是合理的或者說是有利的，即所述長度不到達孔的或者說活塞的具有提高的或者減小的表面壓力的區(qū)域中。此外，將活塞的或者說缸中的孔的軸向部段如此設(shè)計在至少一個縱向凹部的端部和活塞的進入缸中的入口區(qū)域之間，從而只出現(xiàn)由制造引起的泄漏損失，所述泄漏損失是由于制造或者說是由于制造的不精確而產(chǎn)生的。因此在活塞和缸之間形成這樣一種配合，即盡可能不出現(xiàn)泄漏損失或者說僅出現(xiàn)較小的泄漏損失。特別是在以上提到的區(qū)域中與現(xiàn)有技術(shù)相反，未設(shè)置用于潤滑劑導(dǎo)向的附加的縱向凹部或者類似的器件。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的活塞缸單元的有利的改進方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0006]在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思的結(jié)構(gòu)上優(yōu)選的變型方案中規(guī)定，至少一個縱向凹部從所述活塞的端面出發(fā)，所述端面與潤滑劑容器連接。
[0007]此外，為了最小化沿低壓區(qū)域的方向的泄漏損失(涉及潤滑劑的壓力)，本發(fā)明此外優(yōu)選地規(guī)定，除了至少一個縱向凹部以及由于制造所形成的表面粗糙度外，所述活塞的布置在所述缸中的圓周表面以及所述缸的與其共同作用的孔的面構(gòu)造為無凹陷的表面。
[0008]此外在本發(fā)明的另一種設(shè)計方案中規(guī)定，為了在活塞或者說孔的圓周上實現(xiàn)盡可能均勻的潤滑而設(shè)置多個縱向凹部，所述縱向凹部以均勻的角度間隔相互布置。
[0009]作為至少一個縱向凹部的有利的寬度，I μ m和100 μ m之間的寬度證明是有利的。優(yōu)選借助激光束裝置產(chǎn)生這類相對較窄的縱向凹部，因為這種激光束裝置能達到所需的制造公差。
[0010]此外，為了在機械上限定地引導(dǎo)在缸中的活塞，下述做法證明是有利的，即至少一個縱向凹部在所述活塞的軸向部段中最大覆蓋所述活塞的圓周表面的20%，在所述活塞的軸向部段中布置有至少一個縱向凹部。
[0011]當至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)的橫截面在其軸向長度上變化時，能夠在缸中的活塞的軸向長度上影響潤滑效果。
[0012]特別簡單和可理解的是，通過經(jīng)由槽寬的變化改變橫截面來實現(xiàn)這種影響。恰好在改變槽寬時，至少一個縱向凹部的已說明的構(gòu)造借助激光束裝置證明是特別有利的，因為采用激光束裝置可以特別簡單和精確地產(chǎn)生不同的槽寬。
[0013]此外，為了在至少一個縱向凹部的端部區(qū)域中使至少一個縱向凹部的潤滑作用連續(xù)地逐漸消失(auskl ingen),在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計方案中規(guī)定，至少一個縱向凹部的深度在所述縱向凹部的端部區(qū)域中至少局部地連續(xù)減小。
[0014]此外，通過在所述活塞中沿其縱向方向布置的供給孔，尤其是以盲孔的形式以及以將所述至少一個縱向凹部與所述供給孔相連接的孔的形式可改進地或者說有針對性地給至少一個縱向凹部提供潤滑劑，所述供給孔與缸的側(cè)面液壓連接，并且通過所述供給孔提供潤滑劑。
[0015]本發(fā)明的另一種設(shè)計方案涉及出現(xiàn)橫向力的情況。在這種情況中在本發(fā)明的框架中專門地規(guī)定，在所述缸的朝向所述入口區(qū)域的一側(cè)上，垂直于縱軸線走向的力作用在所述活塞上，通過所述力在所述缸的朝向所述缸的入口區(qū)域的端部部段中在區(qū)域中在所述活塞和所述缸之間產(chǎn)生相對于所述缸的剩余區(qū)域提高的壓應(yīng)力或者說表面壓力，并且所述至少一個縱向凹部在所述活塞上與所述區(qū)域間隔距離地終止。這種類型的構(gòu)造用于使泄漏損失最小化。在此，在本發(fā)明的框架中根據(jù)力和其它的幾何尺寸的大小來規(guī)定相應(yīng)提高的壓應(yīng)力或者說表面壓力，它們涉及間距，因此被視為是重要的。因此可根據(jù)規(guī)定例如如下規(guī)定提高的壓應(yīng)力或者說表面壓力的范圍，即具有至少一個壓應(yīng)力或者表面壓力，所述壓應(yīng)力或者表面壓力為通過所述力提高的壓應(yīng)力或者說表面壓力的20%，或者高于它們的平均值。
[0016]此外，為了在活塞的所有運行位置中使泄漏損失都保持很小還考慮可能由于制造所造成的結(jié)構(gòu)部件公差，因此在本發(fā)明最后一個描述的設(shè)計方案中特別優(yōu)選地規(guī)定，在缸中的活塞的所有位置中，在缸的提高壓應(yīng)力或者說表面壓力的區(qū)域和至少一個縱向凹部的端部區(qū)域之間形成至少一個為缸的長度的10%的間距。當然，該數(shù)值必要時在實際存在情況的框架內(nèi)，在個別情況下可提高或者減小?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的其它的優(yōu)點、特征和細節(jié)從以下對優(yōu)選的實施例的說明以及借助附圖得出。附圖不出:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的活塞缸單元的縱截面；
圖2至圖5分別是在活塞表面中縱向凹部的不同橫截面的透視圖；
圖6至圖8分別是縱向凹部的不同出口區(qū)域的縱截面；
圖9至圖11是縱向凹部在其軸向長度上的典型的橫截面走向的簡化的俯視圖；
圖12是具有潤滑劑供給孔的、變體的缸。
[0018]在附圖中相同的元件或者具有相同功能的元件用相同的附圖標記表示。
【具體實施方式】
[0019]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的活塞缸單元10。所述活塞缸單元10包括在實施例中形式為襯套12的、套筒狀構(gòu)造的缸11，所述缸具有柱狀的貫通孔13。具有端部區(qū)域16的活塞15伸入到所述貫通孔13中。所述端部區(qū)域16沿雙箭頭17的方向往復(fù)運動地布置。
[0020]所述缸11的端面在背離活塞15的一側(cè)上與處于壓力之下的潤滑劑容器20作用連接地布置。潤滑劑通過潤滑劑容器20到達缸11的敞開的貫通孔13中。此外，通過力F示出橫向力的方向，所述橫向力垂直于活塞15的縱軸線21地作用在活塞15的從缸11中伸出的區(qū)域上，并且所述橫向力附加于一種力施加作用，這種力使得活塞15在缸中沿雙箭頭17的方向運動。所述力F引起了，在位于活塞15的朝向所述力F的一側(cè)上的區(qū)域22中，在活塞15進入到缸11中的入口區(qū)域中在缸11和活塞15之間出現(xiàn)提高的壓應(yīng)力或者說表面壓力。在所示出的實施例中這個區(qū)域22伸入到貫通孔13的大約三分之一。所述區(qū)域22也叫作承載區(qū)域，其中由于在活塞15的直徑和貫通孔13的直徑之間的公差所述力F引起活塞15在貫通孔13中發(fā)生傾斜。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，活塞15在其外殼表面或者說圓周表面23上具有至少一個、然而尤其是多個以均勻的角度間隔布置的縱向凹部25。所述縱向凹部25從缸15的一個端面26 —直延伸到缸11的軸向延伸部的大約中間的區(qū)域中，所述端面位于活塞15的朝向潤滑劑容器20的一側(cè)上。與活塞15沿雙箭頭17的方向的運動或者說與活塞15的位置無關(guān)，重要的是，在所示出的實施例中所有具有相同的長度的縱向凹部25不會一直延伸到區(qū)域22中。
[0022]此外，本發(fā)明還規(guī)定，活塞15的圓周表面23至少從在背離潤滑劑容器20 —側(cè)上的縱向凹部25的端部區(qū)域27直到活塞15進入到缸11中的形成低壓區(qū)域的入口區(qū)域28、除了因制造所引起的表面粗糙度以外都構(gòu)造為無凹陷的表面。同樣，在所述區(qū)域中的貫通孔13的表面也盡可能無凹陷地構(gòu)造。通過圓周表面23和貫通孔12的無凹陷的構(gòu)造盡可能避免或者說最小化端部區(qū)域27和入口區(qū)域28之間的泄漏損失，當缸15由于橫向力F而產(chǎn)生傾斜時，特別是在與區(qū)域22徑向?qū)χ玫囊粋?cè)上會出現(xiàn)泄漏損失。
[0023]在圖2至圖5中示出了縱向凹部25的不同的橫截面形狀。因此，根據(jù)圖2所示的縱向凹部25a具有半圓形的橫截面。而圖3的縱向凹部25b反之具有三角形的橫截面。圖4的縱向凹部25c的橫截面溝狀地構(gòu)造有兩個傾斜布置的側(cè)面。最后,根據(jù)圖5縱向凹部25d具有矩形的橫截面。
[0024]縱向凹部25、25a到25d的端部區(qū)域27可不同地設(shè)計。因此，借助圖6可以看出倒圓地設(shè)計的端部區(qū)域27a。與此相對地，根據(jù)圖7的端部區(qū)域27b具有斜面29，所述斜面從縱向凹部25的底部一直延伸到其上側(cè)面。最后，在根據(jù)圖8的縱向凹部25中端部區(qū)域27c設(shè)計為槽深不會減小。
[0025]最后，縱向凹部25的槽寬b在其軸向長度上也可不同地設(shè)計。在根據(jù)圖9的縱向凹部25e中縱向凹部25e的寬度b在其整個長度上是相同的。與之相對地，在圖10中縱向凹部25f的槽寬b在其軸向長度上是如此不同的，即槽寬b在朝向潤滑劑容器20 —側(cè)上具有最大的寬度。與之相對地，在圖11中的縱向凹部25g的槽寬b沿縱向方向具有如此波動的寬度，即在縱向凹部25g的中間區(qū)域中形成一種具有最小寬度的腰部(Taille)。除了通過活塞15的朝向潤滑劑容器20的端面26給縱向凹部25、25a到25g提供潤滑劑以外，根據(jù)圖12本發(fā)明還可以規(guī)定，活塞15例如具有在縱軸21中延伸的，從端面26開始的并且形式為盲孔的供給孔30。通過供給孔30和從供給孔30開始的橫向孔31，所述縱向凹部25、25a到25g在其軸向長度上觀察是對準的，并且附加地設(shè)有潤滑劑。在這種情況中也可以如下地規(guī)定，即通過多個橫孔21給縱向凹部25、25a到25g提供潤滑劑。
[0026]如此程度描述的縱向凹部25、25a到25g具有I μ m和100 μ m之間的寬度，并且優(yōu)選地通過激光束裝置或者說借助激光束產(chǎn)生。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的活塞缸單元10可在不偏離本發(fā)明的構(gòu)思的情況下以多種方式和方法進行變體或改型。所述活塞缸單元優(yōu)選地可用在汽車產(chǎn)品中，特別是用在泵中、閥門中或者類似的結(jié)構(gòu)部件中，但是并不局限于這些應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.活塞缸單元(10)，其具有在缸(11)的孔(13)中可沿縱軸線(21)往復(fù)運動的活塞(15)，其中所述缸(11)具有第一側(cè)面，在所述第一側(cè)面上布置有用于潤滑所述缸(11)和所述活塞(15)之間的表面的、處于液壓壓力下的潤滑劑，其中在所述活塞(15)的圓周表面(23)上形成至少一個、優(yōu)選沿縱軸線(21)的方向延伸的縱向凹部(25 ;25a至25g)，所述縱向凹部與在所述缸(11)的第一側(cè)面上的潤滑劑連接，其中至少一個縱向凹部(25 ；25a至25g)與所述缸(11)的另一個與第一側(cè)面對置的第二側(cè)面軸向間隔距離地在所述活塞(15)上在端部區(qū)域(27 ;27a至27c)中終止，并且其中所述缸(11)的第二側(cè)面形成所述活塞(15)的進入到所述缸(11)的孔(13)中的入口區(qū)域(28)，其特征在于，除了可能出現(xiàn)的泄漏損失外，所述入口區(qū)域(28)在所述活塞(15)的每個運行位置中都與至少一個縱向凹部(25 ；25a至25g)的背離所述缸(11)的第一側(cè)面的端部區(qū)域(27 ；27a至27c)液壓分開地布置。
2.按照權(quán)利要求1所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25；25a至25e)從所述活塞(15)的端面(26)出發(fā)，所述端面與潤滑劑容器(20)連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的活塞缸單元，其特征在于，除了所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)以及由于制造所引起的表面粗糙度外，所述活塞(15)的布置在所述缸(11)中的圓周表面(23)以及所述缸(11)的孔(13)的與其共同作用的面構(gòu)造為無凹陷的表面。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的活塞缸單元，其特征在于，設(shè)置多個縱向凹部(25 ;25a至25g)，所述縱向凹部相互以均勻的角度間隔進行布置。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25 ；25a至25g)以槽的形式構(gòu)造,并且具有I μ m和100 μ m之間的槽寬(b);并且所述至少一個縱向凹部(25 ；25a至25g)優(yōu)選通過激光束產(chǎn)生。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)在所述活塞(1`5)的軸向部段中最多覆蓋所述活塞(15)的圓周表面(23)的20%，在所述活塞的軸向部段中布置有至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)的橫截面在其軸向長度上是變化的。
8.按照權(quán)利要求7所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25；25a至25g)的橫截面的變化是通過槽寬(b)的改變來實現(xiàn)的。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25)的深度在所述縱向凹部(25)的端部區(qū)域(27a ；27b)中至少局部地連續(xù)減小。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項所述的活塞缸單元，其特征在于，所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)通過在所述活塞(15)中沿其縱向方向布置的供給孔(30)，尤其是以盲孔的形式以及以將所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)與所述供給孔(30)相連接的孔(31)的形式液壓地與所述缸(11)的和潤滑劑相連接的一側(cè)連接。
11.按照權(quán)利要求1至10中任一項所述的活塞缸單元，其特征在于，在所述缸(11)的朝向所述入口區(qū)域(28)的一側(cè)上，垂直于縱軸線(21)走向的力(F)作用在所述活塞(15)上，從而通過所述力(F)在所述缸(11)的朝向所述缸(11)的入口區(qū)域(28)的端部部段中在區(qū)域(22)中在所述活塞(15)和所述缸(11)之間產(chǎn)生相對于所述缸(11)的剩余區(qū)域提高的壓應(yīng)力或者說表面壓力，并且所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)在所述活塞(15)上與所述區(qū)域(22)間隔距離地終止。
12.按照權(quán)利要求11所述的活塞缸單元，其特征在于，在所述缸(11)的區(qū)域(22)和所述至少一個縱向凹部(25 ;25a至25g)的端部區(qū)域(27 ；27a至27c )之間，在所述缸(11)中的活塞(15)的所有位置中形 成至少一個為所述缸(11)的長度的10%的間距。
【文檔編號】F02M59/44GK103867711SQ201310685752
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】D.布羅伊爾, G.多恩赫費爾, G.雷普恩, B.舍費爾, T.基德羅夫斯基, S.佐洛耶夫, A.米沙羅夫斯基 申請人:羅伯特·博世有限公司