具有循环润滑的开槽导向环和具有此开槽导向环的活塞缸单元的制作方法

背景技术：

1、在活塞缸单元中，活塞(或活塞杆)通常经由缸上的一个或多个导向环引导。导向环防止两个构件之间的金属接触，并且承受径向力和平衡所述径向力。后者对于在运动的构件之间使用的密封元件的可靠密封效能及寿命也是重要的。导向环通常是开槽的，以实现导向环之简化装配。

2、在实践中使用的开槽导向环可采用多种材料，以确保导向环对于应用特定的尽可能好的耐磨性。由于相应地选择其基底材料，导向环可针对不同运行时间和运行投入中待接收的不同径向力而设计。在此通常使用经特殊改性的热塑性材料，诸如聚四氟乙烯(ptfe)、聚酰胺(pa)或聚甲醛(pom)。导向环必须满足的其他方面是(与在导向环上动态贴靠的机器部件的材料的配对中的)尽可能低的摩擦系数、抗着性、合适的使用温度范围、必要时的耐化学性及尽可能大的耐老化性。

3、在市场上提供的导向环的情况下，基于导向环本身的制造公差，及相对于彼此运动的机器部件的制造公差，可能会发生故障，诸如磨损增加或明显的滑黏效应，或者在极端情况下甚至会发生导向环失效。在此方面，导向环在其与动态地贴靠在导向环上的机器部件的接触区的区域内的充分润滑具有决定性的重要性。

4、de 20 2008 012 376 u1揭示一种用于活塞缸单元的形廓化导向带，其在运行投入中布置成环形。导向带具有一导向侧，该导向侧带有彼此平行延展的多个润滑剂通道，所述润滑剂通道布置成相对于导向带或由其形成的导向环的侧翼对角地延展。就此而言，润滑剂通道部分地在轴向方向上从一个侧翼延伸至另一侧翼并且具有相当大的长度差异。在所述导向带/环的情况下，导向环的材料的明显温度梯度及相关联的形状变化可在运行投入中发生，尤其是因为润滑剂通道的长度不同。此外，存在单个的润滑剂通道由于润滑剂中含有的杂质而变得堵塞的风险，所述杂质可引起局部润滑问题及不期望的滑黏效应及增加导向环的不期望的形状变化。

5、de 37 31 158 a1揭示一种用于活塞缸单元的开槽导向环，所述导向环在其导向侧具有至少一个润滑剂通道，该润滑剂通道在导向环的周向方向上自导向环的第一自由端部区段延伸至导向环的第二自由端部区段，并且在两侧朝向导向环的两个端部区段之间的轴向通道间隙敞开。

技术实现思路

1、本发明的任务是提出一种用于活塞缸单元的导向环以及一种具有至少一个这种导向环的活塞缸单元，其中，上述制造公差具有较小的影响并且可实现进一步改善该导向环的上述接触区的润滑和冷却。

2、与该导向环有关的任务是通过具有权利要求1中给出的特征的导向环来解决。根据本发明的活塞缸单元具有权利要求8中给出的特征。本发明的优选扩展方案在从属权利要求及说明书中给出。

3、根据本发明的导向环设置用于安装在活塞缸单元中，并且部分地或全部地由可黏塑性变形的基底材料组成。该导向环具有一导向侧，所述导向侧在相对于该导向环的中心轴的径向方向上向内或向外指向，且所述导向侧用于动态接触地贴靠和导向在机器部件上、尤其是在该活塞缸单元的缸上。该导向环还包括一后侧，所述后侧在该径向方向上远离该导向侧指向并且所述后侧用于将该导向环静态接触地支撑在另一机器部件上，尤其是该活塞缸单元的活塞(或活塞杆)上。应注意的是，术语“活塞”亦应理解为已知的活塞杆。该导向环的第一和第二自由端部区段在该导向环的周向方向上在构造有轴向通道间隙的情况下彼此间隔开地布置。自由端部区段的端侧彼此平行地或基本上平行地延展地布置，其中，两个端侧在其到中心轴线上的投影中与该中心轴线围成15°≤α≤75°、尤其是25°≤α≤60°的锐角α。

4、此外，在该导向侧上构造有多个环形珠，所述环形珠分别在相对于该导向环的中心轴线z的轴向方向上彼此间隔开地布置。在相应两个紧邻布置的环形珠之间分别构造有润滑剂通道。因此，各润滑剂通道在轴向方向上在两侧通过所述环形珠的相应一个来限界。尤其是，该导向环可具有恰好一个、两个或恰好三个润滑剂通道。该导向环亦可具有超过三个润滑剂通道。根据本发明，各润滑剂通道在该导向环的周向方向上自第一自由端部区段延伸至第二自由端部区段并且在两侧朝向该导向环的通路间隙敞开。换句话说，该导向环的每个润滑剂通道通到上述轴向通道间隙中。

5、导向环由于其环形珠在安装时为在其上引导的活塞缸单元的机器部件提供多个线形或环形的负载接收面或接触区。由于该导向环的彼此间隔开地布置的线形接触区，可实现两个机器部件相对于彼此特别低摩擦的导向。此外，由于以及通过该导向环的黏塑性材料，可抵消不期望的滑黏行为。

6、通过导向环的各润滑剂通道，在运行投入中在该导向环的整个或基本上整个周向延伸范围内可实现由所述环形珠形成的动态接触区的改善的润滑特性，以用于在该导向环上以滑动游隙形状锁合的形式贴靠地引导的机器部件，并且从而实现该导向环的改善的使用寿命。至少一个润滑剂通道或每个润滑剂通道实施成在两端仅朝向两个自由端部区段的端侧敞开，由此产生，在运行投入中，在所述环形珠的动态地贴靠在导向环上的机器部件的滑动面上的接触区之区域中，该导向环在热的角度来看特别均匀的冷却及润滑。此外，简化该导向环的生产。

7、在导向环的安装状态中，导向环的黏塑性可变形性实现根据相应地作用在该导向环上的径向力动态地调整相应的(环形)负载接收面/接触区的尺寸。该导向环的相应接触区的尺寸因此随着局部作用在该导向环上的径向力增加而增加，且反之亦然。由此产生：与通常的导向环相比，在导向环的径向负载增加时，在导向环上动态地沿着滑动的机器部件的滑动面与该导向环之间的接触压力(面压力，单位为n/mm2)的总体平坦化进展，在通常的导向环中，该接触区的尺寸是不变的，并且因此基本上独立于导向环的相应地作用的径向指向的负载。因此，根据本发明的导向环的结构形式可补偿该导向环本身及活塞缸单元的通过导向环彼此支撑的机器部件的不可避免的制造公差。此外，该导向环能承受相对于由相同基底材料制成的通常的导向环更大之径向负载。根据本发明，每个润滑剂通道在周向方向上具有一波浪形走向。在这个结构形式中，可实现该导向环的特别有效的冷却和每个润滑剂通道的冲洗。

8、根据本发明，所述自由端部区段优选地分别具有用于润滑剂的流动漏斗，导向环的所述润滑剂通道的每个通向该流动漏斗中。所述流动漏斗的每个朝向轴向通道间隙变宽。因此，一方面可为所述润滑剂通道提供特别大的流入开口。另一方面，可在相应的流动漏斗的区域中建立流入流动漏斗中的润滑剂的足够大的动压头。由此确保在运行投入中来自两个机器部件(活塞/缸)的相对运动的润滑剂以一足够高的流速压入各个润滑剂通道中，所述流速用于由环形珠形成的动态接触区的冲洗、润滑和冷却目的。以此方式，包含在润滑剂通道中的杂质可在运行投入中可靠地移除或冲出该润滑剂通道。

9、根据本发明，每个润滑剂通道可在周向方向上具有波浪形走向。利用这个结构形式，可实现对该导向环的特别有效的冷却及对各个润滑剂通道的冲洗。

10、各个润滑剂通道可在该导向环的至少一个周向位置处具有其流动横截面的静态收缩部或动态收缩部。当该导向环具有在导向环的运行中不变的流动横截面时，存在一静态收缩部。与此相对地，在动态收缩部的区域中，该润滑剂通道根据润滑剂通道内的润滑剂压力或体积流具有可变流通横截面。此例如可通过本身可柔性变形或在导向环上可柔性铰接的流入元件(该流入元件可被润滑剂流入)来实现。该流入元件例如能以一可弹性变形的舌片之形式实施，该舌片与其余的导向环一体地实施并且该舌片伸入到该润滑剂通道中。该舌片优选地可在该导向环的周向方向上双向偏转/变形。替代地，该流入元件也能够是球或类似物，所述球伸入到该润滑剂通道中并且所述球可在轴向或径向方向上抵抗弹簧元件或该导向环的材料的力从该润滑剂通道中(至少部分地)运动出来。

11、由于导向环的布置在导向侧的环形珠，该导向环在安装状态中提供多个线形或环形的负载接收面或接触区，用于在其上引导的活塞缸单元的机器部件。由于导向环的彼此间隔开地布置的线形负载接收面，可实现两个机器部件相对于彼此的特别低摩擦的导向。此外，由此以及通过导向环的黏塑性材料，可抵消不期望的滑黏特性。

12、根据本发明，环形珠的每个优选地具有一顶点，该顶点具有侧翼，所述侧翼在相对于导向环的中心轴线的径向方向上在顶点的两侧下落。

13、根据本发明的优选实施方式，导向环的环形珠在导向环的无负载横截面中分别实施为在径向方向上向外凸出地弯曲。由此，该导向环尤其能够接收大的及最大的承载力。径向突出在此尤其可(在导向环的无负载横截面中)具有一曲率，该曲率至少部分地或基本上是圆形线。

14、该导向环的后侧可在该导向环的无负载横截面中柱形地实施。由此，导向环可完全支撑在机器部件的保持槽的柱状成型的槽基底上。

15、根据一替代的实施方式，所述后侧在无负载的或经安装的导向环的横截面中可实施成波浪形或锯齿形，即其可具有多个径向突出。所述径向突出优选地以对应于所述环形珠的方式在导向环的周向方向上分别在导向环的整个或基本上在整个周向延伸上延伸。

16、应注意，所述环形珠及所述径向突出可在导向环的横截面中沿径向方向彼此对准地布置。因此，可通过径向突出的几何构型以简单的方式设定导向环对导向环的变化的径向负载的响应特性。此外，一个及同一个导向环可用作所谓的杆或活塞杆导向环，或者也用作活塞环。在前一种情况下，该导向环布置在(活塞)杆的缸或壳体的保持槽中，并且在后一种情况下，该导向环布置在活塞的保持槽中。由此改善导向环的使用范围并且降低了提供及储存成本。所述环形珠和所述径向突出优选地在尺寸和几何形状方面分别结构相同地实施。

17、该导向环特别优选地在轴向方向上在两侧具有球式成形的侧翼区段。由此，在导向环在保持槽或类似物中的安装状态中，可以使导向环在轴向方向上的变形变容易。由此，在该导向环的装配中的不期望的倾斜能以一简单的方式抵消。

18、根据本发明，导向环的基底材料尤其是热固性塑料，或者也是热塑性塑料。尤其是，可使用特殊改性的热塑性材料，诸如聚四氟乙烯(ptfe)、聚酰胺(pa)或聚甲醛(pom)。

19、根据本发明，导向环可具有多组件结构形式。尤其是，该导向环能具有本身已知的、优选地由金属或技术陶瓷制成的支撑或加强插入件。这对于导向环的使用范围是有利的。

20、根据本发明，所述环形珠可包括相对于导向环的基底材料或其余的导向环较硬的材料，所述较硬的材料优选地具有较小的摩擦系数。

21、根据本发明的活塞缸单元包括呈活塞或活塞杆形式的第一机器部件和呈缸形式的第二机器部件，在该第二机器部件内可沿运动轴线来回运动地引导该第一机器部件。根据上述实施方式的至少一个导向环布置在两个机器部件之一的保持槽中。通过这个保持环，该活塞在活塞及缸之间构造有轴承间隙的情况下以滑动游隙形状锁合的方式支撑及引导在所述缸上。这以下述方式进行，即，在第一机器部件的向前冲程运动中，布置在轴承间隙中的润滑剂经由导向环的两个自由端部区段之一流动，并且在第一机器部件的返回冲程与弄懂中，所述润滑剂经由该导向环的两个自由端部区段的相应另一个而流入导向环的至少一个润滑剂通道中。源于两个机器部件的轴向相对运动，润滑剂由此引入导向环的至少一个润滑剂通道中并且进行流动地引导穿过所述润滑剂通道。

22、活塞缸单元可用于气动或液压应用。

23、如果至少一个润滑剂通道具有动态收缩部，则当达到或超过至少一个流动通道内的润滑剂的限定动压头时，实现至少一个润滑剂通道的流动横截面的动态收缩部的介质致动停用。由于所述收缩部，在该润滑剂通道内可实现湍流，通过所述湍流实现了润滑剂的特别有效的混合以及引入润滑剂通道的杂质的改善的排出。

24、相对于该运动轴线，导向环优选地以一轴向间隙布置在保持槽中。由此，可确保该活塞缸单元的简化装配和不易发生故障的运行。