CH714438A2

CH714438A2 - Axial piston machine with coated drum.

Info

Publication number: CH714438A2
Application number: CH01267/17A
Authority: CH
Inventors: Geissler Lennard
Original assignee: Liebherr Machines Bulle Sa
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine umfassend eine Trommel (10) mit Zylinderbohrungen (3) und darin aufgenommenen Kolben (4), die zwischen einer Gleitscheibe (5) und einer Steuerplatte (6) angeordnet ist, wobei die Trommel (10) um eine Rotationsachse rotierbar gelagert ist und an ihrer ersten Stirnseite eine Funktionsfläche (9) aufweist, mit der sie an der Steuerplatte (6) anliegt, und wobei die Trommel (10) an der Funktionsfläche (9) mit einer auftraggeschweissten Beschichtung überzogen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Axialkolbenmaschine.The invention relates to an axial piston machine comprising a drum (10) with cylinder bores (3) and pistons (4) accommodated therein, which is arranged between a sliding disk (5) and a control plate (6), the drum (10) being rotatable about an axis of rotation is mounted and at its first end face a functional surface (9), with which it rests against the control plate (6), and wherein the drum (10) on the functional surface (9) is coated with an order-welded coating. The invention further relates to a method for producing such an axial piston machine.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einer Trommel, die zwischen einer Gleitscheibe und einer Steuerplatte angeordnet ist.Description: The invention relates to an axial piston machine with a drum, which is arranged between a sliding disc and a control plate.

[0002] Axialkolbenmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie können als Pumpen zur Umsetzung mechanischer Energie in hydraulische Energie oder Motoren zur Umsetzung von hydraulischer Energie in mechanische Energie eingesetzt werden. Den Axialkolbenmaschinen ist ein Aufbau gemein, wobei eine Trommel mit Zylinderbohrungen zwischen einer hydraulikseitig angeordneten Steuerplatte und einer mechanikseitig angeordneten Gleitscheibe eingefasst ist. Die Gleitscheibe ist schräg zur Trommel ausgerichtet, leicht schräg bei Leerlauf und zunehmend schräger bei höherer Belastung der Axialkolbenmaschine, und in den Zylinderbohrungen der Trommel sind Kolben angeordnet, an deren gleitscheibenseitigen Enden Gleitschuhe befestigt sind, die auf der Gleitscheibe abgestützt werden. Die hydraulikseitige Stirnfläche der Trommel steht mit der Steuerplatte in direktem Kontakt.Axial piston machines are known from the prior art. They can be used as pumps for converting mechanical energy into hydraulic energy or as motors for converting hydraulic energy into mechanical energy. The axial piston machines have one structure in common, a drum with cylinder bores being enclosed between a control plate arranged on the hydraulic side and a slide plate arranged on the mechanical side. The slide washer is aligned obliquely to the drum, slightly oblique when idling and increasingly oblique when the axial piston machine is subjected to higher loads, and pistons are arranged in the cylinder bores of the drum, on the ends of which the slide washers are attached, which are supported on the slide washer. The hydraulic end face of the drum is in direct contact with the control plate.

[0003] Im Betrieb dreht sich die Trommel und die Steuerplatte ist drehfest fixiert, wodurch die korrespondierenden Kontakt- bzw. Funktionsflächen der Trommel und der Steuerplatte sich relativ zueinander bewegen.In operation, the drum rotates and the control plate is fixed in a rotationally fixed manner, as a result of which the corresponding contact or functional surfaces of the drum and the control plate move relative to one another.

[0004] Um die Reibung an den Funktionsflächen gering zu halten und die Lebensdauer der Axialkolbenmaschine zu verbessern, sowie um die Leakage im Kontaktbereich der Funktionsflächen zu reduzieren, ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, die Funktionsfläche der Trommel, die an der Steuerplatte anliegt, durch Plattieren oder Aufgiessen zu Beschichten. Dies führt allerdings einerseits zu einem erheblichen Mehraufwand und erheblichen Mehrkosten in der Fertigung und andererseits ist eine Einhaltung der typischerweise variierenden Solldicke der Beschichtung über den gesamten Verlauf der Kontaktfläche nur schwer realisierbar.In order to keep the friction on the functional surfaces low and to improve the service life of the axial piston machine, as well as to reduce the leakage in the contact area of the functional surfaces, it has been proposed in the prior art that the functional surface of the drum, which rests on the control plate, to be coated by plating or pouring. On the one hand, however, this leads to considerable additional expenditure and considerable additional costs in production, and on the other hand it is difficult to maintain the typically varying target thickness of the coating over the entire course of the contact area.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist die Erzielung einer deutlichen Reduzierung des Fertigungsaufwands solcher Trommeln bei wenigstens identischer und vorzugsweise verbesserter Qualität.The object of the invention is to achieve a significant reduction in the manufacturing effort of such drums with at least identical and preferably improved quality.

[0006] Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung eine Axialkolbenmaschine umfassend eine Trommel mit Zylinderbohrungen und darin aufgenommenen Kolben, die zwischen einer Gleitscheibe und einer Steuerplatte angeordnet ist, wobei die Trommel um eine Rotationsachse rotierbar gelagert ist und an ihrer ersten Stirnseite eine Funktionsfläche aufweist, mit der sie an der Steuerplatte anliegt, und wobei die Trommel an der Funktionsfläche mit einer auftraggeschweissten Beschichtung überzogen ist. Die Oberfläche der Funktionsfläche steht in direktem Kontakt mit der Steuerplatte.Against this background, the invention relates to an axial piston machine comprising a drum with cylinder bores and pistons accommodated therein, which is arranged between a sliding disc and a control plate, the drum being rotatably mounted about an axis of rotation and having a functional surface on its first end face with which lies against the control plate, and the drum on the functional surface is coated with a welded coating. The surface of the functional surface is in direct contact with the control plate.

[0007] Bei der erfindungsgemässen Axialkolbenmaschine kann es sich um eine Axialkolbenpumpe zur Umsetzung mechanischer Energie in hydraulische Energie oder einen Axialkolbenmotor zur Umsetzung von hydraulischer Energie in mechanische Energie handeln. In Bezug auf die Rotation um ihre gemeinsame Rotationsachse sind die Trommel und Welle fest miteinander gekoppelt. Die mehreren Zylinderbohrungen verlaufen parallel zur Rotationsachse der Trommel und nehmen jeweils einen beweglich gelagerten Kolben auf. Die Gleitscheibe steht schräg zur Rotationsachse der Trommel und die Kolben stehen über gelenkige Lager mit der Gleitscheibe in Verbindung. Vorzugsweise handelt es sich bei der erfindungsgemässen Axialkolbenmaschine um eine Schrägscheibenmaschine, wobei Antriebswelle und die Trommelachse stets in einer Linie verlaufen und die Stellung der Scheibe davon abweicht. In einer Ausführungsform handelt es sich um eine verstellbare Axialkolbenmaschine, in welcher der Winkel der Gleitscheibe zur Trommelachse verändert werden kann.The axial piston machine according to the invention can be an axial piston pump for converting mechanical energy into hydraulic energy or an axial piston motor for converting hydraulic energy into mechanical energy. With regard to the rotation around their common axis of rotation, the drum and shaft are firmly coupled to one another. The multiple cylinder bores run parallel to the axis of rotation of the drum and each receive a movably mounted piston. The sliding disc is at an angle to the axis of rotation of the drum and the pistons are connected to the sliding disc via articulated bearings. The axial piston machine according to the invention is preferably a swashplate machine, the drive shaft and the drum axis always running in a line and the position of the disk deviating therefrom. In one embodiment, it is an adjustable axial piston machine in which the angle of the sliding disc to the drum axis can be changed.

[0008] Die rotierbar gelagerte Trommel und die zwecks Vermeidung ihrer Rotation fixierte Steuerplatte bewegen sich im Betrieb der Axialkolbenmaschinen relativ zueinander, wodurch die korrespondierende Funktionsflächen der Trommel und der Steuerplatte aneinander reiben.The rotatably mounted drum and the control plate fixed in order to avoid their rotation move relative to one another during operation of the axial piston machines, as a result of which the corresponding functional surfaces of the drum and the control plate rub against one another.

[0009] In einer Ausführungsform sind sowohl die Trommel als auch die Beschichtung metallisch. Auch die Steuerplatte kann metallisch sein. Die Beschichtung kann eine geringere Härte aufweisen als die Trommel und/oder die Steuerplatte. Beispielsweise können Trommel und/oder die Steuerplatte aus Stahl gefertigt sein und/oder die Beschichtung aus Bronze. Durch unterschiedliche Härten der beiden Kontaktpartner können die Gleiteigenschaften verbessert und die Formbeständigkeit der beiden Oberflächen länger erhalten bleiben, was für die benötigte Lebensdauer essentiell ist. Durch den im Zuge der Nutzungsdauer voranschreitenden Abrieb an den beiden Oberflächen erhöht sich auf der Hochdruckseite die Ölleckage.[0009] In one embodiment, both the drum and the coating are metallic. The control plate can also be metallic. The coating can have a lower hardness than the drum and / or the control plate. For example, the drum and / or the control plate can be made of steel and / or the coating can be made of bronze. By different hardness of the two contact partners, the sliding properties can be improved and the dimensional stability of the two surfaces can be retained for longer, which is essential for the required service life. Due to the progressive wear on both surfaces, the oil leakage on the high pressure side increases.

[0010] Im Gegensatz zur Beschichtung durch beispielsweise Plattierung oder Aufgiessen ist ein Auftragschweissen schneller und kostengünstiger und ermöglicht eine grössere Masshaltigkeit. Es entfällt auch die Notwendigkeit, die beschichtete Oberfläche nachzubearbeiten.In contrast to the coating by, for example, plating or pouring, build-up welding is faster and cheaper and enables greater dimensional accuracy. There is also no need to rework the coated surface.

[0011] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Trommel an ihrer ersten Stirnseite eine Mulde aufweist, deren Oberfläche die Funktionsfläche bildet, wobei die Mulde vorzugsweise wannenförmig ist und eine konvexe Oberfläche aufweist. Eine solche Geometrie kann in Axialkolbenmaschinen generell technisch erforderlich oder zumindest vorteilhaft sein. Die Steuerplatte weist in dieser Ausführungsform eine mit der Mulde korrespondierende Ausformung auf. Die Mulde ist vorzugsweise radialsymmetrisch hinsichtlich der Rotationsachse der Trommel ausgebildet.In one embodiment it is provided that the drum has a trough on its first end face, the surface of which forms the functional surface, the trough preferably being trough-shaped and having a convex surface. Such a geometry can generally be technically necessary or at least advantageous in axial piston machines. In this embodiment, the control plate has a shape corresponding to the trough. The trough is preferably radially symmetrical with respect to the axis of rotation of the drum.

[0012] In einer Ausführungsform weist die erste Stirnseite der Trommel eine ringförmige Umgebungsfläche auf, welche die Mulde umschliesst. Die Mulde nimmt in dieser Ausführungsform also nicht die gesamte erste Stirnseite der Trommel ein. Die Umgebungsfläche ist vorzugsweise nicht mit einer auftraggeschweissten Beschichtung überzogen und liegt vor zugsweise nicht an der Steuerplatte an. Die Umgebungsfläche kann in der Radialebene der Trommel oder schräg dazu verlaufen.[0012] In one embodiment, the first end face of the drum has an annular surrounding surface which surrounds the trough. In this embodiment, the trough does not occupy the entire first end face of the drum. The surrounding surface is preferably not coated with a welded-on coating and is preferably not in contact with the control plate. The surrounding surface can run in the radial plane of the drum or at an angle to it.

[0013] Die Formgebung der Mulde ist entscheidend, um beim Auftragschweissen ein effektives Entweichen der Schweiss-gase zu ermöglichen und so eine Porenbildung zu vermeiden.The shape of the trough is crucial in order to allow an effective escape of the welding gases during build-up welding and thus to avoid pore formation.

[0014] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Neigung der Muldenoberfläche zur Radialebene der Trommel und/oder die Krümmung der Muldenoberfläche in Abhängigkeit des Abstandes, beispielsweise mit zunehmendem Abstand von der Rotationsachse der Trommel verändert. Die Muldenoberfläche kann gedanklich in einen Zentralbereich und einen äusseren Randbereich aufgeteilt werden und in diesen beiden Bereichen unterschiedliche Steigungen und/oder Krümmungen aufweisen. Vorzugsweise findet am Übergang zwischen Zentralbereich und Randbereich eine diskontinuierliche Änderung der Krümmung statt. Eine Unstetigkeit im Steigungsverlauf ist vorzugsweise nicht vorgesehen, eine Änderung der Krümmung kann aber dazu führen, dass sich die Steigung im Randbereich stärker oder in unterschiedlicher Weise verändert.In one embodiment it is provided that the inclination of the trough surface to the radial plane of the drum and / or the curvature of the trough surface changes depending on the distance, for example with increasing distance from the axis of rotation of the drum. The trough surface can be mentally divided into a central area and an outer edge area and have different slopes and / or curvatures in these two areas. A discontinuous change in the curvature preferably takes place at the transition between the central region and the edge region. A discontinuity in the gradient course is preferably not provided, but a change in the curvature can lead to the gradient changing more or in different ways in the edge region.

[0015] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Neigung und/oder die konvexe Krümmung in einem äusseren Randbereich zunehmen. Im Interesse einer hohen mechanischen Festigkeit der Beschichtung kann es vorteilhaft, dass die Neigung bzw. konvexe Krümmung an der Aussenkante der Mulde maximal ist.In one embodiment it is provided that the inclination and / or the convex curvature increase in an outer edge region. In the interest of a high mechanical strength of the coating, it can be advantageous that the inclination or convex curvature on the outer edge of the trough is maximum.

[0016] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Neigung in einem äusseren Randbereich abnimmt und/oder dass die Krümmung in einem äusseren Randbereich konvex ist. Ein möglichst flacher Ausklang der Mulde durch eine geringere Steigung bzw. eine konkave Krümmung im Randbereich kann vorteilhaft sein, um ein effektives Entweichen von Schweissgasen zu ermöglichen.In one embodiment it is provided that the inclination decreases in an outer edge area and / or that the curvature is convex in an outer edge area. Finishing the trough as flat as possible due to a smaller slope or a concave curvature in the edge region can be advantageous in order to enable welding gases to escape effectively.

[0017] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Neigung der Muldenoberfläche zur Radialebene der Trommel einen Winkel von 45° und vorzugsweise 25° an keiner Stelle übersteigt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Neigung der Muldenoberfläche zur Radialebene der Trommel im Zentralbereich einen Winkel von 20° und generell einen Winkel von 45° nicht übersteigt. Vorzugsweise beträgt der Winkel generell maximal 20°, vorzugsweise maximal 15° und weiter vorzugsweise maximal 10°. Ein konvexer Verlauf der Mulde odereine Neigung der Muldenkontur, deren Orientierung sich an einen konvexen Verlauf anstatt an einen konkaven Verlauf annähert, sind generell ungünstig für ein effektives Entweichen der Schweissgase. Zur Vermeidung einer Porenbildung in der Beschichtung ist ein ausreichend effektives und ausreichend schnelles Entweichen der Schweissgase jedoch essentiell. Unter Berücksichtigung bevorzugter Geometrien typischer Trommeln können Winkel von zwischen 10° und 20° anzustreben sein. Als maximal tolerierbar sind Winkel von 45° anzusehen.In one embodiment it is provided that the inclination of the trough surface to the radial plane of the drum does not exceed an angle of 45 ° and preferably 25 ° at any point. For example, it can be provided that the inclination of the trough surface to the radial plane of the drum in the central region does not exceed an angle of 20 ° and generally an angle of 45 °. The angle is preferably generally at most 20 °, preferably at most 15 ° and further preferably at most 10 °. A convex shape of the trough or an inclination of the trough contour, the orientation of which approaches a convex shape instead of a concave shape, are generally unfavorable for an effective escape of the welding gases. To avoid pore formation in the coating, however, it is essential that the welding gases escape sufficiently quickly and effectively. Taking into account preferred geometries of typical drums, angles of between 10 ° and 20 ° may be desirable. Angles of 45 ° are to be regarded as the maximum tolerable.

[0018] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Muldenoberfläche mindestens eine nach aussen abfallende Stufe oder Aussenkante aufweist, vorzugsweise in einem äusseren Randbereich. Die Stufe kann auch abgerundet sein. Eine derartige Stufe oder Unstetigkeit im entsprechenden Bereich kann ein Entweichen von Schweissgasen begünstigen. Umgekehrt ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Muldenoberfläche keine nach innen abfallende Stufe oder Innenkante aufweist.In one embodiment it is provided that the trough surface has at least one step or outer edge sloping outwards, preferably in an outer edge region. The level can also be rounded. Such a step or discontinuity in the corresponding area can favor the escape of welding gases. Conversely, it is preferably provided that the trough surface has no step or inner edge sloping inwards.

[0019] Alternativzu einer Mulde kann die Stirnseite auch flach ausgebildet sein oder eine Ausformung mit einer beispielsweise konkaven Oberfläche aufweisen. Wenn die Maschinengeometrie eine solche Konstruktion erlaubt, ist eine solche Ausführungsform vorteilhaft, weil dies das Abströmen der Schweissgase begünstigt.[0019] As an alternative to a trough, the end face can also be flat or have a shape with, for example, a concave surface. If the machine geometry permits such a construction, such an embodiment is advantageous because this favors the outflow of the welding gases.

[0020] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beschichtung mehrschichtig ist. Eine mehrschichtige Beschichtung kann in mehreren Schritten aufgetragen werden. Die einzelnen Schichten können aus denselben oder unterschiedlichen Materialien bestehen, wodurch beispielsweise bestimmte Härteprofile erreicht werden können. Beispielhafte Dicken einer Einzellage betragen zwischen 0,5 bis 1 mm, vorzugsweise 0,7 mm.In one embodiment it is provided that the coating is multi-layered. A multi-layer coating can be applied in several steps. The individual layers can consist of the same or different materials, whereby certain hardness profiles can be achieved, for example. Exemplary thicknesses of a single layer are between 0.5 to 1 mm, preferably 0.7 mm.

[0021] Vor dem eingangs genannten Hintergrund betrifft die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer er-findungsgemässen Axialkolbenmaschine, wobei die Beschichtung durch Auftragschweissen und vorzugsweise Laserauf-tragschweissen angebracht wird. Beim Auftragschweissen findet ein Volumenaufbau durch das Aufbringen des Beschichtungsmaterials statt.Against the background mentioned at the outset, the invention further relates to a method for producing an axial piston machine according to the invention, the coating being applied by build-up welding and preferably laser build-up welding. During build-up welding, the volume is increased by applying the coating material.

[0022] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schichtauftrag auf der Kontaktfläche von innen nach aussen erfolgt. Beispielsweise kann der Auftrag an sequentiell aufgebrachten, radial nach aussen verlaufenden Bahnen erfolgen. Die rotationsachsnahen Bereiche der Funktionsfläche werden also in jedem Arbeitsschritt vor den rotationsachsfernen Bereichen beschichtet und die Schweissgase entweichen in etwa in radialer Richtung nach aussen. Vorschub und Beschichtungsmaterialzufluss können entsprechend der Radialposition derart vorgegeben, dass sich eine Beschichtung mit gleichmässiger Oberfläche ergibt.In one embodiment it is provided that the layer application takes place on the contact surface from the inside to the outside. For example, the application can be carried out on sequentially applied webs that run radially outward. The areas of the functional surface close to the axis of rotation are thus coated in each work step in front of the areas remote from the axis of rotation and the welding gases escape to the outside in approximately the radial direction. Feed and coating material inflow can be predefined in accordance with the radial position in such a way that a coating with a uniform surface results.

[0023] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren diskutierten Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:[0023] Further details and advantages of the invention result from the exemplary embodiments discussed below with reference to the figures. The figures show:

Fig. 1 : eine Schnittansicht einer Axialkolbenmaschine;1: a sectional view of an axial piston machine;

Fig. 2: eine schematische Schnittansicht durch die Trommel einer Axialkolbenmaschine;2 shows a schematic sectional view through the drum of an axial piston machine;

Fig. 3: drei Detailansichten eines ungünstig ausgebildeten Randbereichs der Stirnfläche einer solchen Trommel;3: three detailed views of an unfavorably designed edge region of the end face of such a drum;

Fig. 4: eine Detailansicht eines günstig ausgebildeten Randbereichs der Stirnfläche einer solchen Trommel; und4: a detailed view of a favorable edge area of the end face of such a drum; and

Fig. 5: weitere zwei Detailansichten günstig ausgebildeter Randbereiche der Stirnfläche einer solchen Trommel.5: further two detailed views of favorably designed edge areas of the end face of such a drum.

[0024] Eine Längsschnittansicht einer Axialkolbenmaschine ist in Fig. 1 dargestellt. Die Axialkolbenmaschine umfasst ein Gehäuse 1 mit einer Bohrung für eine Welle 2, die drehfest mit einer rotierbar im Gehäuse gelagerten Trommel 10 verbunden ist. Die Trommel 10 umfasst mehrere axiale Zylinderbohrungen 3, in denen Kolben 4 linearverschieblich aufgenommen sind. Im Gehäuse 1 sind ferner eine Gleitscheibe 5 und eine Steuerplatte 6 aufgenommen, zwischen denen die Trommel 10 eingefasst ist. Die Neigung der Gleitscheibe 5 relativ zur Trommel 10 kann anhand eines Steuerkolbens 7 eingestellt werden. Die Hydraulikkanäle 8a für Niederdruck und 8b für Hochdruck der Axialkolbenmaschine münden an der Steuerplatte 6. Wie aus der Figur ersichtlich ist, liegen die Steuerplatte 6 und die Trommel 10 in einem Kontaktbereich 9 aneinander an und weisen sich berührende Funktionsflächen auf. Es ist zu erkennen, dass die Trommel 10 an der entsprechenden Stirnfläche eine muldenförmige Einformung und die Steuerplatte 6 eine korrespondierende Ausformung aufweist.A longitudinal sectional view of an axial piston machine is shown in Fig. 1. The axial piston machine comprises a housing 1 with a bore for a shaft 2, which is rotatably connected to a drum 10 rotatably mounted in the housing. The drum 10 comprises a plurality of axial cylinder bores 3, in which pistons 4 are accommodated in a linearly displaceable manner. In the housing 1, a slide plate 5 and a control plate 6 are also received, between which the drum 10 is enclosed. The inclination of the sliding disc 5 relative to the drum 10 can be adjusted using a control piston 7. The hydraulic channels 8a for low pressure and 8b for high pressure of the axial piston machine open on the control plate 6. As can be seen from the figure, the control plate 6 and the drum 10 lie against one another in a contact area 9 and have contacting functional surfaces. It can be seen that the drum 10 has a trough-shaped indentation on the corresponding end face and the control plate 6 has a corresponding indentation.

[0025] Eine vereinfachte Längsschnittansicht durch eine Trommel 10 einer solchen oder auch anderen Axialkolbenmaschine ist in Fig. 2 dargestellt. Die generell zylindrische Trommel 10 umfasst eine um deren Rotationsachse A verlaufende Zentralbohrung 11 zur Aufnahme der Welle (Bezugszeichen 2 im Beispiel der Fig. 1). An der Stirnseite 12, die in der Einbausituation an der Steuerplatte (Bezugszeichen 6 im Beispiel der Fig. 1) liegt, ist eine muldenförmige Einformung 13 vorgesehen, deren Oberfläche 14 die Funktionsfläche zur Steuerplatte ausbildet. Diese Oberfläche ist mit einer auftrag-geschweissten Beschichtung 15 überzogen.A simplified longitudinal sectional view through a drum 10 of such or another axial piston machine is shown in FIG. 2. The generally cylindrical drum 10 comprises a central bore 11 running around its axis of rotation A for receiving the shaft (reference number 2 in the example in FIG. 1). A trough-shaped indentation 13 is provided on the end face 12, which is located on the control plate in the installation situation (reference number 6 in the example in FIG. 1), the surface 14 of which forms the functional surface for the control plate. This surface is coated with a welded coating 15.

[0026] In der Fig. 2 ist ein Randbereich der Stirnseite 12 mit gepunkteten Linien markiert. Dieser Bereich wird in den Fig. 3 bis 5 näher betrachtet.2, an edge region of the end face 12 is marked with dotted lines. This area is considered in more detail in FIGS. 3 to 5.

[0027] Fig. 3a bis 3c zeigen Detailansichten des entsprechenden Bereichs, wobei die Mulde 13 seitlich an einer nach innen abfallenden Stufe 16 endet. Eine derartige Stufe 16 ist für die Anbringung der auftraggeschweissten Beschichtung 15 von Nachteil. Wenn nämlich, wie in Fig. 3b anhand des Pfeils B angedeutet, der Auftrag der Beschichtung 15 von innen nach aussen erfolgt, sich also die momentane Schweissstelle 15a von innen nach aussen bewegt, entweicht das Schweissgas hauptsächlich in dem Bereich C an der Aussenseite der momentanen Schweissstelle 15m, wie dies in den Fig. 3b und 3c anhand von Pfeilen angedeutet ist. Im Bereich D oberhalb des unmittelbar zuvor aufgetragenen Beschichtungsabschnitts 15z entweicht nur wenig Schweissgas, da die aus der grossen Hitze resultierende Konvektion eine Barriere für das Entweichen der Schweissgase darstellt. Deshalb behindert eine in Schweissrichtung, d. h. nach aussen ansteigende Stufe bzw. Kontur 16 das Entweichen der Schweissgase. Sobald sich die momentane Schweissstelle 15m der Stufe 16 nähert, wie in Fig. 3c dargestellt, steht für das Entweichen der Schweissgase nur noch ein schmaler Raumbereich zur Verfügung und es kommt zur Porenbildung, was allerdings unbedingt vermieden werden muss.3a to 3c show detailed views of the corresponding area, the trough 13 ending laterally at an inwardly sloping step 16. Such a step 16 is disadvantageous for the application of the welded coating 15. If, as indicated in FIG. 3b by arrow B, the coating 15 is applied from the inside to the outside, that is, the current welding point 15a moves from the inside to the outside, the welding gas escapes mainly in the area C on the outside of the current one Welding point 15m, as indicated by arrows in FIGS. 3b and 3c. In the area D above the coating section 15z applied immediately before, only a little welding gas escapes, since the convection resulting from the high heat represents a barrier to the escape of the welding gases. Therefore, hinders in the welding direction, i.e. H. escaping step or contour 16 the escape of the welding gases. As soon as the instantaneous welding point 15m approaches level 16, as shown in FIG. 3c, only a narrow space is available for the escape of the welding gases and pore formation occurs, which must be avoided, however.

[0028] Die Erfinder hatten bereits einige Zeit damit experimentiert, die Funktionsfläche der Trommel mittels Auftragsch-weissen zu beschichten. Eine praktische Umsetzung scheiterte aber am Problem der Porenbildung, und zwar unabhängig von dem konkret eingesetzten Verfahren, also unabhängig davon, ob die Beschichtung mittels Laser-Auftragschweissen, Plasma-Pulver-Auftragschweissen oder anderen Verfahren aufgetragen wurde. Denn die Voraussetzung einer Anwendungstauglichkeit in Axialkolbenmaschinen ist eine vollständige Porenfreiheit der Beschichtung, zumal bei den typischen Betriebsdrücken von einigen hundert Bar das Hydrauliköl in jede vorhandene Pore eindringt, was ein unmittelbar einsetzendes und voranschreitendes Ablösen der Beschichtung und damit einen schnellen Totalausfall der Axialkolbenmaschine verursacht sowie Sekundärschäden im gesamten Ölkreislauf hervorrufen kann. Bei den frühen Experimenten blieb unerkannt, dass das Hauptproblem in einer unzureichenden Ableitung der Schweissgase lag. Auf der Grundlage der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Massnahmen konnte erreicht werden, dass Axialkolbenmaschinen mit auftraggeschweissten Beschichtungen an der Funktionsfläche der Trommel nun praktisch ersetzbar sind.[0028] The inventors had already experimented for some time with coating the functional surface of the drum by means of build-up welding. However, a practical implementation failed due to the problem of pore formation, regardless of the specific method used, i.e. regardless of whether the coating was applied by means of laser deposition welding, plasma powder deposition welding or other methods. The prerequisite for suitability for use in axial piston machines is that the coating is completely free of pores, especially since the hydraulic oil penetrates into every existing pore at the typical operating pressures of a few hundred bar, which causes immediate and progressive peeling of the coating and thus a rapid total failure of the axial piston machine as well as secondary damage in the entire oil circuit. In the early experiments it was not recognized that the main problem was inadequate discharge of the welding gases. On the basis of the measures described in the present application, it was achieved that axial piston machines with welded coatings on the functional surface of the drum can now be practically replaced.

[0029] In einer bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung daher eine besondere Ausbildung der Mulde 13 vor, wie sie beispielsweise in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. In dieser Ausgestaltung fehlt es an einer nach aussen ansteigenden Stufe am Rand der Mulde 13. Stattdessen umfasst die Mulde 13 eine Randzone 17 mit einer im Vergleich zum Zentralbereich 18 der Mulde 13 stärkeren konvexen Krümmung der Oberfläche 14. Der Neigungswinkel a der Oberfläche 14 zur Radialebene E der Trommel 10 liegt im Zentralbereich 18 der Mulde 13 bei maximal etwa 10° (a1) und steigt auch in der Randzone 17 nur bis maximal 20° (a2) an. Diese Winkel sind ausreichend gering, um ein Entweichen des Schweissgases an jeder Stelle in ausreichendem Masse zu ermöglichen. Auch fehlt es durch die immer stetige und nie abrupte Änderung der Steigung an einer Innenkante, in der das Abströmen der Schweissgase behindert und damit verzögert werden könnte. Ferner trägt eine solche Gestaltung zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Beschichtung 15 bei. Die Oberfläche 14 erreicht im gezeigten Beispiel ihre maximale Steigung direkt am Randpunkt 19 der Mulde 13, was für die mechanische Festigkeit der Beschichtung von Vorteil ist.In a preferred embodiment, the invention therefore provides a special design of the trough 13, as is shown schematically in FIG. 4, for example. In this embodiment, there is no step rising outwards at the edge of the depression 13. Instead, the depression 13 comprises an edge zone 17 with a convex curvature of the surface 14 compared to the central region 18 of the depression 13. The angle of inclination α of the surface 14 to the radial plane E of the drum 10 lies in the central region 18 of the trough 13 at a maximum of approximately 10 ° (a1) and also rises in the edge zone 17 only up to a maximum of 20 ° (a2). These angles are sufficiently small to allow a sufficient escape of the welding gas at any point. There is also a lack of constant and never abrupt changes in the slope at an inner edge in which the outflow of the welding gases could be hindered and thus delayed. Such a design also contributes to increasing the mechanical strength of the coating 15. In the example shown, the surface 14 reaches its maximum slope directly at the edge point 19 of the depression 13, which is advantageous for the mechanical strength of the coating.

[0030] Im gezeigten Beispiel besteht die Beschichtung 15 aus drei einzelnen Schichten 15a, 15b und 15c, die sequentiell nacheinander mittels Laserauftragschweissen aufgetragen wurden.In the example shown, the coating 15 consists of three individual layers 15a, 15b and 15c, which were applied sequentially one after the other by means of laser deposition welding.

[0031] Fig. 5a und 5b zeigen weitere Beispiele, wie die Oberfläche 14 der Mulde im Randbereich in einer für das Auftrag-schweissen günstigen Weise ausgebildet sein könnte. Im Falle der Fig. 5a ist dabei am Randpunkt 19 der Mulde 13 eine nach aussen abfallende Stufe 20 vorgesehen, über die Prozessgas entweichen kann. In der Randzone 17 davor ist keine erhöhte konvexe Krümmung vorgesehen, sondern ein relativ flaches ausklingen der Mulde 13 mit einem Neigungswinkel a von etwa 10°. Im Falle der Fig. 5b ist eine nach aussen abfallende Stufe 21 schon innerhalb der Mulde 13, also noch in der Randzone 17 und vor dem Randpunkt 19 vorgesehen.5a and 5b show further examples of how the surface 14 of the trough in the edge region could be designed in a manner which is favorable for the build-up welding. In the case of FIG. 5a, an outwardly falling step 20 is provided at the edge point 19 of the trough 13, via which process gas can escape. In the edge zone 17 in front there is no increased convex curvature, but rather a relatively flat decay of the trough 13 with an inclination angle α of approximately 10 °. In the case of FIG. 5b, a step 21 sloping outwards is already provided within the trough 13, that is to say still in the edge zone 17 and in front of the edge point 19.

Claims

claims

1. Axial piston machine comprising a drum with cylinder bores and pistons accommodated therein, which is arranged between a sliding disc and a control plate, the drum being rotatably mounted about an axis of rotation and having on its first end face a functional surface with which it rests on the control plate, thereby characterized in that the drum is coated on the functional surface with a welded coating.

2. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the drum has a trough on its first end face, the surface of which forms the functional surface, the trough preferably being trough-shaped and having a convex surface.

3. Axial piston machine according to claim 2, characterized in that the inclination of the bowl surface to the radial plane of the drum and / or the curvature of the bowl surface changes depending on the distance from the axis of rotation of the drum.

4. Axial piston machine according to claim 3, characterized in that the inclination and / or the convex curvature increases in an outer edge region.

5. Axial piston machine according to claim 3, characterized in that the inclination decreases in an outer edge region and / or in that the curvature is convex in an outer edge region.

6. Axial piston machine according to one of claims 2 to 5, characterized in that the inclination of the trough surface to the radial plane of the drum does not exceed an angle of 45 ° and preferably 25 ° at any point.

7. Axial piston machine according to one of claims 2 to 6, characterized in that the trough surface has an outwardly sloping step or outer edge, preferably in an outer edge region.

8. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coating is multi-layered.

9. A method for producing an axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coating is applied by build-up welding and preferably by laser build-up welding.

10. The method according to claim 10, characterized in that the layer is applied to the functional surface from the inside to the outside, preferably on sequentially applied, radially outwardly extending webs.