DE102006003205A1 - Sliding surface producing method for e.g. cylinder block of hydrostatic axial piston engine, involves forming recess in sliding surface of plate unit by cutting method following welding of sliding material - Google Patents

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Abstract

The method involves arranging a sliding material such as brass or brass alloy on a front sided base surface (Bz) as a ring plate unit (Ez), and locally laser welding the sliding material by a laser welding device (L). A recess is formed in a sliding surface (Gz) of the ring plate unit by a cutting method following the welding of the sliding material, where the deepness of the recess is smaller than the thickness of the plate unit. Independent claims are also included for the following: (1) a slide shoe of a hydrostatic piston engine (2) a cylinder block of a hydrostatic piston engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer mit Ausnehmungen versehenen Gleitfläche eines Gleitschuhs und/oder eines Zylinderblocks einer hydrostatischen Kolbenmaschine, wobei Gleitmaterial auf einer Basisfläche angeordnet und durch berührungsfreien Wärmeeintrag unlösbar befestigt wird. Sie betrifft ferner einen Gleitschuh für eine hydrostatische Kolbenmaschine und einen Zylinderblock für eine hydrostatische Kolbenmaschine.The The invention relates to a method for producing a recess provided sliding surface a sliding block and / or a cylinder block of a hydrostatic Piston machine, with sliding material arranged on a base surface and by non-contact heat input unsolvable is attached. It also relates to a sliding shoe for a hydrostatic Piston engine and a cylinder block for a hydrostatic piston engine.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand der DE 102 35 813 B4 und wird dort zur Beschichtung von Gleitschuhen der Arbeitskolben einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine verwendet. Hierbei werden zugleich mit dem Aufbringen des Gleitmaterials unter Vermeidung spanabhebender Arbeiten Ausnehmungen hergestellt, die als Druckentlastungsnuten dienen. Zu diesem Zweck wird nur an bestimmten Stellen der Basisfläche Gleitmaterial aufgeschmolzen. Dadurch ergeben sich erhabene Zonen auf der Basisfläche, die als Trag- oder Dichtstege ausgebildet sind und in ihrer Gesamtheit als Gleitfläche dienen, während die Bereiche dazwischen, in denen kein Gleitmaterial aufgeschmolzen wurde, Ausnehmungen darstellen, die als Druckentlastungsnuten fungieren.A generic method is the subject of DE 102 35 813 B4 and is used there for coating of sliding shoes of the working piston of a hydrostatic axial piston machine. In this case, recesses are produced simultaneously with the application of the sliding material while avoiding machining works, which serve as pressure relief grooves. For this purpose, only at certain points of the base surface sliding material is melted. This results in raised zones on the base surface, which are formed as support or sealing webs and serve in their entirety as a sliding surface, while the areas in between, in which no sliding material has been melted, represent recesses which act as Druckentlastungsnuten.

Der berührungsfreie Wärmeeintrag in das Gleitmaterial zum Aufschmelzen auf die Basisfläche erfolgt von oben in Richtung zur Basisfläche mittels Laserstrahl, Elektronenstrahl oder Plasmastrahl. Hierbei werden der Strahl und/oder die Basisfläche mit dem darauf befindlichen Gleitmaterial bewegt.Of the noncontact heat input takes place in the sliding material for melting on the base surface from above towards the base area by laser beam, electron beam or plasma jet. in this connection become the beam and / or the base surface with the thereon Sliding material moves.

Vorausgesetzt wird bei dem Verfahren des Standes der Technik, dass das Gleitmaterial als Pulver vorliegt oder band- bzw. drahtförmiges Gleitmaterial verwendet wird, dessen Breitenerstreckung der Breite der auf die Basisfläche aufzuschmelzenden, ringförmigen Trag- und Dichtstege entspricht. Ferner kann auch band- oder plättchenförmige Folie verwendet werden, die breiter ist als der Durchmesser des Gleitschuhs.Provided In the method of the prior art, the sliding material is present as a powder or tape or wire-shaped sliding material used whose width is equal to the width of the annular support material to be fused onto the base surface. and sealing webs corresponds. Furthermore, band or plate-shaped film can also be used, which is wider than the diameter of the shoe.

Im letztgenannten Fall werden aus der Folie den Trag- und Dichtstegen entsprechende, erhabene Abschnitte heraus- und auf die Basisfläche aufgeschmolzen und der Rest der Folie anschließend entfernt. Stets dienen die radial zwischen den Trag- und Dichtstegen verbleibenden Zwischenräume sowie die in Umfangsrichtung der Trag- und Dichtstege vorhandenen Durchlässe, in denen kein Gleitmaterial auf die Basisfläche aufgeschmolzen wurde, als Ausnehmungen.in the The latter case, the foil from the support and sealing webs corresponding raised portions out and melted on the base surface and the rest of the film afterwards away. Always serve the radially between the support and sealing webs remaining spaces and in the circumferential direction of the support and sealing webs existing passages, in where no sliding material has been melted onto the base surface than Recesses.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art, einen entsprechenden Gleitschuh und einen entsprechenden Zylinderblock zur Verfügung zu stellen, bei dem das Aufbringen des Gleitmaterials auf die Basisfläche vereinfacht ist.Of the The present invention is based on the object, a method of the aforementioned type, a corresponding shoe and to provide a corresponding cylinder block in which the Applying the sliding material is simplified to the base surface.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gleitmaterial als Scheibenelement auf der Basisfläche angeordnet und durch berührungsfreien Wärmeeintrag lokal festgeschweißt wird und die Ausnehmungen in einem an das Festschweißen anschließenden Verfahrensschritt spanabhebend in die Gleitfläche des Scheibenelements eingearbeitet werdenThese Task is in terms of the method according to the invention thereby solved, that the sliding material is arranged as a disk element on the base surface and by non-contact heat input locally welded and the recesses in a process subsequent to the welding process machined into the sliding surface of the disk element are incorporated

Der erfindungsgemäße Gleitschuh einer hydrostatischen Kolbenmaschine weist eine Basisfläche auf, auf der eine mit Ausnehmungen versehene Gleitfläche aufgebracht ist, die an einem aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelement vorgesehen ist, das durch berührungsfreien Wärmeeintrag auf die Basisfläche lokal aufgeschweißt ist, wobei die Ausnehmungen in einem an das Aufschweißen anschließenden Verfahrensschritt spanabhebend in die Gleitfläche des Scheibenelements eingearbeitet sind.Of the Sliding shoe according to the invention a hydrostatic piston machine has a base surface, on which a recess provided with sliding surface is applied to the a disc element consisting of a sliding material is provided, that by non-contact heat input on the base area locally welded is, wherein the recesses in a subsequent to the welding process step machined into the sliding surface of the disk element are incorporated.

Der erfindungsgemäße Zylinderblock einer hydrostatischen Kolbenmaschine, weist eine stirnseitige Basisfläche auf, auf der eine mit Ausnehmungen versehene Gleitfläche aufgebracht ist, die an einem aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelement oder Ringscheibenelement vorgesehen ist, das durch berührungsfreien Wärmeeintrag auf die Basisfläche lokal aufgeschweißt ist, wobei die Ausnehmungen in einem an das Aufschweißen anschließenden Verfahrensschritt spanabhebend in die Gleitfläche des Scheibenelements oder Ringscheibenelements eingearbeitet sind.Of the Cylinder block according to the invention a hydrostatic piston machine, has a frontal base surface, on which a recess provided with sliding surface is applied to the an existing of sliding material disc element or annular disk element is provided by non-contact heat input on the base area locally welded is, wherein the recesses in a subsequent to the welding process step machined into the sliding surface the disk element or annular disk element are incorporated.

Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, die Erzeugung der z. B. als Druckentlastungsnuten dienenden Ausnehmungen vom Aufbringen des Gleitmaterials auf die Basisfläche zu entkoppeln.Of the The concept essential to the invention therefore consists of the generation the z. B. serving as pressure relief grooves recesses from applying of the sliding material on the base surface to decouple.

Ist es beim gattungsgemäßen Verfahren des Standes der Technik erforderlich, zugleich mit dem Aufschmelzen von Gleitmaterial gezielt eine Geometrie zu erzeugen, bei der die Bereiche zwischen dem aufgeschmolzenen Gleitmaterial als Ausnehmungen genutzt werden, so braucht beim erfindungsgemäßen lokalen Aufschweißen des aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelements keine Rücksicht auf den Verlauf von Ausnehmungen genommen werden, da diese erst später in die Gleitfläche eingearbeitet werden.is it in the generic method of the prior art required, at the same time as the melting of sliding material specifically to produce a geometry in which the Areas between the molten sliding material used as recesses be so needs in the inventive local welding of made of sliding material disc element no consideration be taken on the course of recesses, since these only later in the sliding surface be incorporated.

Es wird stattdessen ein Scheibenelement als Ganzes auf der Basisfläche befestigt, was durch lokales Aufschweißen erfolgt, also durch einen Schweißvorgang, der nicht die ganze Fläche des Scheibenelements betrifft. In einem anschließenden Verfahrensschritt, nämlich vor oder nach dem Endbearbeiten der Gleitfläche, werden spanabhebend die Ausnehmungen in die Gleitfläche eingebracht. Dadurch vereinfacht sich das Aufbringen des Gleitmaterials auf die Basisfläche.Instead, a disk element is mounted as a whole on the base surface, which is done by local welding, that is, by a welding operation that does not affect the entire surface of the disk element. In a subsequent Process step, namely before or after the finishing of the sliding surface, the recesses are machined into the sliding surface. This simplifies the application of the sliding material to the base surface.

Überraschenderweise ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren keineswegs aufwendiger als das aus dem Stand der Technik bekannte Herstellungsverfahren, bei dem ein kombiniertes Befestigen des Gleitmaterials und Erzeugen der Ausnehmungen propagiert wird.Surprisingly is the production method according to the invention no more expensive than the manufacturing process known from the prior art, in which a combined fastening of the sliding material and generating the recesses is propagated.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigtFurther Advantages and details of the invention will be apparent from the in the Figures schematically illustrated embodiments explained in more detail. there shows

1 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderblocks, 1 a perspective view of a cylinder block,

2 einen Längsschnitt durch den Zylinderblock gemäß 1, 2 a longitudinal section through the cylinder block according to 1 .

3 eine perspektivische Ansicht eines Gleitschuhs, 3 a perspective view of a shoe,

4 eine Längsschnitt durch den Gleitschuh gemäß 3, 4 a longitudinal section through the shoe according to 3 .

5 eine erste Variante von Schweißnahtverläufen, 5 a first variant of weld seams,

6 ein zweite Variante von Schweißnahtverläufen und 6 a second variant of weld seams and

7 eine dritte Variante von Schweißnahtverläufen. 7 a third variant of weld seams.

Der in den 1 und 2 dargestellte Zylinderblock Z (gelegentlich auch als „Zylindertrommel" bezeichnet) ist für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise vorgesehen und verfügt über eine stirnseitige Basisfläche BZ auf der ein aus Gleitmaterial, beispielsweise Messing oder eine Messinglegierung, bestehendes Scheibenelement EZ (hier als Ringscheibenelement ausgebildet) befestigt ist, das eine Gleitfläche GZ aufweist, mit deren Hilfe der rotierende Zylinderblock Z leichtgängig auf einem in den Figuren nicht dargestellten Steuerspiegel abgestützt ist.The in the 1 and 2 illustrated cylinder block Z (sometimes also referred to as "cylinder drum") is provided for a hydrostatic axial piston machine in swash plate construction and has a frontal base surface B Z on the one of sliding material, such as brass or a brass alloy, existing disc element E Z (here designed as annular disc element) is fastened, which has a sliding surface G Z , by means of which the rotating cylinder block Z is supported smoothly on a control mirror, not shown in the figures.

Die Befestigung des Scheibenelements E auf der Basisfläche BZ erfolgt durch berührungsfreien Wärmeeintrag, bevorzugt durch Laserschweißen mittels einer Laserschweißeinrichtung L. Hierbei wird das Scheibenelement EZ lokal mit der Basisfläche BZ verschweißt, also nicht auf der ganzen Fläche.The attachment of the disk element E on the base surface B Z is effected by non-contact heat input, preferably by laser welding by means of a laser welding device L. Here, the disk element E Z is locally welded to the base surface B Z , not on the entire surface.

Im Anschluss an das Aufschweißen des aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelements EZ auf die Basisfläche BZ werden spanabhebend in den Figuren nicht dargestellte, als Druckentlastungsnuten dienende Ausnehmungen beliebiger Geometrie in die Gleitfläche GZ eingearbeitet. Die Tiefe dieser Ausnehmungen ist regelmäßig geringer als die Dicke des Scheibenelements EZ, wodurch die zuvor erzeugten Schweißnahtverläufe nicht beinträchtigt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, spanabhebend Durchbrüche D zu den Arbeitsbohrungen A des Zylinderkopfs Z einzubringen, sofern dies nicht bereits vor dem Aufschweißen des Scheibenelements EZ z. B. durch Stanzen erfolgt ist.Following the welding of the existing of sliding material disc element E Z on the base surface B Z machined not shown in the figures, serving as pressure relief grooves recesses of any geometry in the sliding surface G Z are incorporated. The depth of these recesses is regularly less than the thickness of the disk element E Z , whereby the previously produced weld seams are not affected. Of course, it is also possible to introduce cut-throughs D to the working bores A of the cylinder head Z, if this is not already done before the welding of the disc element E Z z. B. is done by punching.

In den 3 und 4 ist ein Gleitschuh S mit angeformter Kugel K einer Kugelgelenkverbindung dargestellt, der über eine Basisfläche BS mit darauf befestigtem Scheibenelement ES verfügt. Das Scheibenelement ES besteht bevorzugt aus Messing oder einer Messinglegierung und weist eine Gleitfläche GS auf, mit deren Hilfe sich der Gleitschuh S leichtgängig auf einer in den Figuren nicht dargestellten Hubscheibe (Schrägscheibe bei einer Axialkolbenmaschine) bewegt.In the 3 and 4 a shoe S is shown with integrally formed ball K of a ball and socket joint, which has a base surface B S with disk element E S mounted thereon. The disk element E S is preferably made of brass or a brass alloy and has a sliding surface G S , with the help of which the shoe S smoothly on a stroke disc, not shown in the figures (swash plate in an axial piston machine) moves.

Die Befestigung des Scheibenelements ES auf der Basisfläche BS erfolgt durch berührungsfreien Wärmeeintrag, bevorzugt durch Laserschweißen mittels einer Laserschweißeinrichtung L. Hierbei wird das Scheibenelement ES lokal, also nicht ganzflächig, aufgeschweißt und verbindet sich in diesen Schweißzonen unlösbar mit der Basisfläche BS.The attachment of the disk element E S on the base surface B S is effected by non-contact heat input, preferably by laser welding by means of a laser welding device L. In this case, the disk element E S locally, so not the entire surface, welded and connects in these weld zones inextricably with the base surface B S.

Im Anschluss an das Aufschweißen des aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelements ES auf die Basisfläche BS (vor oder nach der Endbearbeitung der Gleitfläche GS) werden spanabhebend in den Figuren nicht dargestellte, als Druckentlastungsnuten dienende Ausnehmungen in die Gleitfläche GS eingearbeitet sowie ggf. eine ebenfalls nicht dargestellte Zentralbohrung zur Versorgung der Druckentlastungsnuten.Following the welding of the existing of sliding material disc element E S on the base surface B S (before or after the finishing of the sliding surface G S ) not shown in the figures, serving as pressure relief grooves recesses are incorporated into the sliding surface G S and possibly a also not shown central bore for supplying the pressure relief grooves.

Mögliche Ausführungen von Schweißnahtverläufen sind in den 5 bis 7 dargestellt, die jeweils eine Draufsicht auf die Unterseite eines Scheibenelements ES eines Gleitschuhs S zeigen. Hierbei können durch die Lasereinrichtung L Schweißnahtverläufe in Form von konzentrischen Kreisen erzeugt werden (5) oder in Form von Kreisen in beliebiger Anordnung, wie in 6 beispielhaft gezeigt. Möglich sind im Prinzip beliebige Muster, z. B. der in 7 gezeigte Schweißnahtverlauf.Possible embodiments of weld seams are in the 5 to 7 each showing a plan view of the underside of a disc element E S of a sliding block S. In this case, weld seams in the form of concentric circles can be generated by the laser device L. 5 ) or in the form of circles in any order, as in 6 shown by way of example. Are possible in principle any pattern, z. B. the in 7 shown weld seam.

Claims (3)

Verfahren zum Herstellen einer mit Ausnehmungen versehenen Gleitfläche eines Gleitschuhs und/oder eines Zylinderblocks einer hydrostatischen Kolbenmaschine, wobei Gleitmaterial auf einer Basisfläche angeordnet und durch berührungsfreien Wärmeeintrag unlösbar befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmaterial als Scheibenelement (EZ bzw. ES) auf der Basisfläche (BS bzw. BZ) angeordnet und durch berührungsfreien Wärmeeintrag lokal aufgeschweißt wird und die Ausnehmungen in einem an das Aufschweißen anschließenden Verfahrensschritt spanabhebend in die Gleitfläche (GS bzw. GZ) des Scheibenelements (EZ bzw. ES) eingearbeitet werden.Method for producing a recessed sliding surface of a sliding shoe and / or a cylinder block of a hydrostatic Piston machine, wherein sliding material is arranged on a base surface and non-detachably fastened by non-contact heat input, characterized in that the sliding material as a disk element (E Z or E S ) on the base surface (B S or B Z ) and locally welded by non-contact heat input and the recesses are machined into the sliding surface (G S or G Z ) of the disc element (E Z or E S ) in a subsequent step of the welding process. Gleitschuh einer hydrostatischen Kolbenmaschine, wobei der Gleitschuh (S) eine Basisfläche (BS) aufweist, auf der eine mit Ausnehmungen versehene Gleitfläche (GS) aufgebracht ist, die an einem aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelement (ES) vorgesehen ist, das durch berührungsfreien Wärmeeintrag auf die Basisfläche (BS) lokal aufgeschweißt ist, wobei die Ausnehmungen in einem an das Aufschweißen anschließenden Verfahrensschritt spanabhebend in die Gleitfläche (GS) des Scheibenelements (ES) eingearbeitet sind.Sliding shoe of a hydrostatic piston machine, wherein the sliding shoe (S) has a base surface (B S ), on which a recessed sliding surface (G S ) is applied, which is provided on a sliding material consisting of disc element (E S ), by non-contact Heat input to the base surface (B S ) is locally welded, wherein the recesses are machined in a subsequent to the welding process step in the sliding surface (G S ) of the disc element (E S ) incorporated. Zylinderblock einer hydrostatischen Kolbenmaschine, wobei der Zylinderblock (Z) eine stirnseitige Basisfläche (BZ) aufweist, auf der eine mit Ausnehmungen versehene Gleitfläche (GZ) aufgebracht ist, die an einem aus Gleitmaterial bestehenden Scheibenelement (EZ) oder Ringscheibenelement vorgesehen ist, das durch berührungsfreien Wärmeeintrag auf die Basisfläche (BZ) lokal aufgeschweißt ist, wobei die Ausnehmungen in einem an das Aufschweißen anschließenden Verfahrensschritt spanabhebend in die Gleitfläche (GZ) des Scheibenelements (EZ) oder Ringscheibenelements eingearbeitet sind.Cylinder block of a hydrostatic piston engine, wherein the cylinder block (Z) has a frontal base surface (B Z ) on which a recessed sliding surface (G Z ) is provided, which is provided on a slidable disk element (E Z ) or annular disk element, which is welded locally by contact-free heat input to the base surface (B Z ), wherein the recesses are machined into the sliding surface (G Z ) of the disk element (E Z ) or annular disk element in a subsequent welding step.
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Cited By (2)

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EP2626578A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-14 Robert Bosch Gmbh Sliding bearing assembly
CH714404A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-14 Liebherr Machines Bulle Sa Axial piston machine with coated sliding surface.

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