DE102010036268A1

DE102010036268A1 - Hydrostatic piston engine has bearing metal layer formed on slide support structure of hydrostatic sliding bearing position by laser welding

Info

Publication number: DE102010036268A1
Application number: DE201010036268
Authority: DE
Inventors: Lukas Krittian; Günter Hofmann; Robert Schlosser; Manfred Ullrich
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-08

Abstract

The engine (1) has cylinder drum (2) provided with the piston recess (3) for displaceably mounting a piston (4). The cylinder drum is supported in the region of a control plate (SP) by a hydrostatic sliding bearing position (G) on housing (15). The piston is supported by hydrostatic sliding bearing position on a raceway (6). A bearing metal layer is formed on a slide support structure of the hydrostatic sliding bearing position by laser welding. An independent claim is included for method for forming bearing metal layer at support structure of hydrostatic sliding bearing position.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Kolbentriebwerk mit einer um eine Drehachse angeordneten Zylindertrommel, die mit mindestens einer Kolbenausnehmungen versehen ist, in der jeweils ein Kolben längsverschiebbar gelagert ist, wobei die Zylindertrommel im Bereich eines Steuerspiegels mittels einer hydrostatischen Gleitlagerstelle an einem Gehäuse abgestützt ist und/oder der Kolben mittels einer hydrostatischen Gleitlagerstelle an einer Laufbahn abgestützt ist, wobei eine Lagermetallschicht an einem Gleitlagerbauteil der hydrostatischen Gleitlagerstelle ausgebildet ist.The invention relates to a hydrostatic piston engine having a cylinder drum arranged about a rotation axis and provided with at least one piston recess, in each of which a piston is longitudinally displaceably supported, wherein the cylinder drum is supported on a housing in the region of a control plate by means of a hydrostatic sliding bearing point and / or the piston is supported by means of a hydrostatic sliding bearing on a raceway, wherein a bearing metal layer is formed on a sliding bearing component of the hydrostatic sliding bearing.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Lagermetallschicht an einem Gleitlagerbauteil einer hydrostatischen Gleitlagerstelle eines hydrostatischen Kolbentriebwerks, insbesondere eines Kolbentriebwerks der genannten Art nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention further relates to a method for producing a bearing metal layer on a sliding bearing component of a hydrostatic sliding bearing of a hydrostatic piston engine, in particular a piston engine of the type mentioned according to the features of the preamble of claim 1.

Bei hydrostatischen Kolbentriebwerken, die als Axialkolbenmaschinen oder Radialkolbenmaschinen ausgebildet sein können, ist eine hydrostatische Gleitlagerstelle in der Umsteuerung zwischen der Zylindertrommel und einem gehäuseseitigen Verteiler im Bereich eines Steuerspiegels ausgebildet. Bei derartigen Kolbentriebwerken tritt zwischen der mit den Kolben und den Verdrängerräumen versehenen Zylindertrommel und einem gehäuseseitigen Verteiler, der mit einem Niederdruckanschluss und einem Hochdruckanschluss versehen ist, eine Relativbewegung auf. Die Verbindung der Kolbenausnehmungen und somit der Verdrängerräume in der Zylindertrommel mit dem Niederdruckanschluss und dem Hochdruckanschluss im gehäuseseitigen Verteiler wird beim Durchlaufen der Totpunkte der Kolbenbewegung umgeschaltet. Um günstige Gleiteigenschaften und einen geringen Verschleiß zwischen der Zylindertrommel und dem gehäuseseitigen Verteiler an dieser hydrostatischen Gleitlagerstelle zu erzielen, wird diese Umsteuerung durch eine Werkstoffpaarung von einer tribologisch günstigen Schicht mit einer Gegenlauffläche aus Stahl bzw. einem Gußmaterial ausgeführt. Hierbei ist es bekannt, als tribologisch günstige Schicht eine buntmetallische Schicht auf die Zylindertrommel oder auf den gehäuseseitigen Verteiler aufzubringen. Bei bekannten Kolbentriebwerken wird die buntmetallische Schicht flächig auf den gehäuseseitigen Verteiler oder die Zylindertrommel aufgegossen oder aufgesintert. Zudem ist bereits bekannt, den Steuerspiegel als eigenständiges Bauteil, einen sogenannten Steuerboden auszubilden, der vollständig aus Buntmetall besteht, und verdrehgesichert an dem Gehäuse befestigt wird.In hydrostatic piston engines, which may be formed as axial piston or radial piston machines, a hydrostatic sliding bearing is formed in the reversal between the cylinder drum and a housing-side manifold in the region of a control mirror. In such piston engines occurs between the cylinder drum provided with the piston and the Verdrängerräumen and a housing-side manifold, which is provided with a low-pressure port and a high-pressure port, a relative movement. The connection of the piston recesses and thus the displacement chambers in the cylinder drum with the low-pressure connection and the high-pressure connection in the housing-side distributor is switched when passing through the dead centers of the piston movement. In order to achieve favorable sliding properties and low wear between the cylinder drum and the housing-side distributor at this hydrostatic sliding bearing point, this reversal is performed by a combination of materials of a tribologically favorable layer with a mating surface made of steel or a casting material. It is known to apply as a tribologically favorable layer a colored metallic layer on the cylinder barrel or on the housing-side manifold. In known piston engines, the multicellular layer is poured onto the housing-side distributor or the cylinder drum in a planar manner or sintered on. In addition, it is already known to form the control mirror as an independent component, a so-called control base, which consists entirely of non-ferrous metal, and is secured against rotation on the housing.

Eine weitere hydrostatische Gleitlagerstelle befindet sich bei gattungsgemäßen Kolbentriebwerken im Bereich der Abstützung der Kolbenkräfte an einer huberzeugenden Laufbahn. Diese Abstützung der Kolben an einer huberzeugenden Laufbahn kann über Gleitschuhe erfolgen, die an den Kolben gelenkig befestigt sind, wobei weiterhin aufgrund der hohen Kräfte zusätzlich eine hydrostatische Entlastung an dieser hydrostatischen Gleitlagerstelle ausgebildet sein kann. Um die Gleiteigenschaften des Gleitschuhs bei der Relativbewegung an der Laufbahn zu verbessern und einen geringen Verschleiß zu erzielen, ist es bereits bekannt, an den Gleitschuhen im Bereich einer Lauffläche, mit der der entsprechende Gleitschuh an der Laufbahn abgestützt ist, eine tribologisch günstigen Schicht vorzusehen. Bei bekannten Lösungen wird an den Gleitschuhen im Bereich der Lauffläche eine aus Buntmetall bestehende Platte aufgeschweißt bzw. aufgelötet. Zudem kann der gesamte Gleitschuh aus einem tribologisch günstigen Lagermetall gefertigt werden, beispielsweise einem Buntmetall.Another hydrostatic sliding bearing is located in generic piston engines in the field of support of the piston forces on a thrust-generating track. This support of the piston on a thrust-producing track can be done via sliding blocks, which are hinged to the piston, which further due to the high forces in addition a hydrostatic discharge can be formed at this hydrostatic sliding bearing. In order to improve the sliding properties of the sliding block during the relative movement on the track and to achieve low wear, it is already known to provide a tribologically favorable layer on the sliding shoes in the region of a running surface with which the corresponding sliding shoe is supported on the track. In known solutions, a plate made of nonferrous metal is welded or soldered to the sliding shoes in the region of the running surface. In addition, the entire shoe can be made of a tribologically favorable bearing metal, such as a non-ferrous metal.

Bei bekannten Kolbentriebwerken ist an diesen beiden hydrostatischen Gleitlagerstellen im Bereich der Kolbenabstützung und des Steuerspiegels aufgrund des flächigen Materialauftrags des Lagermetallwerkstoffes ein hoher Materialaufwand an Lagermetallwerkstoff erforderlich. Zunächst wird der beispielsweise von dem Buntmetall gebildete Lagermetallwerkstoff flächig aufgebracht und mit hohem Bauaufwand stoff- oder formschlüssig an dem Gleitlagerbauteil fixiert. Da sich jedoch die zur hydrostatischen Gleitlagerstelle benötigten Flächen in der Regel auf kreisringförmige Dichtstege beschränken, die von konzentrisch angeordneten Tragstegen begleitet sein können, die in Unfangsrichtung durch Schmiernuten oder Nieren unterbrochen sind, wird das flächig aufgebrachte Buntmetall entsprechend mechanisch bearbeitet und größtenteils wieder abgetragen, um an den hydrostatischen Gleitlagerstellen eine für die Funktion erforderliche Geometrie zu erzielen, beispielsweise entsprechende konzentrisch angeordnete Tragstege und Dichtstege geringerer Breite, die in regelmäßigen Abständen durch Schmiernuten bzw. Nieren unterbrochen sind. Im Bereich des Steuerspiegels werden zudem aus dem zuerst flächig aufgetragenen Buntmetall die nierenförmigen Steuerausnehmungen im gehäuseseitigen Verteiler bzw. in der Zylindertrommel wieder durch eine spanabhebende Bearbeitung abgetragen, um die Verbindung der Verdrängerräume in der Zylindertrommel mit dem Niederdruckanschluss bzw. dem Hochdruckanschluss zu erzielen.In known piston engines, a high material outlay on bearing metal material is required at these two hydrostatic sliding bearing points in the region of the piston support and the control plate due to the flat material application of the bearing metal material. First of all, the bearing metal material formed, for example, by the non-ferrous metal is applied over a large area and fixed in a material or positive fit to the sliding bearing component with high construction costs. However, since the areas required for hydrostatic sliding bearing usually limited to annular sealing lands, which may be accompanied by concentrically arranged support webs, which are interrupted in the direction of Unfang by lubrication or kidneys, the flat applied non-ferrous metal is mechanically processed accordingly and mostly removed again to to achieve a geometry required for the function of the hydrostatic sliding bearing, for example corresponding concentrically arranged support webs and sealing webs of lesser width, which are interrupted at regular intervals by lubrication grooves or kidneys. In the area of the control mirror, the kidney-shaped control recesses in the housing-side distributor or in the cylinder drum are also removed again from the surface-mounted non-ferrous metal by a machining operation in order to achieve the connection of the displacement chambers in the cylinder drum with the low-pressure connection or the high-pressure connection.

Bei bekannten Kolbentriebwerken resultiert aus dem flächigen Auftrag des Lagermetallwerkstoffs und dem anschließenden großflächigen Abtrag des Lagermetallwerkstoffs ein geringer Ausnutzungsgrad des Lagermetallwerkstoffes, wodurch sich eine aufwändige Herstellung mit hohen Herstellkosten ergibt.In known piston engines resulting from the surface application of the bearing metal material and the subsequent large-scale removal of the bearing metal material, a low degree of utilization of the bearing metal material, resulting in a complex production with high production costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kolbentriebwerk der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich des Materialeinsatzes des Lagermetallwerkstoffes verbessert ist und einen geringen Bauaufwand verursacht. The present invention has for its object to provide a piston engine of the type mentioned is available, which is improved in terms of the material use of the bearing metal material and causes low construction costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lagermetallschicht mindestens eine Schicht eines Lagermetallwerkstoffs umfasst, die mittels Laserauftragschweißen an dem Gleitlagerbauteil schmelzmetallurgisch aufgetragen ist. Durch ein Laserauftragsschweißen des Lagermetallwerkstoff auf dem Gleitlagerbauteil des Kolbentriebwerkes kann ein gezielter Auftrag des Lagermetallwerkstoffs auf die für die Funktion der hydrostatischen Gleitlagerstelle benötigten Dichtstege und gegebenenfalls vorhandenen Tragstege erfolgen, so dass ein geringer Materialeinsatz des Lagermetallwerkstoffes erzielt wird. Zudem kann durch den gezielten Materialauftrag des Lagermetallwerkstoffes an dem Gleitlagerbauteil mittels des Laserauftragschweißens auf die benötigen Flächen im Bereich der Dichtstege und gegebenenfalls vorhandenen Tragstege der Fertigungsaufwand durch die spanabhebende Bearbeitung verringert werden, um an der hydrostatischen Gleitlagerstellen eine für die Funktion erforderliche Geometrie zu erzielen. Mit dem Laserauftragschweißen des Lagermetallwerkstoffes kann somit eine hohe Materialausnutzung des für die Funktion an der hydrostatischen Gleitlagerstelle benötigten Lagermetallwerkstoffes erzielt werden, wobei weiterhin der Bearbeitungsaufwand für die anschließende spanende Bearbeitung verringert werden kann, so dass sich der Bauaufwand reduziert. Zudem wird durch das Laserauftragschweißen eine schmelzmetallurgische Verbindung des Lagermetallwerkstoffes mit dem Werkstoff des Gleitlagerbauteils erzielt, wobei durch einen Laser der Werkstoff des Gleitlagerbauteils angeschmolzen und gleichzeitig der Lagermetallwerkstoff in Pulverform oder als Draht aufgebracht wird, so dass sich auf einfache Weise eine stoffschlüssige Verbindung des Lagermetallwerkstoffes mit dem Gleitlagerbauteil erzielen lässt.This object is achieved in that the bearing metal layer comprises at least one layer of a bearing metal material, which is applied by means of laser deposition welding to the sliding bearing component by fusion metallurgy. By laser deposition welding of the bearing metal material on the sliding bearing component of the piston engine, a targeted application of the bearing metal material to the required for the function of the hydrostatic sliding bearing point sealing webs and possibly existing support webs done so that a lower material usage of the bearing metal material is achieved. In addition, can be reduced by the targeted application of material of the bearing metal material to the sliding bearing component by means of laser cladding on the required surfaces in the region of the sealing webs and possibly existing support webs of manufacturing costs by the machining to achieve a geometry required for the function of the hydrostatic bearings. With the laser cladding of the bearing metal material can thus be achieved a high material utilization of the required for the function of the hydrostatic plain bearing metal bearing material, further, the processing cost for the subsequent machining can be reduced, so that reduces the construction cost. In addition, a fusion metallurgical connection of the bearing metal material with the material of the sliding bearing component is achieved by the laser deposition welding, wherein the material of the sliding bearing component is melted by a laser and at the same time the bearing metal material is applied in powder form or as a wire, so that in a simple way a cohesive connection of the bearing metal material achieve the sliding bearing component.

Bedingt durch den Aufmischungsgrad durch das Aufschmelzen während des Laserauftragschweißen zwischen dem Werkstoff des Gleitlagerbauteils und dem Lagermetallwerkstoff tritt beim Auftrag einer einzigen Schicht des Lagermetallwerkstoff auf dem Gleitlagerbauteil ein entsprechender metallischer Anteil des aufgeschmolzenen Werkstoffs des Gleitlagerbauteils in der Lagermetallschicht auf. Um den metallischen Anteil des Werkstoffes des Gleitlagerbauteils in der Lagermetallschicht der Gleitlagerstelle zu verringern und entsprechend günstige tribologische Eigenschaften an der Gleitlagerstelle zu erzielen, werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Erzeugung der Lagermetallschicht mindestens zwei übereinander angeordnete Schichten des Lagermetallwerkstoff aufgetragen, die jeweils mittels Laserauftragschweißen an dem Gleitlagerbauteil schmelzmetallurgisch aufgetragen sind. Die Aufmischungseffekte treten daher lediglich in der unmittelbar auf dem Gleitlagerbauteil aufgetragenen Grundschicht der Lagermetallschicht auf. Die zweite, obere Schicht des Lagermetallwerkstoffs, an der die Relativbewegung der Gleitlagerstelle auftritt, wird auf diese Grundschicht als Deckschicht aufgetragen, so dass in dieser oberen Schicht der Lagermetallschicht der aufgeschmolzene Anteil des Werkstoffs des Gleitlagerbauteils gering gehalten werden kann.Due to the degree of mixing by the melting during laser deposition welding between the material of the sliding bearing component and the bearing metal material occurs when applying a single layer of the bearing metal material on the sliding bearing component, a corresponding metallic portion of the molten material of the sliding bearing component in the bearing metal layer. In order to reduce the metallic portion of the material of the sliding bearing component in the bearing metal layer of the sliding bearing point and to achieve correspondingly favorable tribological properties at the sliding bearing point, according to a preferred embodiment of the invention for producing the bearing metal layer at least two superposed layers of bearing metal material are applied, each by means of laser cladding are applied to the sliding bearing component by fusion metallurgy. The mixing effects therefore occur only in the base layer of the bearing metal layer applied directly to the sliding bearing component. The second, upper layer of the bearing metal material, at which the relative movement of the sliding bearing occurs, is applied to this base layer as a cover layer, so that in this upper layer of the bearing metal layer of the molten portion of the material of the sliding bearing component can be kept low.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jede Schicht des Lagermetallwerkstoffs aus einer Raupenlage des Lagermetallwerkstoffs, wobei die Raupenlage aus einer Raupe oder aus mehreren nebeneinander angeordneten Raupen besteht. Die Lagermetallschicht besteht somit aus zwei übereinander angeordneten durch Laserauftragschweißen aufgetragenen Raupenlagen des aufgetragenen Lagermetallwerkstoffs, so dass sich eine geringe Dicke des Lagermetallwerkstoffs erzielen lässt. Gegenüber gattungsgemäßen Kolbentriebwerken kann daher durch die verringerte Dicke des erfindungsgemäßen mittels Laserauftragschweißen aufgetragenen Lagermetallwerkstoffs der Bauraumbedarf des erfindungsgemäßen Kolbentriebwerkes verringert werden. Durch entsprechenden Auftrag einer oder mehrerer nebeneinander liegenden Raupen kann in jeder Raupenlage eine entsprechende Anpassung der Breite bzw. der radialen Ausdehnung der Lagermetallschicht erzielt werden, so dass auf einfache Weise die für die Funktion der Gleitlagerstelle erforderliche Geometrie auf einfache Weise hergestellt werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, each layer of the bearing metal material consists of a bead layer of the bearing metal material, wherein the bead layer consists of a bead or of a plurality of juxtaposed beads. The bearing metal layer thus consists of two superposed by laser deposition welding applied bead layers of the applied bearing metal material, so that a small thickness of the bearing metal material can be achieved. Compared with generic piston engines can therefore be reduced by the reduced thickness of the applied by laser deposition welding bearing metal material of the space requirement of the piston engine according to the invention. By appropriate application of one or more adjacent caterpillars a corresponding adjustment of the width or the radial extent of the bearing metal layer can be achieved in each bead position, so that in a simple manner required for the function of the sliding bearing geometry can be easily produced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung wird an dem Gleitlagerbauteil im Bereich der hydrostatischen Gleitlagerstelle ein kreisringförmiger Dichtsteg durch die Raupenlage gebildet. Bei hydrostatischen Gleitlagerstellen ist ein ebener und geschlossener Dichtsteg ausgebildet, an dem die Relativbewegung zwischen den Gleitlagerbauteilen an der Gleitlagerstelle auftritt und an dem ein hydrostatischer Schmierfilm aufgebaut wird. Mit dem erfindungsgemäßen Laserauftragschweißen kann ein derartiger geschlossener und kreisförmiger Dichtsteg auf einfache Weise hergestellt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, an annular sealing ridge is formed by the bead position on the sliding bearing component in the region of the hydrostatic sliding bearing point. In hydrostatic plain bearings a flat and closed sealing ridge is formed on which the relative movement between the sliding bearing components occurs at the sliding bearing point and on which a hydrostatic lubricating film is built up. With the laser cladding according to the invention, such a closed and circular sealing ridge can be produced in a simple manner.

Sofern an der Gleitlagerstelle mindestens ein konzentrisch zu dem Dichtsteg angeordneter Tragsteg vorgesehen werden soll, ergeben sich besondere Vorteile, wenn der mindestens ein konzentrisch zu dem Dichtsteg und mit umfangsseitigen Unterbrechungen versehener Tragsteg durch die Raupenlage gebildet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Laserauftragschweißen können zusätzliche gegebenenfalls vorhanden Tragstege, die durch entsprechende Unterbrechungen, die Schmiernuten bilden, unterbrochen sind, auf einfache Weise hergestellt werden.If at least one support web arranged concentrically with the sealing web is to be provided on the sliding bearing, special advantages arise if the at least one support web provided concentrically with the sealing web and with circumferential interruptions is formed by the bead position. With the laser cladding according to the invention additional optionally present support webs, by appropriate Interruptions that form lubrication grooves are interrupted in a simple manner.

Die Materialausnutzung des Lagermetallwerkstoffs lässt sich hierbei erhöhen und der Bearbeitungsaufwand für eine spanende Bearbeitung verringern, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im Bereich der umfangsseitigen Unterbrechungen des Tragstegs kein Auftrag der Lagermetallschicht erfolgt. Mit dem erfindungsgemäßen Laserauftragsschweißen kann auf einfache Weise im Bereich der Unterbrechungen in den Tragstegen der Materialauftrag des Lagermetallwerkstoffes unterbrochen werden, so dass sich der Materialaufwand an Lagermetallwerkstoff weiter verringern lässt und gleichzeitig kein weiterer Fertigungsschritt erforderlich ist, um durch eine mechanische Bearbeitung die Unterbrechungen in den Tragstegen herzustellen.The material utilization of the bearing metal material can be increased here and reduce the processing costs for a machining if, according to an advantageous embodiment of the invention in the region of the circumferential interruptions of the support web no order of the bearing metal layer. With the laser deposition welding according to the invention, the material application of the bearing metal material can be interrupted in a simple manner in the area of the interruptions in the supporting webs, so that the material expenditure on bearing metal material can be further reduced and at the same time no further production step is required to interrupt the support webs by mechanical processing manufacture.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die hydrostatische Gleitlagerstelle als Steuerspiegel ausgebildet, wobei die Lagermetallschicht an einer Zylindertrommel des hydrostatischen Kolbentriebwerkes oder an einem gehäuseseitigen Verteiler des hydrostatischen Kolbentriebwerkes als Gleitlagerbauteil aufgetragen ist. Durch das Laserauftragschweißen kann mit geringem Materialaufwand des Lagermetallwerkstoffs zwischen der Zylindertrommel und dem gehäuseseitigen Verteiler im Bereich der Umsteuerung eine Lagermetallschicht aufgetragen werden, um die Gleiteigenschaften zu verbessern und den Verschleiß zu verringern. Der Lagermetallwerkstoff kann hierbei alternativ mittels des Laserauftragschweißens auf den gehäuseseitigen Verteiler oder die Zylindertrommel aufgetragen und aufgebracht werden.According to a preferred embodiment of the invention, the hydrostatic sliding bearing is formed as a control mirror, wherein the bearing metal layer is applied to a cylinder drum of the hydrostatic piston engine or on a housing-side manifold of the hydrostatic piston engine as a sliding bearing component. By laser cladding a bearing metal layer can be applied with low material cost of the bearing metal material between the cylinder drum and the housing-side manifold in the area of the reversal, to improve the sliding properties and reduce wear. In this case, the bearing metal material can alternatively be applied and applied to the housing-side distributor or the cylinder drum by means of laser deposition welding.

Die Materialausnutzung des Lagermetallwerkstoffs für den Steuerspiegel lässt sich hierbei erhöhen und der Bearbeitungsaufwand für eine spanende Bearbeitung verringern, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in dem Steuerspiegel mindestens eine mit einem Einlassanschluss bzw. einem Auslassanschluss des Verteilers in Verbindung stehende Steuerausnehmung bzw. mindestens eine mit der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel in Verbindung stehende Steuerausnehmungen angeordnet ist, wobei im Bereich der Steuerausnehmung kein Auftrag der Lagermetallschicht erfolgt. In dem gehäuseseitigen Verteiler sind entsprechende nierenförmige Steuerausnehmungen ausgebildet, die mit dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss des Kolbentriebswerkes in Verbindung stehen. Die Zylindertrommel ist für jede Kolbenausnehmung mit einer Steuerausnehmung versehen, die abwechselnd mit den Steuerausnehmungen des gehäuseseitigen Verteilers in Verbindung gelangt, um den von der Kolbenausnehmung und dem Kolben in der Zylindertrommel gebildeten Verdrängerraum zwischen dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss umzusteuern. Durch das erfindungsgemäße Laserauftragschweißen kann beim Auftrag der Lagermetallschicht auf den gehäuseseitigen Verteiler bzw. die Zylindertrommel an den Steuerausnehmungen der Materialauftrag des Lagermetallwerkstoffes unterbrochen werden, so dass sich der Materialaufwand an Lagermetallwerkstoff weiter verringern lässt und sich zudem der Bearbeitungsaufwand und Fertigungsaufwand verringern lässt.The material utilization of the bearing metal material for the control mirror can thereby increase and reduce the processing costs for a machining if, according to an advantageous embodiment of the invention in the control mirror at least one with an inlet port and an outlet port of the manifold related control recess or at least one with the piston recess of the cylinder drum is arranged in conjunction with control recesses, wherein no application of the bearing metal layer takes place in the region of the control recess. In the housing-side manifold corresponding kidney-shaped control recesses are formed, which communicate with the inlet port and the outlet port of the piston engine. The cylinder barrel is provided for each piston recess with a control recess which alternately comes into contact with the control recesses of the housing-side manifold in order to control the displacement formed by the piston recess and the piston in the cylinder drum between the inlet port and the outlet port. As a result of the laser buildup welding according to the invention, when the bearing metal layer is applied to the housing-side distributor or the cylinder drum at the control recesses, the material application of the bearing metal material can be interrupted, so that the material expenditure on bearing metal material can be further reduced and, in addition, the processing outlay and manufacturing outlay can be reduced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die hydrostatische Gleitlagerstelle von einem Gleitschuh als Gleitlagerbauteil gebildet, an dessen einer Laufbahn zugewandten Stirnseite eine Lagermetallschicht aufgetragen ist. Mit dem erfindungsgemäßen Laserauftragschweißen kann ebenfalls an der von der Stirnseite gebildeten Lauffläche des Gleitschuhs mit geringem Materialaufwand des Lagermetallwerkstoffs für die hydrostatische Gleitlagerstelle im Bereich der Kolbenabstützung ein entsprechende kreisringförmiger Dichtsteg und ein gegebenenfalls vorhandener Tragsteg, der mit umfangsseitigen Unterbrechungen versehen ist, auf einfache Weise hergestellt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the hydrostatic sliding bearing point is formed by a sliding block as a slide bearing component, on whose end face facing a raceway a bearing metal layer is applied. With the laser buildup welding according to the invention, a corresponding annular sealing web and an optionally existing support web, which is provided with circumferential interruptions, can likewise be produced in a simple manner on the running surface of the sliding shoe formed by the end face with a low material expenditure of the bearing metal material for the hydrostatic sliding bearing point in the area of the piston support ,

Bevorzugt ist der mittels des Laserauftragschweißens auf das Gleitlagerbauteil aufgetragene Lagermetallwerkstoff von einem Buntmetall, insbesondere Bronze oder Messing, gebildet. Mit einem schmelzmetallurgisch auf das Gleitlagerbauteil aufgetragenen Buntmetall lassen sich günstige Gleiteigenschaften und ein geringer Verschleiß an den hydrostatischen Gleitlagerstellen des Kolbentriebswerks wirkungsvoll erzielen.The bearing metal material applied to the sliding bearing component by means of laser deposition welding is preferably formed by a non-ferrous metal, in particular bronze or brass. With a non-ferrous metal applied to the sliding bearing component by means of fusion metallurgy, favorable sliding properties and low wear on the hydrostatic sliding bearing points of the piston engine can be effectively achieved.

Das erfindungsgemäße hydrostatische Kolbentriebwerk ist bevorzugt als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise oder Schrägachsenbauweise ausgebildet, wobei die Zylindertrommel mit einer innerhalb der Zylindertrommel drehbar angeordneten Triebwelle drehfest in Wirkverbindung steht.The hydrostatic piston engine according to the invention is preferably designed as an axial piston machine in swash plate design or oblique axis design, wherein the cylinder drum is rotatably in operative connection with a rotatably mounted within the cylinder drum drive shaft.

Die Axialkolbenmaschine kann als Schrägscheibenmaschine mit einer um die Drehachse drehbar gelagerten Zylindertrommel oder als Taumelscheibenmaschine mit einer drehbar um die Drehachse angeordneten Laufbahn und Verteiler ausgebildet werden.The axial piston machine can be designed as a swashplate machine with a cylinder drum rotatably mounted about the rotation axis or as a swashplate machine with a raceway and distributor rotatably arranged about the rotation axis.

Zudem kann das erfindungsgemäße hydrostatische Kolbentriebwerk als Radialkolbenmaschine ausgebildet sein.In addition, the hydrostatic piston engine according to the invention can be designed as a radial piston engine.

Das erfindungsgemäße hydrostatische Kolbentriebwerk kann hierbei einhubig oder mehrhubig ausgebildet sein und als Pumpe bzw. Motor betrieben werden.The hydrostatic piston engine according to the invention can in this case be designed as one-stroke or multi-stroke and be operated as a pump or motor.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Lagermetallschicht an einem Gleitlagerbauteil einer hydrostatischen Gleitlagerstelle eines hydrostatischen Kolbentriebwerk ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Laserauftragschweißen an dem Gleitlagerbauteil mindestens eine aus mindestens einer Raupen bestehende Schicht eines Lagermetallwerkstoff schmelzmetallurgisch aufgetragen und in einem anschließenden spanabhebenden Bearbeitungsschritt mechanisch bearbeitet wird. Durch Laserauftragschweißen kann der Lagermetallwerkstoff gezielt aufgetragen werden und der Auftrag des Lagermetallwerkstoffs an die erforderliche Geometrie von Dichtsteg und gegebenenfalls vorhandenen Tragstegen der hydrostatischen Gleitlagerstelle angepasst werden. Durch anschließende spanende Bearbeitung kann die aufgetragene Lagermetallschicht in die gewünschte Geometrie von Dichtsteg und/oder Tragsteg gebracht werden, wobei mit geringem mechanischen Bearbeitungsaufwand die für die hydrostatische Gleitlagerstelle erforderliche Geometrie hergestellt werden kann.The inventive method for producing a bearing metal layer on a Sliding bearing component of a hydrostatic sliding bearing of a hydrostatic piston engine is characterized in that by laser deposition welding to the sliding bearing at least one of at least one bead of existing layer of a bearing metal material is applied by fusion metallurgy and mechanically processed in a subsequent machining step. Laser deposition welding allows the bearing metal material to be applied in a targeted manner and the order of the bearing metal material to be adapted to the required geometry of the sealing web and possibly existing support webs of the hydrostatic sliding bearing point. Subsequent machining, the applied bearing metal layer can be brought into the desired geometry of sealing ridge and / or support web, which can be produced with little mechanical processing required for the hydrostatic bearing bearing geometry.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigtFurther advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows

1 ein erfindungsgemäßes Kolbentriebwerk in einem Längsschnitt, 1 an inventive piston engine in a longitudinal section,

2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 1 mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Gleitlagerstelle im Bereich eines Steuerspiegels, 2 a section along the line AA the 1 with a first embodiment of a hydrostatic sliding bearing according to the invention in the region of a control mirror,

3 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 2, 3 a section along the line BB of 2 .

4 einen Schnitt entlang der Linie C-C der 2, 4 a section along the line CC the 2 .

5 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 1 mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Gleitlagerstelle im Bereich eines Steuerspiegels, 5 a section along the line AA the 1 with a second embodiment of a hydrostatic sliding bearing according to the invention in the region of a control mirror,

6 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 5, 6 a section along the line BB of 5 .

7 einen Schnitt entlang der Linie D-D der 5, 7 a section along the line DD of 5 .

8 einen Ausschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Kolbentriebwerks in einem Längsschnitt mit einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Gleitlagerstelle im Bereich einer Gleitschuhabstützung der Kolben, 8th 1 a section of a further piston engine according to the invention in a longitudinal section with a hydrostatic slide bearing point according to the invention in the region of a shoe support of the pistons,

9 eine Ansicht gemäß Pfeil A der 8, 9 a view according to arrow A of 8th .

10 den Ausschnitt Y der 8 in einer vergrößerten Darstellung und 10 the cutout Y of the 8th in an enlarged view and

11 den Ausschnitt Z der 8 in einer vergrößerten Darstellung. 11 the section Z of 8th in an enlarged view.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes hydrostatisches Kolbentriebwerk 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine einhubige oder mehrhubige Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise als Beispiel eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbentriebwerkes 1.In the 1 is a hydrostatic piston engine according to the invention 1 shown in a longitudinal section. The illustrated embodiment shows a single-stroke or multi-stroke axial piston machine in swash plate design as an example of a hydrostatic piston engine according to the invention 1 ,

Das Kolbentriebwerk 1 weist eine um eine Drehachse D drehbar gelagerte Zylindertrommel 2 auf, die mit mehreren konzentrisch zur Drehachse D angeordneten Kolbenausnehmungen 3 versehen ist, in denen jeweils ein Kolben 4 längsverschiebbar gelagert ist.The piston engine 1 has a cylinder drum rotatably mounted about a rotation axis D. 2 on, with several concentric with the axis of rotation D piston recesses arranged 3 is provided, in each of which a piston 4 is mounted longitudinally displaceable.

Die Kolben 4 stützen sich mittels jeweils eines Abstützelements 5 auf einer huberzeugenden und in Umfangsrichtung geneigten Laufbahn 6 ab, die an der Stirnseite einer gehäusefesten Hubscheibe 7 ausgebildet ist. Die Abstützelemente 5 der Kolben 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel von Wälzkörpern W, beispielsweise rollenförmigen Wälzkörpern, gebildet, deren Rotationsachse R jeweils senkrecht zur Drehachse D angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Laufbahn 6 als mehrhubige Laufbahn ausgebildet. Es ist alternativ möglich, als Abstützelemente 5 der Kolben 4 jeweils einen gelenkig am Kolben 4 angeordneten Gleitschuh vorzusehen, der mit der Laufbahn 6 an einer geneigt zur Drehachse D angeordneten Hubscheibe 7 in Verbindung steht, um die Kolbenkräfte an der Laufbahn 6 abzustützen. Die Hubscheibe 7 kann bei einer derartigen Gleitschubabstützung der Kolben 4 in der Neigung bezüglich der Drehachse D fest angeordnet sein, so dass das Kolbentriebwerk 1 ein festes Verdrängervolumen aufweist. Alternativ kann die Hubscheibe in der Neigung bezüglich der Drehachse D verstellbar angeordnet werden, um ein Kolbentriebwerk 1 mit einem veränderbaren Verdrängervolumen zu bilden.The pistons 4 are supported by means of one support element each 5 on a thrilling and circumferentially inclined track 6 off, on the front side of a housing-fixed Hubscheibe 7 is trained. The support elements 5 The piston 4 are in the illustrated embodiment of rolling elements W, for example, roller-shaped rolling elements, formed, whose axis of rotation R is arranged perpendicular to the axis of rotation D. In the illustrated embodiment, the career 6 designed as a multi-stroke track. It is alternatively possible as support elements 5 The piston 4 one articulated on the piston 4 arranged to provide sliding shoe, with the career 6 on a tilted to the rotation axis D arranged lifting disk 7 communicates to the piston forces on the track 6 support. The lifting disc 7 can in such Gleitschubabstützung the piston 4 be fixed in the inclination with respect to the axis of rotation D, so that the piston engine 1 has a fixed displacement volume. Alternatively, the lifting disc can be arranged in the inclination with respect to the axis of rotation D adjustable to a piston engine 1 with a variable displacer volume.

Die Zylindertrommel 2 stützt sich in axialer Richtung der Axialkolbenmaschine 1 gegenüberliegend zu der Hubscheibe 7 an einem gehäuseseitigen Verteiler 9 ab, der – wie in Verbindung mit der 2 gezeigt ist – mit nierenförmigen Steuerausnehmungen S versehen ist, die in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd mit einem Einlassanschluss 10 und einem Auslassanschluss 11 des Kolbentriebwerkes 1 in Verbindung stehen. Die Steuerausnehmungen S sind hierbei von entsprechenden Ausfräsungen in dem Verteiler 9 gebildet. Die Zylindertrommel 2 ist für jede Kolbenausnehmung 3 mit einer von einem Verbindungskanal ausgebildeten Steuerausnehmung 12 versehen, der bei einer Drehung der Zylindertrommel 2 um die Drehachse D eine Verbindung des von der Kolbenausnehmung 3 und dem Kolben 4 gebildeten Verdrängerraums V über die Steuerausnehmungen S mit dem Einlassanschluss 10 sowie dem Auslassanschluss 11 ermöglicht. Der Verteiler 9 mit den Steuerausnehmungen S dient zur Umsteuerung der Kolbenausnehmung 3 zwischen dem Einlassanschluss 10 und dem Auslassanschluss 11. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Kolbentriebwerkes 1 ist der Verteiler 9 von einem Gehäusedeckel 15a eines Gehäuses 15 des Kolbentriebwerks 1 gebildet. Der Einlassanschluss 10 und der Auslassanschluss 11 können hierbei jeweils einen Niederdruckanschluss bzw. einen Hochdruckanschluss bilden, je nach Ausbildung des Kolbentriebwerkes 1 als Pumpe oder Motor.The cylinder drum 2 is supported in the axial direction of the axial piston machine 1 opposite to the lifting disc 7 on a housing-side distributor 9 off, as in connection with the 2 is shown - provided with kidney-shaped control recesses S, seen in the circumferential direction alternately with an inlet port 10 and an outlet port 11 of the piston engine 1 keep in touch. The control recesses S are in this case of corresponding cutouts in the manifold 9 educated. The cylinder drum 2 is for each piston recess 3 with a control passage formed by a connecting channel 12 provided during a rotation of the cylinder drum 2 about the axis of rotation D, a compound of the piston recess 3 and the piston 4 formed Verdrängerraums V via the control recesses S with the inlet port 10 and the outlet port 11 allows. The distributor 9 with the control recesses S serves for reversing the piston recess 3 between the inlet port 10 and the outlet port 11 , In the illustrated embodiment of the piston engine 1 is the distributor 9 from a housing cover 15a a housing 15 of the piston engine 1 educated. The inlet connection 10 and the outlet port 11 can each form a low pressure port or a high pressure port, depending on the design of the piston engine 1 as pump or motor.

Die Zylindertrommel 2 ist weiterhin mit einer konzentrisch zur Drehachse D angeordneten Triebwelle 13 drehfest verbunden, die innerhalb der Zylindertrommel 2 in dem Gehäuse 15 der Axialkolbenmaschine 1 mittels entsprechender Lager 16, 17 drehbar angeordnet ist. Die Verbindung zwischen der Zylindertrommel 2 und der Triebwelle 13 erfolgt beispielsweise mittels einer Verzahnung 18.The cylinder drum 2 is further arranged with a concentric with the axis of rotation D drive shaft 13 rotatably connected, within the cylinder drum 2 in the case 15 the axial piston machine 1 by means of appropriate bearings 16 . 17 is rotatably arranged. The connection between the cylinder drum 2 and the shoot shaft 13 For example, by means of a toothing 18 ,

Zur Beaufschlagung der Zylindertrommel 2 in Richtung des Verteilers 9 ist eine Feder 14 vorgesehen.For loading the cylinder drum 2 in the direction of the distributor 9 is a spring 14 intended.

Bei dem Kolbentriebwerk 1 ist die Zylindertrommel 2 an dem Verteiler 9 und somit im Bereich der Umsteuerung der Kolbenausnehmungen 3 von dem Einlassanschluss 10 zu dem Auslassanschluss 11 mittels einer hydrostatischen Gleitlagerstelle G an dem Gehäuse 15 abgestützt. Zur Verminderung der Reibung und des Verschleißes zwischen dem an dem Gehäusedeckel 15a ausgebildeten Verteiler 9 und der Zylindertrommel 2 ist eine Lagermetallschicht aus einem tribologisch günstigen Lagermetallwerkstoffs 20, beispielsweise einem Buntmetall, an einem der beiden Gleitlagerbauteile (Zylindertrommel 2 bzw. Gehäusedeckel 15a) der Gleitlagerstelle G angeordnet.In the piston engine 1 is the cylinder drum 2 at the distributor 9 and thus in the area of the reversal of the piston recesses 3 from the inlet port 10 to the outlet port 11 by means of a hydrostatic sliding bearing G on the housing 15 supported. To reduce the friction and wear between the on the housing cover 15a trained distributor 9 and the cylinder drum 2 is a bearing metal layer of a tribologically favorable bearing metal material 20 , For example, a non-ferrous metal, on one of the two sliding bearing components (cylinder drum 2 or housing cover 15a ) of the sliding bearing G arranged.

In der 2 ist eine Draufsicht auf den Verteiler 9 mit den nierenförmigen Steuerausnehmungen S näher dargestellt. An dem Verteiler 9 ist durch die aus dem Lagermetallwerkstoff 20 bestehende Lagermetallschicht 20 ein Steuerspiegel SP ausgebildet, der einen kreisringförmigen Dichtsteg DS aufweist, der durch den Innenradius R_i und den Außenradius R_a begrenzt ist, um die hydrostatische Gleitlagerstelle G zu bilden.In the 2 is a plan view of the distributor 9 shown in more detail with the kidney-shaped control recesses S. At the distributor 9 is through the out of the bearing metal material 20 existing bearing metal layer 20 a control mirror SP formed having an annular sealing ridge DS, which is bounded by the inner radius R _i and the outer radius R _a to form the hydrostatic sliding bearing G.

Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, ist erfindungsgemäß der den. Steuerspiegel SP bildenden Lagermetallwerkstoff 20 als Lagermetallschicht durch Laserauftragschweißen auf den den Verteiler 9 bildenden Gehäusedeckel 15a schmelzmetallurgisch aufgetragen.As in the 3 and 4 is shown, according to the invention is the. Control mirror SP forming bearing metal material 20 as a bearing metal layer by laser cladding on the distributor 9 forming housing cover 15a applied by fusion metallurgy.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Lagermetallschicht aus zwei übereinander angeordneten Schichten L1 und L2, wobei ist eine erste Schicht L1 des Lagermetallwerkstoffs 20 unmittelbar auf dem Gehäuse 15 als Grundschicht aufgetragen ist. Eine zweite Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs 20 ist auf der ersten Schicht L1 und somit oberhalb der ersten Schicht L1 als Deckschicht aufgetragen, so dass die Lagermetallschicht von zwei übereinander angeordneten Schichten des Lagermetallwerkstoffs 20 gebildet wird.In the illustrated embodiment, the bearing metal layer consists of two superimposed layers L1 and L2, wherein is a first layer L1 of the bearing metal material 20 directly on the case 15 is applied as a base coat. A second layer L2 of the bearing metal material 20 is applied to the first layer L1 and thus above the first layer L1 as a cover layer, so that the bearing metal layer of two superimposed layers of the bearing metal material 20 is formed.

Die übereinander angeordneten Schichten L1 und L2 der Lagermetallschicht bestehen hierbei in der Dicke aus jeweils einer Raupenlage des mittels des Laserauftragschweißens aufgetragenen Lagermetallwerkstoffes 20. Die Schichten L1 und L2 setzen sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung und somit in der Breite aus mehreren nebeneinander angeordneten Raupen zusammen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Schicht S1 bzw. S2 aus drei nebeneinander angeordneten Raupen gebildet, einer radial inneren Raupe RP1, einer mittleren Raupe RP2 und einer radial äußeren Raupe RP3.The superimposed layers L1 and L2 of the bearing metal layer in this case consist in each case in the thickness of a respective bead position of the bearing metal material applied by means of laser deposition welding 20 , The layers L1 and L2 are in the illustrated embodiment in the radial direction and thus in the width of a plurality of juxtaposed caterpillars together. In the illustrated embodiment, each layer S1 or S2 is formed of three adjacent beads, a radially inner bead RP1, a middle bead RP2 and a radially outer bead RP3.

Wie aus der 4 ersichtlich ist, werden im Bereich der nierenförmigen Steuerausnehmungen S in dem Verteiler 9 keine mittleren Raupen RP2 aufgebracht, wodurch der Materialaufwand des Lagermetallwerkstoffes 20 und der Fertigungsaufwand für den Steuerspiegel SP verringert werden kann.Like from the 4 it can be seen are in the region of the kidney-shaped control recesses S in the manifold 9 no middle beads RP2 applied, reducing the material cost of the bearing metal material 20 and the manufacturing cost for the control mirror SP can be reduced.

In den 3 und 4 ist die obere Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs 20 mit strichpunktierten Linien nach dem Auftrag durch das Laserauftragschweißen dargestellt. Nach dem Laserauftragschweißen der oberen Schicht L2 erfolgt in einem weiteren Bearbeitungsschritt eine spanabhebende Bearbeitung, in der die gewünschte Geometrie der von dem Steuerspiegel SP gebildete hydrostatische Gleitlagerstelle G mit dem ebenen Dichtsteg DS hergestellt wird, der durch den Innenradius R_i und den Außenradius R_a begrenzt ist. Der fertig bearbeitete Zustand des mittels des Laserauftragsschweißens aufgetragenen und zu dem Steuerspiegel SP mit dem kreisringförmigen Dichtsteg DS bearbeiteten Lagermetallwerkstoffs 20 ist in den 3 und 4 mit durchgezogenen Linien dargestellt.In the 3 and 4 is the upper layer L2 of the bearing metal material 20 shown with dotted lines after the order by laser cladding. After the laser cladding of the upper layer L2 takes place in a further processing step, a machining, in which the desired geometry of the formed by the control mirror SP hydrostatic sliding bearing G is made with the flat sealing web DS, bounded by the inner radius R _i and the outer radius R _a is. The finished state of the applied by the laser deposition welding and to the control mirror SP with the annular sealing ridge DS processed bearing metal material 20 is in the 3 and 4 shown by solid lines.

In den 5 bis 7 ist eine zweite Ausführungsform eines Verteiler 9 dargestellt, bei dem der von dem mittels des Laserauftragschweißens aufgetragenen Lagermetallwerkstoff 20 gebildete Steuerspiegel SP konzentrisch zu dem Dichtsteg DS, dessen Aufbau identisch mit den 3 und 4 ist, ein innerer ringförmigen Tragsteg TS1 und ein äußere ringförmigen Tragsteg TS2, die jeweils umfangsseitig durch mehrere Unterbrechungen, die Schmiernuten SN1 und SN2 bilden, unterbrochen sind. Die hydrostatische Gleitlagerstelle G ist somit von dem Dichtsteg DS und den unterbrochenen Tragstegen TS gebildet.In the 5 to 7 is a second embodiment of a distributor 9 in which the bearing metal material applied by the laser deposition welding is shown 20 formed control mirror SP concentric with the sealing web DS, whose construction is identical to the 3 and 4 is an inner annular support bar TS1 and an outer annular support bar TS2, each circumferentially by several interruptions, the lubrication grooves SN1 and SN2 form, are interrupted. The hydrostatic sliding bearing G is thus formed by the sealing web DS and the interrupted support webs TS.

Die Tragstege TS1, TS2, sind ebenfalls von einem Lagermetallwerkstoff 20 gebildet, das als Lagermetallschicht durch Laserauftragschweißen auf das den Verteiler 9 bildenden Gehäusedeckel 15 schmelzmetallurgisch aufgetragen ist.The support webs TS1, TS2, are also made of a bearing metal material 20 formed as a bearing metal layer by laser cladding on the distributor 9 forming housing cover 15 is applied by fusion metallurgy.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Lagermetallschicht im Bereich der Tragstege TS1, TS2 aus zwei übereinander angeordneten Schichten L1 und L2, wobei eine erste Schicht L1 der Tragstege TS1, TS2 unmittelbar auf dem Gehäuse 15 als Grundschicht aufgetragen ist. Eine zweite Schicht L2 im Bereich der Tragstege TS1, TS2 ist auf der ersten Schicht L1 aufgetragen, so dass die Lagermetallschicht von zwei übereinander angeordneten Schichten des Lagermetallwerkstoffs 20 gebildet wird.In the illustrated embodiment, the bearing metal layer in the region of the support webs TS1, TS2 consists of two superimposed layers L1 and L2, wherein a first layer L1 of the support webs TS1, TS2 directly on the housing 15 is applied as a base coat. A second layer L2 in the region of the carrier webs TS1, TS2 is applied to the first layer L1, so that the bearing metal layer of two superimposed layers of the bearing metal material 20 is formed.

Die Schichten L1 und L2 bestehen hierbei in der Dicke aus jeweils einer Raupenlage. Die Schichten L1 und L2 des inneren Tragsteges TS1 sind aus jeweils einer Raupe, RP0 gebildet, die angrenzend an die innere Raupe RP1 aufgetragen ist. Die Schichten L1 und L2 des äußeren Tragsteges TS2 sind aus jeweils einer Raupe RP4 gebildet, die angrenzend an die äußere Raupe RP3 aufgetragen ist.The layers L1 and L2 consist in each case in the thickness of one bead position. The layers L1 and L2 of the inner support web TS1 are each formed of a bead, RP0, which is applied adjacent to the inner bead RP1. The layers L1 and L2 of the outer support web TS2 are each formed of a bead RP4, which is applied adjacent to the outer bead RP3.

In den 6 und 7 ist die obere Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs der Tragstege TS1 und TS2 mit strichpunktierten Linien nach dem Auftrag durch das Laserauftragschweißen dargestellt. Nach dem Laserautragsschweißen der oberen Schicht L2 erfolgt in einem weiteren Bearbeitungsschritt eine spanabhebende Bearbeitung, in der die gewünschte Geometrie der ebenen Tragstege TS1, TS2 hergestellt wird. Der fertig bearbeitete Zustand ist in den 6 und 7 mit durchgezogenen Linien dargestellt.In the 6 and 7 the upper layer L2 of the bearing metal material of the support webs TS1 and TS2 is shown in phantom lines after deposition by laser cladding. After Laserautragsschweißen the upper layer L2 takes place in a further processing step, a machining, in which the desired geometry of the planar support webs TS1, TS2 is produced. The finished state is in the 6 and 7 shown by solid lines.

Aus den 6 und 7 wird ebenfalls deutlich, dass im Bereich der umfangsseitig angeordneten Unterbrechungen, die die Schmiernuten SN1 und SN2 bilden, kein Materialauftrag des Lagermetallwerkstoffs 20 durch entsprechende Raupen erfolgt. Hierdurch kann der Materialaufwand des Lagermetallwerkstoffes 20 verringert werden, wobei gleichzeitig kein weiterer Fertigungsschritt zu Herstellung der die Schmiernuten SN1, SN2 bildenden Unterbrechungen erforderlich ist.From the 6 and 7 It is also clear that in the area of the circumferentially arranged interruptions, which form the lubrication grooves SN1 and SN2, no material application of the bearing metal material 20 done by appropriate caterpillars. As a result, the cost of materials of the bearing metal material 20 be reduced, at the same time no further manufacturing step for producing the lubrication grooves SN1, SN2 interruptions is required.

Die mittels des Laserauftragschweißens des Lagermetallwerkstoffes 20 schmelzmetallurgisch hergestellte Umsteuerung gemäß den 2 bis 7 kann alternativ durch entsprechenden schmelzmetallurgischen Auftrag einer Lagermetallschicht mit den in den 2 bis 7 dargestellten Geometrien durch Laserauftragschweißen auf die Stirnseite der Zylindertrommel 2 hergestellt werden.The means of laser deposition welding of the bearing metal material 20 melt metallurgically produced reversal according to the 2 to 7 Alternatively, by appropriate fusion metallurgical order of a bearing metal layer with in the 2 to 7 shown geometries by laser cladding on the front side of the cylinder drum 2 getting produced.

In der 8 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kolbentriebwerkes 1 dargestellt, bei dem als Abstützelement 5 an jedem Kolben 4 mittels eines Gelenks 30 ein Gleitschuh 40 angeordnet ist, der die Kolbenkräfte auf der Laufbahn 6 abstützt, beispielsweise einer festen oder in der Neigung verstellbaren, nicht näher dargestellten Schrägscheibe.In the 8th is a section of a piston engine according to the invention 1 shown in which as a support element 5 on each piston 4 by means of a joint 30 a sliding shoe 40 is arranged, the piston forces on the track 6 supported, for example, a fixed or tilt-adjustable, not shown swash plate.

An einer der nicht näher dargestellten Laufbahn 6 einer Schrägscheibe zugewandten Stirnseite des Gleitschuhs 40 ist eine hydrostatische Gleitlagerstelle G ausgebildet, die zusätzlich hydrostatisch entlastet ist. Zur Erzielung der hydrostatischen Entlastung der Gleitlagerstelle G ist die Stirnseite des Gleitschuhs 40 über eine entsprechende Längsbohrung 41 im Gleitschuh 40 und eine Längsbohrung 42 im Kolben 4 an den mit Druckmittel beaufschlagten Verdrängerraum V des entsprechenden Kolbens 4 angeschlossen. Der Verdrängerraum V wird von der Kolbenausnehmung 3 und dem entsprechenden Kolben 4 gebildet.At one of the career, not shown 6 a swash plate facing end side of the shoe 40 is a hydrostatic sliding bearing G formed, which is additionally hydrostatically relieved. To achieve the hydrostatic relief of the sliding bearing G is the end face of the shoe 40 via a corresponding longitudinal bore 41 in the shoe 40 and a longitudinal bore 42 in the piston 4 to the pressurized medium displacer V of the corresponding piston 4 connected. The displacer V is from the piston recess 3 and the corresponding piston 4 educated.

Zur Verminderung des Verschleißes und zur Erzielung günstiger Gleiteigenschaften zwischen dem Gleitschuh 40 und der Laufbahn 6 ist eine Lagermetallschicht 20 aus einem tribologisch günstigen Lagermetallwerkstoffs, beispielsweise einem Buntmetall, an der Stirnseite des Gleitschuhs 40 als Gleitlagerbauteil dieser Gleitlagerstelle G durch Laserauftragschweißen schmelzmetallurgisch aufgetragen.To reduce the wear and to achieve favorable sliding properties between the shoe 40 and the career 6 is a bearing metal layer 20 from a tribologically favorable bearing metal material, for example a non-ferrous metal, on the front side of the sliding block 40 as sliding bearing component of this plain bearing G applied by laser deposition welding fusion metallurgical.

In der 9 ist eine Draufsicht auf die Stirnseite des Gleitschuhs 40 näher dargestellt. Zur Erzielung der gewünschten hydrostatisch entlasteten Gleitlagerstelle G ist durch den aufgetragenen Lagermetallwerkstoff 20 ein kreisringförmiger Dichtsteg DS gebildet, innerhalb dessen eine Drucktasche für die hydrostatische Entlastung ausgebildet ist, die mit der Längsbohrung 41 in Verbindung steht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist konzentrisch zu dem Dichtsteg DS zusätzlich ein äußerer ringförmigen Tragsteg TS von dem mittels Laserauftragschweißen aufgetragenen Lagermetallwerkstoff 20 gebildet, die umfangsseitig durch mehrere Unterbrechungen, die Schmiernuten SN bilden, unterbrochen ist.In the 9 is a plan view of the front side of the shoe 40 shown in more detail. To achieve the desired hydrostatically relieved sliding bearing G is by the applied bearing metal material 20 formed an annular sealing ridge DS, within which a pressure pocket for the hydrostatic discharge is formed, with the longitudinal bore 41 communicates. In the illustrated embodiment is concentric to the sealing web DS in addition an outer annular support bar TS of the applied by laser deposition welding bearing metal material 20 formed circumferentially interrupted by several interruptions that form lubrication grooves SN.

Wie aus der 10 ersichtlich ist, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Lagermetallschicht von zwei übereinander angeordneten Schichten L1 und L2 gebildet, wobei eine erste Schicht L1 des Lagermetallwerkstoffs 20 unmittelbar auf die Stirnseite des Gleitschuhs 40 als Grundschicht aufgetragen ist. Eine zweite Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs ist auf der ersten Schicht L1 und somit oberhalb der ersten Schicht L1 als Deckschicht aufgetragen, so dass die Lagermetallschicht von zwei übereinander angeordneten Schichten des Lagermetallwerkstoffs 20 gebildet wird.Like from the 10 it can be seen, in the illustrated embodiment, the bearing metal layer of two superimposed layers L1 and L2 is formed, wherein a first layer L1 of the bearing metal material 20 directly on the front side of the shoe 40 is applied as a base coat. A second layer L2 of the bearing metal material is applied to the first layer L1 and thus above the first layer L1 as a cover layer, so that the bearing metal layer of two superimposed layers of the bearing metal material 20 is formed.

Die übereinander angeordneten Schichten L1 und L2 bestehen hierbei in der Dicke aus jeweils einer Raupenlage des mittels des Laserauftragschweißens aufgetragenen Lagermetallwerkstoffs 20. Die Schichten L1 und L2 für den Dichtsteg DS und den Tragsteg TS setzen sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung jeweils aus einer Raupe RP zusammen.In this case, the layers L1 and L2 arranged one above the other consist in each case in the thickness of a respective bead position of the bearing metal material applied by means of laser deposition welding 20 , The layers L1 and L2 for the sealing web DS and the support web TS are in the illustrated embodiment in the radial direction in each case of a bead RP together.

Zur Herstellung des Dichtsteges DS ist eine radial innen liegende angeordnete Raupe RP der unteren Schicht L1 des Lagermetallwerkstoffs auf den Gleitschuh 40 aufgetragen, auf die eine Raupe RP der oberen Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs aufgetragen ist. Entsprechend wird zur Herstellung des Tragsteges TS auf den Gleitschuh 40 eine radial außen liegende Raupe RP der unteren Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs aufgetragen, auf die eine Raupe RP der oberen Schicht L2 des Lagermetallwerkstoffs aufgetragen ist. Wie aus der 11 ersichtlich ist, in der der Bereich der Geometrie der Gleitlagerstelle G im Bereich einer die Schmiernuten SN bildenden Unterbrechung dargestellt ist, wird im Bereich der Unterbrechungen des Tragsteges TS, die die Schmiernuten SN bilden, kein Lagermetallwerkstoff 20 durch entsprechende Raupen aufgetragen. Durch diesen gezielten Auftrag des Lagermetallwerkstoffes 20 kann der Materialaufwand des Lagermetallwerkstoffes 20 verringert werden, wobei gleichzeitig kein weiterer Fertigungsschritt zu Herstellung der die Schmiernuten SN bildenden Unterbrechungen in dem Tragsteg TS erforderlich ist. Die Lage und Anordnung der Unterbrechungen des Tragsteges TS ist hierbei nicht auf die in der 9 dargestellte Anordnung beschränkt. Durch das erfindungsgemäße Laserauftragsschweißen des Lagermetallwerkstoffes 20 kann der von den radial außen angeordneten Raupen RP der beiden Schichten L1, L2 gebildete Tragsteg TS im Umfang an beliebiger Stelle unterbrochen werden.For the production of the sealing web DS is a radially inner arranged bead RP of the lower layer L1 of the bearing metal material on the sliding block 40 on which a bead RP of the upper layer L2 of the bearing metal material is applied. Accordingly, for the production of the support web TS on the shoe 40 a radially outer bead RP of the lower layer L2 of the bearing metal material is applied to which a bead RP of the upper layer L2 of the bearing metal material is applied. Like from the 11 it can be seen in which the area of the geometry of the sliding bearing G is shown in the region of an interruption forming the lubrication grooves SN, no bearing metal material is in the region of the interruptions of the support web TS, which form the lubrication grooves SN 20 applied by appropriate caterpillars. Through this targeted order of the bearing metal material 20 can the cost of materials of the bearing metal material 20 can be reduced, at the same time no further manufacturing step for producing the lubrication SN forming interruptions in the support web TS is required. The location and arrangement of the interruptions of the support bar TS is not on the in the 9 limited arrangement shown. By the inventive laser deposition welding of the bearing metal material 20 can the support web TS formed by the radially outer beads RP of the two layers L1, L2 are circumferentially interrupted at any point.

In den 8 bis 11 ist die obere Schicht L2 des Dichtsteges DS sowie des Tragsteges TS mit strichpunktiert Linien nach dem Auftrag durch das Laserauftragschweißen dargestellt. Nach dem Laserautragsschweißen der oberen Lagermetallschicht L2 erfolgt in einem weiteren Bearbeitungsschritt eine spanabhebende Bearbeitung, in der die gewünschte Geometrie des ebenen Dichtsteges DS sowie des ebenen Tragstegs TS hergestellt wird. Der fertig bearbeitete Zustand ist in den 8 bis 11 mit durchgezogenen Linien dargestellt.In the 8th to 11 is the upper layer L2 of the sealing web DS and the support bar TS with dash-dotted lines after the order by the laser deposition welding. After Laserautragsschweißen the upper bearing metal layer L2 takes place in a further processing step a machining, in which the desired geometry of the flat sealing web DS and the flat support web TS is prepared. The finished state is in the 8th to 11 shown by solid lines.

Durch das Laseraufragschweißen des Lagermetallwerkstoffs 20 auf die Stirnseite des Gleitschuhs 40 kann der schmelzmetallurgische Auftrag des Lagermetallwerkstoffes 20 der zur Funktion der Gleitlagerstelle G notwendigen Anordnung des Dichtsteges DS und des gegebenenfalls vorhandenen Tragsteges TS angepasst werden, so dass die optimale Geometrie von Dichtsteg DS und Tragsteg TS mit minimalem Materialaufwand des Lagermetallwerkstoffes 20 und geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist.By laser deposition welding of the bearing metal material 20 on the front side of the shoe 40 can the molten metallurgical order of the bearing metal material 20 the necessary to the function of the sliding bearing G arrangement of the sealing web DS and possibly existing support web TS are adapted so that the optimal geometry of the sealing web DS and support web TS with minimal material cost of the bearing metal material 20 and low production costs can be produced.

Mit dem erfindungsgemäßen Laseraufragschweißen des Lagermetallwerkstoffs 20 kann eine Lagermetallschicht im Bereich einer hydrostatischen Gleitlagerstelle G der Umsteuerung eines Kolbentriebwerks 1 und/oder im Bereich einer Gleitschubabstützung der Kolben 4 bei einem hydrostatischen Kolbentriebwerk 1 durch die gezielte schmelzmetallurgische Auftragung mit einer hohen Materialausnutzung des für die Funktion der Gleitlagerstelle G benötigten Lagermetallwerkstoffs 20 erzielt werden, wobei weiterhin der Fertigungsaufwand für die spanende Bearbeitung des Dichtsteges DS und der gegebenenfalls vorhandenen Tragstege TS, TS1, TS2 der hydrostatischen Gleitlagerstelle G verringert werden kann. Zudem kann bei einer Lagermetallschicht, die aus zwei übereinander aufgebrachten Schichten L1, L2 des Lagermetallwerkstoffs 20 besteht, der metallische Anteil des Werkstoffs des Gleitlagerbauteils in der oberen Schicht L2 der Lagermetallschicht gering gehalten werden, wobei weiterhin eine geringe Dicke der Lagermetallschicht erzielt werden kann. Bei Axialkolbenmaschinen, bei denen die Lagermetallschicht im Bereich der Umsteuerung bzw. im Bereich der Gleitschubabstützung angeordnet ist, kann durch das erfindungsgemäße Laserauftragschweißen der Lagermetallschicht aufgrund der geringen Schichtdicke des Lagermetallwerkstoffs 20 gegenüber Kolbentriebwerken des Standes der Technik eine Verkürzung des Triebwerkes in axialer Richtung erzielt werden.With the laser deposition welding of the bearing metal material according to the invention 20 can a bearing metal layer in the region of a hydrostatic sliding bearing G the reversal of a piston engine 1 and / or in the region of a sliding thrust support of the piston 4 in a hydrostatic piston engine 1 by targeted fusion metallurgical application with a high material utilization of the necessary for the function of the sliding bearing G bearing metal material 20 be achieved, while still the manufacturing cost of the machining of the sealing web DS and possibly existing support webs TS, TS1, TS2 of the hydrostatic sliding bearing G can be reduced. In addition, in the case of a bearing metal layer, which consists of two superimposed layers L1, L2 of the bearing metal material 20 is maintained, the metallic portion of the material of the sliding bearing component in the upper layer L2 of the bearing metal layer are kept low, and further, a small thickness of the bearing metal layer can be achieved. In the case of axial piston machines in which the bearing metal layer is arranged in the area of the reversal or in the region of the sliding thrust support, the bearing metal layer can, due to the small layer thickness of the bearing metal material, be produced by the laser deposition welding according to the invention 20 compared to piston engines of the prior art, a shortening of the engine can be achieved in the axial direction.

Claims

Hydrostatic piston engine with a cylinder drum arranged about a rotation axis, which is provided with at least one Kolbenausnehmungen, in each of which a piston is mounted longitudinally displaceable, wherein the cylinder drum is supported in the region of a control mirror by means of a hydrostatic sliding bearing on a housing and / or the piston by means of a hydrostatic sliding bearing point is supported on a raceway, wherein a bearing metal layer is formed on a sliding bearing component of the hydrostatic sliding bearing, characterized in that the bearing metal layer at least one layer (L1, L2) of a bearing metal material ( 20 ), which is applied by means of laser deposition welding to the sliding bearing component by fusion metallurgy.

Hydrostatic piston engine according to claim 1, characterized in that the bearing metal layer at least two superimposed layers (L1, L2) of the bearing metal material ( 20 ), which are each applied by means of laser deposition welding to the sliding bearing component by fusion metallurgy.

Hydrostatic piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that each layer (L1; L2) of the bearing metal material ( 20 ) from a bead position of the bearing metal material ( 20 ), wherein the bead layer consists of a bead (RP) or of several juxtaposed beads (RP0, RP1, RP2, RP3, RP4).

Hydrostatic piston engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the sliding bearing component in the region of the sliding bearing point (G) an annular sealing web (DS) is formed by the bead position.

Hydrostatic piston engine according to claim 4, characterized in that concentric with the sealing web (DS) at least one bearing web (TS, TS1, TS2) provided with peripheral interruptions is formed by the bead position.

Hydrostatic piston engine according to claim 5, characterized in that no application of the bearing metal layer takes place in the region of the peripheral interruptions of the carrier web (TS; TS1; TS2).

Hydrostatic piston engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hydrostatic sliding bearing (G) is designed as a control mirror (SP), wherein the bearing metal layer on a cylinder drum ( 2 ) of the hydrostatic piston engine ( 1 ) or on a housing-side distributor ( 15a ) of the hydrostatic piston engine ( 1 ) is applied as a sliding bearing component.

Hydrostatic piston engine according to claim 7, characterized in that in the control plate (SP) at least one with an inlet port (SP) 10 ) or an outlet port ( 11 ) of the distributor ( 15a ) associated control recess (S) or at least one with the piston recess ( 4 ) of the cylinder drum ( 2 ) related tax recessions ( 12 ) is arranged, wherein in the region of the control recess (S; 12 ) no order of the bearing metal layer takes place.

Hydrostatic piston engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hydrostatic sliding bearing point (G) of a sliding shoe ( 40 ) is formed as a sliding bearing component, on whose one runway ( 6 ) facing end side, a bearing metal layer is applied.

Hydrostatic piston engine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the applied bearing metal material ( 20 ) is formed of a non-ferrous metal, in particular bronze or brass.

Method for producing a bearing metal layer on a sliding bearing component of a hydrostatic sliding bearing (G) of a hydrostatic piston engine ( 1 ), characterized in that at least one layer (L1, L2) of a bearing metal material consisting of at least one bead (RP0; RP1; RP2; RP3; RP4) is formed by laser deposition welding on the sliding bearing component ( 20 ) applied by fusion metallurgy and mechanically processed in a subsequent machining step.