DE102016119411A1 - Hydrostatic positive displacement machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verdrängermaschine (1) mit einer um eine Drehachse (2) angeordneten Zylindertrommel (3), die mit mindestens einer Kolbenausnehmung (4) versehen ist, in der jeweils ein Kolben (5) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei der Kolben (5) mittels eines Abstützelements an einer huberzeugenden Laufbahn (7) abgestützt ist, und die Zylindertrommel (3) im Bereich einer Stirnseite an einem Gehäuse (9; 9a) abgestützt ist, wobei an zumindest einer Gleitlagerstelle (G1; G2; G3; G4) der Verdrängermaschine (1) ein Gleitlagerbauteil (30; 31; 35; 36) an einem die Gleitlagerstelle bildenden Gleitpartner befestigt ist. Das Gleitlagerbauteil (30; 31; 35; 36) ist durch Magnetpulsschweißen mit einem der Gleitpartner der Gleitlagerstelle (G1; G2; G3; G4) stoffschlüssig verbunden.The invention relates to a hydrostatic displacement machine (1) having a cylinder drum (3) arranged around a rotation axis (2) and provided with at least one piston recess (4), in each of which a piston (5) is longitudinally displaceable. 5) is supported by means of a support element on a thrust-producing track (7), and the cylinder drum (3) is supported in the region of an end face on a housing (9, 9a), wherein at least one sliding bearing point (G1; G2; G3; G4) a sliding bearing component (30; 31; 35; 36) is fastened to the displacement machine (1) on a sliding partner forming the sliding bearing location. The slide bearing component (30; 31; 35; 36) is bonded by magnetic pulse welding to one of the sliding partners of the sliding bearing point (G1; G2; G3; G4).
Description
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verdrängermaschine mit einer um eine Drehachse angeordneten Zylindertrommel, die mit mindestens einer Kolbenausnehmung versehen ist, in der jeweils ein Kolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei der Kolben mittels eines Abstützelements an einer huberzeugenden Laufbahn abgestützt ist, und die Zylindertrommel im Bereich einer Stirnseite an einem Gehäuse abgestützt ist, wobei an zumindest einer Gleitlagerstelle der Verdrängermaschine ein Gleitlagerbauteil an einem die Gleitlagerstelle bildenden Gleitpartner befestigt ist. The invention relates to a hydrostatic displacement machine with a cylinder drum arranged about a rotation axis, which is provided with at least one piston recess, in each of which a piston is arranged to be longitudinally displaceable, wherein the piston is supported by a support member on a thrust generating track, and the cylinder drum in the region of Front side is supported on a housing, wherein at least one sliding bearing point of the positive displacement machine, a sliding bearing component is attached to a sliding bearing forming the sliding partner.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Befestigung eines Gleitlagerbauteils an einem Gleitpartner einer Gleitlagerstelle einer hydrostatische Verdrängermaschine mit einer um eine Drehachse angeordneten Zylindertrommel, die mit mindestens einer Kolbenausnehmungen versehen ist, in der jeweils ein Kolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei der Kolben mittels eines Abstützelements an einer huberzeugenden Laufbahn abgestützt ist, und die Zylindertrommel im Bereich einer Stirnseite an einem Gehäuse abgestützt ist. The invention further relates to a method for fastening a sliding bearing component to a sliding partner of a sliding bearing of a hydrostatic displacement machine with a cylinder drum arranged about a rotation axis, which is provided with at least one Kolbenausnehmungen, in each of which a piston is arranged longitudinally displaceable, wherein the piston by means of a support member is supported on a huberzeugenden career, and the cylinder drum is supported in the region of an end face on a housing.
Bei derartigen Verdrängermaschinen, beispielsweise Axialkolbenmaschinen oder Radialkolbenmaschinen, die als Pumpe oder Motor ausgebildet bzw. betrieben werden können, ist es bekannt, an entsprechenden Gleitlagerstellen, an denen zwischen zwei sich bewegenden Bauteilen der Verdrängermaschine als Gleitpartner der Gleitlagerstelle eine Relativbewegung auftritt, Gleitlagerbauteile zur Verringerung der Reibung und des Verschleißes einzubauen. Durch die Verringerung der Reibung und des Verschleißes durch die Gleitlagerbauteile an den Gleitlagerstellen wird der Wirkungsgrad der Verdrängermaschine und deren Lebensdauer erhöht. Die Gleitlagerstellen können hierbei weiterhin hydrostatisch entlastet sein. In such displacement machines, for example, axial piston machines or radial piston machines, which can be designed or operated as a pump or motor, it is known, at corresponding sliding bearing points, where between two moving components of the positive displacement machine as a sliding partner of the sliding bearing a relative movement occurs, sliding bearing components to reduce the To install friction and wear. By reducing the friction and wear by the sliding bearing components at the sliding bearing points of the efficiency of the positive displacement machine and its life is increased. The sliding bearing points can continue to be hydrostatically relieved.
An einer von der Kolbenausnehmung und dem darin längsverschiebbaren Kolben gebildeten Gleitlagerstelle einer gattungsgemäßen Verdrängermaschine ist es bekannt, eine Gleitlagerbuchse in die Kolbenausnehmung der Zylindertrommel einzupressen oder einzurollen. Die Gleitlagerbuchse besteht aus einem Buntmetall. Die Gleitlagerbuchse reduziert Reibung und Verschleiß zwischen Kolben und Zylindertrommel und erhöht somit den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Verdrängermaschine. Bei einer Druckbeaufschlagung mit Hochdruck in dem von der Kolbenausnehmung und dem Kolben gebildeten Verdrängerraum während des Betriebs der Verdrängermaschine sowie der Reibung des Kolbens in der Kolbenausnehmung resultieren Kräfte in axialer Richtung auf die Gleitlagerbuchse. Um ein Herauswandern der Gleitlagerbuchse aus der Kolbenausnehmung in axialer Richtung zu verhindern, müssen die aus der Druckbeaufschlagung mit dem Hochdruck und der Reibung des Kolbens resultierenden Kräfte geringer sein als die aus der Materialeigenspannung der Gleitlagerbuchse resultieren Halte- bzw. Klemmkräfte, die zwischen der Gleitlagerbuchse und der mit der Kolbenausnehmung versehenen Zylindertrommel wirken und durch den Einpressvorgang bzw. den Einrollvorgang der Gleitlagerbuchse entstehen. Um ausreichende Halte- bzw. Klemmkräfte aufbauen zu können ohne dass ein Einfallen der Gleitlagerbuchse zur Mittelachse der Kolbenausnehmung hin auftritt, ist eine Mindestwandstärke der Gleitlagerbuchse erforderlich. Für die Zylindertrommel und die Gleitlagerbuchse werden unterschiedliche Werkstoffe verwendet. Bedingt durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Zylindertrommel und der in der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel angeordneten Gleitlagerbuchse wird bei Temperaturschwankungen der Effekt des Einfallens der Gleitlagerbuchse noch verstärkt. Zudem führt die erforderliche Mindestwandstärke für die in der Kolbenausnehmung angeordnete Gleitlagerbuchse zu einer Verringerung des nutzbaren Kolbendurchmessers und somit der Kolbenfläche des in der Kolbenausnehmung angeordneten Kolbens, wodurch das Verdrängervolumen einer Pumpe bzw. das Schluckvolumen eines Motors eingeschränkt wird. Die Mindestwandstärke der in der Kolbenausnehmung angeordneten Gleitlagerbuchse führt somit zu einer Verringerung der Leistungsdichte der hydrostatischen Verdrängermaschine. At one of the piston recess and the longitudinally displaceable piston formed sliding bearing point of a generic positive displacement machine, it is known to press or roll a plain bearing bush in the piston recess of the cylinder barrel. The plain bearing bush consists of a non-ferrous metal. The plain bearing bush reduces friction and wear between the piston and cylinder drum, thus increasing the efficiency and life of the positive displacement machine. When pressure is applied at high pressure in the displacement chamber formed by the piston recess and the piston during operation of the positive displacement machine and the friction of the piston in the piston recess forces in the axial direction on the plain bearing bush. In order to prevent the sliding bearing bush from migrating out of the piston recess in the axial direction, the forces resulting from pressurization with the high pressure and the friction of the piston must be lower than those resulting from the material tension of the sliding bearing bushing holding or clamping forces acting between the plain bearing bushing and the cylinder drum provided with the piston recess and act by the press-fitting or the rolling of the plain bearing bush. In order to build sufficient holding or clamping forces without a collapse of the plain bearing bush to the central axis of the piston recess occurs, a minimum wall thickness of the plain bearing bush is required. Different materials are used for the cylinder drum and plain bearing bushing. Due to the different coefficients of thermal expansion of the cylinder barrel and arranged in the piston recess of the cylinder barrel plain bearing bush, the effect of incidence of the plain bearing bush is amplified in temperature fluctuations. In addition, the required minimum wall thickness for the plain bearing bush arranged in the piston recess leads to a reduction of the usable piston diameter and thus of the piston surface of the piston arranged in the piston recess, whereby the displacement volume of a pump or the displacement of a motor is restricted. The minimum wall thickness of the plain bearing bush arranged in the piston recess thus leads to a reduction in the power density of the hydrostatic displacement machine.
An einer von der Stirnseite der Zylindertrommel und einem gehäuseseitigen Steuerspiegel gebildeten Gleitlagerstelle einer gattungsgemäßen Verdrängermaschine ist es bekannt, eine Gleitlagerschicht aus einem tribologisch günstigen Werkstoff, beispielsweise einem Buntmetall, auf die Stirnseite der Zylindertrommel aufzugießen oder aufzusintern. Das Aufgießen bzw. Aufsintern einer derartigen Gleitlagerschicht auf die Stirnseite der Zylindertrommel verursacht jedoch einen hohen Fertigungs- und Herstellungsaufwand mit entsprechend hohen Kosten. Zudem ist es bereits bekannt, an dieser Gleitlagerstelle zwischen Steuerspiegel und Zylindertrommel den Steuerspiegel, der mit nierenförmigen Steuergeometrien zur Verteilung des Druckmittelvolumenstroms von einem Einlass- und Auslassanschluss im Gehäuse zu nierenförmigen Steuerausnehmungen im Steuerspiegel für die Kolbenausnehmungen versehen ist, vollständig aus einem Gleitlagerwerkstoff, beispielsweise einem Buntmetall, auszuführen und diesen buntmetallischen Steuerspiegel zwischen dem Gehäuse und der Zylindertrommel anzuordnen und am Gehäuse drehfest zu befestigen. Um die Verteilung des Druckmittelvolumenstroms in den Steuerausnehmungen des Steuerspiegels zu ermöglichen, ist eine axiale Mindestdicke des Steuerspiegels für die Integration der nierenförmigen Steuergeometrien erforderlich. Bei einem massiven, aus einem Buntmetall bestehenden Steuerspiegel, in den die nierenförmigen Steuergeometrien integriert sind, steigt durch die erforderliche axiale Ausdehnung des Steuerspiegels dessen Masse und somit die Kosten für das Rohmaterial des Gleitlagerwerkstoffes stark an. Zudem führt ein massiver, aus Buntmetall bestehender Steuerspiegel durch die erforderliche axiale Ausdehnung des Steuerspiegels zu einer Vergrößerung des axialen Bauraums der Verdrängermaschine. At one of the end face of the cylindrical drum and a housing-side control mirror formed sliding bearing a generic positive displacement machine, it is known to pour a sliding bearing layer of a tribologically favorable material, such as a non-ferrous metal on the front side of the cylinder drum or aufzusintern. However, the infusion or sintering of such a plain bearing layer on the front side of the cylinder drum causes a high manufacturing and manufacturing costs with correspondingly high costs. In addition, it is already known, at this sliding bearing between the control mirror and cylinder drum, the control mirror, which is provided with kidney-shaped control geometries for distributing the pressure medium volume flow from an inlet and outlet port in the housing to kidney-shaped control recesses in the control mirror for Kolbenausnehmungen completely from a sliding bearing material, such as a Non-ferrous metal, run and arrange this multimetal control mirror between the housing and the cylinder drum and fastened to the housing rotationally fixed. In order to allow the distribution of the pressure medium volume flow in the control recesses of the control mirror, is an axial minimum thickness of the control mirror for the integration of the kidney-shaped control geometries required. In a solid, consisting of a non-ferrous metal control mirror, in which the kidney-shaped control geometries are integrated increases by the required axial extent of the control mirror whose mass and thus the cost of the raw material of the sliding bearing material. In addition, a solid, made of non-ferrous metal control mirror leads by the required axial extent of the control mirror to an increase in the axial space of the positive displacement machine.
Sofern eine gattungsgemäße Verdrängermaschine mit Gleitschuhen versehen ist, mittels denen die Kolben an einer huberzeugenden Lauffläche, beispielsweise einer festen oder in der Neigung verstellbaren Schrägscheibe abgestützt sind, ist eine weitere Gleitlagerstelle zwischen dem Gleitschuh und der Lauffläche ausgebildet. An dieser Gleitlagerstelle ist es bekannt, auf eine Stirnseite des Gleitschuhs eine aus einem Buntmetall bestehende Gleitlagerplatte aufzulöten. Das Auflöten einer derartigen buntmetallischen Platine auf die Lauffläche des Gleitschuhs verursacht jedoch einen hohen Fertigungs- und Herstellungsaufwand und somit hohe Kosten. If a generic displacement machine is provided with sliding shoes, by means of which the pistons are supported on a thrust-generating running surface, for example a fixed or inclination adjustable swash plate, a further sliding bearing between the shoe and the tread is formed. At this sliding bearing point, it is known to solder on a front side of the shoe from a non-ferrous metal plain bearing plate. However, the soldering of such a colorful metallic board on the running surface of the shoe causes high production and manufacturing costs and thus high costs.
Sofern die Verdrängermaschine als im Verdrängervolumen verstellbare Verdrängermaschine ausgebildet ist, ist die Laufbahn von einer in der Schrägstellung verstellbaren Schrägscheibe gebildet. Zwischen der in der Schrägstellung verstellbaren Schrägscheibe und einer Schrägscheibenaufnahme des Gehäuses ist hierbei eine weitere Gleitlagerstelle ausgebildet. Hierbei ist es bekannt, an der Gleitlagerstelle zwischen der Schrägscheibe und Schrägscheibenaufnahme des Gehäuses eine aus einem Buntmetall bestehende Gleitlagerschale anzuordnen, um Reibung und Verschleiß zwischen dem Gehäuse und der in der Schrägstellung verstellbaren Schrägscheibe zu verringern. Diese zusätzliche Gleitlagerschale muss von allen Seiten passgenau bearbeitet werden und in der Schrägscheibenaufnahme des Gehäuses fixiert werden, wozu ein Stift verwendet wird. Eine derartige zusätzliche Gleitlagerschale und deren Fixierung im Gehäuse verursacht ebenfalls hohe Kosten. If the displacement machine is designed as a displacer displaceable in the displacer volume, the track is formed by a swash plate which is adjustable in the inclined position. Between the adjustable in the inclined position swash plate and a swash plate receptacle of the housing in this case a further sliding bearing is formed. It is known to arrange at the sliding bearing between the swash plate and swash plate holder of the housing consisting of a non-ferrous plain bearing shell to reduce friction and wear between the housing and the adjustable in the inclined position swash plate. This additional plain bearing shell must be machined from all sides fitting and fixed in the swash plate receptacle of the housing, using a pin. Such additional sliding bearing shell and their fixation in the housing also causes high costs.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Verdrängermaschine zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich der Befestigung des Gleitlagerbauteils verbessert ist und einen geringeren Materialeinsatz für das Gleitlagerbauteil ermöglicht. The present invention has for its object to provide a generic displacement machine available, which is improved in terms of attachment of the sliding bearing component and allows a lower material usage for the sliding bearing component.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gleitlagerbauteil durch Magnetpulsschweißen mit einem der Gleitpartner der Gleitlagerstelle stoffschlüssig verbunden ist. Das Gleitlagerbauteil wird erfindungsgemäß durch Magnetpulsschweißen mit dem Gleitpartner der Gleitlagerstelle stoffschlüssig verbunden und somit verschweißt. Beim Magnetpulsumformen wird ein magnetischer Puls erzeugt, durch dessen Energieeintrag mehrere, aus unterschiedlichen Materialen bestehende Bauteile mit geringem Herstellaufwand miteinander verschweißt werden können, so dass mit geringem Herstellaufwand ein aus einem tribologisch günstigen Material, beispielsweise einem Buntmetall, bestehendes Gleitlagerbauteil mit einem aus Stahl bestehenden Gleitpartner der Gleitlagerstelle verbunden werden kann und somit mit geringem Herstellaufwand bimetallische Bauteile an Gleitlagerstellen einer hydrostatischen Verdrängermaschine hergestellt werden können. This object is achieved in that the sliding bearing component is materially connected by magnetic pulse welding with one of the sliding of the sliding bearing. The sliding bearing component according to the invention by magnetic pulse welding to the sliding partner of the sliding bearing firmly bonded and thus welded. When Magnetpulsumformen a magnetic pulse is generated by the energy input several, consisting of different materials components can be welded together with little manufacturing effort, so that with low manufacturing costs of a tribologically favorable material, such as a non-ferrous metal, existing sliding bearing component with a sliding partner made of steel the plain bearing point can be connected and thus bimetallic components can be manufactured on plain bearings of a hydrostatic displacement machine with little manufacturing effort.
Durch Magnetpulsschweißen des Gleitlagerbauteils auf einen Gleitpartner der Gleitlagerstelle kann eine flächige und stoffschlüssige Verbindung des Gleitlagerbauteils mit dem Gleitpartner bei einem geringen Herstellungsaufwand erzielt werden. Mit Magnetpulsschweißen können verschiedene Werkstoffe des Gleitlagerbauteils, die tribologisch günstige Eigenschaften zur Verringerung der Reibung und des Verschleißes ermöglichen, auf unterschiedlichen Grundwerkstoffen des Gleitpartners stoffschlüssig befestigt werden. Gegenüber einem Aufsintern oder Aufschweißen des Gleitlagerbauteils auf den Gleitpartner kann somit der Herstellungs- und Fertigungsaufwand für die Befestigung des Gleitlagerbauteils verringert werden. Als Werkstoff des Gleitpartners und somit des Bauteils der Verdrängermaschine kann ein Stahl- oder Gußwerkstoff verwendet werden, auf den das Gleitlagerbauteil mittels Magnetpulsschweißen aufgeschweißt wird. By magnetic pulse welding of the sliding bearing component on a sliding partner of the sliding bearing point, a flat and cohesive connection of the sliding bearing component can be achieved with the sliding at a low production cost. With magnetic pulse welding, various materials of the sliding bearing component, which allow tribologically favorable properties to reduce friction and wear, can be firmly bonded to different base materials of the sliding partner. Compared with a sintering or welding of the sliding bearing component on the sliding partner thus the manufacturing and manufacturing costs for the attachment of the sliding bearing component can be reduced. As a material of the sliding partner and thus of the component of the positive displacement machine, a steel or cast material can be used, to which the sliding bearing component is welded by means of magnetic pulse welding.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gleitlagerstelle von der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel und dem Kolben als Gleitpartnern gebildet ist, wobei das Gleitlagerbauteil von einer Gleitlagerbuchse gebildet ist, die durch Magnetpulsschweißen mit der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel als Gleitpartner stoffschlüssig verbunden ist. Die beispielsweise aus einem Buntmetall bestehende Gleitlagerbuchse wird somit mittels Magnetpulsschweißen in die Kolbenausnehmung der Zylindertrommel gefügt. Mittels Magnetpulsschweißen einer Gleitlagerbuchse in der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel als Fügeverfahren kann eine stoffschlüssige Befestigung der Gleitlagerbuchse in der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel erzielt werden. Beim Magnetpulsschweißen verschweißt der Gleitlagerwerkstoff des Gleitlagerbauteils mit dem Werkstoff der Zylindertrommel. Gegenüber einer Befestigung einer Gleitlagerbuchse in der Kolbenausnehmung durch Einrollen oder Einpressen kann die Wandstärke der Gleitlagerbuchse deutlich reduziert werden, da die Haltekräfte der Gleitlagerbuchse, um deren Herauswandern aus der Kolbenbohrung zu vermeiden, durch ein Verschweißen der Gleitlagerbuchse mit der Zylindertrommel und nicht mehr durch die Eigenspannung der Gleitlagerbuchse erzeugt werden. Mit dem Magnetpulsschweißen wird aufgrund des Verschweißens der Gleitlagerbuchse in der Kolbenausnehmung der Zylindertrommel weiterhin ein Einfallen der Gleitlagerbuchse zur Mittelachse der Kolbenausnehmung wirksam vermieden. Weiterhin kann mit dem Magnetpulsschweißen die Wandstärke der Gleitlagerbuchse bei gleicher Funktionalität auf wenige Zehntel Millimeter, bevorzugt höchsten 0,5 mm, reduziert werden. Durch die Verringerung der Wandstärke der Gleitlagerbuchse kann der Kolbendurchmesser und somit die Kolbenfläche des Kolbens vergrößert werden und somit das Förder- bzw. Schluckvolumen der erfindungsgemäßen Verdrängermaschine gesteigert werden. Dadurch ist eine erhöhte Leistungsdichte der erfindungsgemäßen Verdrängermaschine erzielbar. According to one embodiment of the invention, the sliding bearing is formed by the piston recess of the cylinder barrel and the piston as sliding partners, wherein the sliding bearing component is formed by a plain bearing bush, which is integrally bonded by magnetic pulse welding with the piston recess of the cylinder drum as a sliding partner. The existing example of a non-ferrous plain bearing bush is thus joined by means of magnetic pulse welding in the piston recess of the cylinder drum. By magnetic pulse welding a plain bearing bush in the piston recess of the cylinder drum as a joining process, a cohesive attachment of the plain bearing bush in the piston recess of the cylinder drum can be achieved. In magnetic pulse welding, the sliding bearing material of the sliding bearing component is welded to the material of the cylinder drum. Compared with attachment of a plain bearing bush in the piston recess by rolling or pressing the wall thickness of the plain bearing bush can be significantly reduced because the holding forces of the plain bearing bushing to avoid their emigration from the piston bore, by welding the plain bearing bushing with the cylinder barrel and not by the residual stress the plain bearing bush be generated. With the magnetic pulse welding a collapse of the plain bearing bush is still effectively avoided due to the welding of the plain bearing bush in the piston recess of the cylinder drum to the central axis of the piston recess. Furthermore, with the magnetic pulse welding, the wall thickness of the plain bearing bush with the same functionality can be reduced to a few tenths of a millimeter, preferably a maximum of 0.5 mm. By reducing the wall thickness of the plain bearing bush, the piston diameter and thus the piston area of the piston can be increased and thus the delivery or absorption volume of the positive displacement machine according to the invention can be increased. As a result, an increased power density of the positive displacement machine according to the invention can be achieved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Gleitlagerstelle von einer Stirnseite der Zylindertrommel und dem Gehäuse als Gleitpartner gebildet ist, wobei das Gleitlagerbauteil von einer Platine gebildet ist, die durch Magnetpulsschweißen mit der Zylindertrommel oder dem Gehäuse stoffschlüssig verbunden ist. Mit Magnetpulsschweißen kann eine aus tribologisch günstigem Material bestehenden Platine auf einfache Weise auf die eine Steuerfläche bildende Stirnseite der Zylindertrommel gefügt werden, wobei eine stoffschlüssige Verbindung bzw. ein Verschweißen des Gleitlagerwerkstoffs mit der Zylindertrommel erzielt wird. Durch das Magnetpulsschweißen einer aus tribologisch günstigem Material bestehenden Platine auf die Stirnseite der Zylindertrommel kann gegenüber einem Aufgießen bzw. Aufsintern einer Gleitlagerschicht auf die Stirnseite der Zylindertrommel bei gleicher Funktionalität eine deutliche Verringerung des Fertigungs- und Herstellungsaufwands für eine mit einer Gleitlagerschicht an der stirnseitigen Steuerfläche versehene Zylindertrommel erzielt werden. Alternativ ist es durch Magnetpulsschweißen möglich, bei geringem Herstellungs- und Fertigungsaufwand sowie geringem Materialeinsatz an Gleitlagerwerkstoff eine Gleitlagerschicht direkt an dem Gehäuse stoffschlüssig zu befestigen und somit zu verschweißen, an der die Zylindertrommel mit der Stirnseite anliegt. Sofern die auf das Gehäuse aufgeschweißte Gleitlagerschicht mit nierenförmigen Steuergeometrien zur Verteilung des Druckmittelvolumenstroms von einem Einlass- und Auslassanschluss im Gehäuse in die Kolbenausnehmungen versehen ist, ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und einer kostengünstigen Herstellung, da keine einen separaten Steuerspiegel positionierenden Stifte sowie die Stifte aufnehmenden Bohrungen erforderlich sind. Zudem ermöglich das Aufschweißen einer Gleitlagerschicht auf dem Gehäuse die Funktion eines aus einem Buntmetall bestehenden Steuerspiegels bei geringem axialen Bauraum zu erzielen. According to a further embodiment of the invention, the sliding bearing point is formed by a front side of the cylinder barrel and the housing as a sliding partner, wherein the sliding bearing component is formed by a circuit board, which is integrally connected by magnetic pulse welding to the cylinder barrel or the housing. With magnetic pulse welding, a board made of tribologically favorable material can be joined in a simple manner to the end face of the cylinder drum which forms a control surface, a cohesive connection or welding of the sliding bearing material to the cylinder drum being achieved. By magnetic pulse welding a tribologically favorable material existing board on the front side of the cylinder drum can with respect to a pouring or sintering of a sliding bearing layer on the front side of the cylinder drum with the same functionality a significant reduction in manufacturing and manufacturing costs for a provided with a sliding bearing layer on the frontal control surface Cylinder drum can be achieved. Alternatively, it is possible by magnetic pulse welding, with low manufacturing and manufacturing costs and low material usage of plain bearing material to attach a plain bearing layer directly to the housing cohesively and thus to weld, where the cylinder drum rests with the front side. If the plain bearing layer welded onto the housing is provided with kidney-shaped control geometries for distributing the pressure medium volume flow from an inlet and outlet port in the housing into the piston recesses, further advantages result with regard to a simple construction and a cost-effective production, since there are no pins which position a separate control mirror and the Pins receiving bores are required. In addition, the welding of a sliding bearing layer on the housing allows the function of a non-ferrous metal control mirror to achieve a small axial space.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei das Abstützelement von einem an dem Kolben angeordneten Gleitschuh gebildet ist, ist die Gleitlagerstelle von einem als Gleitschuh ausgebildeten Abstützelement und der Laufbahn gebildet, wobei das Gleitlagerbauteil von einer Platine gebildet ist, die durch Magnetpulsschweißen mit dem Gleitschuh stoffschlüssig verbunden ist. Mit Magnetpulsschweißen kann an einer Lauffläche eines Gleitschuhs, mit dem sich ein Kolben an der huberzeugenden Laufbahn abstützt, mit geringem Herstellungs- und Fertigungsaufwand eine Platine eines Gleitlagerwerkstoffes, beispielsweise eines Buntmetalls, stoffschlüssig gefügt werden. Mit Magnetpulsschweißen wird eine stoffschlüssige Verbindung und somit eine Verschweißen zwischen Gleitschuh und Gleitlagerwerkstoff erzielt. Bevorzug wird die Platine des Gleitlagerwerkstoffs auf den Gleitschuhrohling gefügt, der anschließend durch entsprechende mechanische Bearbeitung fertig bearbeitet werden kann. Gegenüber einem Auflöten einer Gleitlagerplatte auf einen Gleitschuhrohling können mit dem erfindungsgemäßen Magnetpulsschweißen bei gleicher Funktionalität hinsichtlich einer Verringerung der Reibung und des Verschleißes verringerte Fertigungskosten und Herstellkosten erzielt werden. According to a further embodiment of the invention, wherein the support element is formed by a piston arranged on the shoe, the sliding bearing is formed by a bearing shoe designed as a support element and the raceway, wherein the sliding bearing component is formed by a circuit board, by magnetic pulse welding to the sliding shoe materially connected is. With magnetic pulse welding, a printed circuit board of a sliding bearing material, for example a non-ferrous metal, can be joined in a material-locking manner on a running surface of a sliding shoe, with which a piston is supported on the impact-producing raceway. Magnetic pulse welding achieves a material-locking connection and thus welding between the sliding shoe and the sliding bearing material. Favor the board of the sliding bearing material is added to the shoe blank, which can then be finished by appropriate mechanical machining. Compared to a soldering of a plain bearing plate on a sliding block blank can be achieved with the magnetic pulse welding according to the invention with the same functionality in terms of reducing friction and wear reduced manufacturing costs and manufacturing costs.
Sofern die Laufbahn von einer in der Schrägstellung verstellbaren Schrägscheibe gebildet ist, um ein veränderbares Förder- bzw. Schluckvolumen der Verdrängermaschine zu erzielen, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Gleitlagerstelle von der Schrägscheibe und einer Schrägscheibenaufnahme des Gehäuses der Verdrängermaschine gebildet sein, wobei das Gleitlagerbauteil von einer Gleitlagerschale gebildet ist, die durch Magnetpulsschweißen mit der Schrägscheibe oder mit der Schrägscheibenaufnahme des Gehäuses stoffschlüssig verbunden ist. Die Gleitlagerschale wird somit mittels Magnetpulsschweißen mit der Schrägscheibe oder alternativ mit der Schrägscheibenaufnahme des Gehäuses verbunden. Durch Magnetpulsschweißen einer entsprechenden Gleitlagerschale auf die Schrägscheibe oder auf die Schrägscheibenaufnahme im Gehäuse der Verdrängermaschine kann ebenfalls mit geringem Bau- und Herstellungsaufwand eine Gleitlagerung mit einem Gleitlagerbauteil an der Schrägscheibenlagerung erzielt werden, bei der ein geringer Materialeinsatz der Gleitlagerschale ermöglicht wird und ein aufwändiges Fixieren einer Gleitlagerschale im Gehäuse mittels Stift nicht mehr erforderlich ist. If the track is formed by a tiltable adjustable in the swash plate to achieve a variable displacement or displacement of the positive displacement machine, the sliding bearing can be formed by the swash plate and a swash plate receptacle of the housing of the positive displacement machine according to a further embodiment of the invention, wherein the Sliding bearing component is formed by a sliding bearing shell, which is integrally connected by magnetic pulse welding with the swash plate or with the swash plate receptacle of the housing. The plain bearing shell is thus connected by means of magnetic pulse welding with the swash plate or alternatively with the swash plate receptacle of the housing. By magnetic pulse welding a corresponding plain bearing shell on the swash plate or on the swash plate in the housing of the displacement machine can also be achieved with low construction and manufacturing costs a sliding bearing with a sliding bearing on the swash plate bearing, in which a low material usage of the plain bearing shell is made possible and a complex fixing a plain bearing shell in the housing by pin is no longer necessary.
Das Gleitlagerbauteil kann aus einem Buntmetall, insbesondere Bronze oder Messing, bestehen. Derartige Werkstoffe sind durch tribologisch günstige Eigenschaften gekennzeichnet. Durch Magnetpulsschweißen können jedoch auch andere Gleitlagermetalle, die tribologisch günstige Eigenschaften bieten, an einem Gleitpartner, der aus einem Stahlwerkstoff oder einem Gußwerkstoff bestehen kann, auf einfache Weise stoffschlüssig gefügt werden und bimetallische Bauteile erzeugt werden. The sliding bearing component may consist of a non-ferrous metal, in particular bronze or brass. Such materials are characterized by tribologically favorable properties. By magnetic pulse welding, however, other plain bearing metals that offer tribologically favorable properties, on a sliding partner, the can consist of a steel material or a cast material, are joined in a simple manner cohesively and bimetallic components are produced.
Die erfindungsgemäße Verdrängermaschine kann einhubig oder mehrhubig ausgebildet sein und als Pumpe bzw. Motor betrieben werden. The positive displacement machine according to the invention can be designed as one-stroke or multi-stroke and operated as a pump or motor.
Das Magnetpulsschweißen eines Gleitlagerbauteils auf einem entsprechenden Gleitpartner einer Gleitlagerstelle kann bei einer Ausbildung der Verdrängermaschine als Radialkolbenmaschine oder als Axialkolbenmaschine eingesetzt werden. Die Axialkolbenmaschine kann als Schrägscheibenmaschine mit einer um die Drehachse drehbar gelagerten Zylindertrommel oder als Taumelscheibenmaschine mit einer drehbar um die Drehachse angeordneten Laufbahn ausgebildet werden. The magnetic pulse welding of a sliding bearing component on a corresponding sliding partner of a sliding bearing can be used in a design of the positive displacement machine as a radial piston machine or as an axial piston machine. The axial piston machine can be designed as a swashplate machine with a cylinder drum mounted rotatably about the rotation axis or as a swashplate machine with a raceway arranged so as to be rotatable about the rotation axis.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Befestigung eines Gleitlagerbauteils an einem Gleitpartner einer Gleitlagerstelle einer hydrostatische Verdrängermaschine mit einer um eine Drehachse angeordneten Zylindertrommel, die mit mindestens einer Kolbenausnehmung versehen ist, in der jeweils ein Kolben längsverschiebbar angeordnet ist, wobei der Kolben mittels eines Abstützelements an einer huberzeugenden Laufbahn abgestützt ist, und die Zylindertrommel im Bereich einer Stirnseite an einem Gehäuse abgestützt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlagerbauteil durch Magnetpulsschweißen stoffschlüssig mit dem Gleitpartner der Gleitlagerstelle verbunden wird. Magnetpulsschweißen als erfindungsgemäßes Fügeverfahren zur stoffschlüssigen Befestigung eines Gleitlagerbauteils an einem Bauteil einer Gleitlagerstelle der Verdrängermaschine kann an allen Gleitlagerstellen der Verdrängermaschine verwendet werden, um bei geringem Fertigungs- und Herstellaufwand sowie bei geringem Materialeinsatz des kostenintensiven Gleitlagerwerkstoffes eine verringerte Reibung und eine erhöhte Verschleißbeständigkeit zu ermöglichen. A method according to the invention for fastening a slide bearing component to a sliding partner of a sliding bearing of a hydrostatic displacement machine with a cylinder drum arranged about a rotation axis, which is provided with at least one piston recess, in each of which a piston is longitudinally displaceable, wherein the piston by means of a support element on a stroke-generating track is supported, and the cylinder drum is supported in the region of an end face on a housing, characterized in that the slide bearing component is integrally connected by magnetic pulse welding with the sliding of the sliding bearing. Magnetic pulse welding as a joining method according to the invention for cohesive attachment of a sliding bearing component to a component of a sliding bearing of the positive displacement machine can be used at all sliding bearings of the positive displacement machine to allow for low manufacturing and manufacturing costs and low material usage of the costly sliding bearing material reduced friction and increased wear resistance.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows
In den
Die Verdrängermaschine
Die Kolben
Die Schrägscheibe
Es ist jedoch ebenfalls möglich, gemäß der
Die Zylindertrommel
Die Steuerfläche
Die Steuerfläche
Die Kolben
Die Zylindertrommel
Die Zylindertrommel
Die Verdrängermaschine
In den
Eine weitere Gleitlagerstelle G2 ist bei der Verdrängermaschine
Eine weitere Gleitlagerstelle G3 mit einem Gleitlagerbauteil ist bei der Verdrängermaschine
Bei der Verdrängermaschine
In der
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