DE4301133C2 - Hydraulische Kolbenmaschine - Google Patents
Hydraulische KolbenmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenmaschine
mit einem Zylinderkörper, der mindestens einen Zylinder
mit einem darin bewegbaren Kolben aufweist, und einem
Steuerspiegel, der über eine Kontaktfläche oder eine
eine Kontaktfläche aufweisende Druckplatte am Zylinder
körper anliegt und bei einer Relativbewegung zwischen
Zylinderkörper und Steuerspiegel parallel zu der Kon
taktfläche den Zylinder positionsabhängig mit Zufluß- bzw.
Abflußkanälen verbindet, wobei der Steuerspiegel,
die Druckplatte und/oder der Zylinderkörper im Bereich
der Kontaktfläche mit einer reibungsvermindernden
Schicht aus Kunststoff versehen sind.
Bei Kolbenpumpen, wie sie beispielsweise aus DE-AS 12 67 985
bekannt sind, muß der Zylinderkörper mit ei
nem relativ großen Druck gegen den Steuerspiegel ge
preßt werden, um den Übergang von den Zylindern zum
Steuerspiegel möglichst dicht zu halten. Je größer die
Undichtigkeiten in diesem Bereich sind, desto größer
sind die Leckagen, was sich negativ auf den volumetri
schen Wirkungsgrad der Maschine auswirkt. Aufgrund des
hohen Drucks wirken erhebliche Reibungskräfte auf die
Kontaktfläche, die ohne zusätzlichen Maßnahmen relativ
schnell zum Verschleiß oder sogar zur Zerstörung der
Maschine führen. Dieser Erscheinung kann teilweise da
durch begegnet werden, daß die Kontaktfläche geschmiert
wird, um die Reibung zu vermindern. Hierzu wird die
Hydraulikflüssigkeit verwendet. Dies setzt jedoch vor
aus, daß die Hydraulikflüssigkeit in ausreichendem Maße
schmierende Eigenschaften besitzt. Durch diese Bedin
gung wird der Kreis der verwendbaren Hydraulikflüssig
keiten erheblich eingeschränkt. Flüssigkeiten, die aus
reichende Schmierungseigenschaften aufweisen, sind je
doch unter dem Gesichtspunkt der Umweltbelastbarkeit
vielfach nicht unbedenklich, insbesondere dann, wenn es
sich um synthetische Öle handelt.
Aus diesem Grunde ist es bei einer Maschine der ein
gangs genannten Art, die für Wasser eingesetzt werden
soll, bekannt (JP 2-125 979), zwischen dem Steuerspie
gel und dem Zylinderkörper eine Kunststoffschicht an
zuordnen, die auf die aufgerauhte Kontaktfläche aufge
klebt wird. Hierzu sind jedoch eine Vielzahl von Ar
beitsschritten erforderlich. Auch läßt sich eine zuver
lässige Befestigung der Kunststoffschicht am Zylinder
körper bzw. am Steuerspiegel nicht immer gewährleisten.
Insbesondere besteht die Gefahr, daß unter Druck ste
hende Hydraulikflüssigkeit zwischen die Kunststoff
schicht und den Steuerspiegel bzw. den Zylinderkörper
gelangt und die Schicht zumindest partiell ablöst. Dies
führt sehr schnell zu einer schweren Beschädigung der
Maschine.
Eine weitere Maschine der eingangs genannten Art ist
aus DE 40 35 748 A1 bekannt. Hier kann die Ventilplatte
zur Reibungsverminderung aus Kunststoff, gegebenenfalls
mit einem Metallkern, bestehen.
DE 37 25 361 A1 beschreibt eine Axialkolbenmaschine mit
Schlitzsteuerung und Druckausgleichskanälen, bei der im
Steuerspiegel ein Störstrahlkanal ausgebildet ist, der
beim Übergang zwischen zwei Drücken den dabei entste
henden Strahl stört, um Kavitation zu vermeiden.
DE 22 39 745 beschreibt eine hydrostatische Axialkol
benmaschine, insbesondere deren Gleitschuhe. An deren
Laufflächen sind Kanäle mit Drosselfunktionen vorgese
hen, die bei durch Massenwirkung oder Reibung hervor
gerufenen Störkräften eine ausreichende Ausbalancierung
des Gleitschuhs gewährleisten.
DE 20 25 169 A1 zeigt einen Gleitschuh für hydrostati
sche Kolbenmaschinen, der eine besser gleitende Sohle,
z. B. aus Bronze, aufweist. Hier werden Maßnahmen ange
geben, um eine Wölbung des Gleitschuhs zu verhindern.
Aus der Zeichnung sind Oberflächenstrukturen auf der
Gleitfläche des Gleitschuhs zu erkennen.
DD 260 732 A1 beschreibt eine hydrostatische Axialkol
benmaschine, die im Prinzip der nach DE 40 35 748 A1
entspricht. Hier ist zwischen der Zylindertrommel und
dem Steuerspiegel eine Platte angeordnet, die durch
eine Feder gegen den Steuerspiegel gepreßt werden soll.
DE-AS 14 53 460 zeigt eine Lagerausbildung am Steuer
spiegel einer Druckflüssigkeits-Axialkolbenmaschine,
die bei hohen Drücken und hohen Temperaturen eine ge
ringe Reibung und einen geringen Verschleiß der zusam
menwirkenden Flächen bewirken soll. Hierzu sind Trag
teile aus einem Werkstoff mit größerer Wärmedehnung als
der Werkstoff des Steuerspiegelkörpers auf den Steuer
spiegel aufgebracht, und zwar beispielsweise durch Auf
schrumpfen, Löten, Schweißen, Aufspritzen mit Plasma
flamme und Plattieren mit Schockwellen. Gegebenenfalls
können die Tragteile auch lose zwischen den zwei Steu
erflächen der Zylindertrommel und des Steuerspiegelkör
pers eingelegt und gegen Verdrehen gesichert werden.
Ferner ist es aus DE 16 53 529 B2 bekannt, eine Steuer
spiegelscheibe mit Einsätzen aus Kohlenstoff zu verse
hen, die als geradlinige Leisten ausgebildet sind, um
die Reibung zwischen dem Zylinderkörper und der Steuer
spiegelscheibe herabzusetzen. Hierbei ist es jedoch
schwierig, den Steuerspiegel und die Stirnfläche des
Zylinderkörpers dicht genug aneinander zu halten, so
daß hier erhebliche Leckagen auftreten können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
preisgünstig herstellbare und haltbare hydraulische
Kolbenmaschine anzugeben, die auch mit Hydraulikflüs
sigkeiten zuverlässig betreibbar ist, die wenig oder
gar nicht schmieren.
Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Kolbenma
schine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
die reibungsvermindernde Schicht als Spritzgußteil aus
gebildet ist, das an den Steuerspiegel, die Druckplatte
oder den Zylinderkörper angespritzt ist, wobei zur Auf
nahme von parallel zur Kontaktfläche wirkenden Kräften
einstückig mit der Schicht verbundene Halteelemente
vorgesehen sind, die senkrecht zur Kontaktfläche her
vorragen.
Durch Spritzgießen lassen sich einerseits relativ dünne
Schichten erzielen, die andererseits auch sicher an dem
sie tragenden Teil befestigt werden können. Dies ver
einfacht die Herstellung ganz erheblich, insbesondere
dann, wenn die Schicht "in situ" erzeugt wird, also
direkt an den Zylinderkörper bzw. den Steuerspiegel
eingespritzt wird. Die Funktion der "Schmierung" wird
auf ein Maschinenelement übertragen, nämlich auf die
reibungsvermindernde Schicht, die eine Oberflächen
schicht im Bereich der Kontaktfläche bildet. Es ist
bekannt, daß es Werkstoffkombinationen gibt, die auch
unter relativ großen Drücken relativ reibungsarm anein
ander gleiten können. Durch eine geeignete Auswahl des
Materials für die Schicht im Hinblick auf das Material
des Steuerspiegels bzw. des Zylinderkörpers, das im
Bereich der Kontaktfläche an dieser Schicht reibt, läßt
sich daher die Reibung im Bereich der Kontaktfläche
drastisch vermindern, ohne daß es notwendig ist, eine
schmierende Flüssigkeit zuzuführen. Da es sich aber nur
um eine dünne Spritzguß-Schicht handelt, werden anson
sten die mechanischen Eigenschaften der Maschine nicht
oder nicht in nennenswertem Maß beeinflußt. Insbesonde
re die Stabilität und damit die Belastbarkeit bleibt
praktisch unverändert erhalten. Die Begrenzung auf eine
Schicht ermöglicht auch, daß bisher verwendete Bauteile
nahezu unverändert verwendet werden können. Da das rei
bungsvermindernde Material nur in Form einer Schicht
aufgetragen ist, besteht praktisch keine Gefahr, daß
sich aufgrund von Temperaturerhöhungen oder -senkungen
Veränderungen in der Geometrie des Zylinderkörpers oder
des Steuerspiegels ergeben. Durch das Anspritzen oder
Spritzgießen erreicht man eine wesentlich innigere Ver
bindung des Kunststoffs mit seinem entsprechenden Ge
genstück als durch Kleben. Die Halteelemente nehmen
zusätzlich Kräfte auf, so daß die Klebeverbindung nicht
mehr so stark belastet wird. Der Kunststoff der Spritz
gußschicht kann in Abhängigkeit von dem Material ge
wählt werden, das an der reibungsvermindernden Schicht
reibt. Durch eine geeignete Werkstoffpaarung lassen
sich hier Reibungswerte erzielen, die durchaus mit den
Werten einer flüssigkeitsgeschmierten Kontaktfläche
vergleichbar sind oder diese sogar noch übertreffen.
Als Kunststoff für das Spritzgußteil kommen insbeson
dere Werkstoffe aus der Gruppe der hochfesten thermo
plastischen Kunststoffe auf der Basis von Polyarylet
herketonen, insbesondere Polyetheretherketonen, Polya
miden, Polyacetalen, Polyarylether, Polyethylenter
ephtalaten, Polyphenylensulfiden, Polysulfonen, Poly
ethersulfonen, Polyetherimiden, Polyamidimid, Polyacry
laten, Phenol-Harzen, wie Novolack-Harzen, oder ähnli
ches in Betracht, wobei als Füllstoffe Glas, Graphit,
Polytetrafluorethylen oder Kohlenstoff, insbesondere in
Faserform, verwendet werden können. Bei Verwendung der
artiger Materialien läßt sich auch Wasser als Hydrau
likflüssigkeit verwenden.
Bevorzugterweise sind in der reibungsvermindernden
Schicht Oberflächenstrukturen in Form von Kanälen und
anderen Ausnehmungen vorgesehen. Diese Oberflächen
strukturen mußten bisher durch eine mechanische Nach
bearbeitung der entsprechenden Berührungsfläche erzeugt
werden, beispielsweise durch Fräsen oder eine andere
spanende Werkstoffbearbeitung. Nunmehr lassen sich aber
die Oberflächenstrukturen direkt in die reibungsvermin
dernde Schicht einbringen, beispielsweise dadurch, daß
sie direkt beim Gießen erzeugt werden. Hierzu ist es
lediglich notwendig, daß das Gießwerkzeug im Bereich
der Kontaktfläche eine entsprechende negative Form auf
weist. Da hierdurch ein Bearbeitungsschritt entfällt,
der relativ zeitaufwendig ist, lassen sich die Produk
tionskosten erheblich senken. Darüber hinaus ist es
auch möglich, feinere Strukturen zu erzeugen, die bei
einer mechanischen Nachbearbeitung nur unter Schwierig
keiten erzeugbar wären.
Bevorzugterweise ist die reibungsvermindernde Schicht
am Steuerspiegel angeordnet, wobei der Steuerspiegel
Durchgangsöffnungen aufweist und die Schicht sich durch
die Durchgangsöffnungen hindurch erstreckt. Die
Schicht, die nun einstückig im Bereich der Kontaktflä
che und im Bereich der Durchgangsöffnungen ausgebildet
ist, weist nun sozusagen ein Halteelement auf, das
Kräfte aufnehmen kann, die parallel zur Kontaktfläche
wirken, beispielsweise die Reibungskräfte. Die rei
bungsvermindernde Schicht wird hierdurch zuverlässig
auf dem Steuerspiegel an Ort und Stelle gehalten.
Bevorzugterweise weist der Zylinderkörper an der dem
Steuerspiegel zugewandten Seite eine Druckplatte auf,
die für jeden Zylinder eine Durchgangsbohrung aufweist,
die über eine im Zylinder und/oder der Durchgangsboh
rung axial bewegliche Buchse mit dem Zylinder verbunden
ist, wobei die Druckplatte über eine Druckfeder am Zy
linderkörper abgestützt ist. Die Kontaktfläche ist also
hier zwischen Druckplatte und Steuerspiegel gebildet.
Da es mit der reibungsvermindernden Schicht möglich
ist, wesentlich größere Druckkräfte als bisher auf die
Kontaktfläche wirken zu lassen, hat diese Maßnahme den
Vorteil, daß diese Druckkräfte von dem Zylinder, der in
der Regel mit einer Laufbuchse ausgekleidet ist, fern
gehalten werden. Die Kraft, die nunmehr die Druckplatte
und den Steuerspiegel aneinanderpreßt, wird im wesent
lichen über die Druckfeder aufgebracht. Dadurch, daß
sich die Buchsen axial bewegen können, wird auch bei
den möglicherweise entstehenden, aber kleinen Bewegun
gen sichergestellt, daß eine Verbindung zwischen dem
Zylinder und der Durchgangsbohrung erhalten bleibt.
Reibungskräfte, die auf die Buchse wirken können, wer
den von der Druckplatte weitgehend entkoppelt. Hier
durch wird es einfacher, das Zusammenwirken von Druck
platte und Steuerspiegel auszubalancieren, also ein
Gleichgewicht zwischen dem durch die Druckfeder erzeug
ten Kräften und den durch eine hydrostatische Ent
lastung in der Kontaktfläche erzeugten Kräften zu be
wirken.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß das die rei
bungsvermindernde Schicht aufweisende Teil zumindest im
Druckbereich allseitig vom Kunststoff umgeben ist. Es
gibt dann keine Spalten zwischen Teil und Kunststoff
schicht, durch die Hydraulikflüssigkeit eindringen und
zu Zerstörungen führen könnte. Öffnungen in der Kunst
stoffschicht, die vom Fixieren des entsprechenden Tei
les in der Spritzgußform herrühren, können nachträglich
verschlossen werden. Einfacher ist es jedoch, diese
Öffnungen in einem nicht durch Druck belasteten Bereich
anzuordnen. Die einfache, d. h. drucklose, Benetzung der
Schicht kann dann nicht zu einem Eindringen der Hydrau
likflüssigkeit zwischen Schicht und Teil führen.
Vorteilhafterweise weist der Steuerspiegel eine Nieder
druckniere auf, die an ihrem zuerst von einer Öffnung
überstrichenen Ende eine Nut aufweist, die zumindest
unmittelbar nach dem Beginn einer Überdeckung durch die
Öffnung einen gerichteten Strahl erzeugt, wobei zwi
schen dem Anfang der Nut und einem projizierten Auf
treffpunkt des Strahls auf einer Wand der Niederdruck
niere eine Strecke liegt, die größer als das 3,5fache
der Breite der Niederdruckniere ist. Wenn die Öffnung,
die auch durch die Durchgangsbohrung gebildet sein
kann, mit der Niederdruckniere in Überdeckung kommt,
entsteht zunächst eine sehr kleine Öffnung, die sich
zwar rasch vergrößert, am Beginn jedoch die noch im
Zylinder befindliche Hydraulikflüssigkeit in einem sehr
feinen Strahl mit großem Druck entläßt. Dies ist weni
ger problematisch, wenn die Hydraulikflüssigkeit ein Öl
ist, weil Öl relativ weich ist. Wenn als Hydraulikflüs
sigkeit jedoch Wasser verwendet wird, führt dieser
Strahl, der außerordentlich scharf ist, sehr schnell zu
einer Zerstörung der Kunststoffschicht und später des
Steuerspiegels, da Wasser relativ hart ist, nämlich
etwa zwei- bis fünfmal härter als Öl. Um einer derarti
gen Beschädigung vorzubeugen wird der Strahl gerichtet
und zwar so, daß er einen möglichst langen Weg inner
halb der Hydraulikflüssigkeit zurücklegen muß. Hierbei
wird er aufgefächert und gebremst, so daß kein scharfer
Flüssigkeitsstrahl mehr auf die Wand trifft. Es ent
steht vielmehr nur noch eine Strömung, die aber keine
Erosion mehr verursacht.
Die Erfindung im folgenden anhand von bevorzugten Aus
führungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung be
schrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Teil
einer Kolbenmaschine gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform,
Fig. 2 eine Detailansicht A nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt III-III nach Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt gemäß einer zweiten Ausführungs
form.
Eine hydraulische Maschine weist einen Zylinderkörper 1
auf, in dem mindestens ein Zylinder 2 angeordnet ist.
Im Zylinder 2 ist ein Kolben 3 auf- und abbewegbar. Die
Bewegung des Kolbens 3 wird über eine Schiefscheibe 4
gesteuert, an der der Kolben 3 mit Hilfe eines Gleit
schuhs 5 anliegt.
Die entgegengesetzte Stirnseite des Zylinderkörpers 1,
also die Seite, aus der der Kolben 3 nicht herausragt,
weist eine Kontaktfläche 6 auf, mit der der Zylinder
körper 1 an einem Steuerspiegel 7 anliegt. Wenn nun der
Zylinderkörper 1 in Richtung des Pfeiles 8 gedreht
wird, gleitet die Kontaktfläche 6 des Zylinderkörpers 1
über eine gegenüberliegende Kontaktfläche 9 des Steuer
spiegels 7. Eine Öffnung 10 des Zylinders kommt hierbei
bei jeder Umdrehung des Zylinderkörpers 1 abwechselnd
in Überdeckung mit einer Saugbohrung 11 und einer
Druckbohrung 12 im Steuerspiegel, die mit einem nicht
näher dargestellten Sauganschluß bzw. einem Druckan
schluß verbunden sind. Wird die Maschine als Motor ein
gesetzt, wird die Saugbohrung 11 mit einem Druckan
schluß verbunden, während die Druckbohrung 12 mit einem
Tankanschluß verbunden wird. Während einer Aufwärtsbe
wegung des Kolbens 3 im Zylinder 2 wird damit Hydrau
likflüssigkeit in den Zylinder 2 gefördert, während bei
einer Abwärtsbewegung die Hydraulikflüssigkeit auf dem
Zylinder 2 herausgeschoben wird.
Damit die Hydraulikflüssigkeit nur den zugewiesenen Weg
benutzt, also nur durch die Saugbohrung 11 und die
Druckbohrung 12 tritt, ist es notwendig, daß die übri
gen Bereiche der Kontaktflächen 6, 9 diesen Flüssig
keitspfad abdichten. Der Zylinderkörper 1 und der Steu
erspiegel 7 müssen daher unter einem gewissen Druck
aneinander anliegen.
Dieser Druck bewirkt jedoch, daß sich die Reibungskräf
te in den Kontaktflächen 6, 9 erhöhen. Um die Reibung
herabzusetzen, wurde bisher eine Flüssigkeitsschmierung
angewandt, wobei die Hydraulikflüssigkeit als Schmier
mittel diente.
Um auch Hydraulikflüssigkeit verwenden zu können, die
keine schmierenden Eigenschaften besitzen, ist nun der
Steuerspiegel 7 zumindest im Bereich der Kontaktfläche
9 mit einer reibungsvermindernden Schicht 13 versehen.
Diese reibungsvermindernde Schicht ist aus einem Kunst
stoff gebildet, beispielsweise Nylon oder einem anderen
Polyamid, Polytetrafluorethlyen (PTFE) oder Polyarylet
herketone, wie Polyetheretherketone (PEEK). Hierzu
weist der Steuerspiegel 7 einen Kern 14 auf, der aus
Metall gebildet sein kann, wie bisher die Steuerspiegel
auch. Der Kern 14 wird dann im Spritzgießverfahren mit
der reibungsvermindernden Schicht 13 überzogen und zwar
so, daß auch die als Durchgangsöffnung ausgebildete
Saugbohrung 11 und die Druckbohrung 12 mit der Schicht
13 ausgekleidet sind. Dies führt dazu, daß die Schicht
13 einstückig mit Halteelementen 15 versehen sind, die
senkrecht zur Kontaktfläche 9 hervorragen und Kräfte
aufnehmen können, die etwa parallel zur Kontaktfläche 9
wirken. Dadurch, daß der Kern 14 vollständig mit der
reibungsvermindernden Schicht 13 umkleidet ist,
existieren keine Spalte, durch die Hydraulikflüssigkeit
zwischen Kern 14 und Schicht 13 eindringen könnte. Der
Steuerspiegel 7 kann daher auch bei hohen Drücken ver
wendet werden. Durchbrechungen der Schicht 13, die
durch das Fixieren des Kerns 14 in einer Spritzgußform
entstehen können, sind so angeordnet, daß sie nur von
druckfreier Hydraulikflüssigkeit benetzt werden können.
In die Kontaktfläche 9 sind Oberflächenstrukturen in
Form von Ausnehmungen 16 und Vorsprüngen 17 eingearbei
tet. Diese Oberflächenstrukturen 16, 17 können bereits
beim Umgießen des Kernes 14 erzeugt werden, wenn die
Gußform eine entsprechende Negativform aufweist. Eine
Nachbearbeitung des Steuerspiegels 7 kann dann weitge
hend entfallen. Es ist lediglich notwendig, die nach
außen vorstehenden Enden der Vorsprünge 17 alle mitein
ander in eine Ebene zu bringen. Dies kann beispielswei
se durch Planschleifen erfolgen.
Die reibungsvermindernde Schicht kann natürlich genauso
gut auch auf der Kontaktfläche 6 des Zylinderkörpers 1
vorgesehen sein. In diesem Fall kann auch vorgesehen
sein, daß sie den Zylinderkörper 1 vollständig ein
schließt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Sauganschluß
11, der hier als Niederdruckniere ausgebildet ist, an
seinem Beginn eine Nut 23 auf. Wenn sich der Zylinder
körper 1 im Uhrzeigersinn dreht, kommt die Öffnung 10
des Zylinders 2 in Überdeckung mit der Nut 23 der Nie
derdruckniere 11. Da im Zylinder 2 immer ein gewisser
Restdruck von der Hochdruckseite noch vorhanden ist,
entweicht die Hydraulikflüssigkeit in diesem Augenblick
durch den zwischen Nut 23 und Öffnung 10 gebildeten
Spalt mit einem relativ hohen Druck in einem scharfen
Strahl 24. Um die Wirkungen dieses Strahles abzumildern
ist dieser Strahl 24 gerichtet, was sich durch eine
entsprechende Ausbildung der Nut 23 relativ einfach
bewerkstelligen läßt. Der Strahl 24 ist hierbei so ge
richtet, daß er erst dann auf der Wand der Niederdruck
niere 11 auftrifft, wenn er eine Strecke zurückgelegt
hat, die mindestens dem 3,5fachen der Bereite der Nie
derdruckniere 11 entspricht. Der Strahl 24, genauer
gesagt die in ihm bewegte Flüssigkeit, muß daher einen
relativ großen Weg innerhalb der Hydraulikflüssigkeit
zurücklegen, wobei sie durch die umgebende Hydraulik
flüssigkeit abgebremst wird. Der Strahl 24 wird aufge
fächert und verliert somit an Schärfe.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der der
Zylinderkörper 1 zusätzlich eine Druckplatte 18 auf
weist, die über eine Druckfeder 19 am Zylinderkörper 1
abgestützt ist. Die Druckplatte 18 weist Durchgangsboh
rungen 20 auf, die bei Rotation des Zylinderkörpers 1
mit der Saugbohrung 11 bzw. der Druckbohrung 12 in
Überdeckung gebracht werden können. In der Druckplatte
18 sind Buchsen 21 eingelassen, die im Zylinder 2 bzw.
in der Druckplatte 18 axial verschiebbar gelagert sind.
Über die Buchsen 21 wird auch dann eine sichere, d. h.
dichte Flüssigkeitsverbindung gewährleistet, wenn sich
Zylinderkörper 1 und Druckplatte 18 axial relativ zu
einander bewegen. Eine derartige Bewegung ist aufgrund
der Druckfeder 19 möglich. Sie hat jedoch nur einen
kleinen Umfang.
Bei dieser Ausgestaltung ist die Druckplatte 18 mit
einer reibungsvermindernden Schicht umkleidet, die auch
durch die Durchgangsbohrung 20 geführt ist. Die Druck
platte 18 ist also vollständig von dem die reibungsver
mindernde Schicht 22 bildenden Kunststoff umhüllt.
Wie ersichtlich ist, ist die reibungsvermindernde
Schicht 13, 22 sehr dünn. Nach dem Umgießen des Steuer
spiegels 7 bzw. der Druckplatte 18 haben diese beiden
Teile in etwa die gleiche Stärke wie vorher. Sie sind
also mechanisch im großen und ganzen genauso stark wie
ein ausschließlich aus Metall hergestelltes Teil. Wegen
der reibungsvermindernden Schicht können jedoch der
Zylinderkörper 1 und der Steuerspiegel 2 härter, d. h.
mit größerer Kraft, als bisher aneinander gepreßt wer
den, wodurch sich Leckagen vermindern und der Wirkungs
grad erhöht, ohne daß sich gleichzeitig eine negative
Beeinflussung des mechanischen Wirkungsgrades durch
höhere Reibungskräfte ergibt.
Durch das Umgießen des Steuerspiegels 7 wird der Vor
teil erreicht, daß die Hydraulikflüssigkeit nicht in
Spalten zwischen der Schicht 13 und dem Kern 14 ein
dringen kann, was den Kunststoff zerstören könnte. Da
durch, daß auch die Durchgangsbohrungen 11, 12 mit dem
Kunststoff ausgekleidet sind, kann der Kunststoff hier
als Rohrverbindung angesehen werden, die die Hydraulik
flüssigkeit von einem stationären Teil, nämlich dem
Steuerspiegel 7, zu einem rotierenden Teil, nämlich dem
Zylinderkörper 1, leitet.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist als Axialkol
ben-Maschine dargestellt, die sowohl als Motor als auch
als Pumpe verwendet werden kann. Es ist jedoch genauso
gut denkbar, die reibungsvermindernde Schicht in ent
sprechende Teile einer Radiakolben-Maschine einzubauen.
Claims (6)
1. Hydraulische Kolbenmaschine mit einem Zylinderkör
per, der mindestens einen Zylinder mit einem darin
bewegbaren Kolben aufweist, und einem Steuerspie
gel, der über eine Kontaktfläche oder eine Kontakt
fläche aufweisende Druckplatte am Zylinderkörper
anliegt und bei einer Relativbewegung zwischen Zy
linderkörper und Steuerspiegel parallel zu der Kon
taktfläche den Zylinder positionsabhängig mit Zu
fluß- bzw. Abflußkanälen verbindet, wobei der Steu
erspiegel, die Druckplatte und/oder der Zylinder
körper im Bereich der Kontaktfläche mit einer rei
bungsvermindernden Schicht aus Kunststoff versehen
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsver
mindernde Schicht (13, 22) als Spritzgußteil ausge
bildet ist, das an den Steuerspiegel (7), die
Druckplatte (18) oder den Zylinderkörper (1) ange
spritzt ist, wobei zur Aufnahme von parallel zur
Kontaktfläche (9) wirkenden Kräften einstückig mit
der Schicht (13, 22) verbundene Halteelemente (15)
vorgesehen sind, die senkrecht zur Kontaktfläche
(9) hervorragen.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der reibungsvermindernden Schicht (13) Ober
flächenstrukturen (16, 17) in Form von Kanälen und
anderen Ausnehmungen vorgesehen sind.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die reibungsvermindernde Schicht (13) am Steu
erspiegel angeordnet ist, wobei der Steuerspiegel
(7) Durchgangsöffnungen (11, 12) aufweist und die
Schicht (13) sich durch die Durchgangsöffnungen
(11, 12) hindurch erstreckt.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (1) an der
dem Steuerspiegel (7) zugewandten Seite eine Druck
platte (18) aufweist, die für jeden Zylinder eine
Durchgangsbohrung (20) aufweist, die über eine im
Zylinder (2) und/oder der Durchgangsbohrung (20)
axial bewegliche Buchse (21) mit dem Zylinder (2)
verbunden ist, wobei die Druckplatte (18) über eine
Druckfeder (19) am Zylinderkörper (1) abgestützt
ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das die reibungsvermindernde
Schicht (13) aufweisende Teil (7, 18) zumindest im
Druckbereich allseitig vom Kunststoff umgeben ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerspiegel eine Nieder
druckniere (11) aufweist, die an ihrem zuerst von
eine Öffnung (10, 20) überstrichenen Ende eine Nut
(23) aufweist, die zumindest unmittelbar nach dem
Beginn einer Überdeckung durch die Öffnung (10, 20)
einen gerichteten Strahl (24) erzeugt, wobei zwi
schen dem Anfang der Nut (23) und einem projizier
ten Auftreffpunkt des Strahls auf einer Wand der
Niederdruckniere (11) eine Strecke liegt, die grö
ßer als das 3,5fache der Breite der Nieder
druckniere (11) ist.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
DE4301133A DE4301133C2 (de) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | Hydraulische Kolbenmaschine |
JP6515599A JPH08500880A (ja) | 1993-01-18 | 1994-01-03 | 油圧ピストン機械 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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