DE2813530A1

DE2813530A1 - Zylinderkoerper einer axialkolbenpumpe oder eines axialkolbenmotors und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2813530A1
Application number: DE19782813530
Authority: DE
Inventors: Marcel Verney
Original assignee: COUSSINETS STE INDLE
Current assignee: COUSSINETS STE INDLE
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1978-10-05
Also published as: FR2385913A1; IT7821598A0; GB1581320A; DE2813530C2; DE7809344U1; FR2385913B1; IT1094289B

Description

oder eines Axialkolbenmotors und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf den Zylinderkörper einer Axialkolbenpumpe oder eines Axialkolbenmotors, der aus einem zylindrischen Kranz mehrerer Zylinder gleichen Durchmessers besteht, deren Achsen parallel zur Drehachse sind.

Der Zylinderkörper einer Axialkolbenpumpe oder eines Axialkolbenmotors besteht aus einem zylindrischen, metallischen Kranz, der sich um eine Achse dreht und mit einer glatten Gleitmetallfläche an ein festes Verteilerorgan andrückt. Dieser Kranz ist mit axialen, einander gleichen Zylindern durchbohrt, die an der Seite des Verteilers münden, die Bohrung der Zylinder muß Gleiteigenschaften haben, um das abwechselnde Gleiten von Kolben in ihnen zu erlauben.

Für die Herstellung des Zylinderkörpers sind unterschiedliche Lösungen vorgeschlagen worden. Dieser kann vollständig

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aus massivem Material hergestellt werden, das gewisse Gleiteigenschaften aufweist, beispielsweise einer kupferhaltigen Legierung (Bronze oder Messing). Diese Materialien können nicht gleichzeitig gute mechanische Eigenschaften und gute Reibungseigenschaften haben, da diese beiden Kennwerte einander widersprechen. Derartige Lösungen begrenzen infolgedessen die Bewährung der Pumpe oder fordern Vorsichtsmaßnahmen bei der Herstellung, welche den Preis erhöhen. Außerdem bringen Unterschiede in den Dehnungskoeffizienten zwischen dem Pumpenkörper aus kupferhaltiger Legierung und den Kolben aus Stahl Änderungen des Spiels und infolgedessen Wirkungsgradverluste.

Man hat auch Körper aus Stahl hergestellt, in denen die Zylinder mit einer Gleitlegierung versehen sind, durch Eingießen oder durch Einpressen einer im Inneren des Zylinders auf unterschiedliche Weise befestigten Buchse: Kleben, Einspannen, metallurgische Verbindung durch Diffusion eines Bestandteils der Legierung usw. Diese Verfahren geben gute Resultate, aber sie erweisen sich kostspielig und als nur schwer durchführbar.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von Zylinderkörpern von Pumpen oder hydraulischen Motoren mit einer Trommel zu gestatten, die einen Kompromiß zwischen der mechanischen Festigkeit und den vorteilhaften Reibungseigenschaften bietet gegenüber den massiven Teilen _t und billiger herzustellen sind als die klassischen Zweimetallausführungen .

Gemäß der Erfindung ist ein Zylinderkörper einer Axialkolbenpumpe oder.eines Axialkolbenmotors, der aus einem zy-

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lindrischen Kranz mehrerer Zylinder gleichen Durchmessers besteht, deren Achsen parallel zur Drehachse sind, dadurch gekennzeichnet j daß

- die äußeren und inneren Zylinderflächen des Kranzes sind durch je ein Stahlrohr begrenzt,

- die Zylinder sind in einem geringen Abstand von ihrer Bohrung von Stahlrohren umgeben, die zu zweien einander berühren, und sämtlich das innere und äußere Stahlrohr tangieren,

- der Rest des Körpers besteht aus einer Gleitmetallegierung, beispielsweise einer Kupferlegierung.

Die Erfindung hat weiterhin ein Herstellungsverfahren eines derartigen Zylinderkörpers zum Gegenstand, das darin besteht, daß man eine Gießform herstellt, die aus einem Boden, zwei koaxialen zylindrischen Stahlrohren und soviel zylindrischen Stahlrohren mit zur Achse der beiden koaxialen Rohre parallelen Achsen herstellt, wie Zylinder in dem Körper vorgesehen sind; diese Stahlrohre haben einen inneren Durchmesser, der nur wenig größer als die vorgesehene Bohrung der Zylinder ist, und die jeweils zu zweien einander berühren und die koaxialen Rohre sämtlich tangieren; die Gesamtheit dieser-Rohre ist zumindest auf einem Teil ihrer gemeinsamen Erzeugenden fest miteinander vereinigt? daß man sodann eine Gleitmetallegierung in die Zwischenräume zwischen den beiden koaxialen Rohren eingießt und schließlich die Zylinder bohrt und bearbeitet, um sie auf das vorgeschriebene Bohrungsmaß zu bringen.

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Die Erfindung wird ausführlicher unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die darstellt:

Fig. 1 eine halbseitig axial geschnittene Form aus Stahl vor dem Eingießen der Gleitmetallegierung,

Fig. 2 dieselbe Form im Schnitt in einer senkrecht zur Achse liegenden Ebene,

Fig. 3 einen halben Axialschnitt des fertiggestellten Zylinderkörpers der Pumpe.

Der Körper der Axialkolbenpumpe (oder des Axialkolbenmotors) gemäß der Erfindung hat die Form eines zylindrischen Kranzes, der durch ein äußeres Stahlrohr 1 und ein inneres Stahlrohr 2 begrenzt ist. Die beiden Stahlrohre haben die gleiche Achse wie die Drehachse der Pumpe. In dem Zwischenraum zwischen diesen Rohren sind zylindrische Rohre 3_S deren Achsen parallel zur Drehachse sind, mit einem Innendurchmesser angeordnet, der wenig größer ist als der Durchmesser der Bohrung der Zylinder ¹J der Pumpe. Die Rohre 3 berühren sich jeweils zu zweien und tangieren die Rohre 1 und 2 längs einer gemeinsamen Erzeugenden. Der zwischen den Rohren 1 und 2 freibleibende Raum ist mit einer Gleitmetallegierung ausgefüllt, beispielsweise einer kupferhaltigen Legierung wie Bronze oder Messing sowie auch die Wand 5 der Zylinder 4 im Inneren der Rohre 3.

Um einen derartigen Pumpenkörper zu erzeugen, stellt man die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Form her. Man setzt das

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äußere Rohr 1 vertikal, die Rohre 3 und das innere Rohr 2. Das äußere Rohr 1 hat eine Höhe, die größer als die der anderen Rohre ist. Der Zusammenbau dieser Rohre erfolgt mittels eines Preßwerkzeuges, so daß man die Dimensionsunterschiede, die auf Fabrikationstoleranzen zurückzuführen sind, ausgleicht. Man verbindet die Gesamtheit der Rohre an einigen Punkten durch Schweißen oder Hartlöten an gewissen gemeinsamen Erzeugenden. Beispielsweise kann man jedes Zylinderrohr 3 an dem äußeren Rohr 1 durch zwei Schweißpunkte festlegen und sodann das innere Rohr 2 an zwei Zylinderrohren 3, die im wesentlichen einander gegenüberliegen. Man erhält auf diese Weise ein genügend starres Gesamtgebilde. Das äußere Rohr wird an seinem unteren Teil durch einen flachen Boden 6 abgeschlossen. Man gießt sodann die Gleitmetallegierung in den freien Raum zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr, indem man ggf. die Form vorerhitzt. Auf diese Weise sind die Rohre in der Gleitmetallegierung eingetaucht, die auch den ganzen inneren Teil der Form 7 unter dem Rohr und den Rohren 3 erfüllt, sowie auch den oberen Teil 8 der Form über den Rohren 2 und 3· Man entfernt sodann den Boden und bearbeitet das erhaltene Werkstück nach den genauen Maßen. Man bohrt die Zylinder 4 und bearbeitet sie sorgfältig bis auf das vorgesehene Bohrungsmaß; dann bearbeitet man ebenfalls das Verbindungsloch 9 zwischen dem Zylinder und der Außenfläche 10. Diese Fläche, die aus Gleitmetallegierung besteht, wird schließlich bearbeitet, um als Kontaktfläche mit dem nicht dargestellten Verteilerorgan zu dienen. Die gegenüberliegende Fläche 11 wird ebenfalls in geeigneter Weise zugerichtet.

Selbstverständlich werden die Drehspäne der Gleitmetallegierung, die während der Bearbeitung anfallen, sorgfältig ge-

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sammelt, um während eines späteren Gusses wieder verwendet zu werden. Dadurch werden die Verluste an Grundmaterial begrenzt .

Beispiel:

Man hat den Pumpenkörper einer neunzylindrigen Axialkolbenpumpe mit Zylinderbohrungen von 20 mm Endmaß hergestellt. Der innere Durchmesser der Zylinderrohre wurde derart gewählt , daß nach der Bearbeitung eine Dicke einer kupferhaltigen Gleitmetallegierung von 0,75 mm verbleibt, so daß ein Durchmesser der Rohre von 21,5 mm nötig wird. Der äußere Durchmesser der Zylinderrohre wurde ausgehend von dem Durchmesser D des Kreises bestimmt, der durch die Zentren der Zylinder geht.

Wenn D = 82 mm,istder äußere Durchmesser der Zylinderrohre D · sin 20° oder 28,04 mm.

Der innere Durchmesser des äußeren Rohres ist dann 82 + 28,04 = 110,04 mm, und der äußere Durchmesser des inneren Rohres 82 -28,04 = 53,96 mm.

Unter Berücksichtigung der Bearbeitung nach dem Gießen hat man als Außendurchmesser des äußeren Rohres 119 mm gewählt, und als inneren Durchmesser des Innenrohres 4l mm.

Die Form wurde abgeschlossen durch eine runde Scheibe vom Durchmesser 115 mm und einer Dicke von 2 mm. Diese Scheibe wurde aufgeschweißt.

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Man gießt in der Form zwei Stücke gleichzeitig.

Die Länge der unterschiedlichen Rohre wurde wie folgt bestimmt: Unter Berücksichtigung einer Gesamtbearbeitung mit einem Schnittverlust von 6 mm braucht man, um ein Stück von einer Gesamtlänge von 88 mm zu erhalten, mit - wie in der Figur 3 dargestellt - einem Übermaß von 2 mm an kupferhaltigerLegierung an der Verteilerseite"

Länge der Zylinderrohre und des Innenrohres: 2 χ 86 + 6 = 178 mm

Länge des äußeren Rohres:
2x 88 +6+7+ 25= 214 mm.

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Claims

. Zylinderkörper einer Axialkolbenpumpe oder eines Axialkolbenmotor, der aus einem zylindrischen Kranz mehrerer Zylinder gleichen Durchmessers besteht, deren Achsen parallel zur Drehachse sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die äußeren und inneren Zylinderflächen des Kranzes sind durch je ein Stahlrohr (1, 2) begrenzt,

- die Zylinder (4) sind in einem geringen Abstand von ihrer Bohrung von Stahlrohren (3) umgeben, die zu zweien einander berühren und sämtlich das innere und äußere Stahlrohr (1, 2) tangieren,

- der Rest des Zylinderkörpers besteht aus einer Gleitmetallegierung, beispielsweise einer Kupferlegierung (10).
2. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkörpers einer Axialkolbenpumpe oder eines Axialkolbenmotors nach Anspruch 1, das darin besteht, eine Gießform herzustellen, die aus einem Boden, zylindrischen koaxialen Stahlrohren und so viel zylindrischen Stahlrohren mit Achsen parallel zur Achse der beiden koaxialen Rohre, wie Zylinder in dem Körper vorgesehen sind, besteht; diese Rohre haben einen inneren Durchmesser, der ein wenig größer ist als die für die Zylinder vorgesehene Bohrung, und berühren zu zweien einander und tangieren die beiden koaxialen

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Stahlrohre^ daß man sodann die unterschiedlichen Rohre zumindest an einem Teil gewisser ihrer gemeinsamen Erzeugenden miteinander vereinigt, und daß man schließlich die Gleitmetallegierung in die freien Räume zwischen den beiden koaxialen Stahlrohren eingießt und in dem erhaltenen Stück die Zylinder bohrt und bearbeitet, um sie auf den gewünschten Bohrungsdurchmesser zu bringen.

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