EP3289218A1 - Axial piston machine - Google Patents

Axial piston machine

Info

Publication number
EP3289218A1
EP3289218A1 EP16720404.9A EP16720404A EP3289218A1 EP 3289218 A1 EP3289218 A1 EP 3289218A1 EP 16720404 A EP16720404 A EP 16720404A EP 3289218 A1 EP3289218 A1 EP 3289218A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
housing part
axial piston
piston machine
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16720404.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Bucher
Christoph Fiala
Mirko GÜNTHER
Michael HÖTGER
Hannes MARLOK
Berthold Repgen
Falk Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP3289218A1 publication Critical patent/EP3289218A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0878—Pistons
    • F04B27/0882—Pistons piston shoe retaining means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B17/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by use of uniflow principle
    • F01B17/02—Engines
    • F01B17/04—Steam engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0002—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/0032—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F01B3/0044—Component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
    • F01B3/007—Swash plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0878—Pistons
    • F04B27/0886—Piston shoes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/126—Cylinder liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F04B53/162—Adaptations of cylinders
    • F04B53/166—Cylinder liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F04B53/162—Adaptations of cylinders
    • F04B53/166—Cylinder liners
    • F04B53/168—Mounting of cylinder liners in cylinders

Definitions

  • the present invention relates to an axial piston machine with a housing in which a vapor space, a cylinder chamber and a swash plate space is provided, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a heat recovery system in a motor vehicle having at least one such axial piston engine.
  • a plurality of generic axial piston machines with a housing in which a vapor space, a cylinder chamber and a swash plate space are provided. Also arranged in the housing is a rotor with a shaft and the rotatably arranged thereon swash plate and also rotatably connected to the shaft valve disc. In the swash plate space itself, the respectively connected via a spherical bearing with one of the pistons and rotatably coupled to the shaft swash plate is arranged.
  • Such axial piston machines are used in particular in so-called heat recovery systems in motor vehicles, in which they convert thermal energy into mechanical energy.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing for an axial piston machine of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, which is characterized in particular by a structurally simple and cost-effective production.
  • This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • the present invention is based on the general idea, a hitherto relatively complex and thus expensive to manufacture housing an axial piston now for the first time in several parts and thus to disentangle the extremely complex manufacturing process.
  • the axial piston machine according to the invention has in a known manner a housing in which a vapor space, a cylinder chamber and a swash plate space are arranged.
  • a vapor space In the cylinder chamber are arranged annularly around a shaft arranged cylinder, in which pistons are arranged translationally adjustable.
  • a non-rotatably connected to the shaft valve disc is arranged, which communicates depending on the rotational position of the vapor space communicating with one of the cylinders or separates.
  • In the swash plate space is connected via a respective Kalottenlager connected to one of the pistons and rotatably coupled to the shaft swash plate.
  • the housing now has a
  • Dampfraumgepurteil a cylinder housing part and a swash plate housing part on which are interconnected.
  • a cylinder liner is provided with a radially projecting collar in at least one cylinder, wherein the cylinder liner is held by its collar in a adjacent to a parting plane between the vapor space housing part and the cylinder housing part recess in the cylinder housing part.
  • the vapor space itself is closed by a first lid connected to the vapor space housing part and designed as a shaped sheet metal part.
  • the individual housing parts themselves can be made simpler and easier, wherein additionally insertion of the cylinder liner into the cylinder from the vapor space housing part is possible.
  • the in-cylinder pushed Zyl indermoor socket can be significantly increase the load capacity of the inventive axial piston machine and significantly reduce their manufacturing costs, since an individual and in the hitherto provided housings only difficult to be accomplished post-processing of the cylinder liners now completely eliminated.
  • On the first cover by means of which the vapor space can be completed, can also be dispensed with in this area so far integrally formed with the vapor space housing part lid, which in turn can be simplified manufacturing.
  • the first cover by forming the first cover as a sheet-metal shaped part, this cover can not only be made more cost-effective, but also thinner, because such a sheet-metal part is capable of reliably withstanding higher forces than, for example, a cover designed as a cast component. Due to the segmentation of the housing in the individual housing parts, a comparatively simple and therefore also cost-effective production of the individual housing parts and over this of the entire housing is possible in particular.
  • the cylinder liner is made of stainless steel.
  • a cylinder liner made of stainless steel is particularly wear and corrosion resistant, whereby a permanent use in a steam-driven axial piston machine is easily feasible.
  • the cylinder liner can also be formed from a steel alloy with the following components, 3.20-3.50 wt% C, 1.60-2.10 wt% Si, 0.60-0.80 wt. % Mn, 0.35-0.50 wt.% P, max. 0.06 wt.% S, 0.20-0.40 wt.% Cr, 0.30-0.50 wt. % Mo and balance iron.
  • the swash plate space is formed by a second sheet metal shaped part Cover completed.
  • the first designed as a sheet metal part lid, which limits the vapor space together with the vapor space housing part, thus on the axially opposite side of the swash plate space can be completed by such a lid, which also helps to form the swash plate housing part cheaper and easier.
  • the spherical bearing via which the individual pistons of the axial piston machine are connected to the swash plate, a radially outwardly projecting portion.
  • the cylinder liner in turn has an opening towards the front side cutout, in which the radially outwardly cantilevered portion of the spherical bearing can dip.
  • the guide can be supplemented by the fact that in the swash plate housing part a guide bush is arranged with a between the cylinder housing part and the swash plate housing part inside open cutout, which is also performed in the sense of rotation in this section of the radially outwardly cantilevered portion of the spherical bearing.
  • the section of the cylinder liner and the cutout of the guide bush thus form the entire guideway for the radially outwardly cantilevered portion of the spherical bearing.
  • At least one dummy plug is provided for one of the cylinders, which can be inserted in one of the cylinders instead of a cylinder liner and closes the inlet opening facing the vapor space.
  • the first cover in the direction of the vapor space embossed projections, which reduce the volume of the vapor space.
  • the volume in the vapor space itself can be exactly dimensioned, which has been shown in experiments that in particular a vote, for example, the volume of the vapor space, a stroke volume of a cylinder and a Cross-section of an inlet in the steam room has a significant impact on the efficiency of the axial piston machine.
  • the volume of the vapor space is particularly preferably between 30 cm 3 and 100 cm 3 , while a cross section of an inlet into the vapor space is between 78 mm 2 and 200 mm 2 .
  • the stroke volume of the cylinder is between 25 cm 3 and 75 cm 3 .
  • the three aforementioned variables, ie the volume of the vapor space, the cross section of the inlet and the stroke volume of the cylinder are dependent on each other and thus not only determine the efficiency, but also the response of the axial piston machine crucial.
  • the working space should have as little dead volume as possible.
  • the inlet must be selected to be correspondingly large.
  • the rapid provision of steam also has a positive effect on a fast response of the axial piston engine.
  • the Stroke volume of a cylinder determines the required amount of steam per actuation.
  • the volume of the vapor space is also still associated with the speed of the rotor, which determines the number of actuation per time.
  • the cross section of the inlet and the stroke volume of the cylinder optimum conditions can be achieved both in terms of the response and in terms of efficiency.
  • the first cover has at least two connections for connecting in particular a pressure sensor or a temperature sensor, which are attached to a flat end face of the first cover.
  • sub-ribs are arranged on the swash plate housing, wherein these ribs may be formed, for example, together with the swash plate housing part as a one-piece casting.
  • the ribs themselves can serve both the stiffening and an enlargement of the surface, whereby improved cooling can be achieved. This cooling effect is particularly desirable in the area of the swash plate housing up to the discharge channels.
  • At least one of the housing parts has an anticorrosion layer on an inner side.
  • a corrosion protection layer in particular a corrosion process, triggered by the steam used in the axial piston machine for driving the same, can be at least reduced.
  • additional lent or alternatively may also be an insulating, in particular a so-called insulating sheet, be provided which surrounds at least the vapor space, preferably also the cylinder space to the outlets, to form an air gap.
  • an insulating element an insulating layer of air can be created, in particular around the vapor space, whereby the vapor in the vapor space itself remains hot for longer and thus a comparatively high degree of efficiency can be achieved.
  • FIG. 1 is a sectional view through an axial piston machine according to the invention
  • FIG. 5 is a sectional view through a horizontal axial piston machine with a lubricating line in a high-pressure region
  • Fig. 6 is a sectional view through a horizontal axial piston machine with a lubrication line in a low pressure region.
  • an axial piston machine 1 which may be part of a heat recovery system 2 in a motor vehicle, not shown, a housing 3, in which a vapor space 4, a cylinder chamber 5 and a swash plate space 6 is provided are.
  • a vapor space 4 In the cylinder chamber 5 are arranged annularly around a shaft 7 cylinder 8, in which piston 9 are arranged translationally adjustable.
  • a valve disc 10 In the vapor space 4, in turn, a valve disc 10 connected rotationally fixed to the shaft 7 is arranged, with a valve disc opening 1 1, which is arranged in alignment with an inlet opening 12 of the respective cylinder 8 in accordance with the illustration shown in FIG.
  • a swash plate 14 which is connected in each case to a spherical bearing 13 with one of the pistons 9 and is connected in a rotationally fixed manner to the shaft 7, is arranged.
  • Each spherical bearing 13 has a sliding block, which has two Gleitsteinhquen.
  • the housing 3 now has a vapor space housing part 15, a cylinder housing part 16 and a swashplate housing part 17, which are provided with are mutually connected and together form the housing 3.
  • a cylinder liner 18 with a radially projecting collar 19 is provided in at least one of the cylinders 8, the cylinder liner 18 being held in the cylinder housing part 16 via its collar 19 in a recess 21 adjoining a parting plane 20 between the vapor space housing part 15 and the cylinder housing part 16 ,
  • the vapor space 4 is connected via a first lid 24 connected to the vapor space housing part 15, for example screwed and designed as a shaped sheet metal part. This opens up the possibility of inserting the cylinder liner 18 from the steam chamber side into the cylinder 8 and then setting up the steam chamber housing part 15.
  • the inventive multi-part design of the housing 3, this can be easier and cheaper to manufacture, for example, as a previously used in this context one-piece or even one-piece housing.
  • the cylinder liner 18 may be formed of stainless steel and thereby not only have a relatively high wear resistance, but also an insensitivity to corrosion, which in particular of the operated by steam axial piston machine 1 is of great advantage. Additionally or alternatively, the cylinder liner 18 may also be provided with a coating that reduces wear and / or friction, in particular a polymer coating or a DLC coating. The cylinder liner 18 may also be designed such that at least partial immersion of the swash plate 14 is made possible. In this way, in particular a more compact design can be achieved.
  • the cylinder liner 18 has at least two passage openings 22 and 22 'in the region of a bottom dead center of the piston 9, via which steam can be discharged.
  • the Through openings 22, 22 ' communicate with a respectively associated discharge channel 23, 23', open in the swash plate chamber 6 and are limited by the cylinder housing part 16 on the one hand and the cylinder liner 18 on the other.
  • the cylinder liner 18 also preferably has at least one third passage opening 38, which serves as a secondary outlet and the cylinder 8 vented at a movement of the piston 9 to top dead center (TDC).
  • the spherical bearing 13 has a radially outwardly cantilevered portion 25, the cylinder liner 18 has a front end, that is down in the following example, open cutout 26, in which the Submerge section 25.
  • the cylinder liner 18 On the spherical bearing 13 also two adjacent also section 25 arranged and on the guide bush 33 supporting sliding feet 27, 27 'are arranged, as shown in FIG. 2 can be seen.
  • the cutout 26 in the cylinder liner 18 is preferably arranged in the region of the outlet channel 23 and may also be guided therein.
  • the bush 18 may also be designed so that the swash plate 14 can dip.
  • the cutouts 26, the passage openings and other areas of the cylinder liner 18 may be rounded hydroerosive.
  • At least one blind plug 28 can be provided for one of the cylinders 8, which can be inserted in the cylinder 8 instead of a cylinder liner 18 and closes its inlet opening 12 facing the vapor space 4, as shown in FIG.
  • About the variation of the number of blind Plug 28 can be regulated in a comparatively simple manner, the performance of the axial piston machine 1.
  • this is substantially planar and has embossed projections 29 in the direction of the vapor space 4, which both reduce the volume of the vapor space 4 and cause additional stiffening of the first lid 24.
  • embossed projections 29 By providing corresponding projections 29, the volume of the vapor space 4 can be exactly determined by a simple design of the first lid 24.
  • a volume of the vapor space 4 between 30 and 100 cm 3 , a cross section of an inlet 30 between 78 mm 2 and 200 mm 2, and a stroke volume of a cylinder 8 between 25 cm 3 and 75 cm 3 have proven particularly advantageous.
  • the three aforementioned variables, that is, the volume of the vapor space 4, the cross section of the inlet 30 and the stroke volume of the cylinder 8 are interdependent and determined both the response of the axial piston 1 and their efficiency crucial.
  • the working space should have as little dead volume as possible in order to improve the response.
  • the inlet must be selected to be correspondingly large.
  • the volume of the stroke of the piston 9 then of course determines the required amount per actuation. This is then also still associated with the speed, the number of actuations per time determined. For a quick operation, a large steam room 4 would be ideal because then there is always enough steam and there are no pressure fluctuations.
  • ribs 32 are arranged on the swash plate housing part 17, wherein the wobble Disk housing part 17 together with the ribs 32 may be formed, for example, as a one-piece casting.
  • the ribs 32 stiffen not only the swash plate housing part 17, but also increase its surface to the outside and thereby cause improved cooling.
  • the one-piece design of the ribs 32 with the swashplate housing part 17, this can be manufactured inexpensively.
  • a guide bushing 33 can be provided with a cutout 26 'which is open towards the between the cylinder housing part 16 and the swashplate housing part 17 and in which the section 25 dips.
  • the guide bush 33 can also be made of stainless steel and thus wear resistant as well as resistant to corrosion. Particularly advantageous, this can also be provided with a friction and / or wear-reducing coating.
  • the cutout 26 'of the guide bush 33 is aligned in the assembled state with the cutout 26 of the cylinder liner 18 and thereby forms a guide track for the radially outwardly projecting portion 25 of the spherical bearing 13th
  • At least one of the housing parts 15, 16, 17 may additionally have an anticorrosion layer 34 on an inner side, by means of which the corrosion resistance may likewise be increased.
  • an insulating element 35 in particular an insulating sheet, which surrounds at least the vapor space 4 and in the present case, in addition, the cylinder space 5 to form an air gap 36 and thereby isolated.
  • connections 37 and 37 'for connecting a measuring sensor in particular for connecting a pressure sensor and / or a temperature sensor, which are mounted in particular in the region of a flat end face of the first cover 24, can be arranged on the first cover 24.
  • a flat sealing surface can be provided, which is easy or easy to seal.
  • (Through holes) outlet channels 23 may be preferably opened with subsequent lubrication points 42 and thereby get more steam with oil.
  • the inner right passage opening 22 ' opens a little earlier so that the exhaust steam with oil flows inward preferably and, for example, the spherical bearing 13 and the swash plate 14 can be lubricated.
  • Fig. 4 shows a sectional view through the axial piston machine 1 with an oblique valve disc opening 1 1, by which it can be achieved that due to the centrifugal force outward flowing oil (arrow) collects in collecting areas 44, can be directed to the underside of the valve disc 10 and thereby reaches the contact surfaces to the inlet slide seat.
  • one or more holes may be arranged in the valve disc 10.
  • the valve disc opening 1 1 can also take over the function of a left-to-see recess 39 for mass balance.
  • FIG. 5 shows a sectional illustration through a horizontal axial piston machine 1 with a lubricating line 40 into a high-pressure region 41.
  • the lubrication line 40 must be laid so that it leads from the collecting area 44, in which collect the oil drops, starting to the lubrication points 42, here a sealing sleeve 43.
  • the lubrication line 40 is through the inlet opening 12th drawn leader, which is only intended to illustrate the wiring. In reality, the lubrication line 40 of course does not cross the inlet opening 12.
  • the driving force is the pressure difference from the vapor space 4 to the surface above the sealing sleeve 41st
  • the lubrication line 40 can ideally be designed as a bead in the vapor space housing part 15.
  • the catch areas 44 for oil droplets are positioned in such a way that they can flow from there through the lubrication line 40 to points 42 to be lubricated and / or sealed in the high-pressure area 41.
  • FIG. 6 shows a sectional view through an axial piston machine 1 with a lubrication line 40 into a low-pressure region 45.
  • the catch areas 44 for oil droplets are positioned in such a way that they flow from there through the lubrication line 40 lubricating and / or sealed locations 42 in the low pressure region 45 can flow.
  • the lubrication line 40 must be laid in such a way that it leads from the collecting area 44, in which the oil drops collect, to the lubrication points 42 in the low-pressure area 45.
  • the driving force is the pressure difference from the steam space 4 to the steam range.
  • a flow restrictor 46 may be installed.
  • the axial piston machine 1 With the axial piston machine 1 according to the invention, it is possible to realize an axial piston machine 1 which is particularly simple and thus cost-effective, and because of the multi-part housing is also extremely flexible, in particular with regard to possible adaptation.
  • formed as a sheet metal part cover 24 and the vapor space housing part 15 can be made easier and cheaper compared to conventional housing parts installed there.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

The invention relates to an axial piston machine (1), comprising a housing (3), in which a vapor chamber (4), a cylinder chamber (5), and a wobble-plate chamber (6) are provided, wherein cylinders (8) arranged annularly around a shaft (7) are provided in the cylinder chamber (5), in which cylinders pistons (9) are arranged in such a way that the pistons can be moved translationally. It is essential to the invention that the housing (3) has a vapor-chamber housing part (15), a cylinder housing part (16), and a wobble-plate housing part (17), which are connected to each other, that a cylinder sleeve (18) having a radially protruding collar (19) is provided in at least one cylinder (8), which cylinder sleeve is retained in a cut-out (21) in the cylinder housing part (16) by means of the collar (19) of the cylinder sleeve, which cut-out adjoins a parting plane (20) between the vapor-chamber housing part (15) and the cylinder housing part (16) , that the vapor chamber (4) is closed off by means of a first cover (24), which is connected to the vapor-chamber housing part (15) and designed as a shaped sheet-metal part.

Description

Axialkolbenmaschine  axial piston
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einem Gehäuse, in welchem ein Dampfraum, ein Zylinderraum und ein Taumelscheibenraum vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Wärmerückgewinnungssystem in einem Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen Axialkolbenmaschine. The present invention relates to an axial piston machine with a housing in which a vapor space, a cylinder chamber and a swash plate space is provided, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a heat recovery system in a motor vehicle having at least one such axial piston engine.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl gattungsgemäßer Axialkolbenmaschinen mit einem Gehäuse bekannt, in welchem ein Dampfraum, ein Zylinderraum sowie ein Taumelscheibenraum vorgesehen sind. Ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet ist ein Rotor mit einer Welle sowie der daran drehfest angeordneten Taumelscheibe und einer ebenfalls drehfest mit der Welle verbundenen Ventilscheibe. In dem Taumelscheibenraum selbst ist die jeweils über ein Kalottenlager mit einem der Kolben verbundene und drehfest mit der Welle gekoppelte Taumelscheibe angeordnet. Derartige Axialkolbenmaschinen werden insbesondere in sogenannten Wärmerückgewinnungssystemen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, in welchen sie thermische Energie in mechanische Energie umwandeln. From the prior art, a plurality of generic axial piston machines with a housing is known, in which a vapor space, a cylinder chamber and a swash plate space are provided. Also arranged in the housing is a rotor with a shaft and the rotatably arranged thereon swash plate and also rotatably connected to the shaft valve disc. In the swash plate space itself, the respectively connected via a spherical bearing with one of the pistons and rotatably coupled to the shaft swash plate is arranged. Such axial piston machines are used in particular in so-called heat recovery systems in motor vehicles, in which they convert thermal energy into mechanical energy.
Nachteilig bei der aus dem Stand der Technik bekannten Kolbenmaschine ist jedoch die vergleichsweise aufwendige und teure Fertigung. A disadvantage of the piston engine known from the prior art, however, is the comparatively complicated and expensive production.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Axialkolbenmaschine der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine konstruktiv einfache und kostengünstige Herstellung auszeichnet. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The present invention therefore deals with the problem of providing for an axial piston machine of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, which is characterized in particular by a structurally simple and cost-effective production. This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein bislang vergleichsweise aufwändig und damit auch teuer herzustellendes Gehäuse einer Axialkolbenmaschine nunmehr erstmalig mehrteilig auszubilden und dadurch den äußerst komplexen Fertigungsprozess zu entflechten. Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine weist dabei in bekannter Weise ein Gehäuse auf, in welchem ein Dampfraum, ein Zylinderraum und ein Taumelscheibenraum angeordnet sind. Im Zylinderraum sind ringförmig um eine Welle angeordnete Zylinder vorgesehen, in welchen Kolben translatorisch verstellbar angeordnet sind. Im Dampfraum selbst ist eine drehfest mit der Welle verbundene Ventilscheibe angeordnet, die je nach Drehstellung den Dampfraum mit einem der Zylinder kommunizierend verbindet bzw. abtrennt. In dem Taumelscheibenraum ist eine über jeweils ein Kalottenlager mit einem der Kolben verbundene und drehfest mit der Welle gekoppelte Taumelscheibe angeordnet. Erfindungsgemäß weist nun das Gehäuse ein The present invention is based on the general idea, a hitherto relatively complex and thus expensive to manufacture housing an axial piston now for the first time in several parts and thus to disentangle the extremely complex manufacturing process. The axial piston machine according to the invention has in a known manner a housing in which a vapor space, a cylinder chamber and a swash plate space are arranged. In the cylinder chamber are arranged annularly around a shaft arranged cylinder, in which pistons are arranged translationally adjustable. In the vapor space itself a non-rotatably connected to the shaft valve disc is arranged, which communicates depending on the rotational position of the vapor space communicating with one of the cylinders or separates. In the swash plate space is connected via a respective Kalottenlager connected to one of the pistons and rotatably coupled to the shaft swash plate. According to the invention, the housing now has a
Dampfraumgehäuseteil, ein Zylindergehäuseteil und ein Taumelscheibengehäu- seteil auf, die miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist in zumindest einem Zylinder eine Zylinderlaufbuchse mit einem radial auskragenden Bund vorgesehen, wobei die Zylinderlaufbuchse über ihren Bund in einer an eine Trennebene zwischen dem Dampfraumgehäuseteil und dem Zylindergehäuseteil angrenzenden Ausnehmung im Zylindergehäuseteil gehalten ist. Der Dampfraum selbst ist über ein mit dem Dampfraumgehäuseteil verbundenen und als Blechformteil ausgebildeten ersten Deckel verschlossen. Durch die zumindest drei Gehäuseteile, welche in montiertem Zustand das Gehäuse der Axialkolbenmaschine bilden, können die einzelnen Gehäuseteile selbst einfacher und leichter gefertigt werden, wobei zusätzlich ein Einschieben der Zylinderlaufbuchse in die Zylinder vom Dampfraumgehäuseteil aus möglich ist. Durch die in die jeweiligen Zylinder ein- geschobene Zyl inderlauf buchse lässt sich die Belastbarkeit der erfindungsgemaßen Axialkolbenmaschine deutlich erhöhen und deren Fertigungsaufwand deutlich reduzieren, da eine individuelle und bei den bislang vorgesehenen Gehäusen nur schwierig zu bewerkstelligende Nachbearbeitung der Zylinderlaufbahnen nunmehr komplett entfallen kann. Über den ersten Deckel, mittels welchem der Dampfraum abgeschlossen werden kann, kann zudem auf einen in diesem Bereich bislang einstückig mit dem Dampfraumgehäuseteil ausgebildeten Deckel verzichtet werden, wodurch wiederum die Fertigung vereinfacht werden kann. Durch das Ausbilden des ersten Deckels als Blechformteil kann dieser Deckel darüber hinaus nicht nur kostengünstiger, sondern auch dünner ausgebildet werden, da ein derartiges Blechformteil in der Lage ist, höhere Kräfte zuverlässig ertragen zu können, als beispielsweise ein als Gussbauteil ausgebildeter Deckel. Durch die Segmentierung des Gehäuses in die einzelnen Gehäuseteile ist insbesondere eine vergleichsweise einfache und verbunden damit auch kostengünstige Fertigung der einzelnen Gehäuseteile und über diese des gesamten Gehäuses möglich. Dampfraumgehäuseteil, a cylinder housing part and a swash plate housing part on which are interconnected. In addition, a cylinder liner is provided with a radially projecting collar in at least one cylinder, wherein the cylinder liner is held by its collar in a adjacent to a parting plane between the vapor space housing part and the cylinder housing part recess in the cylinder housing part. The vapor space itself is closed by a first lid connected to the vapor space housing part and designed as a shaped sheet metal part. Due to the at least three housing parts, which form the housing of the axial piston machine in the assembled state, the individual housing parts themselves can be made simpler and easier, wherein additionally insertion of the cylinder liner into the cylinder from the vapor space housing part is possible. Through the in-cylinder pushed Zyl inderlauf socket can be significantly increase the load capacity of the inventive axial piston machine and significantly reduce their manufacturing costs, since an individual and in the hitherto provided housings only difficult to be accomplished post-processing of the cylinder liners now completely eliminated. On the first cover, by means of which the vapor space can be completed, can also be dispensed with in this area so far integrally formed with the vapor space housing part lid, which in turn can be simplified manufacturing. In addition, by forming the first cover as a sheet-metal shaped part, this cover can not only be made more cost-effective, but also thinner, because such a sheet-metal part is capable of reliably withstanding higher forces than, for example, a cover designed as a cast component. Due to the segmentation of the housing in the individual housing parts, a comparatively simple and therefore also cost-effective production of the individual housing parts and over this of the entire housing is possible in particular.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Zylinderlaufbuchse aus Edelstahl ausgebildet. Eine derartige aus Edelstahl ausgebildete Zylinderlaufbuchse ist insbesondere verschleiß- und korrosionsbeständig, wodurch auch ein permanenter Einsatz in einer mittels Dampf angetriebenen Axialkolbenmaschine problemlos machbar ist. Alternativ dazu kann die Zylinderlaufbuchse auch aus einer Stahllegierung mit folgenden Komponenten ausgebildet sein, 3,20 - 3,50 Gew.-% C, 1 ,60 - 2,10 Gew.-% Si, 0,60 - 0,80 Gew.-% Mn, 0,35 - 0,50 Gew.-% P, maximal 0,06 Gew.-% S , 0,20 - 0,40 Gew.-% Cr, 0,30 - 0,50 Gew.-% Mo und Rest Eisen. In an advantageous development of the solution according to the invention, the cylinder liner is made of stainless steel. Such a cylinder liner made of stainless steel is particularly wear and corrosion resistant, whereby a permanent use in a steam-driven axial piston machine is easily feasible. Alternatively, the cylinder liner can also be formed from a steel alloy with the following components, 3.20-3.50 wt% C, 1.60-2.10 wt% Si, 0.60-0.80 wt. % Mn, 0.35-0.50 wt.% P, max. 0.06 wt.% S, 0.20-0.40 wt.% Cr, 0.30-0.50 wt. % Mo and balance iron.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Taumelscheibenraum durch einen zweiten als Blechformteil ausgebildeten Deckel abgeschlossen. Analog zum ersten als Blechformteil ausgebildeten Deckel, welcher zusammen mit dem Dampfraumgehäuseteil den Dampfraum begrenzt, kann somit auf der axial gegenüberliegenden Seite auch der Taumelscheibenraum durch einen derartigen Deckel abgeschlossen werden, was auch hier dazu beiträgt, das Taumelscheibengehäuseteil kostengünstiger und leichter auszubilden. In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the swash plate space is formed by a second sheet metal shaped part Cover completed. Analogous to the first designed as a sheet metal part lid, which limits the vapor space together with the vapor space housing part, thus on the axially opposite side of the swash plate space can be completed by such a lid, which also helps to form the swash plate housing part cheaper and easier.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist das Kalottenlager, über welches die einzelnen Kolben der Axialkolbenmaschine mit der Taumelscheibe verbunden sind, einen radial nach außen kragenden Abschnitt auf. Die Zylinderlaufbuchse wiederum besitzt einen zur Stirnseite hin offenen Ausschnitt, in welcher der radial nach außen kragende Abschnitt des Kalottenlagers eintauchen kann. An dem Kalottenlager selbst sind darüber hinaus zwei benachbart zu dem Abschnitt angeordnete und sich an der Führungsbuchse abstützende Gleitfüße vorgesehen. Durch eine derartige Ausführungsform kann ein exaktes translatorisches Verstellen des jeweiligen Kalottenlagers erzwungen werden, da dieses über seinen radial nach außen kragenden Abschnitt in dem zylin- derlaufbuchsenseitigen Ausschnitt geführt ist. Die Führung kann dabei dadurch ergänzt werden, dass in dem Taumelscheibengehäuseteil eine Führungsbuchse mit einem zur zwischen dem Zylindergehäuseteil und dem Taumelscheibengehäuseteil innen offenen Ausschnitt angeordnet ist, wobei in diesem Ausschnitt der radial nach außen kragende Abschnitt des Kalottenlagers ebenfalls im Sinne einer Verdrehsicherung geführt ist. Der Ausschnitt der Zylinderlaufbuchse und der Ausschnitt der Führungsbuchse bilden somit die gesamte Führungsbahn für den radial nach außen kragenden Abschnitt des Kalottenlagers ab. In an advantageous development of the solution according to the invention, the spherical bearing, via which the individual pistons of the axial piston machine are connected to the swash plate, a radially outwardly projecting portion. The cylinder liner in turn has an opening towards the front side cutout, in which the radially outwardly cantilevered portion of the spherical bearing can dip. On the spherical bearing itself beyond two adjacent to the section arranged and are provided on the guide bush supporting sliding feet. By such an embodiment, an exact translational adjustment of the respective spherical bearing can be forced, since this is guided over its radially outwardly projecting portion in the cylin- derlaufbuchsenseitige cutout. The guide can be supplemented by the fact that in the swash plate housing part a guide bush is arranged with a between the cylinder housing part and the swash plate housing part inside open cutout, which is also performed in the sense of rotation in this section of the radially outwardly cantilevered portion of the spherical bearing. The section of the cylinder liner and the cutout of the guide bush thus form the entire guideway for the radially outwardly cantilevered portion of the spherical bearing.
Zweckmäßig ist zumindest ein Blindstopfen für einen der Zylinder vorgesehen, der anstelle einer Zylinderlaufbuchse in einen der Zylinder einsetzbar ist und die dem Dampfraum zugewandte Einlassöffnung verschließt. Hierdurch kann insbe- sondere vergleichsweise einfach eine Leistungsreduzierung der erfindungsgemä- ßen Axialkolbenmaschine erzielt werden, da nicht mehr sämtliche Zylinder zur Krafterzeugung genutzt werden, sondern lediglich noch diejenigen, die nicht von einem derartigen Blindstopfen verschlossen sind. Durch die Wahl der Anzahl der eingesetzten Blindstopfen kann somit individuell Einfluss auf die jeweils gewünschte Leistung der Axialkolbenmaschine genommen werden. Suitably, at least one dummy plug is provided for one of the cylinders, which can be inserted in one of the cylinders instead of a cylinder liner and closes the inlet opening facing the vapor space. This may In particular, it is comparatively easy to achieve a reduction in the power of the axial piston machine according to the invention since it is no longer all cylinders that are used to generate power, but only those which are not closed by such a blanking plug. By choosing the number of dummy plugs used can thus be taken individually influence on the particular desired performance of the axial piston machine.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der erste Deckel in Richtung des Dampfraumes eingeprägte Vorsprünge auf, welche das Volumen des Dampfraumes reduzieren. Über diese Vorsprünge, welche zudem als Aussteifung für den Deckel eingesetzt werden können, kann das Volumen in dem Dampfraum selbst exakt dimensioniert werden, wobei sich in Versuchen gezeigt hat, dass insbesondere eine Abstimmung, beispielsweise des Volumens des Dampfraums, eines Hubvolumens eines Zylinders sowie eines Querschnittes eines Einlasses in den Dampfraum einen wesentlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine hat. Besonders bevorzugt beträgt dabei das Volumen des Dampfraumes zwischen 30 cm3 und 100 cm3, während ein Querschnitt eines Einlasses in den Dampfraum zwischen 78 mm2 und 200 mm2 beträgt. Das Hubvolumen des Zylinders liegt zwischen 25 cm3 und 75 cm3. Dies gilt insbesondere für eine Axialkolbenmaschine mit sechs Zylindern. Die drei vorgenannten Größen, also das Volumen des Dampfraumes, der Querschnitt des Einlasses und das Hubvolumen des Zylinders, sind dabei voneinander abhängig und bestimmen so nicht nur den Wirkungsgrad, sondern auch das Ansprechverhalten der Axialkolbenmaschine entscheidend. Um ein möglichst schnelles Ansprechverhalten erzielen zu können, sollte der Arbeitsraum so wenig Totvolumen wie möglich aufweisen. Damit sich dennoch bei reduziertem Dampfvolumen im Arbeitsraum keine Druckschwankungen ergeben, muss der Einlass entsprechend groß gewählt werden. Das schnelle Bereitstellen von Dampf wirkt sich dabei auch positiv auf ein schnelles Ansprechverhalten der Axialkolbenmaschine aus. Das Hubvolumen eines Zylinders bestimmt dabei die benötigte Dampfmenge pro Betätigung. Das Volumen des Dampfraumes steht zudem noch im Zusammenhang mit der Drehzahl des Rotors, die die Anzahl der Betätigung pro Zeit bestimmt. In den zuvor genannten Bereichen des Volumens des Dampfraumes, des Querschnitts des Einlasses und des Hubvolumens des Zylinders können dabei optimale Bedingungen sowohl hinsichtlich des Ansprechverhaltens als auch hinsichtlich des Wirkungsgrades erreicht werden. In an advantageous development of the solution according to the invention, the first cover in the direction of the vapor space embossed projections, which reduce the volume of the vapor space. About these projections, which can also be used as a stiffener for the lid, the volume in the vapor space itself can be exactly dimensioned, which has been shown in experiments that in particular a vote, for example, the volume of the vapor space, a stroke volume of a cylinder and a Cross-section of an inlet in the steam room has a significant impact on the efficiency of the axial piston machine. In this case, the volume of the vapor space is particularly preferably between 30 cm 3 and 100 cm 3 , while a cross section of an inlet into the vapor space is between 78 mm 2 and 200 mm 2 . The stroke volume of the cylinder is between 25 cm 3 and 75 cm 3 . This applies in particular to an axial piston machine with six cylinders. The three aforementioned variables, ie the volume of the vapor space, the cross section of the inlet and the stroke volume of the cylinder are dependent on each other and thus not only determine the efficiency, but also the response of the axial piston machine crucial. In order to achieve the fastest possible response, the working space should have as little dead volume as possible. To ensure that no pressure fluctuations occur at reduced steam volume in the working space, the inlet must be selected to be correspondingly large. The rapid provision of steam also has a positive effect on a fast response of the axial piston engine. The Stroke volume of a cylinder determines the required amount of steam per actuation. The volume of the vapor space is also still associated with the speed of the rotor, which determines the number of actuation per time. In the aforementioned ranges of the volume of the vapor space, the cross section of the inlet and the stroke volume of the cylinder optimum conditions can be achieved both in terms of the response and in terms of efficiency.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der erste Deckel zumindest zwei Anschlüsse zum Anschließen insbesondere eines Drucksensors oder eines Temperatursensors auf, die an einer ebenen Stirnfläche des ersten Deckels angebracht sind. Durch die Anordnung der Anschlüsse an die ebene Stirnfläche des ersten Deckels kann eine kleine Dichtfläche und eine vergleichsweise einfache Montage erreicht werden. In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the first cover has at least two connections for connecting in particular a pressure sensor or a temperature sensor, which are attached to a flat end face of the first cover. By arranging the connections to the flat end face of the first lid, a small sealing surface and a comparatively simple assembly can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, sind an dem Taumelscheibengehäuse Teilrippen angeordnet, wobei diese Rippen beispielsweise zusammen mit dem Taumelscheibengehäuseteil als einstückiges Gussteil ausgebildet sein können. Die Rippen selbst können dabei sowohl der Versteifung dienen als auch einer Vergrößerung der Oberfläche, wodurch eine verbesserte Kühlung erreicht werden kann. Diese Kühlwirkung ist insbesondere im Bereich des Taumelscheibengehäuses bis hin zu den Ablasskanälen erwünscht. In an advantageous embodiment of the solution according to the invention, sub-ribs are arranged on the swash plate housing, wherein these ribs may be formed, for example, together with the swash plate housing part as a one-piece casting. The ribs themselves can serve both the stiffening and an enlargement of the surface, whereby improved cooling can be achieved. This cooling effect is particularly desirable in the area of the swash plate housing up to the discharge channels.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist zumindest eines der Gehäuseteile an einer Innenseite eine Korrosionsschutzschicht auf. Mittels einer derartigen Korrosionsschutzschicht kann insbesondere ein Korrosionsprozess, ausgelöst durch den in der Axialkolbenmaschine zum Antrieb desselben verwendeten Dampfs zumindest reduziert werden. Zusätz- lieh oder alternativ kann auch noch ein Isolierelement, insbesondere ein sogenanntes Isolierblech, vorgesehen sein, welches zumindest den Dampfraum, vorzugsweise auch den Zylinderraum bis zu den Ablässen, unter Bildung eines Luftspaltes umgibt. Mittels eines derartigen Isolierelements kann insbesondere um den Dampfraum herum eine Isolierschicht aus Luft geschaffen werden, wodurch der Dampf im Dampfraum selbst länger heiß bleibt und dadurch ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad erzielt werden kann. In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, at least one of the housing parts has an anticorrosion layer on an inner side. By means of such a corrosion protection layer, in particular a corrosion process, triggered by the steam used in the axial piston machine for driving the same, can be at least reduced. additional lent or alternatively may also be an insulating, in particular a so-called insulating sheet, be provided which surrounds at least the vapor space, preferably also the cylinder space to the outlets, to form an air gap. By means of such an insulating element, an insulating layer of air can be created, in particular around the vapor space, whereby the vapor in the vapor space itself remains hot for longer and thus a comparatively high degree of efficiency can be achieved.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine, 1 is a sectional view through an axial piston machine according to the invention,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A, Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch die Axialkolbenmaschine mit unterschiedlich hoch angeordneten Durchgangsöffnungen, 2 shows a sectional view along the sectional plane AA, 3 is a sectional view through the axial piston machine with differently high arranged passage openings,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch die Axialkolbenmaschine mit einer schrägen Ventilscheibenöffnung, 4 is a sectional view through the axial piston machine with an oblique valve disc opening,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch eine liegende Axialkolbenmaschine mit einer Schmierleitung in einen Hochdruckbereich, 5 is a sectional view through a horizontal axial piston machine with a lubricating line in a high-pressure region,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung durch eine liegende Axialkolbenmaschine mit einer Schmierleitung in einen Niederdruckbereich.  Fig. 6 is a sectional view through a horizontal axial piston machine with a lubrication line in a low pressure region.
Entsprechend den Fig. 1 und 3 bis 6,weist eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 1 , welche beispielsweise Bestandteil eines Wärmerückgewinnungssystems 2 in einem nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug sein kann, ein Gehäuse 3 auf, in welchem ein Dampfraum 4, ein Zylinderraum 5 und ein Taumelscheibenraum 6 vorgesehen sind. Im Zylinderraum 5 sind ringförmig um eine Welle 7 Zylinder 8 angeordnet, in welchen Kolben 9 translatorisch verstellbar angeordnet sind. Im Dampfraum 4 wiederum ist eine drehfest mit der Welle 7 verbundene Ventilscheibe 10 angeordnet, mit einer Ventilscheibenöffnung 1 1 , die bei der gemäß der in Fig. 1 gezeigten Darstellung je nach Rotationswinkel fluchtend zu einer Einlassöffnung 12 des jeweiligen Zylinders 8 angeordnet ist. In diesem Zustand kann in dem Dampfraum 4 vorgehaltener Dampf über die Ventilscheibenöffnung 1 1 und die Einlassöffnung 12 in den zugehörigen Zylinder 8 einströmen und den darin befindlichen Kolben 9 niederdrücken. In dem Taumelscheibenraum 6 ist eine über jeweils ein Kalottenlager 13 mit einem der Kolben 9 verbundene und drehfest mit der Welle 7 gekoppelte Taumelscheibe 14 angeordnet. Jedes Kalottenlager 13 besitzt dabei einen Gleitstein, der zwei Gleitsteinhälften aufweist. Erfindungsgemäß weist nun das Gehäuse 3 ein Dampfraumgehäuseteil 15, ein Zylindergehäuseteil 16 und ein Taumelscheibengehäuseteil 17 auf, die mitei- nander verbunden sind und zusammen das Gehäuse 3 bilden. In zumindest einem der Zylinder 8 ist darüber hinaus eine Zylinderlaufbuchse 18 mit einem radial auskragenden Bund 19 vorgesehen, wobei die Zylinderlaufbuchse 18 über ihren Bund 19 in einer an eine Trennebene 20 zwischen dem Dampfraumgehäuseteil 15 und dem Zylindergehäuseteil 16 angrenzenden Ausnehmung 21 im Zylindergehäuseteil 16 gehalten ist. Darüber hinaus ist der Dampfraum 4 über einen mit dem Dampfraumgehäuseteil 15 verbundenen, beispielsweise verschraubten und als Blechformteil ausgebildeten ersten Deckel 24 abgeschlossen. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Zylinderlaufbuchse 18 von der Dampfraumseite aus in den Zylinder 8 einzuschieben und anschließend das Dampfraumgehäuseteil 15 aufzusetzen. Durch die erfindungsgemäße mehrteilige Ausbildung des Gehäuses 3, lässt sich dieses einfacher und kostengünstiger fertigen, als beispielsweise ein bisher in diesem Zusammenhang eingesetztes einteiliges oder sogar einstückiges Gehäuse. Referring to FIGS. 1 and 3 to 6, an axial piston machine 1 according to the invention, which may be part of a heat recovery system 2 in a motor vehicle, not shown, a housing 3, in which a vapor space 4, a cylinder chamber 5 and a swash plate space 6 is provided are. In the cylinder chamber 5 are arranged annularly around a shaft 7 cylinder 8, in which piston 9 are arranged translationally adjustable. In the vapor space 4, in turn, a valve disc 10 connected rotationally fixed to the shaft 7 is arranged, with a valve disc opening 1 1, which is arranged in alignment with an inlet opening 12 of the respective cylinder 8 in accordance with the illustration shown in FIG. In this state, steam in the vapor space 4 can flow via the valve disc opening 11 and the inlet opening 12 into the associated cylinder 8 and depress the piston 9 located therein. In the swash plate space 6, a swash plate 14, which is connected in each case to a spherical bearing 13 with one of the pistons 9 and is connected in a rotationally fixed manner to the shaft 7, is arranged. Each spherical bearing 13 has a sliding block, which has two Gleitsteinhälften. According to the invention, the housing 3 now has a vapor space housing part 15, a cylinder housing part 16 and a swashplate housing part 17, which are provided with are mutually connected and together form the housing 3. In addition, a cylinder liner 18 with a radially projecting collar 19 is provided in at least one of the cylinders 8, the cylinder liner 18 being held in the cylinder housing part 16 via its collar 19 in a recess 21 adjoining a parting plane 20 between the vapor space housing part 15 and the cylinder housing part 16 , In addition, the vapor space 4 is connected via a first lid 24 connected to the vapor space housing part 15, for example screwed and designed as a shaped sheet metal part. This opens up the possibility of inserting the cylinder liner 18 from the steam chamber side into the cylinder 8 and then setting up the steam chamber housing part 15. The inventive multi-part design of the housing 3, this can be easier and cheaper to manufacture, for example, as a previously used in this context one-piece or even one-piece housing.
Die Zylinderlaufbuchse 18 kann dabei aus Edelstahl ausgebildet sein und dadurch nicht nur einen vergleichsweise hohen Verschleißwiderstand aufweisen, sondern zudem auch eine Unempfindlichkeit gegenüber Korrosion, was insbesondere der mittels Dampf betriebenen Axialkolbenmaschine 1 von großem Vorteil ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Zylinderlaufbuchse 18 auch mit einer den Verschleiß und/oder die Reibung reduzierenden Beschichtung, insbesondere einer Polymerbeschichtung oder eine DLC-Beschichtung, versehen sein. Die Zylinderlaufbuchse 18 kann darüber hinaus derart ausgebildet sein, dass ein zumindest teilweises Eintauchen der Taumelscheibe 14 ermöglicht wird. Hierdurch kann insbesondere eine kompaktere Bauform erreicht werden. The cylinder liner 18 may be formed of stainless steel and thereby not only have a relatively high wear resistance, but also an insensitivity to corrosion, which in particular of the operated by steam axial piston machine 1 is of great advantage. Additionally or alternatively, the cylinder liner 18 may also be provided with a coating that reduces wear and / or friction, in particular a polymer coating or a DLC coating. The cylinder liner 18 may also be designed such that at least partial immersion of the swash plate 14 is made possible. In this way, in particular a more compact design can be achieved.
Betrachtet man die Zylinderlaufbuchse 18 genauer, so kann man erkennen, dass diese zumindest zwei Durchgangsöffnungen 22 und 22' im Bereich eines unteren Totpunkts des Kolbens 9 aufweist, worüber Dampf abgelassen werden kann. Die Durchgangsöffnungen 22, 22' kommunizieren dabei mit einem jeweils zugehörigen Ablasskanal 23, 23', in dem Taumelscheibenraum 6 münden und durch das Zylindergehäuseteil 16 einerseits und die Zylinderlaufbuchse 18 andererseits begrenzt sind. Die Zylinderlaufbuchse 18 weist darüber hinaus vorzugsweise zumindest eine dritte Durchgangsöffnung 38 aufweist, die als Nebenauslass dient und den Zylinder 8 bei einer Bewegung des Kolbens 9 zum oberen Totpunkt (OT) entlüftet. Looking more closely at the cylinder liner 18, it can be seen that it has at least two passage openings 22 and 22 'in the region of a bottom dead center of the piston 9, via which steam can be discharged. The Through openings 22, 22 'communicate with a respectively associated discharge channel 23, 23', open in the swash plate chamber 6 and are limited by the cylinder housing part 16 on the one hand and the cylinder liner 18 on the other. The cylinder liner 18 also preferably has at least one third passage opening 38, which serves as a secondary outlet and the cylinder 8 vented at a movement of the piston 9 to top dead center (TDC).
Nach unten ist der Taumelscheibenraum 6 durch einen zweiten als Blechformteil ausgebildeten Deckel 24' abgeschlossen, der in der Fig. 2 dargestellt ist. Down the swash plate space 6 is completed by a second formed as a sheet metal part cover 24 ', which is shown in FIG.
Betrachtet man die Fig. 1 weiter, so kann man erkennen, dass das Kalottenlager 13 einen radial nach außen kragenden Abschnitt 25 aufweist, die Zylinderlaufbuchse 18 einen zur Stirnseite, das heißt im folgenden Beispiel nach unten hin, offenen Ausschnitt 26 aufweist, in welcher der Abschnitt 25 eintauchen kann. An dem Kalottenlager 13 sind zudem zwei benachbarte zudem Abschnitt 25 angeordnete und sich an der Führungsbuchse 33 abstützende Gleitfüße 27, 27' angeordnet, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Ausschnitt 26 in der Zylinderlaufbuchse 18 ist dabei vorzugsweise im Bereich des Ablasskanals 23 angeordnet und kann ebenfalls darin geführt sein. Zusätzlich kann die Laufbuchse 18 auch so ausgeführt sein, das die Taumelscheibe 14 eintauchen kann. Die Ausschnitte 26, die Durchgangsöffnungen sowie weitere Bereiche der Zylinderlaufbuchse 18 können hydroerosiv verrundet sein. Looking further at the Fig. 1, it can be seen that the spherical bearing 13 has a radially outwardly cantilevered portion 25, the cylinder liner 18 has a front end, that is down in the following example, open cutout 26, in which the Submerge section 25. On the spherical bearing 13 also two adjacent also section 25 arranged and on the guide bush 33 supporting sliding feet 27, 27 'are arranged, as shown in FIG. 2 can be seen. The cutout 26 in the cylinder liner 18 is preferably arranged in the region of the outlet channel 23 and may also be guided therein. In addition, the bush 18 may also be designed so that the swash plate 14 can dip. The cutouts 26, the passage openings and other areas of the cylinder liner 18 may be rounded hydroerosive.
Darüber hinaus kann zumindest ein Blindstopfen 28 für einen der Zylinder 8 vorgesehen sein, der anstelle einer Zylinderlaufbuchse 18 in den Zylinder 8 einsetzbar ist und dessen dem Dampfraum 4 zugewandte Einlassöffnung 12 verschließt, wie dies gemäß der Fig. 1 dargestellt ist. Über die Variation der Anzahl der Blind- stopfen 28 kann auf vergleichsweise einfache Art und Weise die Leistungsfähigkeit der Axialkolbenmaschine 1 reguliert werden. In addition, at least one blind plug 28 can be provided for one of the cylinders 8, which can be inserted in the cylinder 8 instead of a cylinder liner 18 and closes its inlet opening 12 facing the vapor space 4, as shown in FIG. About the variation of the number of blind Plug 28 can be regulated in a comparatively simple manner, the performance of the axial piston machine 1.
Betrachtet man den ersten Deckel 24 näher, so kann man erkennen, dass dieser im Wesentlichen eben ausgebildet ist und in Richtung des Dampfraumes 4 eingeprägte Vorsprünge 29 aufweist, welches sowohl das Volumen des Dampfraumes 4 reduzieren als auch eine zusätzliche Aussteifung des ersten Deckels 24 bewirken. Durch das Vorsehen entsprechender Vorsprünge 29 kann dabei durch eine einfache Gestaltung des ersten Deckels 24 das Volumen des Dampfraumes 4 exakt bestimmt werden. Looking closer to the first lid 24, it can be seen that this is substantially planar and has embossed projections 29 in the direction of the vapor space 4, which both reduce the volume of the vapor space 4 and cause additional stiffening of the first lid 24. By providing corresponding projections 29, the volume of the vapor space 4 can be exactly determined by a simple design of the first lid 24.
Als besonders vorteilhaft erwiesen hat sich ein Volumen des Dampfraumes 4 zwischen 30 und 100 cm3, ein Querschnitt eines Einlasses 30 zwischen 78 mm2 und 200 mm2 sowie ein Hubvolumen eines Zylinders 8 zwischen 25 cm3 und 75 cm3. Die drei vorgenannten Größen, das heißt das Volumen des Dampfraumes 4, der Querschnitt des Einlasses 30 und das Hubvolumen des Zylinders 8 sind dabei voneinander abhängig und bestimmten sowohl das Ansprechverhalten der Axialkolbenmaschine 1 als auch deren Wirkungsgrad entscheidend. Der Arbeitsraum sollte dabei so wenig Totvolumen haben wie möglich, um das Ansprechverhalten zu verbessern. Damit sich dennoch bei reduziertem Dampfvolumen im Arbeitsraum keine Druckschwankungen ergeben, muss der Einlass entsprechend groß gewählt werden. Das Volumen des Hubes des Kolbens 9 bestimmt dann natürlich die benötigte Menge pro Betätigung. Diese steht dann zudem noch in Zusammenhang mit der Drehzahl, die Anzahl der Betätigungen pro Zeit bestimmt. Für eine schnelle Betätigung wäre ein großer Dampfraum 4 ideal, da dann immer genügend Dampf vorhanden ist und sich keine Druckschwankungen ergeben. A volume of the vapor space 4 between 30 and 100 cm 3 , a cross section of an inlet 30 between 78 mm 2 and 200 mm 2, and a stroke volume of a cylinder 8 between 25 cm 3 and 75 cm 3 have proven particularly advantageous. The three aforementioned variables, that is, the volume of the vapor space 4, the cross section of the inlet 30 and the stroke volume of the cylinder 8 are interdependent and determined both the response of the axial piston 1 and their efficiency crucial. The working space should have as little dead volume as possible in order to improve the response. To ensure that no pressure fluctuations occur at reduced steam volume in the working space, the inlet must be selected to be correspondingly large. The volume of the stroke of the piston 9 then of course determines the required amount per actuation. This is then also still associated with the speed, the number of actuations per time determined. For a quick operation, a large steam room 4 would be ideal because then there is always enough steam and there are no pressure fluctuations.
Betrachtet man die Fig. 1 und 2 weiter, so kann man erkennen, dass an dem Taumelscheibengehäuseteil 17 Rippen 32 angeordnet sind, wobei das Taumel- scheibengehäuseteil 17 samt der Rippen 32 beispielsweise als einstückiges Gussteil ausgebildet sein können. Die Rippen 32 versteifen dabei nicht nur das Taumelscheibengehäuseteil 17, sondern erhöhen auch dessen Oberfläche nach außen und bewirken dadurch eine verbesserte Kühlung. Die einstückige Ausbildung der Rippen 32 mit dem Taumelscheibengehäuseteil 17, lässt sich dieses kostengünstige Herstellen. Looking further at FIGS. 1 and 2, it can be seen that ribs 32 are arranged on the swash plate housing part 17, wherein the wobble Disk housing part 17 together with the ribs 32 may be formed, for example, as a one-piece casting. The ribs 32 stiffen not only the swash plate housing part 17, but also increase its surface to the outside and thereby cause improved cooling. The one-piece design of the ribs 32 with the swashplate housing part 17, this can be manufactured inexpensively.
In dem Taumelscheibengehäuseteil 17 kann darüber hinaus eine Führungsbuchse 33 mit einem zur zwischen dem Zylindergehäuseteil 16 und dem Taumelscheibengehäuseteil 17 hin offenen Ausschnitt 26' vorgesehen sein, in welchem der Abschnitt 25 eintaucht. Die Führungsbuchse 33 kann dabei ebenfalls aus Edelstahl und damit sowohl verschleißbeständig als auch korrosionsbeständig ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft kann diese auch mit einer reibungs- und/oder verschleißreduzierenden Beschichtung versehen sein. Der Ausschnitt 26' der Führungsbuchse 33 fluchtet dabei in montiertem Zustand mit dem Ausschnitt 26 der Zylinderlaufbuchse 18 und bildet dadurch eine Führungsbahn für den radial nach außen abstehenden Abschnitt 25 des Kalottenlagers 13. In the swash plate housing part 17, a guide bushing 33 can be provided with a cutout 26 'which is open towards the between the cylinder housing part 16 and the swashplate housing part 17 and in which the section 25 dips. The guide bush 33 can also be made of stainless steel and thus wear resistant as well as resistant to corrosion. Particularly advantageous, this can also be provided with a friction and / or wear-reducing coating. The cutout 26 'of the guide bush 33 is aligned in the assembled state with the cutout 26 of the cylinder liner 18 and thereby forms a guide track for the radially outwardly projecting portion 25 of the spherical bearing 13th
Um die Führungsbuchse 33 ebenfalls zuverlässige im Gehäuse 3 der Axialkolbenmaschine 1 montieren zu können, weist diese einen radial auskragenden Bund 19' auf, über welchen sie in einer Trennebene 20' zwischen dem Zylindergehäuseteil 16 und dem Taumelscheibengehäuseteil 17 gehalten ist. Zur Montage wird dabei die Führungsbuchse 33 von oben (bezogen auf die Fig. 1 ) in das Taumelscheibengehäuse 17 eingeschoben, bis sie mit ihrem Bund 19' in der Trennebene 20' zu liegen kommt. In order to mount the guide bush 33 also reliable in the housing 3 of the axial piston machine 1, this has a radially projecting collar 19 ', via which it is held in a parting plane 20' between the cylinder housing part 16 and the swash plate housing part 17. For mounting while the guide bush 33 is inserted from above (relative to FIG. 1) in the swash plate housing 17 until it comes to lie with its collar 19 'in the parting plane 20'.
Zumindest eines der Gehäuseteile 15, 16, 17 kann an einer Innenseite zusätzlich eine Korrosionsschutzschicht 34 aufweisen, durch die Korrosionsbeständigkeit ebenfalls erhöht werden kann. Betrachtet man die Fig. 1 nochmal, so kann man ein Isolierelement 35, insbesondere ein Isolierblech erkennen, welches zumindest den Dampfraum 4 und im vorliegenden Fall zusätzlich auch den Zylinderraum 5 unter Bildung eines Luftspaltes 36 umgibt und dadurch isoliert. Hierdurch kann ein zu schnelles Abkühlen des Dampfes im Dampfraum 4 verbunden mit dem damit einhergehenden Verlust an Wirkungsgrad vermieden werden. Eine Fixierung des Isolierelements 35 am Gehäuse 3, insbesondere am Deckel 24 kann beispielsweise über eine Schraubverbindung erfolgen. An dem ersten Deckel 24 können darüber hinaus zumindest zwei Anschlüsse 37 und 37' zum Anschließen einer Messsensorik, insbesondere zum Anschließen eines Drucksensors und/oder eines Temperatursensors angeordnet sein, die insbesondere im Bereich einer ebenen Stirnfläche des ersten Deckels 24 angebracht sind. Hierdurch kann eine ebene Dichtfläche vorgesehen werden, welche leicht oder einfach abzudichten ist. At least one of the housing parts 15, 16, 17 may additionally have an anticorrosion layer 34 on an inner side, by means of which the corrosion resistance may likewise be increased. Looking again at Fig. 1, one can see an insulating element 35, in particular an insulating sheet, which surrounds at least the vapor space 4 and in the present case, in addition, the cylinder space 5 to form an air gap 36 and thereby isolated. As a result, too rapid cooling of the vapor in the vapor space 4 can be avoided, combined with the associated loss of efficiency can be avoided. A fixation of the insulating element 35 on the housing 3, in particular on the cover 24, for example, via a screw connection. Furthermore, at least two connections 37 and 37 'for connecting a measuring sensor, in particular for connecting a pressure sensor and / or a temperature sensor, which are mounted in particular in the region of a flat end face of the first cover 24, can be arranged on the first cover 24. In this way, a flat sealing surface can be provided, which is easy or easy to seal.
Betrachtet man die Axialkolbenmaschine 1 der Fig. 3, so kann man erkennen, dass deren Durchgangsöffnungen 22, 22' auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. Durch die unterschiedliche Höhenanordnung der Auslassschlitze Looking at the axial piston machine 1 of Fig. 3, it can be seen that the through holes 22, 22 'are arranged at different heights. Due to the different height arrangement of the outlet slots
(Durchgangsöffnungen) können Auslasskanäle 23 mit nachfolgenden Schmierstellen 42 bevorzugt geöffnet werden und dadurch mehr Abdampf mit Öl abbekommen. In Fig. 3 öffnet beispielsweise die innere rechte Durchgangsöffnung 22' etwas früher, so dass der Abdampf mit Öl nach innen bevorzugt strömt und beispielsweise das Kalottenlager 13 sowie die Taumelscheibe 14 geschmiert werden können. (Through holes) outlet channels 23 may be preferably opened with subsequent lubrication points 42 and thereby get more steam with oil. In Fig. 3, for example, the inner right passage opening 22 'opens a little earlier so that the exhaust steam with oil flows inward preferably and, for example, the spherical bearing 13 and the swash plate 14 can be lubricated.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Axialkolbenmaschine 1 mit einer schrägen Ventilscheibenöffnung 1 1 , durch welche erreicht werden kann, dass aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen strömendes Öl (Pfeil) sich in Auffangbereichen 44 sammelt, auf die Unterseite des Ventilscheibe 10 gelenkt werden kann und dadurch an die Kontaktflächen zum Einlassschiebersitz gelangt. Dabei können ein oder mehrere Löcher in der Ventilscheibe 10 angeordnet sein. Die Ventilscheibenöffnung 1 1 kann auch die Funktion einer links zu sehenden Aussparung 39 für den Massenausgleich übernehmen. Fig. 4 shows a sectional view through the axial piston machine 1 with an oblique valve disc opening 1 1, by which it can be achieved that due to the centrifugal force outward flowing oil (arrow) collects in collecting areas 44, can be directed to the underside of the valve disc 10 and thereby reaches the contact surfaces to the inlet slide seat. In this case, one or more holes may be arranged in the valve disc 10. The valve disc opening 1 1 can also take over the function of a left-to-see recess 39 for mass balance.
In Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung durch eine liegende Axialkolbenmaschine 1 mit einer Schmierleitung 40 in einen Hochdruckbereich 41 gezeigt. Je nach Einbaulage der Axialkolbenmaschine 1 muss die Schmierleitung 40 so gelegt werden, dass sie vom Auffangbereich 44, in dem sich die Öltropfen sammeln, beginnend zu den Schmierstellen 42 führt, hier eine Dichthülse 43. Im Schnitt ist die Schmierleitung 40 dabei durch die Einlassöffnung 12 führend gezeichnet, was lediglich der Verdeutlichung der Leitungsführung dienen soll. In der Realität quert die Schmierleitung 40 die Einlassöffnung 12 selbstverständlich nicht. Treibende Kraft ist der Druckunterschied vom Dampfraum 4 zur Fläche oberhalb der Dichthülse 41 . Die Schmierleitung 40 kann idealerweise als Sicke im Dampfraumgehäuseteil 15 ausgeführt werden. Die Auffangbereiche 44 für Öltropfen (durch Zentrifugal- und oder Schwerkraft) sind dabei derart positioniert, dass es von dort durch die Schmierleitung 40 an zu schmierende und/oder abzudichtende Stellen 42 im Hochdruckbereich 41 fließen kann. FIG. 5 shows a sectional illustration through a horizontal axial piston machine 1 with a lubricating line 40 into a high-pressure region 41. Depending on the installation position of the axial piston machine 1, the lubrication line 40 must be laid so that it leads from the collecting area 44, in which collect the oil drops, starting to the lubrication points 42, here a sealing sleeve 43. In section, the lubrication line 40 is through the inlet opening 12th drawn leader, which is only intended to illustrate the wiring. In reality, the lubrication line 40 of course does not cross the inlet opening 12. The driving force is the pressure difference from the vapor space 4 to the surface above the sealing sleeve 41st The lubrication line 40 can ideally be designed as a bead in the vapor space housing part 15. The catch areas 44 for oil droplets (by centrifugal and / or gravitational force) are positioned in such a way that they can flow from there through the lubrication line 40 to points 42 to be lubricated and / or sealed in the high-pressure area 41.
Fig. 6 zeigt schließlich eine Schnittdarstellung durch eine ebenfalls liegende Axialkolbenmaschine 1 mit einer Schmierleitung 40 in einen Niederdruckbereich 45. Die Auffangbereiche 44 für Öltropfen (durch Zentrifugal- und oder Schwerkraft) sind dabei derart positioniert, dass es von dort durch die Schmierleitung 40 an zu schmierende und/oder abzudichtende Stellen 42 im Niederdruckbereich 45 fließen kann. Je nach Einbaulage der Axialkolbenmaschine 1 muss die Schmierleitung 40 so gelegt werden, dass sie vom Auffangbereich 44, in dem sich die Öltropfen sammeln, beginnend zu den Schmierstellen 42 im Niederdruckbereich 45 führt. Treibende Kraft ist der Druckunterschied vom Dampfraum 4 zum Ab- dampfbereich. Um das Durchströmen von Dampf durch die Schmierleitung 40 zu vermeiden, wenn kein Öl in dieser ist, kann ein Strömungsbegrenzer 46 eingebaut werden. Finally, FIG. 6 shows a sectional view through an axial piston machine 1 with a lubrication line 40 into a low-pressure region 45. The catch areas 44 for oil droplets (by centrifugal and / or gravitational force) are positioned in such a way that they flow from there through the lubrication line 40 lubricating and / or sealed locations 42 in the low pressure region 45 can flow. Depending on the installation position of the axial piston machine 1, the lubrication line 40 must be laid in such a way that it leads from the collecting area 44, in which the oil drops collect, to the lubrication points 42 in the low-pressure area 45. The driving force is the pressure difference from the steam space 4 to the steam range. To avoid the passage of steam through the lubrication line 40 when there is no oil in it, a flow restrictor 46 may be installed.
Mit der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 lässt sich eine besonders einfach und damit auch kostengünstig gebaute Axialkolbenmaschine 1 realisieren, die aufgrund des mehrteilig ausgebildeten Gehäuses zudem äußerst flexibel, insbesondere hinsichtlich einer eventuellen Adaption ist. Von großem Vorteil ist darüber hinaus, dass durch den ersten , als Blechformteil ausgebildeten Deckel 24 auch das Dampfraumgehäuseteil 15 im Vergleich zu herkömmlichen dort verbauten Gehäuseteilen leichter und kostengünstiger ausgebildet werden kann. With the axial piston machine 1 according to the invention, it is possible to realize an axial piston machine 1 which is particularly simple and thus cost-effective, and because of the multi-part housing is also extremely flexible, in particular with regard to possible adaptation. Of great advantage beyond that by the first, formed as a sheet metal part cover 24 and the vapor space housing part 15 can be made easier and cheaper compared to conventional housing parts installed there.

Claims

Ansprüche xialkolbenmaschine (1 ), Claims xialkolbenmaschine (1),
- mit einem Gehäuse (3), in welchem ein Dampfraum (4), ein Zylinderraum (5) und ein Taumelscheibenraum (6) vorgesehen sind,  - With a housing (3) in which a vapor space (4), a cylinder chamber (5) and a swash plate space (6) are provided,
- wobei im Zylinderraum (5) ringförmig um eine Welle (7) angeordnete Zylinder (8) vorgesehen sind, in welchen Kolben (9) translatorisch verstellbar angeordnet sind,  - wherein in the cylinder chamber (5) annularly about a shaft (7) arranged cylinder (8) are provided, in which piston (9) are arranged translationally adjustable,
- wobei im Dampfraum (4) eine drehfest mit der Welle (7) verbundene Ventilscheibe (10) angeordnet ist,  - wherein in the vapor space (4) a non-rotatably connected to the shaft (7) valve disc (10) is arranged,
- wobei in dem Taumelscheibenraum (6) eine über jeweils ein Kalottenlager (13) mit einem der Kolben (9) verbundene und drehfest mit der Welle (7) gekoppelte Taumelscheibe (14) angeordnet ist,  - Wherein in the swash plate space (6) via a respective spherical bearing (13) with one of the pistons (9) connected and rotatably coupled to the shaft (7) coupled swash plate (14) is arranged,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass das Gehäuse (3) ein Dampfraumgehäuseteil (15), ein Zylindergehäuseteil (16) und ein Taumelscheibengehäuseteil (17) aufweist, die miteinander verbunden sind,  - That the housing (3) has a vapor space housing part (15), a cylinder housing part (16) and a swash plate housing part (17), which are interconnected,
- dass in zumindest einem Zylinder (8) eine Zylinderlaufbuchse (18) mit einem radial auskragenden Bund (19) vorgesehen ist, wobei die Zylinderlaufbuchse (18) über ihren Bund (19) in einer an eine Trennebene (20) zwischen dem Dampfraumgehäuseteil (15) und dem Zylindergehäuseteil (16) angrenzenden Ausnehmung (21 ) im Zylindergehäuseteil (16) gehalten ist, - dass der Dampfraum (4) über einen mit dem Dampfraumgehäuseteil (15) verbundenen und als Blechformteil ausgebildeten ersten Deckel (24) abschlössen ist. in that in at least one cylinder (8) a cylinder liner (18) is provided with a radially projecting collar (19), wherein the cylinder liner (18) via its collar (19) in one of a parting plane (20) between the vapor space housing part (15 ) and the cylinder housing part (16) adjacent recess (21) in the cylinder housing part (16) is held, - That the vapor space (4) via a with the vapor space housing part (15) connected and formed as a sheet-metal molded part first lid (24) is completed.
2. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 , 2. Axial piston machine according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- dass die Zylinderlaufbuchse (18) aus Edelstahl oder aus einer Stahllegierung mit folgenden Komponenten ausgebildet ist, 3,20 - 3,50 Gew.-% C, 1 ,60 - 2,10 Gew.-% Si, 0,60 - 0,80 Gew.-% Mn, 0,35 - 0,50 Gew.-% P, maximal 0,06 Gew.-% S , 0,20 - 0,40 Gew.-% Cr, 0,30 - 0,50 Gew.-% Mo und Rest Eisen, und/oder  - That the cylinder liner (18) made of stainless steel or a steel alloy is formed with the following components, 3.20 - 3.50 wt .-% C, 1, 60 - 2.10 wt .-% Si, 0.60 - , 80% by weight Mn, 0.35-0.50% by weight P, at most 0.06% by weight S, 0.20-0.40% by weight Cr, 0.30-0, 50 wt .-% Mo and the remainder iron, and / or
- dass die Zylinderlaufbuchse (18) mit einer den Verschleiß und/oder die Reibung reduzierenden Beschichtung, insbesondere mit einer Polymerbe- schichtung oder eine DLC-Beschichtung, versehen ist.  - That the cylinder liner (18) is provided with a wear and / or friction reducing coating, in particular with a polymer coating or a DLC coating.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, 3. Axial piston machine according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die zumindest eine Zylinderlaufbuchse (18) zumindest zwei Durch- gangsöffnungen (22,22') zum Ablassen von Dampf aufweist, die mit einem jeweils zugehörigen Ablasskanal (23,23') im Zylindergehäuseteil (16) kommunizieren, wobei der Ablasskanal (23,23') durch das Zylindergehäuseteil (16) und die Zylinderlaufbuchse (18) begrenzt sind.  in that the at least one cylinder liner (18) has at least two passage openings (22, 22 ') for discharging steam, which communicate with a respective associated outlet channel (23, 23') in the cylinder housing part (16), the outlet channel (23, 23 ') are limited by the cylinder housing part (16) and the cylinder liner (18).
4. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. axial piston machine according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Zylinderlaufbuchse (18) zumindest eine dritte Durchgangsöffnung (38) aufweist, der als Nebenauslass dient und den Zylinder (8) bei einer Bewegung des Kolbens (9) zum oberen Totpunkt (OT) entlüftet. in that the cylinder liner (18) has at least one third through-opening (38) which serves as a secondary outlet and vents the cylinder (8) during a movement of the piston (9) to top dead center (TDC).
5. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5. axial piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized
dass der Taumelscheibenraum (6) durch einen zweiten als Blechformteil ausgebildeten Deckel (24') abgeschlossen ist.  in that the swash plate space (6) is closed by a second cover (24 ') formed as a sheet metal shaped part.
6. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Axial piston machine according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- das Kalottenlager (13) einen radial nach außen kragenden Abschnitt (25) aufweist,  - The spherical bearing (13) has a radially outwardly projecting portion (25),
- dass die Zylinderlaufbuchse (18) einen zur Stirnseite hin offenen Ausschnitt (26) aufweist, in welcher der Abschnitt (25) im Sinne einer Verdrehsicherung geführt ist,  in that the cylinder liner (18) has a cutout (26) which is open towards the end face and in which the portion (25) is guided in the sense of preventing rotation,
- dass an dem Kalottenlager (13) zwei benachbart zu dem Abschnitt (25) angeordnete und sich an der Führungsbuchse (33) abstützende Gleitfüße (27,27') vorgesehen sind.  - That on the spherical bearing (13) has two adjacent to the portion (25) arranged and on the guide bush (33) supporting sliding feet (27,27 ') are provided.
7. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Axial piston machine according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- dass zumindest ein Blindstopfen (28) für einen der Zylinder (8) vorgesehen ist, der anstelle einer Zylinderlaufbuchse (18) in einen Zylinder (8) einsetzbar ist und dessen dem Dampfraum (4) zugewandte Einlassöffnung (12) verschließt, und/oder  - That at least one blind plug (28) for one of the cylinder (8) is provided, which is used instead of a cylinder liner (18) in a cylinder (8) and closes the steam space (4) facing the inlet opening (12), and / or
- dass die Zylinderlaufbuchse (18) derart ausgebildet ist, dass ein zumindest teilweises Eintauchen der Taumelscheibe (14) ermöglicht.  - That the cylinder liner (18) is designed such that an at least partial immersion of the swash plate (14) allows.
8. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Axial piston machine according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Deckel (24) in Richtung des Dampfraumes (4) eingeprägte Vorsprünge (29) aufweist, welche das Volumen des Dampfraumes (4) reduzieren. characterized, in that the first cover (24) has embossed projections (29) in the direction of the vapor space (4), which reduce the volume of the vapor space (4).
9. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. axial piston machine according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der erste Deckel (24) zumindest zwei Anschlüsse (37,37') zum Anschließen insbesondere eines Drucksensor oder eines Temperatursensors aufweist, die an einer ebenen Stirnfläche des ersten Deckels (24) angebracht sind.  in that the first cover (24) has at least two connections (37, 37 ') for connecting, in particular, a pressure sensor or a temperature sensor, which are attached to a flat end face of the first cover (24).
10. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. Axial piston machine according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- dass ein Volumen des Dampfraumes (4) zwischen 30 und 100 cm3 beträgt, und/oder - That a volume of the vapor space (4) is between 30 and 100 cm 3 , and / or
- dass ein Querschnitt eines Einlasses (30) in den Dampfraum (4) zwischen 78 mm2 und 200 mm2 beträgt, und/oder - That a cross section of an inlet (30) in the vapor space (4) is between 78 mm 2 and 200 mm 2 , and / or
- dass ein Hubvolumen eines Zylinders (8) zwischen 25 cm3 und 75 cm3 beträgt. - That a stroke volume of a cylinder (8) is between 25 cm 3 and 75 cm 3 .
1 1 . Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 1. Axial piston machine according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass an dem Taumelscheibengehäuseteil (17) Rippen (32) angeordnet sind.  in that ribs (32) are arranged on the swashplate housing part (17).
12. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 1 , 12. Axial piston machine according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Taumelscheibengehäuseteil (17) samt der Rippen (32) als einstückiges Gussteil ausgebildet ist. in that the swashplate housing part (17) together with the ribs (32) is designed as a one-piece cast part.
13. Axialkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, 13. Axial piston machine according to one of claims 6 to 12, characterized
dass in dem Taumelscheibengehauseteil (17) eine Führungsbuchse (33) mit einem zur zwischen dem Zylindergehäuseteil (16) und dem Taumelscheibengehauseteil (17) hin offenen Ausschnitt (26') vorgesehen ist, in welchem der Abschnitt (25) eintaucht.  in that the swashplate housing part (17) has a guide bush (33) with a cutout (26 ') which is open between the cylinder housing part (16) and the swashplate housing part (17) and in which the section (25) is immersed.
14. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 13, 14. Axial piston machine according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Führungsbuchse (33) aus Edelstahl ausgebildet ist.  that the guide bush (33) is made of stainless steel.
15. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 13 oder 14, 15. Axial piston machine according to claim 13 or 14,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Führungsbuchse (33) einen radial auskragenden Bund (19') aufweist, über welchen sie in einer Trennebene (20') zwischen dem Zylindergehäuseteil (16) und dem Taumelscheibengehäuseteil (17) gehalten ist.  the guide bush (33) has a radially projecting collar (19 '), by means of which it is held in a parting plane (20') between the cylinder housing part (16) and the swashplate housing part (17).
16. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 16. Axial piston machine according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest eines der Gehäuseteile (15,16,17) an einer Innenseite eine Korrosionsschutzschicht (34) aufweist.  in that at least one of the housing parts (15, 16, 17) has a corrosion protection layer (34) on an inner side.
17. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 17. Axial piston machine according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass ein Isolierelement (35), insbesondere ein Isolierblech, vorgesehen ist, welches zumindest den Dampfraum (4), vorzugsweise auch den Zylinderraum (5), unter Bildung eines Luftspaltes (36) umgibt.  in that an insulating element (35), in particular an insulating sheet, is provided which surrounds at least the vapor space (4), preferably also the cylinder space (5), to form an air gap (36).
18. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, 18. Axial piston machine according to claim 17, characterized,
dass das Isolierelement (35) mit dem Dampfraumgehäuseteil (15) verschraubt ist.  in that the insulating element (35) is screwed to the vapor space housing part (15).
19. Wärmerückgewinnungssystem (2) in einem Kraftfahrzeug mit einer Axialkolbenmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 19. Heat recovery system (2) in a motor vehicle with an axial piston machine (1) according to one of the preceding claims.
EP16720404.9A 2015-04-29 2016-04-29 Axial piston machine Withdrawn EP3289218A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015207909.0A DE102015207909A1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 axial piston
PCT/EP2016/059693 WO2016174246A1 (en) 2015-04-29 2016-04-29 Axial piston machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3289218A1 true EP3289218A1 (en) 2018-03-07

Family

ID=55910953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16720404.9A Withdrawn EP3289218A1 (en) 2015-04-29 2016-04-29 Axial piston machine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180135413A1 (en)
EP (1) EP3289218A1 (en)
DE (1) DE102015207909A1 (en)
WO (1) WO2016174246A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3061756B1 (en) * 2017-01-11 2019-05-10 H.E.F. PISTON FOR THERMAL MACHINE, THERMAL MACHINE COMPRISING SUCH A PISTON, AND METHODS
DE102018202716A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Mahle International Gmbh Axial piston machine with a rotatable control disk seat

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US486552A (en) * 1892-11-22 Drawbridge
US2929551A (en) * 1956-09-17 1960-03-22 Gen Motors Corp Refrigerating apparatus
JPS5644286B2 (en) * 1973-11-26 1981-10-19
DE3713276C2 (en) * 1987-04-18 1996-03-21 Pierburg Gmbh Fuel delivery device for an internal combustion engine
DE10051420B4 (en) * 2000-10-17 2009-03-05 Valeo Compressor Europe Gmbh Cylinder block of an axial piston compressor with extended cylinder surface
US20050249615A1 (en) * 2002-06-14 2005-11-10 Jetstream Of Houston, Llp High pressure reciprocating pump
JP2005163580A (en) * 2003-12-01 2005-06-23 Honda Motor Co Ltd Rotating fluid machine
JP2005188407A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Toyota Industries Corp Heat insulation structure in piston type compressor
JP2009030469A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Daikin Ind Ltd Scroll compressor
DE102010036917A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Amovis Gmbh Axial piston machine i.e. steam engine, for e.g. vehicle, has closing body arranged in inlet chamber for working medium with increased pressure, so that medium is conducted for expanding into cylinder through passage and inlet port
DE102011118622B4 (en) * 2011-11-16 2017-06-29 Mahle International Gmbh Axial piston machine with outlet control
DE102013200456A1 (en) * 2013-01-15 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Axial piston machine i.e. axial-piston pump, for use as expansion machine in utilizing device for utilizing waste heat of internal combustion engine in motor cars, has swash unit provided with swash plate and connected to cylinder housing
DE102013213614A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 Volkswagen Aktiengesellschaft axial piston
WO2015066310A1 (en) * 2013-10-30 2015-05-07 Lime Instruments Llc Sensor assembly for measuring dynamic pressure in reciprocating pumps
DE102014209900A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Mahle International Gmbh axial piston

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015207909A1 (en) 2016-11-03
US20180135413A1 (en) 2018-05-17
WO2016174246A1 (en) 2016-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011118622B4 (en) Axial piston machine with outlet control
DE4200305C2 (en) Adjustable vane pump in a compact design
DE102013219390A1 (en) Dual clutch i.e. wet current dual clutch, for use in e.g. power train, has pistons provided with activation units, and common center part arranged between outer slat carrier construction phases and fixed with bar and oil compensation part
DE4430751A1 (en) Fluid circuit with a main flow filter
WO2016142229A1 (en) Axial piston machine
WO2016142144A1 (en) Axial piston machine
WO2016174246A1 (en) Axial piston machine
EP3379037B1 (en) Seal on the inner ring of a guide blade assembly
DE102020125021A1 (en) In-line piston pump
EP3714163B1 (en) Compressor
DE102007032157A1 (en) compressor
EP1782888B1 (en) Jet nozzle for the rotor of a centrifuge and rotor of a centrifuge with such a jet nozzle
DE10012663A1 (en) Coolant pump with electronically commutated electric motor for IC engines, has electronically commutated motor designed as wet runner fastened in rotation-proof fashion on flange located on IC engine housing
DE102011017493A1 (en) high pressure pump
WO2004109111A1 (en) Vane-cell pump provided with a deep-drawn metal-sheet pot
DE102010012119A1 (en) Piston for reciprocating piston engine, has upper section, which has piston head of piston on top side, where controlling unit is provided, by which squirted lubricant is diverted by opening
DE102014209900A1 (en) axial piston
WO2015176988A1 (en) Axial piston machine
WO2008138712A1 (en) Pump unit with a main pump and an auxiliary pump
DE10221396B4 (en) C02 axial piston compressor for vehicle air conditioning systems
WO1987005366A1 (en) Radial piston pump
EP0795086A1 (en) Vane pump
DE102006000038A1 (en) Thermal protection structure for use in compressor has heat insulation provided to adhere in chamber formation wall surface of valve plate oppositely facing suction chamber
DE202013101459U1 (en) High performance air pump with double air inflow
WO2015086216A1 (en) Rotary vane pump with damping volume

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20171020

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20200117

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20200603