PUB - New Design Concepts for the Tribological Contact of Cylinder Block and Valve Plate

 

Im Rahmen des SFPMC in Bath ist eine Veröffentlichung zum Thema „Steigerung der Leistungsfähigkeit des Kolbentrommel-Steuerspiegel Kontaktes in Axialkolbenmaschinen“ entstanden. Bei der Konferenz wurde ein neues Designkonzept mit Drucktaschen in der Kolbentrommel sowie eine simulative Studie veröffentlicht.

 

Axialkolbenmaschinen sind der am weitesten verbreitete Typ von hydraulischen Verdrängermaschinen und zeichnen sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit und Effizienz aus. Um die hohe Effizienz zu gewährleisten, müssen die tribologischen Kontakte jedoch sorgfältig optimiert werden. Einer der drei wesentlichen Kontakte in Axialkolbenmaschinen ist der Kontakt zwischen Steuerspiegelund Kolbentrommel, der Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist. In einem früheren Forschungsprojekt wurde ein Simulationsmodell speziell für den tribologischen Kontakt von Ventilplatte und Kolbentrommel erstellt. Zur Validierung der Simulationsergebnisse wurde ein Prüfstand entwickelt und eingerichtet. Sowohl die experimentellen als auch die Simulationsergebnisse zeigen, dass der Kolbentrommel zur Hochdruckseite hin kippt. Diese Vorzugslage hält er für die verschiedenen Belastungssituationen über eine Umdrehung bei vier oder fünf gleichzeitig mit Hochdruck beaufschlagten Kolben nahezu konstant. Die Verkippung erhöht die Gefahr des Festkörperkontakts im Bereich der minimalen Spalthöhe. Außerdem führt es zu Temperatur-Hotspots. Beide Effekte erfordern den Einsatz von Beschichtungen als Alternative zu den üblicherweise verwendeten bleihaltigen Legierungen. In diesem Beitrag werden neue Konstruktionskonzepte zur Optimierung des tribologischen Kontakts von Steuerspiegelund Kolbentrommel vorgestellt. Zusätzliche Drucktaschen in der Hochdruckniere der Ventilplatte erzeugen ein Drehmoment und reduzieren so den Kippwinkel des Kolbentrommels. Durch die Implementierung zusätzlicher Drucktaschen am Kolbentrommel entsteht eine Unwucht, die eine konstante Vorzugslage verhindert. Beide Konzepte haben das Ziel, die Wärmekonzentration zu reduzieren und das Gesamtverhalten des tribologischen Kontakts zu verbessern. Die Entwicklung und der Vergleich dieser Konzepte basieren auf einer numerischen Analyse.

 

Titel	Autor(en)
New Design Concepts for the Tribological Contact of Cylinder Block and Valve Plate Buchbeitrag, Beitrag zu einem Tagungsband (2020)	Geffroy, Stefan Wegner, Stephan Gels, Stefan Murrenhoff, Hubertus Schmitz, Katharina