DE102015225292A1

DE102015225292A1 - axial piston

Info

Publication number: DE102015225292A1
Application number: DE102015225292.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph Fiala; Mirko Günther
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine (1), – mit einem in einem Gehäuse (2) drehbar gelagerten Rotor (3) mit einer Welle (4), – mit ringförmig um den Rotor (3) angeordneten Zylindern (5), in welchen Kolben (6) translatorisch verstellbar angeordnet sind, – wobei jedem Zylinder (5) in einem Zylinderkopf (8) eine Einlassöffnung (9) und im Gehäuse (2) eine Auslassöffnung (10) zugeordnet ist, – mit einem drehfest mit der Welle (4) verbundenen Nebenauslassdrehschieber (11) mit einer Nebenauslassöffnung (12), die drehwinkelabhängig mit einem Entlüftungskanal (13) einem der Zylinder (5) zu dessen Entlüftung verbunden ist. Erfindungswesentlich ist dabei, – dass der Nebenauslassdrehschieber (11) aus Metall ausgebildet ist, – dass zwischen dem Nebenauslassdrehschieber (11) und dem Gehäuse (2) eine Dichthülse (14) angeordnet ist, die zumindest teilweise aus Kunststoff (17) ausgebildet ist.The invention relates to an axial piston machine (1), having a rotor (3) rotatably mounted in a housing (2) with a shaft (4), cylinders (5) arranged annularly around the rotor (3), in which pistons (FIG. 6) are arranged translationally adjustable, - each cylinder (5) in a cylinder head (8) an inlet opening (9) and in the housing (2) is associated with an outlet opening (10), - with a rotationally fixed to the shaft (4) Nebenauslassdrehschieber (11) with a Nebenauslassöffnung (12), which is dependent on the angle of rotation with a vent channel (13) one of the cylinder (5) connected to the vent. It is essential to the invention that the secondary outlet rotary valve (11) is made of metal, that between the secondary outlet rotary valve (11) and the housing (2) a sealing sleeve (14) is arranged, which is at least partially made of plastic (17).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Rotor mit einer Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Wärmerückgewinnungssystem in einem Kraftfahrzeug mit einer solchen Axialkolbenmaschine.The present invention relates to an axial piston machine with a rotatably mounted in a housing rotor with a shaft according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a heat recovery system in a motor vehicle with such an axial piston machine.

Aus der DE 10 2011 118 622 A1 ist eine gattungsgemäße Axialkolbenmaschine mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Rotor mit einer Welle bekannt, wobei ringförmig um und parallel zum Rotor angeordnete Zylinder vorgesehen sind, in welchen Kolben mittels eines Arbeitsmediums, beispielsweise Dampf, translatorisch verstellbar angeordnet sind. Jedem Zylinder ist dabei in einem Zylinderkopf eine Einlassöffnung und im Gehäuse eine Auslassöffnung zugeordnet. Um den Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine steigern zu können, ist ein sogenannter Nebenauslassdrehschieber vorgesehen, der beim Hochfahren des Kolbens aus der unteren Totpunktlage hin zum oberen Totpunkt ein Entlüften des Zylinders ermöglicht und dadurch ein Verdichten des sich im Zylinder noch befindlichen Arbeitsmediums aufgrund der zu diesem Zeitpunkt geschlossenen Einlassöffnung, verbunden mit der damit einhergehenden Gegenarbeit, verhindert. Hierzu weist der Nebenauslassdrehschieber eine am Umfang angeordnete Ablassöffnung auf, wobei der Nebenauslassdrehschieber selbstverständlich in der Axialkolbenmaschine derart ausgerichtet ist, dass die Ablassöffnung des Nebenauslassdrehschiebers immer mit einer korrespondieren Ablassöffnung eines zugehörigen Zylinders zur Deckung kommt, wenn dieser Zylinder entlüftet werden soll.From the DE 10 2011 118 622 A1 is a generic axial piston machine with a rotatably mounted in a housing rotor with a shaft known, wherein annularly arranged around and parallel to the rotor cylinder are provided, in which piston means of a working medium, such as steam, are arranged translationally adjustable. Each cylinder has an inlet opening in a cylinder head and an outlet opening in the housing. In order to increase the efficiency of the axial piston machine, a so-called Nebenauslassdrehschieber is provided which allows the booting of the piston from the bottom dead center to top dead center bleeding the cylinder and thereby compressing the still in the cylinder working fluid due to the closed at this time Inlet opening, associated with the associated counter work prevented. For this purpose, the Nebenauslassdrehschieber has a circumferentially arranged outlet opening, the Nebenauslassdrehschieber course in the axial piston machine is oriented such that the discharge opening of the Nebenauslassdrehschiebers always coincides with a corresponding discharge opening of an associated cylinder when this cylinder is to be vented.

Üblicherweise werden bekannte Nebenauslassdrehschieber aus Metall ausgebildet, wodurch es jedoch aufgrund von Temperaturdehnungen und Toleranzproblemen unter Umständen zu einem Schleifen des Nebenauslassdrehschiebers am Gehäuse und damit im ungünstigsten Fall zu einer Beschädigung der Axialkolbenmaschine kommen kann. Wird der Nebenauslassdrehschieber alternativ hierzu aus Kunststoff ausgebildet, lassen sich derartige Probleme einerseits besser bewältigen, andererseits kommt es jedoch zu Schwierigkeiten bei der Befestigung des Nebenauslassdrehschiebers an der Welle der Axialkolbenmaschine, da hier unter Umständen der vom metallischen Nebenauslassdrehschieber bekannte Presssitz aufgrund von Kriechen des Kunststoffes nicht angewendet werden kann. Üblicherweise wird deshalb eine Passfeder verwendet, wodurch sich jedoch ein zusätzlicher Leckagekanal ergibt, der abgedichtet werden muss.Usually known Nebenauslassdrehschieber are formed of metal, which may, however, due to temperature expansion and tolerance problems may cause a grinding of the Nebenauslassdrehschiebers on the housing and thus in the worst case to damage the axial piston. If the Nebenauslassdrehschieber alternatively formed of plastic, such problems can on the one hand better cope, on the other hand, however, it comes to difficulties in attaching the Nebenauslassdrehschiebers on the shaft of the axial piston machine, as might not know the known from the metallic Nebenauslassdrehschieber press fit due to creep of the plastic can be applied. Usually, therefore, a key is used, which, however, results in an additional leakage channel, which must be sealed.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Axialkolbenmaschine der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest reduziert.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 in particular reduces the problems known from the prior art at least.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Nebenauslassdrehschieber aus Metall auszubilden und dadurch den Vorteil zu erzielen, dass dieser über einen Presssitz vergleichsweise einfach aber dennoch langfristig zuverlässig auf einer Welle der Axialkolbenmaschine befestigt werden kann, ohne hierbei einen unerwünschten Leckagekanal zu schaffen. Zugleich ist zwischen dem Nebenauslassdrehschieber und dem Gehäuse eine Dichthülse angeordnet, die zumindest teilweise aus Kunststoff ausgebildet ist, und die sowohl die tribologischen Eigenschaften als auch die Dichteigenschaften verbessert und einen zumindest geringen Toleranzausgleich ermöglicht. Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine weist dabei in bekannter Weise einen in einem Gehäuse drehbar gelagerten Rotor der Welle auf. Ringförmig um den Rotor angeordnet sind Zylinder, in welchen Kolben translatorisch verstellbar gelagert sind. Jedem Zylinder ist dabei in einem Zylinderkopf eine Einlassöffnung und im Gehäuse mindestens eine Auslassöffnung zugeordnet, wobei der erwähnte Nebenauslassdrehschieber drehfest mit der Welle verbunden ist und eine Nebenauslassöffnung aufweist, die drehwinkelabhängig mit einem Entlüftungskanal einem der Zylinder zu dessen Entlüftung verbunden werden kann. Erfindungsgemäß ist nun – wie eingangs erwähnt – der Nebenauslassdrehschieber aus Metall ausgebildet und zusätzlich zwischen diesem und dem Gehäuse die besagte Dichthülse angeordnet, die zumindest teilweise aus Kunststoff ausgebildet ist. Mittels der erfindungsgemäßen Dichthülse kann eine ideale Dichtwirkung zwischen Gehäuse und Nebenauslassdrehschieber erzielt werden, wobei die fertigungstechnisch einfach herzustellende Dichthülse zusätzlich den großen Vorteil hat, den Rotor gegen einen aus dem Zylinderkopf sowie einem oberen Gaseintrittsraum unter Druck stehenden Dampf abzudichten, wodurch der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine deutlich gesteigert werden kann. Die Dichthülse selbst wird dabei vor der Montage des Rotors in das Gehäuse leicht eingepresst und dadurch vergleichsweise einfach befestigt. Als haptische Montagehilfe kann dabei ein Bund an der Dichthülse vorgesehen sein, welcher in eine entsprechende ringförmige Ausnehmung am Gehäuse eingreift und welcher zugleich einen haptischen Anschlag beim Einschieben der Dichthülse in das Gehäuse bildet. Über diesen Bund erfolgt zugleich eine Abdichtung gegenüber dem Zylinderkopf und damit gegenüber beispielsweise den im Zylinderkopf angeordneten Einlasskanälen.The invention is based on the general idea to form the Nebenauslassdrehschieber made of metal and thereby achieve the advantage that this comparatively simple but nevertheless reliable long-term on a shaft of the axial piston machine can be attached via a press fit without creating an undesirable leakage channel. At the same time a sealing sleeve is arranged between the Nebenauslassdrehschieber and the housing, which is at least partially made of plastic, and which improves both the tribological properties and the sealing properties and allows at least a small tolerance compensation. The axial piston machine according to the invention has in a known manner a rotatably mounted in a housing rotor of the shaft. Arranged annularly around the rotor are cylinders in which pistons are mounted in a translationally adjustable manner. Each cylinder is in a cylinder head an inlet opening and associated with at least one outlet opening in the housing, wherein said Nebenauslassdrehschieber is rotatably connected to the shaft and has a Nebenauslassöffnung that can be connected depending on angle of rotation with a vent one of the cylinder to its vent. According to the invention - as mentioned above - the Nebenauslassdrehschieber made of metal and additionally arranged between this and the housing said sealing sleeve, which is at least partially made of plastic. By means of the sealing sleeve according to the invention an ideal sealing effect between the housing and Nebenauslassdrehschieber can be achieved, the manufacturing technology easy to manufacture sealing sleeve also has the great advantage of sealing the rotor against a standing out of the cylinder head and an upper gas inlet space under pressure steam, whereby the efficiency of the axial piston machine according to the invention can be significantly increased. The sealing sleeve itself is easily pressed into the housing before assembly of the rotor and thereby relatively easily attached. As haptic assembly aid can be provided on the sealing sleeve, a collar which engages in a corresponding annular recess on the housing and which at the same time forms a haptic stop when inserting the sealing sleeve into the housing. This collar is at the same time a seal against the Cylinder head and thus, for example, arranged in the cylinder head intake ports.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Nebenauslassdrehschieber mit der Welle verpresst. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Nebenauslassdrehschiebers aus Metall, kann dieser vergleichsweise einfach über einen Presssitz mit der Welle verbunden werden, ohne dass zusätzliche Fixiermittel erforderlich sind. In an advantageous development of the solution according to the invention, the auxiliary outlet rotary valve is pressed with the shaft. The inventive design of the Nebenauslassdrehschiebers of metal, this can be relatively easily connected via a press fit with the shaft, without additional fixatives are required.

Zweckmäßig ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die eine Verdrehung der Dichthülse relativ zum Gehäuse verhindert. Um eine einwandfreie Funktion der Axialkolbenmaschine auch langfristig gewährleisten zu können, ist es erforderlich, dass eine Durchlassöffnung in der Dichthülse stets mit einem Nebenauslass im Gehäuse fluchtet, so dass sich eine Drehwinkelstellung der Dichthülse relativ zum Gehäuse auch während des Betriebs der Axialkolbenmaschine nicht verändern darf. Eine derartige Verdrehsicherung verhindert das Verdrehen der Dichthülse relativ zum Gehäuse und fixiert dadurch die fluchtende Anordnung der Durchlassöffnung der Drehhülse mit dem Nebenauslass im Gehäuse. Appropriately, a rotation is provided which prevents rotation of the sealing sleeve relative to the housing. In order to ensure proper functioning of the axial piston machine in the long term, it is necessary that a passage opening in the sealing sleeve is always aligned with a secondary outlet in the housing, so that a rotational angular position of the sealing sleeve relative to the housing may not change during operation of the axial piston machine. Such an anti-rotation prevents the rotation of the sealing sleeve relative to the housing and thereby fixes the aligned arrangement of the passage opening of the rotary sleeve with the auxiliary outlet in the housing.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung umfasst diese zumindest eine Nase am Bund der Dichthülse und zumindest eine zugehörige Ausnehmung im Gehäuse. Diese zumindest eine Nase kann darüber hinaus einstückig mit dem Bund der Dichthülse ausgebildet sein, wobei eine derartige Nase, insbesondere sofern lediglich eine einzige vorgesehen ist oder aber zwei Nasen, die nicht gegenüberliegend zueinander am Bund der Dichthülse angeordnet sind, eine Montagehilfe darstellt, die zuverlässig sicherstellt, dass beim Einschieben der Dichthülse ins Gehäuse und beim endgültigen Einschieben der zumindest einen Nase in die zugehörige Ausnehmung am Gehäuse die Dichthülse hinsichtlich ihres Drehwinkels exakt ausgerichtet ist. Durch die einstückige Ausbildung der Nase mit dem Bund der Dichthülse kann die Verdrehsicherung zusammen mit der Dichthülse hergestellt werden. In an advantageous development of the anti-rotation device according to the invention, this comprises at least one lug on the collar of the sealing sleeve and at least one associated recess in the housing. This at least one nose can also be integrally formed with the collar of the sealing sleeve, wherein such a nose, in particular if only one is provided or two lugs that are not opposite to each other on the collar of the sealing sleeve is an assembly aid that reliably ensures that when inserting the sealing sleeve into the housing and the final insertion of the at least one nose in the associated recess on the housing, the sealing sleeve is aligned with respect to their angle of rotation exactly. Due to the one-piece design of the nose with the collar of the sealing sleeve, the rotation can be made together with the sealing sleeve.

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung weist der Bund der Dichthülse zumindest eine Ausnehmung auf, die bei in die Axialkolbenmaschine eingebauter Dichthülse mit einer Ausnehmung im Gehäuse fluchtet und wobei zumindest ein Verdrehsicherungselement vorgesehen ist, das in eingebautem Zustand sowohl in die Ausnehmung der Dichthülse als auch in die Ausnehmung am Gehäuse eingreift. In diesem Fall ist die Verdrehsicherung somit aus zwei Teilen ausgebildet, nämlich einerseits der gehäuseseitigen und der bundseitigen Ausnehmung und andererseits dem separaten Verdrehsicherungselement. Durch eine nicht symmetrische Anordnung der Ausnehmung bzw. der Nase und der zugehörigen Ausnehmungen kann zudem ein sogenanntes Poka-Yoke-System geschaffen werden, welches ausschließlich eine einzige Einbaulage erlaubt und dadurch sowohl die Montage der Dichthülse vereinfacht als auch die Fertigungsqualität erhöht. In an alternative embodiment of the anti-rotation device according to the invention, the collar of the sealing sleeve has at least one recess which is aligned with a built-in axial piston sealing sleeve with a recess in the housing and wherein at least one anti-rotation is provided which in the installed state both in the recess of the sealing sleeve and engages in the recess on the housing. In this case, the anti-rotation is thus formed of two parts, namely on the one hand the housing side and the collar side recess and on the other hand the separate anti-rotation element. By a non-symmetrical arrangement of the recess or the nose and the associated recesses also a so-called Poka-Yoke system can be created, which allows only a single installation position, thereby simplifying both the installation of the sealing sleeve and increases the quality of manufacture.

Zweckmäßig ist die Dichthülse als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, die Dichthülse fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herzustellen, wobei im gleichen Kunststoffspritzgießvorgang zugleich auch die zumindest eine Nase der Verdrehsicherung mit an den Bund der Dichthülse angespritzt werden kann. Alternativ hierzu ist es auch vorstellbar, dass die Dichthülse einen metallischen Kern aufweist, der mit Kunststoff umspritzt ist. In diesem Fall ist die Dichthülse somit als Hybridbauteil ausgebildet, wobei der metallische Kern beispielsweise ein einfacheres Rohr sein kann, welches zusätzlich die Stabilität der Dichthülse erhöht.Suitably, the sealing sleeve is designed as a plastic injection molded part. This makes it possible to manufacture the sealing sleeve manufacturing technology simple and inexpensive, wherein in the same plastic injection molding at the same time also at least one nose of the rotation can be molded with the collar of the sealing sleeve. Alternatively, it is also conceivable that the sealing sleeve has a metallic core, which is encapsulated in plastic. In this case, the sealing sleeve is thus formed as a hybrid component, wherein the metallic core may be, for example, a simpler pipe, which additionally increases the stability of the sealing sleeve.

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,

1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine, 1 a sectional view through an axial piston machine according to the invention,

2 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Dichthülse, 2 a sectional view through an inventive sealing sleeve,

3 eine Ansicht von oben auf das Gehäuse der Axialkolbenmaschine bei abgenommenem Zylinderkopf und mit eingesetzter Dichthülse, 3 a view from above of the housing of the axial piston engine with removed cylinder head and with inserted sealing sleeve,

4 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit einstückig mit der Dichthülse ausgebildeten Nasen zur Realisierung einer Verdrehsicherung. 4 a representation like in 3 , but with one piece with the sealing sleeve formed lugs for realizing a rotation.

Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 1 einen in einem Gehäuse 2 drehbar gelagerten Rotor 3 mit einer Welle 4 auf. Ringförmig um und parallel zum Rotor 3 sind dabei Zylinder 5 angeordnet, in welchen Kolben 6 mittels eines expandierenden Arbeitsmediums 7 translatorisch verstellbar sind. Jedem Zylinder 5 ist dabei in einem Zylinderkopf 8 eine Einlassöffnung 9 und im Gehäuse 2 eine Auslassöffnung 10 zugeordnet, wobei über die Einlassöffnung 9 das Arbeitsmedium 7 in den Zylinder 5 einströmen und über die Auslassöffnung 10 wieder aus diesem entweichen kann. Drehfest mit der Welle 4 verbunden ist ein Nebenauslassdrehschieber 11 mit einer Nebenauslassöffnung 12 (Ablassöffnung), die drehwinkelabhängig über einen Entlüftungskanal 13 mit einem der Zylinder 5 zu dessen Entlüftung verbunden ist bzw. verbindbar ist. According to the 1 , Has an axial piston machine according to the invention 1 one in a housing 2 rotatably mounted rotor 3 with a wave 4 on. Annular around and parallel to the rotor 3 are cylinders 5 arranged in which piston 6 by means of an expanding working medium 7 are translatorisch adjustable. Every cylinder 5 is in a cylinder head 8th an inlet opening 9 and in the case 2 an outlet opening 10 assigned, being over the inlet opening 9 the working medium 7 in the cylinder 5 inflow and over the outlet opening 10 can escape from this again. Rotationally with the shaft 4 connected is a Nebenauslassdrehschieber 11 with a Nebenauslassöffnung 12 (Discharge opening), the angle of rotation depending on a vent channel 13 with one of the cylinders 5 connected to the vent or is connectable.

Erfindungsgemäß ist nun dieser Nebenauslassdrehschieber 11 aus Metall ausgebildet, wobei zusätzlich zwischen diesem Nebenauslassdrehschieber 11 und dem Gehäuse 2 eine Dichthülse 14 (vergleiche insbesondere auch die 2) angeordnet ist, die zumindest teilweise aus Kunststoff 17 ausgebildet ist. Die Idee der Erfindung liegt somit darin, einerseits einen metallischen Nebenauslassdrehschieber 11 einsetzen zu können, welcher vergleichsweise einfach mit der Welle 4 der Axialkolbenmaschine 1 verpresst und damit auf dieser befestigt werden kann, andererseits jedoch die mit einem reinen metallischen Nebenauslassdrehschieber 11 und ohne Dichthülse 14 auftretenden Toleranzprobleme auszuschließen, indem zwischen dem Nebenauslassdrehschieber 11 und dem Gehäuse 2 die zuvor erwähnte Dichthülse 14 eingesetzt wird, die zum einen zumindest gewissen Toleranzausgleich ermöglicht und zugleich eine zuverlässige Abdichtung bewirkt. According to the invention now this Nebenauslassdrehschieber 11 formed of metal, wherein additionally between this Nebenauslassdrehschieber 11 and the housing 2 a sealing sleeve 14 (compare in particular the 2 ), which is at least partially made of plastic 17 is trained. The idea of the invention thus lies in the one hand, a metallic Nebenauslassdrehschieber 11 to use, which comparatively easy with the shaft 4 the axial piston machine 1 pressed and thus can be fixed on this, on the other hand, however, with a pure metallic Nebenauslassdrehschieber 11 and without sealing sleeve 14 to exclude occurring tolerance problems by between the Nebenauslassdrehschieber 11 and the housing 2 the aforementioned sealing sleeve 14 is used, which allows at least a certain tolerance compensation and at the same time causes a reliable seal.

Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten und aus Kunststoff ausgebildeten Nebenauslassdrehschiebern, bietet der erfindungsgemäße Nebenauslassdrehschieber 11 zudem den Vorteil, dass dieser keine zusätzlichen Befestigungselemente, wie beispielsweise eine Passfeder, zur Fixierung auf der Welle 4 benötigt und dadurch zusätzliche Leckagemöglichkeiten, beispielsweise geschaffen durch eine solche Passfeder, eliminiert. In contrast to known from the prior art and formed from plastic Nebenauslassdrehschiebern, offers the invention Nebenauslassdrehschieber 11 In addition, the advantage that this no additional fasteners, such as a feather key, for fixing on the shaft 4 needed and thereby additional leakage possibilities, for example, created by such feather, eliminated.

Der Kunststoff 17 der Dichthülse 14 kann dabei beispielsweise Polyetheretherketon sein (PEEK), welches ein hochtemperaturbeständiger, thermoplastischer Kunststoff ist, der zudem einen hohen Verschleißwiderstand und eine hohe chemische Beständigkeit besitzt. Alternativ kann der für die Dichthülse 14 verwendete Kunststoff 17 auch Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweisen, welches ein unverzweigtes, linear aufgebautes, teilkristallines Polymer aus Fluor und Kohlenstoff ist. Polytetrafluorethylen ist reaktionsträge und chemisch äußerst beständig und weist darüber hinaus einen sehr geringen Reibungskoeffizienten auf, wodurch eine Reibung zwischen dem Nebenauslassdrehschieber 11 und der feststehenden Dichthülse 14 beim Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 minimiert werden kann. Um dies weiter zu verbessern, könnte auch der metallische Nebenauslassdrehschieber 11 eine Beschichtung 15 aus PTFE aufweisen, wodurch eine besonders geringe Reibung erzielt werden kann. In diesem Fall ist darüber hinaus die Haftreibung genauso groß wie die Gleitreibung, so dass der Übergang vom Stillstand zur Bewegung ohne Ruck stattfindet, was insbesondere beim Start der Axialkolbenmaschine 1 von großem Vorteil ist. Polytetrafluorethylen ist darüber hinaus für die im Betrieb der Axialkolbenmaschine 1 auftretende Temperaturen beständig. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass ein Verbundwerkstoff, insbesondere ein Kunststoffverbundwerkstoff, für die Dichthülse 14 eingesetzt werden kann, der vorzugsweise sowohl die Dichteigenschaften verbessert als auch eine Reibung zwischen dem Nebenauslassdrehschieber 11 und der Dichthülse 14 verringert. Beispielsweise kann hier auch ein faserverstärkter Kunststoff eingesetzt werden. Plastic 17 the sealing sleeve 14 may be for example polyetheretherketone (PEEK), which is a high temperature resistant, thermoplastic material, which also has a high wear resistance and high chemical resistance. Alternatively, for the sealing sleeve 14 used plastic 17 also polytetrafluoroethylene (PTFE), which is an unbranched, linearly structured, partially crystalline polymer of fluorine and carbon. Polytetrafluoroethylene is inert and chemically extremely resistant and also has a very low coefficient of friction, whereby a friction between the Nebenauslassdrehschieber 11 and the fixed sealing sleeve 14 during operation of the axial piston machine 1 can be minimized. To further improve this, could also the metallic Nebenauslassdrehschieber 11 a coating 15 made of PTFE, whereby a particularly low friction can be achieved. In this case, in addition, the static friction is just as large as the sliding friction, so that the transition from standstill to movement takes place without jerk, which in particular when starting the axial piston machine 1 is of great advantage. Polytetrafluoroethylene is also suitable for the operation of the axial piston machine 1 occurring temperatures resistant. Of course, it is also conceivable that a composite material, in particular a plastic composite material, for the sealing sleeve 14 can be used, which preferably improves both the sealing properties and a friction between the Nebenauslassdrehschieber 11 and the sealing sleeve 14 reduced. For example, here also a fiber-reinforced plastic can be used.

Betrachtet man die Dichthülse 14 gemäß der 2, so kann man erkennen, dass diese einen metallischen Kern 16 aufweist, der beispielsweise als einfaches Rohr ausgebildet ist, und der mit Kunststoff 17 umspritzt ist. Ein derartiges Rohr bzw. ein derartiger metallischer Kern 16 erhöht dabei die Stabilität der Dichthülse 14 und erleichtert deren Montage im Gehäuse 2 der Axialkolbenmaschine 1. Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass die Dichthülse 14 komplett als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, wie dies beispielsweise gemäß der 1 dargestellt ist, wodurch eine vergleichsweise kostengünstige, zugleich aber qualitativ hochwertige Fertigung möglich ist. Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, weist die Dichthülse 14 einen Bund 18 auf, der als Radialkragen an einem Längsende der Dichthülse 14 nach außen absteht und der bei in die Axialkolbenmaschine 1 eingebauter Dichthülse 14 in eine zugehörige, gehäuseseitige Ausnehmung 19 eingreift. Hierdurch kann somit ein Anschlag geschaffen werden, der ein haptisches Signal übermittelt, sofern die Dichthülse 14 vollständig in das Gehäuse 2 und der Bund 18 vollständig in die Ausnehmung 19 eingeschoben ist.Looking at the sealing sleeve 14 according to the 2 So you can tell that these are a metallic core 16 has, for example, designed as a simple tube, and with plastic 17 is overmoulded. Such a tube or such a metallic core 16 increases the stability of the sealing sleeve 14 and facilitates their installation in the housing 2 the axial piston machine 1 , Alternatively, it is also conceivable that the sealing sleeve 14 completely formed as a plastic injection molded part, as for example according to the 1 is shown, whereby a comparatively inexpensive, but at the same time high-quality production is possible. Again 2 can be seen further, has the sealing sleeve 14 a covenant 18 on, as a radial collar at one longitudinal end of the sealing sleeve 14 protrudes outwards and in the axial piston machine 1 built-in sealing sleeve 14 in an associated, housing-side recess 19 intervenes. In this way, thus, a stop can be created, which transmits a haptic signal, provided that the sealing sleeve 14 completely in the case 2 and the covenant 18 completely in the recess 19 is inserted.

Um während der gesamten Betriebsdauer der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 1 zu gewährleisten, dass sich die Dichthülse 14 relativ zum Gehäuse 2 nicht verdreht und damit die Durchlassöffnungen 20 der Dichthülse 14 stets fluchtend den Entlüftungskanälen 13 der Zylinder 5 angeordnet sind, kann eine Verdrehsicherung 21 (vergleiche die 3 und 4) vorgesehen sein. Diese Verdrehsicherung 21 verhindert eine Verdrehung der Dichthülse 14 relativ zum Gehäuse 2 und weist beispielsweise am Bund 18 der Dichthülse 14 zumindest eine Ausnehmung 19’ auf, die bei in die Axialkolbenmaschine 1 eingebauter Dichthülse 14 mit einer Ausnehmung 19’’ im Gehäuse 2 fluchtet. Darüber hinaus vorgesehen ist zumindest ein Verdrehsicherungselement 22, gemäß der 3 sind insgesamt drei Verdrehsicherungselemente 22 vorgesehen, welche in eingebautem Zustand sowohl in die Ausnehmung 19’ der Dichthülse 14 als auch in die Ausnehmung 19’’ im Gehäuse 2 eingreifen und dadurch ein Verdrehen der Dichthülse 14 relativ zum Gehäuse 2 verhindern.To during the entire operating life of the axial piston machine according to the invention 1 to ensure that the sealing sleeve 14 relative to the housing 2 not twisted and thus the passage openings 20 the sealing sleeve 14 always in alignment with the ventilation channels 13 the cylinder 5 are arranged, can be a rotation 21 (compare the 3 and 4 ) be provided. This rotation lock 21 prevents twisting of the sealing sleeve 14 relative to the housing 2 and points, for example, to the federal government 18 the sealing sleeve 14 at least one recess 19 ' on, in the axial piston machine 1 built-in sealing sleeve 14 with a recess 19 '' in the case 2 flees. Furthermore at least one anti-rotation element is provided 22 , according to the 3 are a total of three anti-rotation elements 22 provided, which in the installed state both in the recess 19 ' the sealing sleeve 14 as well as in the recess 19 '' in the case 2 engage and thereby twisting the sealing sleeve 14 relative to the housing 2 prevent.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Verdrehsicherung 21 zumindest eine Nase 23 (vergleiche 4) am Bund 18 der Dichthülse 14 und zumindest eine zugehörige Ausnehmung 19’’ im Gehäuse 2 umfasst, wobei die zumindest eine Nase 23 vorzugsweise einstückig mit dem Bund 18 der Dichthülse 14 ausgebildet ist. Diese kann beispielsweise beim Kunststoffspritzgießen mit der Dichthülse 14 gemeinsam hergestellt werden. Gemäß der 4 sind dabei insgesamt drei Nasen 23 vorgesehen, wobei insbesondere eine nicht symmetrische Anordnung der Nasen 23 bzw. der Verdrehsicherungselemente 22 dazu beitragen kann, lediglich eine einzige Einbaulage der Dichthülse 14 im Gehäuse 2 zu erlauben, wodurch ein sogenanntes Poka Yoke-System geschaffen wird, was nicht nur die Montage vereinfacht, sondern zugleich auch die Fertigungsqualität erhöht.Alternatively, it can also be provided that the rotation 21 at least one nose 23 (see 4 ) at the federal government 18 the sealing sleeve 14 and at least one associated recess 19 '' in the case 2 includes, wherein the at least one nose 23 preferably in one piece with the waistband 18 the sealing sleeve 14 is trained. This can, for example, in plastic injection molding with the sealing sleeve 14 be made together. According to the 4 There are a total of three noses 23 provided, in particular a non-symmetrical arrangement of the lugs 23 or the anti-rotation elements 22 can help, only a single installation position of the sealing sleeve 14 in the case 2 allowing a so-called Poka Yoke system is created, which not only simplifies assembly, but also increases the quality of production.

Mit der erfindungsgemäßen Dichthülse 14 ist es somit möglich, einerseits den bereits langjährig bewährten metallischen Nebenauslassdrehschieber 11 weiter zu verwenden, der einfach und zuverlässig über einen Presssitz auf der Welle 3 montiert werden kann, und andererseits mit der zumindest teilweise aus Kunststoff ausgebildeten Dichthülse 14 einen zumindest geringfügigen Toleranzausgleich zu ermöglichen und zudem optimale Dichteigenschaften zu gewährleisten. Durch den von der Dichthülse 14 ermöglichten Toleranzausgleich muss auch nicht die bei einer rein metallischen Paarung zwischen metallischem Nebenauslassdrehschieber 11 und metallischem Gehäuse 2 hohe Fertigungsgenauigkeit eingehalten werden, wodurch sich die Kosten für die Axialkolbenmaschine 1 reduzieren lassen. Durch die Materialpaarung Metall und PTFE können darüber hinaus die tribologischen Eigenschaften des gesamten Systems deutlich verbessert werden, wobei die zumindest teilweise aus Kunststoff ausgebildete Dichthülse 14 auch ein Einlaufen, insbesondere ein Einschleifen, des metallischen Nebenauslassdrehschiebers 11 ermöglicht.With the sealing sleeve according to the invention 14 it is thus possible, on the one hand, the already proven for many years metallic Nebenauslassdrehschieber 11 continue to use the easy and reliable over a press fit on the shaft 3 can be mounted, and on the other hand with the at least partially made of plastic sealing sleeve 14 to allow at least a slight tolerance compensation and also to ensure optimum sealing properties. By the of the sealing sleeve 14 Allowing tolerance compensation does not have the same in a purely metallic pairing between metallic Nebenauslassdrehschieber 11 and metallic housing 2 high manufacturing accuracy are met, thereby reducing the cost of the axial piston machine 1 let reduce. In addition, the material combination of metal and PTFE, the tribological properties of the entire system can be significantly improved, wherein the at least partially formed of plastic sealing sleeve 14 also a shrinkage, in particular a grinding, of the metallic Nebenauslassdrehschiebers 11 allows.

Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 1 kann dabei Bestandteil eines Wärmerückgewinnungssystems 24 in einem nicht näher bezeichneten Kraftfahrzeug sein, so dass beispielsweise eine Erhitzung des Arbeitsmediums 7 beispielsweise mittels heißem Abgas einer Brennkraftmaschine erfolgt. Hierdurch ist es möglich, thermische Energie in mechanische Energie umzuwandeln und dadurch Energie rückzugewinnen.The axial piston machine according to the invention 1 can be part of a heat recovery system 24 be in an unspecified motor vehicle, so that, for example, a heating of the working medium 7 for example, by means of hot exhaust gas of an internal combustion engine. This makes it possible to convert thermal energy into mechanical energy and thereby recover energy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011118622 A1 [0002]

Claims

Axial piston machine ( 1 ), - with one in a housing ( 2 ) rotatably mounted rotor ( 3 ) with a wave ( 4 ), - with a ring around the rotor ( 3 ) arranged cylinders ( 5 ), in which pistons ( 6 ) are arranged translationally adjustable, - each cylinder ( 5 ) in a cylinder head ( 8th ) an inlet opening ( 9 ) and in the housing ( 2 ) at least one outlet opening ( 10 ), - with a rotation with the shaft ( 4 ) associated Nebenauslassdrehschieber ( 11 ) with a secondary outlet opening ( 12 ), the angle of rotation dependent with a respective venting channel ( 13 ) one of the cylinders ( 5 ) is connected to the vent, characterized in that - the secondary outlet rotary valve ( 11 ) is formed of metal, - that between the Nebenauslassdrehschieber ( 11 ) and the housing ( 2 ) a sealing sleeve ( 14 ), which is at least partially made of plastic ( 17 ) is trained.

Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the secondary outlet rotary valve ( 11 ) with the wave ( 4 ) is compressed.

Axial piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic ( 17 ) of the sealing sleeve ( 14 ) Polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE) or a composite plastic.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing sleeve ( 14 ) a covenant ( 18 ), with which it in a corresponding annular recess ( 19 ) on the housing ( 2 ) intervenes.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that an anti-rotation device ( 21 ) is provided, the rotation of the sealing sleeve ( 14 ) relative to the housing ( 2 ) prevented.

Axial piston machine according to claim 5, characterized in that the rotation lock ( 21 ) at least one nose ( 23 ) on the Bund ( 18 ) of the sealing sleeve ( 14 ) and at least one associated recess ( 19 ' ) in the housing ( 2 ).

Axial piston machine according to claim 6, characterized in that the at least one nose ( 23 ) in one piece with the collar ( 18 ) of the sealing sleeve ( 14 ) is trained.

Axial piston machine according to claim 5, characterized in that - the collar ( 18 ) of the sealing sleeve ( 14 ) at least one recess ( 19 ' ), which in when in the axial piston machine ( 1 ) built-in sealing sleeve ( 14 ) with a recess ( 19 '' ) in the housing ( 2 ) is aligned, - that at least one anti-rotation element ( 22 ) is provided, which in the installed state both in the recess ( 19 ' ) of the sealing sleeve ( 14 ) as well as in the recess ( 19 '' ) on the housing ( 2 ) intervenes.

Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that - the sealing sleeve ( 14 ) is designed as a plastic injection molded part, and / or - that the sealing sleeve ( 14 ) a metallic core ( 16 ) provided with plastic ( 17 ) is sprayed over.

Heat recovery system ( 24 ) in a motor vehicle with an axial piston machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 9.