(57)【要約】【課題】製造コストを低減し、かつ粉塵形成を低減して、シリンダブロックにおける高品質な軸受メタル層を製造することができるような、ハイドロスタティック式の押しのけ機械、特にアキシャルピストン機械のシリンダブロックにおける軸受メタル層を製造する方法を提供する。【解決手段】第１の製造ステップで、焼結粉末から、常温プレス過程によって形状安定的なグリーン体（３１）を製造し、続く第２の製造ステップで、常温プレス過程によって製造された前記グリーン体（３１）を前記シリンダブロック（３）上に焼結過程で焼結被着させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドロスタティック式の押しのけ機械（１）、特にアキシャルピストン機械のシリンダブロック（３）における軸受メタル層（Ｌ）を製造する方法であって、焼結過程で焼結粉末から前記軸受メタル層（Ｌ）を製造する方法において、
第１の製造ステップで、焼結粉末から、常温プレス過程によって形状安定的なグリーン体（３１）を製造し、続く第２の製造ステップで、常温プレス過程によって製造された前記グリーン体（３１）を前記シリンダブロック（３）上に焼結過程で焼結被着させる、特にアキシャルピストン機械のシリンダブロック（３）における軸受メタル層（Ｌ）を製造する方法。
【請求項２】
形状安定的な前記グリーン体（３１）を前記常温プレス過程で常温プレス機（３０）によって製造する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記常温プレス過程で、板状のグリーン体（３１）を製造する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記常温プレス過程を乾燥した焼結粉末によって行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記常温プレス過程で、プレス成形型（３２）に、予め規定された充填体積の焼結粉末を充填する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
次いで、上側のパンチ（３５）と下側のパンチ（３６）とから成るプレス工具に、所定のプレス力を加え、前記プレス工具の行程距離（Ｈ）を測定する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記所定のプレス力に対して前記プレス工具の行程距離（Ｈ）が変化した場合、焼結粉末の調量を行う、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記常温プレス過程後に、該常温プレス過程によって形成された前記グリーン体（３１）の重量を測定する、請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記常温プレス過程においてプレス過程を監視する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記常温プレス過程で得られた前記グリーン体（３１）を、焼結過程のために前記シリンダブロック（３）の端面に載置する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドロスタティック式の（流体静力学的な）押しのけ機械、特にアキシャルピストン機械のシリンダブロックにおける軸受メタル層を製造する方法に関し、該方法では、焼結過程で焼結粉末から軸受メタル層を製造するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルピストン機械又はラジアルピストン機械として形成することができるハイドロスタティック式の押しのけユニットでは、シリンダブロックと、制御面の領域におけるハウジング側の分配器との間の切換制御部に滑り軸受個所が形成されている。このような形式の押しのけユニットでは、ピストンと押しのけ室とを備えたシリンダブロックと、低圧接続部及び高圧接続部を備えているハウジング側の分配器との間で相対運動が生じる。ピストン穴と、従ってシリンダブロックにおける押しのけ室と、ハウジング側の分配器における低圧接続部及び高圧接続部との接続は、ピストン運動の死点を通る際に切り換えられる。この滑り軸受個所におけるシリンダブロックとハウジング側の分配器との間の良好な滑り特性及び僅かな摩耗を得るために、この切換制御部は、鋼若しくは鋳造材料から成る対向面を有したトライポロジ的に良好な層の材料対によって形成されている。この場合、トライポロジ的に良好な層として、軸受メタル材料を、シリンダブロックの端面に被着させることが公知である。
【０００３】
公知のハイドロスタティック式の押しのけユニットでは、相応の滑り軸受個所における鋼体から成る滑り軸受構成部分に軸受メタル層を、鋳造法による鋳込み又は焼結過程による焼結によって設けている。
【０００４】
独国特許出願公開２４３１２５４号明細書、独国特許出願公開第１０２００８０２７６９８号明細書、独国特許出願公開第１０２００８０２７７００号明細書により、軸受メタル層を焼結プロセスにより、ハイドロスタティック式の押しのけ機械のシリンダブロック端面に取り付けることが公知である。このために、シリンダブロックには、焼結リングから形成された型エレメントが載着され、この焼結リングによって形成された中空室に焼結粉末が充填される。この場合、２層の粉末注ぎにより軸受メタル層の特性を改善するために、相前後して行われる焼結粉末の２つの充填過程を行うことが既に公知である。次いで、充填された焼結粉末ばら物を圧縮機で圧縮し、焼結する。この過程は、１つの加圧焼結装置で、加圧と焼結温度までの加熱とを同時に利用しながら焼結を行うことにより、同時に行うことができる。この過程は、加圧焼結法とも言われる。
【０００５】
しかしながらこのような形式の製造法では、シリンダブロック上に載置された焼結リングによって形成される中空室の充填は、均一性に関して極めてばらつきがある。これにより、焼結粉末ばら物から焼結過程によりシリンダブロックに焼結された軸受メタル層の物理的特性はばらつきがあるものとなる。
【０００６】
さらに、加圧焼結の際には、焼結粉末ばら物を加圧焼結装置によって圧縮する力は制限されている。
【０００７】
さらに、シリンダブロック上に付与された焼結粉末ばら物を圧縮する際には、粉塵形成が著しく生じる。このような粉塵形成を減じるために、焼結粉末にエタノール又はグリコールを添加剤として添加することが公知である。しかしながら添加剤のエタノール又はグリコールは焼結粉末を高価なものとする。さらに、粉塵形成が多いと、粉塵により焼結粉末の損失となり、これにより製造コストがさらに高くなる。さらには粉塵形成が多いと、作業者は永続的に保護マスク装備を着用しなければならない。焼結粉末におけるこのような添加剤により、焼結粉末ばら物を圧縮する際の粉塵形成は減じることができるが、添加剤のエタノール又はグリコールは、焼結粉末ばら物の層品質に関して欠点をもたらす。特に、シリンダブロックの半径方向外側の縁部領域において、従って支持ウェブ領域において、粉末充填が不均一となる恐れがある。焼結粉末における添加剤のエタノール又はグリコールは、一方では、焼結リングへの充填過程の際に焼結粉末の流動性を妨げ、他方では相応の温度で焼結する際に気化するので、これにより小さな気泡が軸受メタル層に形成される。鉛を含有する青銅粉末として、例えば、銅混合物、錫混合物、鉛混合物として焼結粉末が形成されている場合、鉛は合金にはならず、分離した相として液状で存在しているので、焼結の際にこの中空室には鉛が充填され、これにより焼結された軸受メタル層では局所的な硬さの減少が生じる。全体として、公知の加圧焼結では、シリンダブロックに製造される軸受メタル層には品質的な問題が生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開２４３１２５４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０２７６９８号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００８０２７７００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、製造コストを低減し、かつ粉塵形成を低減して、シリンダブロックにおける高品質な軸受メタル層を製造することができるような、ハイドロスタティック式の押しのけ機械、特にアキシャルピストン機械のシリンダブロックにおける軸受メタル層を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は本発明によれば、第１の製造ステップで、焼結粉末から、常温プレス過程によって形状安定的なグリーン体を製造し、続く第２の製造ステップで、常温プレス過程によって製造されたグリーン体をシリンダブロック上に焼結過程で焼結被着させることにより解決される。
【発明の効果】
【００１１】
従って、本発明による製造方法では、焼結粉末から常温プレス過程で、形状安定的なグリーン体をプレス成形し、製造して、次いでこのグリーン体をシリンダブロック上に焼結プロセスで焼結する。シリンダブロックに付与された粉末ばら物を僅かな力によってしか圧縮しない公知の製造法とは異なり、本発明によれば、常温プレス過程で、先行技術の圧縮機よりも数倍高い圧力で焼結粉末から形状安定的なグリーン体を製造することができる。常温プレス過程で製造されたグリーン体は次いで、別の焼結過程でシリンダブロック上に焼結することができる。常温プレス過程は、シリンダブロックにおける軸受メタル層を製造する際に、粉塵形成が少なく、粉塵形成がより僅かであるという点で優れている。これにより作業員の負担は減じられ、焼結粉末の損失は減じられ、これにより良好な製造コストが得られる。さらには、常温プレス過程では、高品質かつ高い再現可能性を備えたグリーン体を製造することができ、これにより、シリンダブロックに製造される軸受メタル層の品質は高まる。
【００１２】
好適には、形状安定的なグリーン体を常温プレス過程で常温プレス機によって製造する。常温プレス機によれば、焼結粉末から形状安定的なグリーン体をプレス成形するために、僅かな手間で相応に高い力をかけることができる。
【００１３】
常温プレス過程で板状のグリーン体を製造するならば、焼結粉末の材料コストが僅かであるという点で利点が得られる。板状のグリーン体は、回転するシリンダブロックの寸法に適合させることができる粉末タブレットを形成する。
【００１４】
本発明の一態様によれば、常温プレス過程を乾燥した焼結粉末によって行うと特に好適である。本発明の方法では、常温プレス過程で焼結粉末からグリーン体を製造するために、乾燥した焼結粉末を使用することができ、従って、添加剤のエタノール又はグリコールを含まない焼結粉末を使用することができる。これにより、添加物を含まない安価に入手可能な焼結粉末によりコストを削減することができる。さらなる利点は、乾燥した焼結粉末は良好かつ一様に常温プレス機に設けられた型内へと注入されるので、乾燥した焼結粉末により常温プレス機における均一な充填が可能であることにある。これにより、改善された品質を有するシリンダブロックに形成される軸受メタル層の高い均質性が得られる。乾燥した焼結粉末が一様に流れることにより、さらに、軸受メタル層を製造するための焼結粉末量は先行技術の製造法よりも減じることができ、これによりさらなるコスト削減が得られる。
【００１５】
本発明の別の態様により、常温プレス過程で、プレス成形型に、予め規定された充填体積の焼結粉末を充填するならば、さらに利点が得られる。
【００１６】
次いで、上側のパンチと下側のパンチとから成るプレス工具に、所定のプレス力を加え、プレス工具の行程距離を測定する。
【００１７】
特に好適には、所定のプレス力にするプレス工具の行程距離が変化した場合、焼結粉末の後調量を行う。
【００１８】
常温プレス機によって充填体積は規定される。従って、プレス成形型に焼結粉末を充填した後に、所定のプレス力によってグリーン体を製造するためのプレス過程が行われる。この場合、プレス成形型と焼結粉末とは、所定のプレス力に達するまで、上側のパンチと下側のパンチとによって圧力を加えられる。このために必要なプレス工具のパンチの行程距離は、常温プレス機によって測定される。所定のプレス力及び所定の圧力に達するまでの行程距離が変化したならば、その後のグリーン体を製造する際に、充填体積を増大若しくは減少させることにより、常温プレス機によって焼結粉末を自動的に調量することができる。
【００１９】
これにより、焼結粉末のかさ密度のずれを検出し、補償することができる。これにより、シリンダブロックに製造される軸受メタル層の高く変わらない品質が得られる。
【００２０】
選択的には、常温プレス過程後に、常温プレス過程により製造されたグリーン体の重さが量られる。
【００２１】
重量測定過程によって常温プレス過程で形成されたグリーン体の質量を検出することにより、焼結粉末のかさ密度のずれを検出することができる。焼結粉末のかさ密度の変化が検出された場合、例えば焼結粉末の後調量といった相応の措置により、シリンダブロックに製造される軸受メタル層の変わらない高い品質を得ることができる。
【００２２】
好適には、常温プレス過程においてプレス成形過程が監視される。相応のセンサ機器によって、常温プレス過程を簡単に監視することができ、これにより常温プレス過程の高い再現可能性が得られ、変わらない高い品質を有したグリーン体を形成することができ、これは、シリンダブロックに製造される軸受メタル層の高い変わらない品質をもたらす。
【００２３】
本発明による製造法では、常温プレス過程で形成されたグリーン体を、焼結過程のためにシリンダブロックの端面に載置する。これにより、焼結過程のために粉末ばら物と共にシリンダブロックを取り扱わなければならない先行技術の製造方法に対して、本発明による製造法では、形状安定的なグリーン体を焼結過程のためにシリンダブロック上に載置すれば良いので、簡単かつ改善された構成部分の取り扱いが可能である。
【００２４】
以下に本発明の実施例を概略的に示した図面につき、本発明のさらなる利点と詳細を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による押しのけ機械を示す縦断面図である。
【図２】押しのけ機械のシリンダブロックにおける軸受メタル層の本発明による製造法を示す原理的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１には、本発明によるハイドロスタティック式の押しのけ機械１が縦断面図で示されている。図示した実施例では、本発明による押しのけ機械１の例として、斜板式のアキシャルピストン機械が示されている。
【００２７】
この押しのけ機械１は、回転軸線２を中心として回転可能に支持されたシリンダブロック３を有しており、このシリンダブロック３には、回転軸線２を中心として同心的に配置された複数のピストン穴４が設けられており、これらのピストン穴４は好適には円筒孔により形成されていて、これらのピストン穴４内にはそれぞれ１つのピストン５が長手方向摺動可能に支持されている。
【００２８】
ピストン５は、シリンダブロック３から突出する領域でスライドシュー６として形成されたそれぞれ１つの支持部材によって、回転軸線２の周りに相対回動不能に配置された斜板８によって形成されている、行程運動を生ぜしめる軌道７上に支持されている。
【００２９】
斜板８は、図１に示したように、押しのけ機械１のハウジング９に一体成形されているか、又は前記ハウジングに相対回動不能に取り付けることができ、この場合、押しのけ機械１は固定の押しのけ容積を有している。
【００３０】
選択的に、斜板８をその傾斜を調節することができるように配置することができ、これにより押しのけ機械１は可変の押しのけ容積を有する。
【００３１】
シリンダブロック３は、押しのけ機械１の軸方向で、軌道７とは反対側で、ハウジング側の分配器１０に支持されており、この分配器１０は制御面１１を形成している。制御面１１には、キドニ（腎臓）形あるいは繭形の制御穴が設けられており、この制御穴は、ハウジング９に設けられた入口通路１４と出口通路１３とをピストン穴４に接続させることができる。
【００３２】
分配器１０はディスク状の構成部分によって形成することができ、ハウジング９に、例えばハウジング９のハウジングカバー９ａに回動不能に取り付けることができる。選択的に、分配器１０をハウジング９に、例えばハウジング９のハウジングカバー９ａに一体成形することができ、これにより制御面１１の機能はハウジング９，９ａに組み込まれている。
【００３３】
制御面１１は、図示されたように扁平又は球面状に形成することもできる。
【００３４】
スライドシュー６は、ボールジョイントとして形成されたスライドシュージョイント２０によってそれぞれピストン５に接続されている。
【００３５】
シリンダブロック３には中央を貫通する孔が設けられており、この孔を通って、回転軸線２に対して同心的に配置された駆動軸２１がシリンダブロック３によってガイドされている。駆動軸２１は軸受２２，２３によってハウジング９，９ａに回転可能に支持されている。
【００３６】
シリンダブロック３は連行歯列２４によって駆動軸２１に相対回動不能に、ただし軸方向摺動可能に結合されている。さらに、シリンダブロック３を軸方向で制御面１１に押し付けて支持する、押圧ばね２５が図示されている。
【００３７】
押しのけ機械１では、回転するシリンダブロック３の端面と、ハウジング側の分配器１０との間に滑り軸受個所が形成されており、この個所には、摩擦及び摩耗を減じるために、軸受メタル層Ｌがシリンダブロック３の端面で配置されている。この軸受メタル層Ｌは、摩擦学的に良好な軸受メタル材料、例えば非鉄金属又は非鉄金属合金から成っている。
【００３８】
図２に示したように、常温プレス機３０において、第１の製造ステップで、焼結粉末、好適には添加物を含まない乾燥した焼結青銅粉末から、高圧下での常温プレス過程により形状安定的な板状のグリーン体３１が製造される。グリーン体３１は粉末タブレットを形成する。
【００３９】
常温プレス機３０は型３２を有しており、この型３２には、乾燥した焼結粉末が充填され、次いでグリーン体３１となるようにプレス成形される。常温プレス過程は、相応のセンサ機器を備えた設備監視装置３３によって監視される。
【００４０】
常温プレス機３０は、この場合、プレス成形型３２への焼結粉末の相応の充填体積を調量する。次いで、上側のパンチ３５と下側のパンチ３６とから成るプレス工具に、規定されたプレス力が負荷され、これにより、プレス成形型３２内にある焼結粉末に規定されたプレス圧が加えられる。この場合、常温プレス機３０によって、プレス工具のパンチ３５，３６の行程距離Ｈが測定される。
【００４１】
常温プレス機３０は、規定されたプレス力に対するプレス工具の行程距離Ｈに変化が生じた場合、次にグリーン体３１を製造する際に焼結粉末を調量して、充填体積を増大若しくは縮小するように形成されている。
【００４２】
続く第２の製造ステップでは、常温プレス法によって製造されたグリーン体３１を、焼結過程で、シリンダブロック３の端面上に焼結する。このためにグリーン体３１は、シリンダブロック３の端面上に置かれ、焼結装置３４内で焼結される。
【００４３】
軸受メタル層Ｌが設けられたシリンダブロック３の本発明による製造法は一連の利点を有している。
【００４４】
形状安定的なグリーン体３１の製造により、常温プレス、及びそれに続くシリンダブロック３上へのグリーン体３１の載置、及び焼結過程では、僅かな粉塵しか発生せず、これにより粉塵形成による焼結粉末の損失は僅かであり、シリンダブロック３における軸受メタル層Ｌの製造に関わる作業員の負荷は減じられる。
【００４５】
常温プレス過程のためには、安価な乾燥した焼結粉末を使用することができる。この焼結粉末は良好な流動性を有しており、均一に常温プレス機３０の所定の型３２内に流れ込むことができ、これにより型３２の均質な充填が得られる。設備監視装置３３及び相応のセンサ機器によって、常温プレス過程を監視することができ、再現可能である。これにより、変動の僅かな規定されたプレス成形過程により、焼結粉末の使用量を減じることができる。規定されたプレス力に到るまでの常温プレス機３０のパンチ３５，３６の行程を測定することにより、焼結粉末のかさ密度のずれを把握することができる。従って全体として、シリンダブロック３における軸受メタル層Ｌの高く変わらない品質が得られる。さらに、グリーン体３１の常温プレス過程により、サイクル時間を短くすることができる。グリーン体３１の製造後は、シリンダブロック３を製造する際の取り扱いが簡単になる。何故ならばグリーン体３１を取り扱いさえすれば良く、焼結過程のためにはシリンダブロック３上に載置すれば良いからである。
【符号の説明】
【００４６】
１  押しのけ機械、  ２  回転軸線、  ３  シリンダブロック、  ４  ピストン穴、  ５  ピストン、  ６  スライドシュー、  ７  軌道、  ８  斜板、  ９  ハウジング、  ９ａ  ハウジングカバー、  １０  分配器、  １１  制御面、  １３  出口通路、  １４  入口通路、  ２０  スライドシュージョイント、  ２１  駆動軸、  ２２，２３  軸受、  ２４  連行歯列、  ２５  押圧ばね、  ３０  常温プレス機、  ３１  グリーン体、  ３２  型、  ３３  設備監視装置、  ３４  焼結装置、  ３５  上側のパンチ、  ３６  下側のパンチ、  Ｈ  行程距離、  Ｌ  軸受メタル層
【図１】
2015074832.tif 000003
【図２】
2015074832.tif 000004