DE10190888T5 - Hydraulischer Druckwandler - Google Patents

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DE10190888T5
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rotor
pressure transducer
hydraulic pressure
cam
pump
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Withdrawn
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DE10190888T
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David C. Chillicothe Hale
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Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
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    • F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface

Abstract

Hydraulikdruckwandler (10) zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in einer Ausgangshydraulikleistung, wobei der Hydraulikdruckwandler (10) folgendes aufweist:
einen Nockenblock (26), der eine Nockenöffnung (30) aufweist, wobei ein Pumpenabschnitt (32) und ein Motorabschnitt (34) definiert werden, wobei der Pumpenabschnitt (32) mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß (42) und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß (44) aufweist, wobei der Motorabschnitt (34) mindestens einen Motoreinlaßanschluß (46) und mindestens einen Motorauslaßanschluß (48) aufweist; und
einen Rotor (28), der innerhalb der Nockenöffnung (30) angeordnet ist, und um eine Drehachse (58) drehbar ist, wobei der Rotor (28) eine Umfangsoberfläche (62) aufweist, eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen (64), die sich bei der Umfangsoberfläche (62) öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln (66), die jeweils in den Schlitzen (64) angeordnet sind, wobei der Rotor (28) und/oder der Nockenblock (26) relativ zum anderen Bauteil, d.h. dem Rotor (28) oder dem Nokkenblock (26) in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse (58) bewegbar...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hydraulikdruckwandler und insbesondere auf Hydraulikdruckwandler mit einem Rotor innerhalb einer Öffnung.
  • Technischer Hintergrund
  • Hydraulikdruckwandler werden verwendet, um einen Eingangsfluß von Hydraulikströmungsmittel mit einer ersten Flußrate und einem ersten Druck in einen Ausgangsfluß von Hydraulikströmungsmittel mit einer zweiten Flußrate und einem zweiten Druck umzuwandeln. Die Ausgangsflußrate und der Ausgangsdruck sind variabel, um einen variablen Ausgangsfluß und/oder einen variablen Ausgangsdruck zur Verwendung bei einer speziellen Anwendung zu liefern, wie beispielsweise bei einem hydrostatischen Getriebe.
  • Herkömmliche Hydraulikdruckwandler können ein Gehäuse mit einer drehbaren Trommel und einer darin angeordneten bewegbaren Anschlussplatte aufweisen. Die Anschlussplatte hat drei bogenförmige Schlitze, die selektiv eine Vielzahl von Anschlüssen in dem Gehäuse mit einer Vielzahl von Zylindern der Trommel bei der Drehung der Trommel während der Anwendung verbinden. Die Relativposition zwischen den Schlitzen in der Anschlussplatte und den Anschlüssen in dem Gehäuse definieren den Ausgangsdruck aus dem Hydraulikdruckwandler.
  • Beispiele von Hydraulikdruckwandlern wie oben beschrieben, werden offenbart im US-Patent Nr. 5,878,649 (Raab) ausgegeben am 9. März 1999 und der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zueigen; und in dem PCT-Dokument Nr. PCT/NL97/00084 (Achten) veröffentlicht am 28. August 1997.
  • Es ist auch bekannt einen Hydraulikdruckwandler mit einem Anschlußblock anstelle einer Anschlußplatte zwischen dem Gehäuse und der Trommel vorzusehen. Der Anschlussblock hat eine sphärische bzw. kugelförmige Oberfläche an jedem Ende davon, die an einer komplementär bzw. entgegengesetzt geformten sphärischen Oberfläche jeweils am Gehäuse und an der Trommel anliegt. Die kugelförmigen Oberflächen an jedem Ende des Anschlussblockes gestatteten eine geringfügige Verkippung oder ein Schwenken zwischen den Gehäuse, dem Anschlußblock und der Trommel, während gleichzeitig eine im wesentlichen abgedichtete Beziehung dazwischen beibehalten wird.
  • Obwohl diese während der Anwendung wirksam sind, tendieren Hydraulikdruckwandler mit einer drehbaren Trommel und einer Vielzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Zylindern, wie oben beschrieben, dazu relativ komplex und teuer in der Herstellung zu sein.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß eines Aspektes der Erfindung weist ein Hydraulikdruckwandler zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung einen Nockenblock mit einer Nockenöffnung auf, die einen Pumpenabschnitt und einen Motorabschnitt definiert. Der Pumpenabschnitt weist mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß auf. Der Motorabschnitt weist mindestens einen Motoreinlaßanschluß und mindestens einen Motorauslaßanschluß auf. Ein Rotor ist innerhalb der Nockenöffnung angeordnet und ist um eine Drehachse drehbar. Der Rotor weist eine Umfangsoberfläche auf, eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen, die sich an der Umfangsoberfläche öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln, die jeweils in den Schlitzen angeordnet sind. Der Rotor und/oder der Nockenblock sind relativ zueinander in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse bewegbar.
  • Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung weist eine Arbeitsmaschine einen Rahmen auf; eine Hydraulikarbeitseinheit und einen Hydraulikdruckwandler zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung. Der Hydraulikdruckwandler weist ein Gehäuse auf, das von dem Rahmen getragen wird, und einen Nockenblock, der verschiebbar innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der Nockenblock weist eine Nokkenöffnung auf, die einen Pumpenabschnitt und einen Motorabschnitt definiert. Der Pumpenabschnitt weist mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß auf. Der Motorabschnitt weist mindestens einen Motoreinlaßanschluß und mindestens einen Motorauslaßanschluß auf. Ein Rotor ist innerhalb der Nockenöffnung angeordnet und ist um eine Drehachse drehbar. Der Rotor weist eine Umfangsoberfläche auf, eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen, die sich zu der Umfangsoberfläche öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln, die jeweils in den Schlitzen angeordnet sind. Der Rotor und/oder der Nockenblock sind relativ zueinander in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse bewegbar.
  • Gemäß noch eines weiteren Aspektes der Erfindung weist ein Verfahren zum Betrieb eines Hydraulikdruckwandlers zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung folgende Schritte auf: Vorsehen eines Nockenblockes, der eine Nockenöffnung aufweist, die einen Pumpenabschnitt und einen Motorabschnitt definiert, wobei der Pumpenabschnitt mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß aufweist, wobei der Motorabschnitt mindestens einen Motoreinlaßanschluß und mindestens einen Motorauslaßanschluß aufweist; Positionieren eines Rotors innerhalb der Nockenöffnung, wobei der Rotor um eine Drehachse drehbar ist, wobei der Rotor eine Umfangsoberfläche aufweist, weiter eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen, die sich an der Umfangsoberfläche öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln, die jeweils in den Schlitzen angeordnet sind; Vorsehen eines Hydraulikströmungsmittelversorgungstankes, der strömungsmittelmäßig mit dem Pumpeneinlaßanschluß, dem Pumpenauslaßanschluß, dem Motoreinlaßanschluß und dem Motorauslaßanschluß verbunden ist; Drehen des Rotors innerhalb der Nockenöffnung, so dass das Hydraulikströmungsmittel durch sowohl den Pumpenabschnitt als auch den Motorabschnitt fließt; und Bewegung des Rotors und/oder des Nockenblockes relativ zueinander in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenschnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Hydraulikdruckwandlers der vorliegenden Erfindung, der an einer Arbeitsmaschine montiert ist, und zwar mit einer angebrachten Hydraulikarbeitseinheit und einem Eingabesteuersystem, die teilweise in schematischer Form gezeigt sind; und
  • 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Hydraulikdruckwandlers der 1, die einen von einer Vielzahl von Flügeln veranschaulicht, die von einem Rotor getragen werden, die mit einem Nockenblock in Eingriff stehen.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Hydraulikdruckwandlers 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt, der verwendet wird, um eine Eingangshydraulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung umzuwandeln, wie im folgenden detailliert beschrieben wird. Der Hydraulikdruckwandler 10 kann in Verbindung mit einer Arbeitsmaschine 12 verwendet werden, und liefert eine Hochdruckhydraulikausgangsleistung an die Hydraulikarbeitseinheit 14. Ein Eingabesteuersystem hat einen Sensor 16, eine Steuervorrichtung 18 und eine elektronische oder hydraulische oder mechanische Steuerbetriebsweise des Antriebs 20 des Hydraulikdruckwandlers 10, wie im folgenden genauer beschrieben wird.
  • Die Hydraulikarbeitseinheit 14 kann irgendeine Bauart einer Vorrichtung sein, die eine Hydraulikeingangsleistung erfordert, die von dem Hydraulikdruckwandler 10 geliefert wird. Wenn beispielsweise die Hydraulikarbeitseinheit 14 mit den Hydraulikanschlüssen des Hydraulikdruckwandlers 10 gekoppelt wird, wie in 1 gezeigt, wir eine Hydraulikeingabe mit hohem Druck und geringem Fluß zur Hydraulikarbeitseinheit 14 geliefert. Die Hydraulikarbeitseinheit 14 kann somit die Form eines hydrostatischen Getriebes haben, das eine hydraulische Leistungseingabe mit hohem Druck und geringem Fluß aufweist, wie von der Leitung 22 bezeichnet. Andere Bauarten von hydraulischen Arbeitseinheiten sind auch möglich.
  • Die Arbeitsmaschine 12 kann irgendeine geeignete Arbeitsmaschine sein, die eine Hydraulikarbeitseinheit 14 und einen Hydraulikdruckwandler 10 verwendet. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine 12 die Form eines Gabelstaplers, eines Arbeitstraktors, eines Motorfahrzeuges usw. haben. In 1 ist nur ein Teil des Rahmens der Arbeitsmaschine 12 zur Vereinfachung der Beschreibung veranschaulicht. Der Hydraulikdruckwandler 10 ist mit dem Rahmen der Arbeitsmaschine 12 gekoppelt und wird von diesem in geeigneter Weise getragen, wie beispielsweise durch Schrauben bzw. Bolzen, durch Schweißnähte oder irgendeine andere geeignete technische Anordnung.
  • Der Hydraulikdruckwandler 10 hat im allgemeinen ein Gehäuse 24, einen Nockenblock 26 und einen Rotor 28. Der Nockenblock 26 weist eine Nokkenöffnung 30 auf, die einen Pumpenabschnitt 32 und einen Motorabschnitt 34 definiert. Insbesondere hat der Nockenblock 26 ein Paar von Nokkenoberflächen 36 und 38, die durch ein paar von Übergangsflächen 39 verbunden sind, die jeweils den Pumpenabschnitt 32 und den Motorabschnitt 34 definieren. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Paar von Nokkenoberflächen 36 und 38 jeweils im allgemeinen symmetrisch auf jeder Seite einer Symmetrieebene 40 konturiert. Und das Paar von Übergangsflächen 39 erstreckt sich im allgemeinen parallel zur Symmetrieebene 40. Jedoch müssen abhängig von der speziellen Anwendung das Paar von Nok kenoberflächen 36 und 38 und das Paar von Übergangsflächen 39 nicht notwendigerweise symmetrisch auf jeder Seite oder parallel zur Symmetrieebene 40 positioniert sein.
  • Der Nockenblock 26 weist auch eine Vielzahl von Strömungsmittelanschlüssen auf, die mit dem Pumpenabschnitt 32 und dem Motorabschnitt 34 assoziiert sind. Insbesondere hat in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Nockenblock 26 einen einzigen Pumpeneinlaßanschluß 42 und einen einzigen Pumpenauslaßanschluß 44, der mit dem Pumpenabschnitt 32 assoziiert ist; und einen einzigen Motoreinlaßanschluß 46 und einen einzigen Motorauslaßanschluß 48, der mit dem Motorabschnitt 34 assoziiert ist. Der Pumpeneinlaßanschluß 42 und der Pumpenauslaßanschluß 44 erstrecken sich jeweils zu einer Nockenoberfläche 36 des Pumpenabschnittes 32 und sind in Strömungsmittelverbindung damit. Der Pumpeneinlaßanschluß 42 nimmt Hydraulikströmungsmittel von einem Hydraulikströmungsmittelversorgungstank (nicht gezeigt) auf, der von der Arbeitsmaschine 12 getragen wird. Der Pumpenauslaßanschluß 44 liefert Hydraulikströmungsmittel unter einem Zustand mit hohem Druck und niedrigem Fluß zur Hydraulikarbeitseinheit 14 über den Kanal 52 und die Leitung 22. In ähnlicher Weise erstrecken sich der Motoreinlaßanschluß 46 und der Motorauslaßanschluß 48 jeweils zur Nockenoberfläche 38 des Motorabschnittes 34 und sind in Verbindung damit.
  • Der Motoreinlaßanschluß 46 nimmt unter Druck gesetztes Hydraulikströmungsmittel über den Kanal 54 von einer Quelle für unter Druck gesetztes Hydraulikströmungsmittel auf, wie beispielsweise von einem Freikolbenverbrennungsmotor oder von einer getrennten Hydraulikversorgung, wie beispielsweise von einer (nicht gezeigten) Pumpe. Der Motorauslaßanschluß 48 lässt Hydraulikströmungsmittel über den Kanal 56 zum Hydraulikströmungsmittelversorgungstank aus.
  • In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Pumpeneinlaßanschluß 42, der Pumpenauslaßanschluß 44, der Motoreinlaßanschluß 46 und der Motorauslaßanschluß 48 jeweils konfiguriert, um benachbart zu den Kanälen 50, 52, 54 bzw. 56 zu enden. Jedoch können sich der Pumpeneinlaßanschluß 42, der Pumpenauslaßanschluß 44, der Motoreinlaßanschluß 46 und der Motorauslaßanschluß 48 zu irgendeiner geeigneten Umfangsstelle des Nockenblockes 22 erstrecken und dort enden, die eine ordnungsgemäße Strömungsmittelverbindung mit dem Hydraulikdruckwandler 10 gestattet. Es kann beispielsweise möglich sein, dass der Pumpeneinlaßanschluß 42, der Pumpenauslaßanschluß 44, der Motoreinlaßanschluß 46 und der Motorauslaßanschluß 48 sich zu einer Stelle an den Längsenden des Nockenblockes 26 erstrecken und dort enden. Natürlich kann die Strömungsmittelverbindung mit dem Hydraulikdruckwandler 10, die in dieser Weise konfiguriert ist, flexible Strömungsmittelkopplungen erfordern usw., und zwar zur ordnungsgemäßen Strömungsmittelverbindung mit dem Nockenblock 26.
  • Zusätzlich sind in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein einziger Einlassanschluss und ein einziger Auslaßanschluß in Verbindung mit dem Pumpenabschnitt 32 vorgesehen; und ein einziger Einlassanschluss und ein Auslaßanschluß sind in Verbindung mit dem Motorabschnitt 34 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Einlassanschlüsse und/oder Auslassanschlüsse in Verbindung mit dem Pumpenabschnitt 32 und/oder dem Motorabschnitt 34 vorzusehen. Zusätzlich kann die Größe des Pumpeneinlassanschlusses 42, des Pumpenauslassanschlusses 44, des Motoreinlassanschlusses 46 und des Motorauslassanschlusses 48 abhängig von der speziellen Anwendung variieren.
  • Der Rotor 28 ist innerhalb der Nockenöffnung 30 angeordnet und ist um eine Drehachse 58 drehbar, wie von dem Richtungspfeil 60 angezeigt. Der Rotor 28 weist eine Umfangsoberfläche 62 und eine Vielzahl von Schlitzen 64 auf, die sich zu der Umfangsoberfläche 62 hin öffnen und sich radial von dort nach innen zur Drehachse 58 erstrecken. Eine Vielzahl von Flügeln 66 (1 und 2) sind jeweils in den Schlitzen 64 angeordnet. Die Flügel 66 sind in einer radial nach außen weisenden Richtung unter Verwendung einer Vielzahl von Federn 68 vorgespannt, die innerhalb der jeweiligen Schlitze 64 angeordnet sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Feder 68 innerhalb jedes Schlitzes 64 angeordnet, es kann jedoch auch nötig oder wünschenswert sein, eine Vielzahl von Federn innerhalb eines jeden Schlitzes 64 vorzusehen. Zusätzlich ist jede Feder 68 als eine Druckfeder in dem gezeigten Ausführungsbeispiel konfiguriert. Jedoch können auch andere Bauarten von Vorspannvorrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise eine Elastomervorspannvorrichtung oder eine hydraulische Vorspannvorrichtung.
  • Der Nockenblock 26 ist relativ zum Rotor 28 bewegbar, um die Relativposition des Rotors 28 innerhalb jedes Pumpenabschnittes 32 und jedes Motorabschnittes 34 einzustellen. Insbesondere ist der Nockenblock 26 verschiebbar innerhalb eines ersten Kanals 70 und eines zweiten Kanals 72 angeordnet, die innerhalb des Gehäuses 24 ausgebildet sind. Der Nockenblock 26 ist mit dem mechanischen Antrieb 20 gekoppelt, wie schematisch von der gestrichelten Linie 74 angezeigt, um verschiebbar den Nockenblock 26 innerhalb der Kanäle 70 und 72 des Gehäuses 24 zu bewegen, wie von dem doppelköpfigen Richtungspfeil 76 angezeigt. Der mechanische Antrieb 20 ist elektrisch mit der Steuervorrichtung 18 über die Leitung 78 verbrunden, um selektiv die Position des Nockenblockes 26 innerhalb des Gehäuses 24 einzustellen. Die Steuervorrichtung 18 nimmt ein Signal vom Sensor 16 über die Leitung 80 auf, das eine Betriebscharakteristik der hydraulischen Arbeitseinheit 14 anzeigt. Beispielsweise kann der Sensor 16 ein Signal über die Leitung 80 zur Steuervorrichtung 18 übertragen, das die Belastung oder die Ausgangsdrehzahl der Hydraulikarbeitseinheit 14 darstellt. Die Steuervorrichtung 18 steuert den mechanischen Antrieb 20 abhängig vom Wert des Steuersignals, das vom Sensor 16 aufgenommen wird.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Während der Anwendung wird der Rotor 28, der „freilaufend„ ist, im Uhrzeigersinn 60 durch das hereinkommende Hydraulikströmungsmittel innerhalb der Nockenöffnung 30 des Nockenblockes 26 gedreht. Der Rotor 28 ist zu mindest teilweise sowohl innerhalb des Pumpenabschnittes 32 als auch des Motorabschnittes 34 innerhalb der Nockenöffnung 30 angeordnet. Die einzelnen Federn 68 halten jeden der Vielzahl von Flügeln 66 in Kontakt mit den Nockenoberflächen 36, 38 oder 39 der Nockenöffnung 30. Wenn sich der Rotor 28 mit einer Betriebsdrehzahl dreht, hilft die Zentrifugalkraft dabei, die Vielzahl von Flügeln 66 radial nach außen gegen eine benachbarte Nokkenoberfläche 36, 38 oder 39 vorzuspannen. Unter Druck gesetztes Hydraulikströmungsmittel tritt in den Motorabschnitt 34 durch den Motoreinlaßanschluß 46 ein und übt eine Drehkraft gegen die Flügel 66 aus, was die Drehung des Rotors 28 im Uhrzeigersinn 60 bewirkt. Das Hydraulikströmungsmittel läuft durch den Motorauslaßanschluß 48 aus und kehrt zurück zum Hydraulikströmungsmittelversorgungstank. Zusätzlich mag es auch möglich sein, zumindest einen Teil des Strömungsmittels, das durch den Motorauslaßanschluß 48 zur Einlassseite des Pumpeneinlassanschlusses 42 austritt, zu transportieren, was den Fluß des Hydraulikströmungsmittels in den Einlassanschluss 42 des Pumpenabschnittes 32 hilft.
  • Der Pumpeneinlaßanschluß 42 nimmt Hydraulikströmungsmittel vom Hydraulikströmungsmittelversorgungstank und/oder vom Motorauslaßanschluß 48 mit einem ersten Druck auf. Wenn der Rotor 28 sich weiter dreht, bewirkt der Widerstand der Arbeit, dass der Druck auf ein bestimmtes Niveau ansteigt, was zur Folge hat, dass der Druck des Hydraulikströmungsmittels darin vergrößert wird. Somit wird das Hydraulikströmungsmittel mit einem höheren Druck durch den Pumpenauslaßanschluß 44 ausgelassen. Das Hochdruckhydraulikströmungsmittel fließt dann durch den Kanal 52 und die Leitung 22 zur Hydraulikarbeitseinheit 14, um hydraulische Eingangsleistung dorthin zu liefern. In dieser Anwendung werden Betriebscharakteristiken, wie beispielsweise die Belastung, die Ausgangsdrehzahl usw. vom Sensor 16 abgefühlt, der wiederum ein Signal über die Leitung 80 zur Steuervorrichtung 18 zur Rückkoppelungssteuerung der Position des Nockenblockes 26 innerhalb des Gehäuses 24 überträgt. Als eine Alternative jedoch könnte auch eine Vorrichtung mit fester Übersetzung eingesetzt werden.
  • Der Hydraulikdruckwandler 10 der vorliegenden Erfindung sieht eine einfache und wirksame Vorrichtung vor, um Hydraulikeingangsleistung mit einem ersten Druck und einer ersten Flußrate in eine Hydraulikausgangsleistung mit einem höheren Druck und einer niedrigeren Flußrate umzuwandeln. Falls er umgekehrt bzw. umgeschaltet wird, könnte der Wandler 10 zusätzlich verwendet werden, um einen niedrigeren Druck und eine höhere Flußrate zu liefern. Durch Vorsehen eines Rotors mit sich radial erstreckenden Schlitzen und darin angeordneten Flügeln können Kammern mit diskretem bzw. getrenntem Druck leicht und kostengünstigen innerhalb der Nockenöffnung 30 des Nockenblockes 26 ausgebildet werden. Zusätzlich sieht das Verschieben des Nockenblockes 26 innerhalb des Gehäuses 24 eine leichte, genaue und kostengünstige Positionierung und Steuerung des Ausgangsdruckes und der Ausgangsflußrate vom Hydraulikdruckwandler 10 vor.
  • Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
  • Zusammenfassung Hydraulikdruckwandler
  • Ein Hydraulikdruckwandler zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung weist einen Nockenblock auf, der eine Nockenöffnung aufweist, die einen Pumpenabschnitt und einen Motorabschnitt definiert. Der Pumpenabschnitt weist mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß auf. Der Motorabschnitt weist mindestens einen Motoreinlaßanschluß und mindestens einen Motorauslaßanschluß auf. Ein Rotor ist innerhalb der Nockenöffnung angeordnet und ist um eine Drehachse drehbar. Der Rotor weist eine Umfangsoberfläche auf, eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen, die sich bei der Umfangsoberfläche öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln, die jeweils in den Schlitzen angeordnet sind. Der Rotor und/oder der Nokkenblock sind relativ zueinander in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse bewegbar.

Claims (17)

  1. Hydraulikdruckwandler (10) zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in einer Ausgangshydraulikleistung, wobei der Hydraulikdruckwandler (10) folgendes aufweist: einen Nockenblock (26), der eine Nockenöffnung (30) aufweist, wobei ein Pumpenabschnitt (32) und ein Motorabschnitt (34) definiert werden, wobei der Pumpenabschnitt (32) mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß (42) und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß (44) aufweist, wobei der Motorabschnitt (34) mindestens einen Motoreinlaßanschluß (46) und mindestens einen Motorauslaßanschluß (48) aufweist; und einen Rotor (28), der innerhalb der Nockenöffnung (30) angeordnet ist, und um eine Drehachse (58) drehbar ist, wobei der Rotor (28) eine Umfangsoberfläche (62) aufweist, eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen (64), die sich bei der Umfangsoberfläche (62) öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln (66), die jeweils in den Schlitzen (64) angeordnet sind, wobei der Rotor (28) und/oder der Nockenblock (26) relativ zum anderen Bauteil, d.h. dem Rotor (28) oder dem Nokkenblock (26) in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse (58) bewegbar sind.
  2. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 1, wobei der Nockenblock (26) relativ zum Rotor (28) so bewegbar ist, dass eine Relativposition des Rotors (28) in sowohl dem Pumpenabschnitt (32) als auch dem Motorabschnitt (34) selektiv eingestellt wird.
  3. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 2, der ein Gehäuse (24) aufweist, wobei der Nockenblock (26) verschiebbar innerhalb des Gehäuses (24) angeordnet ist.
  4. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 3, der einen mechanischen Antrieb (20) aufweist, der mit dem Nockenblock (26) gekoppelt ist, um den Nockenblock (26) innerhalb des Gehäuses (24) verschiebbar zu bewegen, und eine Steuervorrichtung (18), die mit dem Antrieb gekoppelt ist und seinen Betrieb steuert.
  5. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 1, wobei die Nockenöffnung (30) anschließende Nockenoberflächen (36, 38) aufweist, die eine Symmetrieebene (40) definieren, wobei der Nockenblock (26) relativ zum Rotor (28) in enteggengesetzten Richtungen im allgemeinen parallel zur Symmetrieebene (40) bewegbar ist.
  6. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 1, wobei jeder der Vielzahl von Flügeln (66) in einer radial auswärtigen Richtung vorgespannt ist.
  7. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 6, der eine Vielzahl von Federn (68) aufweist, die jeweils in den Schlitzen (64) angeordnet sind, wobei jede Feder mit einem entsprechenden Flügel in der radial auswärtigen Richtung in Eingriff steht und diesen vorspannt.
  8. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Pumpeneinlaßanschluß (42) einen einzigen Pumpeneinlaßanschluß (42) aufweist, und wobei der mindestens eine Pumpenauslaßanschluß (44) einen einzigen Pumpenauslaßanschluß (44) aufweist, wobei der mindestens eine Motoreinlaßanschluß (46) einen einzigen Motoreinlaßanschluß (46) aufwiest, und wobei der mindestens eine Motorauslaßanschluß (48) einen einzigen Motorauslaßanschluß (48) aufweist.
  9. Arbeitsmaschine (12), die folgendes aufweist: einen Rahmen; eine Hydraulikarbeitseinheit (14); und einen Hydraulikdruckwandler (10) zur Umwandlung einer Eingangshy draulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung, wobei der Hydraulikdruckwandler (10) folgendes aufweist: ein Gehäuse (24), das vom Rahmen getragen wird; einen Nockenblock (26), der verschiebbar innerhalb des Gehäuses (24) angeordnet ist, wobei der Nockenblock (26) eine Nockenöffnung (30) aufweist, wobei ein Pumpenabschnitt (32) und ein Motorabschnitt (34) definiert werden, wobei der Pumpenabschnitt (32) mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß (42) und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß (44) aufweist, wobei der Motorabschnitt (34) mindestens einen Motoreinlaßanschluß (46) und mindestens einen Motorauslaßanschluß (48) aufweist, wobei der Pumpenauslaßanschluß (44) und/oder der Motorauslaßanschluß (48) mit der Hydraulikarbeitseinheit (14) gekoppelt sind; und einen Rotor (28), der innerhalb der Nockenöffnung (30) angeordnet ist und um eine Drehachse (58) drehbar ist, wobei der Rotor (28) eine Umfangsoberfläche (62) aufweist, weiter eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen (64), die sich an der Umfangsoberfläche (62) öffnen, und eine Vielzahl von Flügeln (66), die jeweils in den Schlitzen (64) angeordnet sind, wobei der Rotor (28) und/oder der Nockenblock (26) relativ zum anderen Bauteil, d.h. dem Rotor (28) oder dem Nokkenblock (26) in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse (58) bewegbar sind.
  10. Hydraulikdruckwandler (10), nach Anspruch 9, wobei der Nockenblock (26) relativ zum Rotor (28) so bewegbar ist, dass eine Relativposition des Rotors (28) in sowohl dem Pumpenabschnitt (32) als auch dem Motorabschnitt (34) selektiv eingestellt wird.
  11. Hydraulikdruckwandler (10), nach Anspruch 9, der einen mechanischen Antrieb (20) aufweist, der mit dem Nockenblock (26) gekoppelt ist, um veschiebbar den Nockenblock (26) innerhalb des Gehäuses (24) zu bewegen, und wobei eine Steuervorrichtung (18) mit dem Antrieb gekoppelt ist und dessen Betrieb steuert.
  12. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 9, wobei die Nockenöffnung (30) anschließende Nockenoberflächen (36, 38) aufweist, die eine Symmetrieebene (40) definieren, wobei der Nockenblock (26) relativ zum Rotor (28) in entgegengesetzten Richtungen im allgemeinen parallel zur Symmetrieebene (40) bewegbar ist.
  13. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 9, wobei jeder der Vielzahl von Flügeln (66) in einer radial auswärtigen Richtung vorgespannt wird.
  14. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 13, der eine Vielzahl von Federn (68) aufweist, die jeweils in den Schlitzen (64) angeordnet sind, wobei jede der Federn mit einem entsprechenden Flügel in Eingriff steht und diesen in radial auswärtiger Richtung vorspannt.
  15. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 9, der einen Hydraulikströmungsmittelversorgungstank aufweist, der strömungsmittelmäßig sowohl mit dem Pumpeneinlaßanschluß (42) als auch dem Pumpenauslaßanschluß (44) als auch dem Motoreinlaßanschluß (46) als auch dem Motorauslaßanschluß (48) verbunden ist.
  16. Verfahren zum Betrieb eines Hydraulikdruckwandlers (10) zur Umwandlung einer Eingangshydraulikleistung in eine Ausgangshydraulikleistung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Vorsehen eines Nockenblockes (26), der eine Nockenöffnung (30) aufweist, wobei ein Pumpenanschnitt (32) und ein Motorabschnitt (34) definiert werden, wobei der Pumpenabschnitt (32) mindestens einen Pumpeneinlaßanschluß (42) und mindestens einen Pumpenauslaßanschluß (44) aufweist, wobei der Motorabschnitt (34) mindestens einen Motoreinlaßanschluß (46) und mindestens einen Motorauslaßanschluß (48) aufweist; Positionieren eines Rotors (28) innerhalb der Nockenöffnung (30), wobei der Rotor (28) um eine Dreh achse (58) drehbar ist, wobei der Rotor (28) eine Umfangsoberfläche (62) aufweist, weiter eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen (64), die sich an der Umfangsoberfläche (62) öffnen, und eine Vielzahl von Ventilen (66), die jeweils in den Schlitzen (64) angeordnet sind; Vorsehen eines Hydraulikströmungsmittelversorgungstankes, der strömungsmittelmäßig mit sowohl dem Pumpeneinlaßanschluß (42) als auch dem Pumpenauslaßanschluß (44) als auch dem Motoreinlaßanschluß (46) als auch dem Motorauslaßanschluß (48) verbunden ist; Drehen des Rotors (28) innerhalb der Nockenöffnung (30), so dass das Hydraulikströmungsmittel durch sowohl den Pumpenabschnitt (32) als auch den Motorabschnitt (34) fließt; und Bewegung des Rotors (28) und/oder des Nockenblockes (26) relativ zum anderen Teil, nämlich dem Rotor (28) oder dem Nockenblock (26) in mindestens einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur Drehachse (58).
  17. Hydraulikdruckwandler (10) nach Anspruch 16, wobei die Nockenöffnung (30) angrenzende Nockenoberflächen (36, 38) aufweist, die eine Symmetrieebene (40) definieren, wobei der Bewegungsschritt die Bewegung des Nockenbblockes (36) in entgegengesetzten Richtungen im allgemeinen parallel zur Symmetrieebene (40) aufweist.
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