DE102009006880B3 - Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine - Google Patents

Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102009006880B3
DE102009006880B3 DE200910006880 DE102009006880A DE102009006880B3 DE 102009006880 B3 DE102009006880 B3 DE 102009006880B3 DE 200910006880 DE200910006880 DE 200910006880 DE 102009006880 A DE102009006880 A DE 102009006880A DE 102009006880 B3 DE102009006880 B3 DE 102009006880B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
servo
pressure
hydraulic machine
machine according
elastic component
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200910006880
Other languages
English (en)
Inventor
Jaromir Tvaruzek
Carsten Fiebing
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.)
Danfoss Power Solutions GmbH and Co OHG
Original Assignee
Sauer Danfoss GmbH and Co OHG
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 Sauer Danfoss GmbH and Co OHG filed Critical Sauer Danfoss GmbH and Co OHG
Priority to DE200910006880 priority Critical patent/DE102009006880B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009006880B3 publication Critical patent/DE102009006880B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/10Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
    • F01B3/101Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with stationary cylinders
    • F01B3/102Changing the piston stroke by changing the position of the swash plate

Abstract

Es wird eine Hydraulikmaschine mit einer hydraulischen Servoverstelleinrichtung beschrieben mit einem in einem Servozylinder angeordneten Servozylinder, zwischen welchem ein Druckraum ausgebildet ist. Der Servokolben überträgt bei Druckänderung im Druckraum eine Verstellkraft auf einen Servoarm. Druckschwankungen in der Servoverstelleinrichtung werden von einem im Druckraum angeordneten elastischen Bauelement aufgenommen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servoverstelleinrichtung für eine Hydraulikmaschine umfassend einen in einem Servozylinder befindlichen Servokolben, der bei Druckänderung in der Verstelleinrichtung mittels eines mit dem Servokolben verbundenen Servoarms das Fördervolumen der Hydraulikmaschine verändert.
  • Bei hydraulischen Maschinen wird hydraulische Leistung in mechanische Leistung umgewandelt oder umgekehrt. Leistung ist das Produkt aus Druck mal Förderstrom. Dazu wird beispielsweise durch druckbeaufschlagte Hubbewegung eines in einem rotierenden Zylinderblock angeordneten Arbeitskolbens der Zylinderblock in Bewegung gesetzt und dadurch der Antrieb der Maschine realisiert.
  • Bei den bekannten hydrostatischen Verstelleinheiten, die bspw. mit Schrägscheibe oder Schrägachse als hydraulische Pumpen oder Motoren im Hydraulikkreis arbeiten, sind die Verdrängerkolben in Zylindern eines Zylinderblocks geführt und rotieren um eine An- oder Abtriebswelle der Verstelleinheit. Während der Rotation stützen sich die Verdrängerkolben mittels Gleitschuhen auf der Schrägscheibe ab, wobei bei jedem 360°-Umlauf jeder Verdrängerkolben einen vollständigen Hub ausführt. Die Schrägscheibe weist dazu bspw. eine ebene Lauffläche auf, auf welcher die Gleitschuhe gleiten, mit denen die Verdrängerkolben gelenkig verbunden sind.
  • Die Schrägscheibe/Schrägachse ist mittels eines Servosystems derart verschwenkbar, dass sich die Winkelposition der Schrägscheibe/Schrägachse gegenüber der Hubrichtung der Verdrängerkolben ändert. Damit verändert sich auch deren Hub und der durch die Pumpe erzeugbare bzw. der durch den Motor aufnehmbare Druck und Volumenstrom. Die zur Änderung des Schwenkwinkels der Schrägscheibe/Schrägachse erforderliche Kraft wird durch das Servosystem in der Regel hydraulisch erzeugt. Zu diesem Zweck steht die Schrägscheibe mit einem oder mehreren Servokolben in Verbindung, die in entsprechenden Servozylindern geführt und mit Druck beaufschlagbar sind. Die hierdurch bewirkte Verstellung des Servokolbens wird mittels eines Servoarms üblicherweise mechanisch auf die Schrägsscheibe/Schrägachse übertragen, die auf diese Weise verschwenkt wird.
  • Die Größe der Hubbewegung der Arbeitskolben beruht beispielsweise bei einer Axialkolbenmaschine auf der Winkelstellung der Schrägscheibe. Dabei werden Druckschwankungen aufgrund von Lastwechselvorgängen einer Arbeitsmaschine, aufgrund von Pulsationen durch den umlaufenden Verdrängerkolben, aufgrund der Regelung der Winkelstellung, aufgrund wechselseitiger Beeinflussung mehrerer Verbraucher in einem Hydraulikkreis, o. ä. von der Schrägscheibe bzw. der Schrägachse in Form von Vibrationen an den Servokolben weitergeleitet. Diese Vibrationen führen zu einer erheblichen mechanischen Beanspruchung der Bauteile und auch zu verstärkter Geräuschemission. Dabei liegt der Hauptfrequenzbereich bei der doppelten Kolbenfrequenz, da jeder Kolben während einer Umdrehung zwei Druckwechselvorgängen unterliegt.
  • Störende Druckschwankungen im Druckraum der Servoverstelleinrichtung können aber auch dadurch auftreten, dass das Servoventil im geöffneten Zustand solche Druckschranken, die bspw. in anderen Teilbereichen einer hydraulischen Maschine entstanden sind, passieren lässt oder generiert selbst Druckschwankungen im Servohydraulikkreis durch bspw. schnell hintereinander erfolgende Öffnungs- und Schließbewegungen aufgrund von Regeleingriffe zum Steuern der Hydraulikmaschine.
  • Bei Dämpfungselementen aus dem Stand der Technik handelt es sich im Wesentlichen um Dämpfungselemente, die aufgrund ihres Aufbaus zusammen mit einer in unmittelbarer Nähe der Kolbenendposition im Zylinder liegenden Öffnung arbeiten, und auf diese Weise Druckspitzen, die speziell am Hubende auftreten und über den Systemdruck hinausgehen, zumindest teilweise vermeiden. Jedoch kann nur vermindert auf zusätzlich auftretende Vibrationen oder Druckschwankungen im Teilhubbetrieb reagiert werden, so dass es im System zu den oben beschriebenen Komplikationen kommt. insbesondere soll im Stand der Technik ein Anschlagen des Kolbens an die Zylinderwand gedämpft werden. Die DE 1 947 641 C , die US 5 022 310 A , die US 3 955 475 A und die US 3 063 381 A zeigen verschiedene Hydraulikmaschinen mit unterschiedlichen Dämpfungselementen.
  • Weitere bekannte Arten der Dämpfung aus dem Stand der Technik befassen sich mit der Versteifung des Servoarms bevorzugt an der Stelle, an der dieser mit dem Servokolben verbunden ist. Auf diese Weise können Druckschwankungen begrenzt abgefangen werden. Jedoch ist dabei darauf zu achten, dass der Grad an Versteifung, also die Steifigkeit, an die Eigenschaften des jeweiligen Servosystems angepasst sein muss. Je mehr und je höher die Druckschwankungen sind, welche aufgenommen bzw. abgefangen werden sollen, desto steifer muss der Servoarm sein. Las hat zur Folge, dass der Servoarm nicht nur schwerer wird, sondern auch in seinem Querschnitt zunimmt, was für das System als solches nicht von Vorteil ist. Ebenso nimmt die Elastizität des Servoarms und somit seine inhärente Eigenschaft, Vibrationen zu dämpfen, ab.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Dämpfung zu ermöglichen, welche schnell und flexibel auf alle Arten von Druckänderungen reagieren kann ohne dabei den Aufbau eines Servosystems maßgeblich verändern zu müssen. Die Dämpfung sollte dabei einzeln auftretende Druckspitzen sowie periodisch auftretende Druckschwankungen gleichermaßen abdämpfen können, einfach aufgebaut und kostengünstig in ihrer Herstellung sein. Ferner sollten bereits bestehende Servosysteme nachgerüstet werden können. Die Dämpfung soll ferner auch in anderen Hydraulikkreisläufen einsetzbar sein.
  • Die Aufgabe wird durch eine Hydraulikmaschine mit einer Servoverstelleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Es handelt sich um ein Servosystem bestehend aus einem in einem Servozylinder angeordneten Servokolben, der bei Druckänderung in einem Druckraum des Systems eine Verstellkraft auf einen Servoarm überträgt. Dabei werden gleichzeitig die im System auftretenden Druckschwankungen, die bspw. vom Servoarm auf den Servokolben übertragen werden von einem elastischen Bauelement gedämpft.
  • Das elastische Bauelement kann dabei sowohl am Kolbenkopf oder in bzw. an einer inneren Wandung des Servozylinders des Druckraums angeordnet sein. Das elastische Bauelement ist so ausgestaltet, dass es bei Druckerhöhung in der Druckkammer entweder elastisch komprimiert, d. h. zusammengedrückt, wird und dabei eine Volumenverringerung erfährt und/oder elastisch in seiner Gestalt verformt wird und so potentielle Federenergie speichert. Sinkt der Druck in derselben Zylinderkammer wieder ab, so dehnt sich das elastische Bauelement wieder aus und/oder bewegt sich in seine Ausgangsform zurück. Damit ist eine für die Dämpfung der kurzfristigen Druckschwankung/Druckspitze notwendige Volumenausdehnung/Volumenverringerung/elastisch reversible Verformung in der Servozylinderkammer sichergestellt, bei gleichzeitig minimalstem Einfluss auf den Servokolben. Mit anderen Worten, die Dämpfung der temporären Druckveränderung wird durch reversible Verformung des elastischen Bauelements bewerkstelligt.
  • Bei länger anhaltender Druckveränderung stellt sich ein Gleichgewicht zwischen dem an der Druckkammer anliegendem Druck und dem in der Kammer herrschenden Druck ein, unterstützt durch das elastische Bauelement. Der Servokolben wird, im Falle einer kontinuierlichen Druckerhöhung in Richtung aus dem Zylinder heraus bewegt. Im Falle einer kontinuierlichen Druckabsenkung, was einer bei einem Doppelkolben einer Druckerhöhung auf der anderen Kolbenseite entspricht, bewegt sich der Servokolben in das Innere des Servozylinders hinein und verkleinert so den Druckraum. Die wechselseitige Bewegung der Kolben findet solange statt bis an den beiden Kolbenseiten der gleiche Druck anliegt.
  • In an sich bekannter Bauweise weist die hydraulische Maschine einen Zylinderblock auf, in welchem Verdrängerkolben geführt sind. Im Falle einer Axialkolbenmaschine stützen sich die Verdrängerkolben mit ihren Gleitschuhen an einer Schrägscheibe ab, deren Winkelposition verschwenkbar ist.
  • Die Winkelstellung der Schrägscheibe, welche für die durch Umsetzung in eine Drehung bspw. lineare Bewegung der Arbeitskolben zuständig ist, wird durch eine Schrägscheibenverstelleinrichtung in Position gebracht. Bei dieser Verstelleinrichtung handelt es sich üblicherweise um einen in einem Servozylinder eingebetteten Servokolben, und einem Servoarm, der wiederum mit dem Servokolben und der Schrägscheibe verbunden ist. Durch ein Steuersignal wird eine Druckänderung im Servosystem herbeigeführt. Dabei wirkt sich die Druckänderung im Druckraum, der durch den Servozylinder und den Servokolben gebildet wird, auf den Servokolben aus und verschiebt diesen, so dass der mit dem Servokolben und mit der Schrägscheibe verbundene Servoarm die Schrägscheibe in ihrer Auslenkung verändert. Dabei kann z. B. durch eine Positionsrückführeinrichtung der Schwenkscheibe ein Winkel gezielt geregelt werden.
  • Anhand des Aufbaus des Servokolbens der vorliegenden Erfindung wird ermöglicht, dass anhand des Einsatzes eines elastischen Bauteils, bspw. innerhalb eines jeden der beiden Servokolbenköpfe, die Druckschwankungen und Druckspitzen, die nicht von der einer gewollten Druckänderung stammen, im Servosystem vollständig durch Dämpfung abgefangen werden können, so dass hieraus resultierende Störungen oder negativen Einflüsse für die nachfolgenden Bauteile des Servosystems oder der Hydraulikmaschine vermieden werden.
  • Bei dem Kolben gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Servokolben, der bspw. als einteiliger Kolben ausgebildet und doppelt wirkend ist, so dass zwei druckbeaufschlagte Kolbenflächen vorhanden sind. Jedoch kann dies auch durch zwei Einzelkolben realisiert werden, die jeweils einem Servozylinder zugeordnet sind. Vorzugsweise ist jeder druckbeaufschlagten Kolbenfläche eine elastisch verformbare Baugruppe zugeordnet. Dabei, wie oben bereits erläutert, kann die elastische Baugruppe auch einer Zylinderinnenwand zugeordnet sein.
  • Die Funktionssicherheit/Laufruhe einer Hydraulikeinheit mit Servosystems kann sowohl aufgrund von Druckschwankungen in der Servoleitung, aufgrund von Vibrationen ausgehend von den Arbeitskolben, oder auch aufgrund von hohen und hochdynamischen Fluiddruckänderun gen beeinflusst werden. Durch die erfindungsgemäße elastisch variable Ausgestaltung der Volumina der Druckräume der Servoverstelleinheit können solche Druchschwankungen ebenso abgefangen werden, wie Vibrationen die von der Schrägscheibe durch die umlaufenden Arbeitskolben der hydraulischen Verdrängungsmaschine auf die Schrägscheibe und somit auf den Servoarm und weiter in die Druckräume übertragen werden.
  • Ebenso kann das Servosystem auch dadurch ungewollt belastet werden, dass bei hohen Druckänderungen oder bei hohen Druckeinstellungen, die Arbeitskolben, welche mittels Gleitschuhen mit der Schrägscheibe verbunden sind, Vibrationen erfahren, die über die Schrägscheibe auf den Servoarm und weiter auf den Servokolben wirken und so die Druckverhältnisse innerhalb der Druckräume des Servosystems negativ beeinflussen. Solche Druck-/Kraft-Änderungen auf den Arbeitskolben sind umso stärker ausgeprägt, je ausgelenkter die Schrägscheibe in die eine oder andere Richtung ist, und je mehr Leistung der Hydraulikmaschine abverlangt bzw. auf diese aufgebracht wird.
  • Aber auch im konstanten Teillastbetrieb der Hydraulikmaschine können durch das erfindungsgemäße Einbringen einer elastischen Baugruppe in den Druckraum Druckschwankungen, Druckspitzen oder periodisch auftretende Pulsationen im Druckraum eliminiert werden, so dass ein ruhiger Konstantlauf der Hydraulikmaschine erreicht wird. Speziell beim Bediener einer Arbeitsmaschine mit einer Hydraulikmaschine mit erfindungsgemäßer Servodruckdämpfung wird dies positiv wahrgenommen. Die Arbeitsmaschine erzeugt durch die erfindungsgemäße Druckdämpfung im Hydraulikdruckkreis für die Servoverstellung ein definiertes Ansprechverhalten und ein ruhiges Betriebsverhalten, was sich auch in einem reduzierten Schallpegel auswirkt.
  • Ferner treten Druckschwankungen, die je nach Art und Belastung innerhalb des Servosystems höher oder niedriger ausfallen können, vorzugsweise dann auf, wenn das Servosystem mit Druck beaufschlagt ist. Das bedeutet, dass gleichzeitig zu der Verstellkraft, die auf den Servokolben bei gewollter Druckänderung zur Verstellung der Schrägscheibe auf den Servoarm übertragen wird, gleichzeitig Vibrationen, die ausgehend von der Schrägscheibe über den Servoarm auf den Servokolben übertragen werden, von der Schrägscheibenverstelleinrichtung aufgebracht werden müssen. Das System steht sozusagen unter einer Art Doppeldruckbelastung, was sich negativ auf den Verschleiß einzelner Bauteile der Hydraulikmaschine auswirkt. Mit anderen Worten: je besser die Druckschwankungen im Servoverstellsystem abgebaut werden können, desto niedriger ist die Verschleißanfällligkeit.
  • In der vorliegenden Erfindung ist ein elastisches Bauelement in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils in einen der beiden Servokolbenköpfen derart angeordnet, dass das elastische Bauelement eine Ausnehmung im Servokolben abdeckt. Eine derartige Ausnehmung mit einem die Ausnehmung überspannenden Bauteil kann selbstredend auch im Innenraum des Servozylinders ausgebildet sein, solange die Bewegungsfreiheit des Servokolbens dadurch nicht beeinträchtigt wird. Auf diese Weise bildet sich hinter dem elastischen Bauelement ein Volumen, das durch elastische Verformung des elastischen Bauteils in seiner Größe veränderbar ist. Das elastische Bauteil kann aber zusätzlich auch so ausgestaltet sein, dass es bei Druckänderungen, die auf das Bauteil wirken, komprimiert oder entspannt wird. Dabei kann das elastische Bauteil die Ausnehmung im Kolben oder im Zylinder nur teilweise oder vollständig ausfüllen.
  • Das die Druckausgleichskavität im Druckraum überspannende Bauteil kann bei Druckveränderung im Servodruckraum dabei selbst elastisch verformt werden, so dass die Volumina zu beiden Seiten des Bauelements wechselweise ihre Größe verändern. Dies kann beispielsweise durch Einsatz einer Gummimembran erfolgen, welche sich bei Druckerhöhung im Servodruckraum in die Ausnehmung bspw. im Servokolben, hineinwölbt und die hinter der Membran befindliche Luft bspw. über eine Entlüftungsöffnung aus dem Servosystem hinausdrückt. Ist eine derartige Entlüftungsöffnung nicht vorgesehen, wird die hinter dem elastisch verformbaren Element befindliche Luft bei Druckerhöhung im Druckraum der Servoverstelleinrichtung komprimiert und entspannt sich bei entsprechender Druckabsenkung im Druckraum wieder. Bei Absenken des Drucks auf das Ausgangsniveau verformt sich das elastische Bauteil auf Grund seiner inhärenten Spannungen wieder in seinen Ursprungszustand zurück. Bei vorhanden sein einer Entlüftungsbohrung, die für einen Druckausgleich auf der druckraumabgewandten Seite des elastischen Bauelements sorgt, kann die über die Entlüftungsbohrung strömende Luft gedrosselt werden, um eine zusätzliche Dämpfung bereitzustellen.
  • Als kompressibles Medium wurde hier bspw. Luft angegeben, jedoch sind alle elastisch komprimierbaren Materialien einsetzbar, insbesondere die Hydraulikflüssigkeit in der Einheit, wobei die Erfindung auch mit einer in seiner Gestalt elastisch deformierbaren öldichten Abdeckung der Ausnehmung in der Druckkammer ausgeführt werden kann. Es ist lediglich zu gewährleisten, dass die elastische Verformung der Gestalt oder die elastische Komprimierung des Abdeckungsmaterials der Ausnehmung selbst oder die elastische Komprimierung des Stoffes in dem durch die Abdeckung der Ausnehmung abgetrennten Volumen derart elastisch reversibel verformbar ist, dass Druckspitzen und Drucksenken, die vereinzelt oder auch periodisch auftreten, zuverlässig abgedämpft werden können. Auch Unstetigkeitsstellen im Druckanstieg oder im Druckabfall können mit der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung im Druckraum von Servoverstelleinrichtungen – oder in anderen druckbelasteten Hydraulikkreisläufen gut geglättet bzw. abgedämpft werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dämpfung besteht darin, dass vor das elastische Bauelement ein weiteres Dämpfungselement angeordnet wird, das den Hydraulikmittelfluss zu und von dem elastischen Bauelement weiter dämpft bzw. vergleichmäßigt. Das weitere Bauteil, welches hier als Dämpfungselement bezeichnet werden soll, ist bspw. aus einem gelochten Stahl aufgebaut, kann jedoch, je nach Anforderungen, auch aus einem Thermoplast hergestellt werden. Vorzugsweise wird das Dämpfungselement zusätzlich zum elastischen Bauelement im Abstand zu diesem angeordnet. Somit bildet sich, insbesondere wegen des durch den erhöhten Hydraulikflüssigkeitsdruck verformte elastische Bauteil, ein Hydraulikflüssigkeitsvolumen zwischen dem Dämpfungselement und dem elastischen Bauteil aus, welches über die Aussparungen im Dämpfungselement in Flüssigkeitsverbindung mit der Hydraulikflüssigkeit im Druckraum der Servoverstelleinrichtung steht. Das elastische Bauteil kann dabei sowohl aus einer Thermoplaste, oder aus Stahl bestehen, als auch eine schwammartige Struktur aufweisen.
  • Das Dämpfungselement wurde oben als Lochblech, welches bspw. aus Stahl oder einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird, angegeben, jedoch kann als Material für das Dämpfungselement jedes flüssigkeitdurchlässige Material verwendet werden, solange eine ausreichende Menge an Hydraulikflüssigkeit durch das Dämpfungselement hindurchtreten kann, um das elastische Bauelement zu verformen bzw. zu komprimieren. Dabei sollte die Porengröße bzw. der Lochdurchmesser für den Flüssigkeitsdurchtritt derart bemessen sein, dass eine zufriedenstellende Dämpfung von Druckspitzen, die ein mehrfaches des statischen Servodruckes betragen können, bzw. Drucksenken, die durchaus bis in den Kavitationsbereich hineingehen können, die vereinzelt oder auch periodisch auftreten bis in den Bereich von 1–2 kHz, erreicht wird.
  • Das Dämpfungselement kann dabei bspw. als im Wesentlichen als starrer Körper, als elastisch deformierbare flüssigkeitsdurchlässige Trennwand oder als schwammartige komprimierbare und/oder Form-deformierbare Einheit, deren Durchlässigkeit für Hydraulikflüssigkeit bspw. vom Verformungsgrad abhängt, ausgebildet sein. Dabei soll in allen Fällen die Grundidee einer Bereitstellung einer elastisch reversiblen Volumenänderung eines Materials und/oder Volumens, das mit dem Druckraum einer Servoverstelleinrichtung in Verbindung steht, im Vordergrund stehen. Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke beruht also auf einer elastisch reversiblen Volumenverringerung eines Stoffes durch die Volumenzunahme an Hydraulikflüssigkeit in einem Druckraum bei Druckanstiegen und einer Volumenausdehnung des Stoffes bei Druckabsenkungen, d. h. Volumenabnahme der Hydraulikflüssigkeit. Dabei sollen ungewollt schnelle Druckänderungsimpulse bzw. Druckanstiege bzw. Druckabfälle bevorzugt durch elastische Verformung/Kompression aufgenommen werden und so ein gleichbleibender Druckanstieg bzw. ein gleichbleibender Druckabfall oder ein gleichbleibendes Druckniveau sichergestellt werden. Es wird demnach gewährleistet, dass zu hohe Druckänderungsgeschwindigkeiten abgedämpft werden, die zu einer unnötigen Belastung der gesamten Hydraulikmaschine inklusive der Servoverstelleinrichtung führen.
  • Weitere Merkmale, bevorzugte Ausführungsformen und andere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung einer Servoverstelleinheit, die über einen Servoarm mit einer Schrägscheibe einer Hydraulikmaschine verbunden ist;
  • 2 eine Schnittansicht durch die Servoverstelleinrichtung der 1 längs der Linie A-A mit aus der Nulllage verschobenen Servokolben;
  • 3 eine Ausschnittvergrößerung der 2 einer Ausführungsform ohne Dämpfungselement; und
  • 4 eine Ausschnittvergrößerung der 2 einer Ausführungsform mit Dämpfungselement.
  • In 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Servoverstelleinheit 20 gezeigt, die über einen Servoarm 3 mit einer Schrägscheibe 6 verbunden ist. Durch Auslenkung eines Servokolbens 2 durch Druckbeaufschlagung einer der beiden Servozylinderräume kann die Schrägscheibe über den mit dem Servoarm 3 verbundenen Servokolben 2 in ihrer Winkelstellung zur An- bzw. Abtriebsachse der Hydraulikmaschine (nicht dargestellt) verschwenkt werden.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht durch die Servoverstelleinrichtung 20 der 1 längs der Linie A-A mit dem aus der Nulllage verschobenen Servokolben 2, die jeweils in einem Servozylinder 1 angeordnet sind. Die Schrägscheibe 6 steht über das gekröpfte Ende des Servoarms 3 mit dem Servokolben 2 in Verbindung, wobei der Servoarm 3 in den Servokolben 2 eintaucht.
  • In 2 befindet sich der Servokolben 2 in einer Endstellung. Die Druckkammer 7a im unteren Teil der 2 ist auf ihr kleinstes Volumen zusammengeschoben, d. h. sie ist drucklos, während die im oberen Teil der Figur abgebildete Druckkammer 7b mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt ist. In den beiden Stirnseiten der Servokolben 2 sind Ausnehmungen eingebracht, in denen zumindest je ein elastisches Bauelement 8 angeordnet ist. Dabei ist das elastische Bauelement 8a im unteren Teil der Darstellung im unverformten Zustand gezeigt.
  • Gleichzeitig zur Darstellung des elastischen Bauelements 7a im unteren Teil der 2 ist das elastische Bauelement 7b im oberen Teil der 2 im verformten Zustand dargestellt, da in der oberen druckbeaufschlagten Druckkammer 7b derzeit Druckspitzen abgebaut werden müssen, die über den hydraulischen Druck hinausgehen, der den Servokolben in seine Endstellung drückt, wie in 2 gezeigt.
  • Durch die wechselweise Darstellung der drucklosen Druckkammer 7a mit unverformtem elasti- schen Element 8a einerseits und druckbeaufschlagter Druckkammer 7b mit verformtem elasti- schen Element 8b andererseits wird deutlich gemacht, wie die erfindungsgemäße Servoverstelleinrichtungs-Dämpfung arbeitet.
  • In 2 ist sowohl für die Dämpfungseinheit in der drucklosen Kammer 7a als auch für die Dämpfungseinheit in der druckbeaufschlagten Kammer 7b jeweils ein Dämpfungselement 11 im Wesentlichen parallel zu den elastische Bauelementen 8a und 8b angeordnet, welche aber das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung nur insoweit beeinflussen, dass die Druckänderungsgeschwindigkeiten, mit der die Druckänderungen, die auf die elastischen Bauelemente 8a und 8b einwirken verlangsamt bzw. vergleichmäßigt werden, damit es nicht zu einem Aufschaukeln von Schwingungen kommt und schnelle Druckanstiege/-absenkungen so sanfter umgesetzt werden können. Es kommt damit nicht zu einer ruckartigen Krafterhöhung auf den Servoarm, was im Allgemeinen mit großen Druckschwankungen einhergehen würde.
  • Die 3 und 4 zeigen eine Ausschnittsvergrößerung der Schnittdarstellung aus 2 in der Ausführungsform mit (4) und ohne Dämpfungselement 11 (3). Durch das in 3 dargstellte elastische Bauelement 8 wird der Druckraum 7 der Servoverstelleinheit 20 von einem Dämpfungsvolumen 10 abgetrennt, so dass Druckspitzen im Druckraum 7 durch Verformung des elastischen Bauelements 8 und Komprimierung der Dämpfungs- oder Luftvolumens 10 aufnehmbar sind. Das elastische Bauelement 8 wirkt also zusammen mit dem Luftvolumen 10 als eine Art Luftdruckfederung, so wie sie bspw. in LKW verwendet wird. Gleichzeitig kann das elastische Bauelement aber auch selbst komprimiert werden.
  • Das Ausführungsbeispiel der 4 zeigt hingegen ein über eine Entlüftungsöffnung 12 geöffnetes Dämpfungsvolumen 10 mit einem davor angeordneten elastischen Bauelement 8 und einem zusätzlich parallel geschalteten Dämpfungselement 11. Es versteht sich also, dass die erfindungsgemäße Dämpfungseinheit aus Dämpfungselement 11 und elastischen Bauelement 8 und/oder Volumen 10 je nach Anwendung und Anforderung gegen ein geschlossenes oder ein offenes Dämpfungsvolumen 10 arbeiten kann, wobei in beiden Fällen, je nach Anforderungsprofil der Verstelleinheit, mit und ohne zusätzliches Dämpfungselement 11 gearbeitet werden kann.
  • Die für offene Dämpfungssysteme notwendige Entlüftungsbohrung 12 ist also genauso optional, wie das Dämpfungselement 11 und kann eine den Flüssigkeits- oder Luftstrom dämpfende Drossel aufweisen.
  • Der einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Dämpfungseinheit für Servoverstelleinheiten, wie vorstehend beispielhaft beschrieben wurde, lässt auch die Nachrüstung bereits vorhandener Servokolben ohne weiteres zu.
  • Auch die Anordnung der erfindungsgemäßen Dämpfungseinheit in/an einer Innenwand des Servozylinders ist aufgrund der vorstehenden Ausführung im Rahmen des fachmännischen Könnens bzw. bietet sich gegebenenfalls bei anders ausgeführten Konstruktionen für Schrägscheibenverstelleinrichtung an.
  • 1
    Servozylinder
    2
    Servokolben
    3
    Servoarm
    6
    Schrägscheibe
    7
    Druckraum
    7a
    druckloser Druckraum
    7b
    druckbeaufschlagter Druckraum
    8
    elastisches Bauelement
    8a
    elastisches Bauelement im unverformten Zustand
    8b
    elastisches Bauelement im verformten Zustand
    10
    Dämpfungsvolumen
    11
    Dämpfungselement
    12
    Entlüftungsbohrung
    20
    Servoverstelleinheit

Claims (13)

  1. Hydraulikmaschine mit einer hydraulischen Servoverstelleinrichtung (20) aufweisend einen oder mehrere Servokolben (2) in einem oder mehreren Servozylindern (1), zwischen welchen ein Druckraum (7) ausgebildet ist, wobei der Servokolben (2) bei Druckänderung im Druckraum (7) eine Verstellkraft auf einen Servoarm (3) überträgt und Druckschwankungen in der Servoverstelleinrichtung (20) von einem im Druckraum (7) angeordneten elastisches Bauelement (8) aufgenommen werden.
  2. Hydraulikmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikmaschine eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheiben- bzw. Schrägachsenbauweise ist, und die von dem Servokolben (2) auf den Servoarm (3) übertragene Kraft eine Änderung der Winkelposition der Schrägscheibe (6) bzw. Schrägachse bewirkt.
  3. Hydraulikmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) am Servokolbenkopf angeordnet ist.
  4. Hydraulikmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) eine Ausnehmung im Servokolben (2) abdeckt.
  5. Hydraulikmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) an einer Servozylinderseite (1) angeordnet ist.
  6. Hydraulikmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) eine Ausnehmung der Servozylinderseite (1), die dem Servokolben (2) gegenüberliegt, abdeckt.
  7. Hydraulikmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) aus einem Thermoplast besteht.
  8. Hydraulikmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) aus Stahl besteht.
  9. Hydraulikmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauelement (8) in seiner Form und/oder seinem Volumen elastisch veränderbar ist.
  10. Hydraulikmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Dämpfen der Druckschwankungen im Druckraum (7) druckraumseitig vor dem elastischen Bauelement (8) ein Dämpfungselement (11) angeordnet ist.
  11. Hydraulikmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (11) eine Lochstruktur aufweist und in seiner Form und/oder seinem Volumen elastisch veränderbar ist.
  12. Hydraulikmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (11) aus einem Stahlblech geformt ist.
  13. Hydraulikmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Servokolben (2) angeordnete Entlüftungsbohrung (12) zum Druckausgleich der druckraumabgewandten Seite des elastischen Bauelements (8) angeordnet ist.
DE200910006880 2009-01-30 2009-01-30 Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine Expired - Fee Related DE102009006880B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910006880 DE102009006880B3 (de) 2009-01-30 2009-01-30 Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910006880 DE102009006880B3 (de) 2009-01-30 2009-01-30 Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009006880B3 true DE102009006880B3 (de) 2010-03-04

Family

ID=41606420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910006880 Expired - Fee Related DE102009006880B3 (de) 2009-01-30 2009-01-30 Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009006880B3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014218420A1 (de) 2014-09-15 2016-03-17 Robert Bosch Gmbh Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3063381A (en) * 1958-09-24 1962-11-13 New York Air Brake Co Engine
DE1947641C3 (de) * 1968-09-21 1974-06-12 Dowty Technical Developments Ltd., Brockhampton, Cheltenham, Gloucester (Grossbritannien) Als Pumpe oder Motor ausgebildete Maschine veränderlicher Verdrängung
US3955475A (en) * 1974-10-04 1976-05-11 Daikin Kogyo Co., Ltd. Axial piston power transmission
US5022310A (en) * 1989-03-07 1991-06-11 Stewart Robert M Fluid power transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3063381A (en) * 1958-09-24 1962-11-13 New York Air Brake Co Engine
DE1947641C3 (de) * 1968-09-21 1974-06-12 Dowty Technical Developments Ltd., Brockhampton, Cheltenham, Gloucester (Grossbritannien) Als Pumpe oder Motor ausgebildete Maschine veränderlicher Verdrängung
US3955475A (en) * 1974-10-04 1976-05-11 Daikin Kogyo Co., Ltd. Axial piston power transmission
US5022310A (en) * 1989-03-07 1991-06-11 Stewart Robert M Fluid power transmission

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014218420A1 (de) 2014-09-15 2016-03-17 Robert Bosch Gmbh Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Axialkolbenmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009006909B4 (de) Axialkolbenmaschine mit reduzierter Stelldruckpulsation
DE19706114C9 (de) Vorrichtung zur Pulsationsverminderung an einer hydrostatischen Verdrängereinheit
EP0367949B1 (de) Federungssystem für Fahrzeuge
DE102006008675B3 (de) Schwingungsdämpfer mit amplitudenselektiver Dämpfkraft
EP3491253A1 (de) Elektro-hydrostatisches antriebssystem
WO2015165910A2 (de) Schwingungsdämpfer eines fahrzeug-rads
WO2015185279A1 (de) Frequenzabhängige dämpfventilanordnung
EP0422338B1 (de) Hydraulischer Schwingungsdämpfer
DE102014224257A1 (de) Linearaktuator
EP1174617B1 (de) Hydrostatische Axialkolbenmaschine
DE102008062483A1 (de) Axialkolbenmaschine mit Pulsationsminderung
EP3224498A1 (de) Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager
EP3746676B1 (de) Schwingungsdämpfer für ein fahrzeug
WO2018103982A1 (de) Hydraulischer endanschlag für einen schwingungsdämpfer
EP1447589B1 (de) Dämpfer
EP3158217A1 (de) Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager
DE102009006880B3 (de) Druckregelung in einer verstellbaren Hydraulikmaschine
DE102013226344A1 (de) Axialkolbenmaschine
DE102006044557A1 (de) Schwingungsdämpfer mit amplitudenselektiver Dämpfkraft
EP2456998B1 (de) Dämpfungseinrichtung
WO2016078807A1 (de) Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager
DE102004021558A1 (de) Schwingungsdämpfer mit Zuganschlag
WO2015197214A1 (de) Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager
DE102020214277B3 (de) Schwingungsdämpfer mit einer Pumpenanordnung
EP3221613B1 (de) Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: FROHWITTER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: DANFOSS POWER SOLUTIONS GMBH & CO. OHG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SAUER-DANFOSS GMBH & CO. OHG, 24539 NEUMUENSTER, DE

Effective date: 20140512

R082 Change of representative

Representative=s name: FROHWITTER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Effective date: 20140512

R082 Change of representative

Representative=s name: KUHNEN & WACKER PATENT- UND RECHTSANWALTSBUERO, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee