DE102009035893A1 - Hydromaschine - Google Patents

Hydromaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102009035893A1
DE102009035893A1 DE200910035893 DE102009035893A DE102009035893A1 DE 102009035893 A1 DE102009035893 A1 DE 102009035893A1 DE 200910035893 DE200910035893 DE 200910035893 DE 102009035893 A DE102009035893 A DE 102009035893A DE 102009035893 A1 DE102009035893 A1 DE 102009035893A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
hydraulic machine
machine according
pressure
cylinder
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.)
Withdrawn
Application number
DE200910035893
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Dr. Gaumnitz
Klaus Meyer
Michael Dürr
Tobias Pfründer
David Dr. Breuer
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200910035893 priority Critical patent/DE102009035893A1/de
Publication of DE102009035893A1 publication Critical patent/DE102009035893A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0408Pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Offenbart ist eine Hydromaschine, insbesondere eine Radialkolbenmaschine, mit zumindest einem Kolben, der einen Arbeitsraum begrenzt. Der Kolben bewegt sich bei einer Hubbewegung zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt. Zusätzlich zum ersten Kolben begrenzt ein zweiter Kolben gemeinsam mit dem ersten Kolben den Arbeitsraum, wobei der zweite Kolben im oberen Totpunkt blockierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hydromaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In der EP 1 537 333 B1 ist eine Hydromaschine in Axial- und Radialkolbenbauweise gezeigt, die im Prinzip als Motor oder als Pumpe betrieben werden kann, wobei das Förder- bzw. Schluckvolumen über die Ventilsteuerung stufenlos verstellbar ist. Bei einem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hydromaschine als Axialkolbenmaschine ausgeführt, wobei eine Vielzahl von in einem Zylinder angeordneten Kolben an einer drehbar gelagerten Taumelscheibe abgestützt ist. Jeder Kolben begrenzt mit dem zugeordneten Zylinderraum einen Arbeitsraum, der über ein Zulaufventil und ein Ablaufventil mit einem Druckmittelzulauf bzw. einem Druckmittelablauf verbindbar ist.
  • Bei der bekannten Lösung sind die beiden Ventile als elektrisch entsperrbare bzw. sperrbare Rückschlagventile ausgeführt, die über die Pumpensteuerung ansteuerbar sind, um den jeweiligen Arbeitsraum im „full mode”, im „partial mode” oder im „idle mode” zu betreiben. Beim „full mode” wird im Wesentlichen das gesamte Schluck- oder Fördervolumen ausgenützt, im „partial mode” entsprechend nur ein Teil des Volumens. Im „idle mode” ist das Förder-/Schluckvolumen des jeweiligen Arbeitsraumes gleich 0 – die Maschine arbeitet im Leerlauf.
  • Über eine Steuereinheit wird die Hydromaschine nach einem Regelalgorithmus betrieben, um einen möglichst pulsationsarmen Summen-Fördervolumenstrom (Pumpe) oder Summen-Schluckvolumenstrom (Motor) zu erzielen. Die Volumenstromverstellung erfolgt dabei häufig nach einer Phasenanschnittsteuerung, sie kann jedoch auch nach einer Phasenabschnitts- oder Phasenausschnittssteuerung durchgeführt werden.
  • Bei gegebener Anzahl der aktiv ansteuerbaren Ventile dieser sogenannten DDU (digital displacement unit) Hydromaschinen, ist das Hub- bzw. Schluckvolumen prinzipiell durch eine Änderung des Durchmessers der Kolben oder eine Änderung des Kolbenhubs veränderbar. Je größer ein Arbeitsraum ist, desto stärker wird jedoch bei kleinen Fördermengen die Pulsation, wenn die Hydromaschine in full- und idle-mode betrieben wird.
  • In der Druckschrift WO 2006/109079 A1 ist eine Hydromaschine in Radialkolbenbauweise gezeigt. Jedes aktiv steuerbare Ventil der Hydromaschine steuert hierbei zwei Arbeitsräume. Zwischen den zwei Arbeitsräumen ist ein weiteres Ventil angeordnet, mit dem einer der Arbeitsräume abschaltbar ist. Die zu- und abschaltbaren Arbeitsräume befinden sich in einer zweiten Radialebene neben den von den aktiv steuerbaren Ventilen angesteuerten Arbeitsräumen. Bei gleichbleibender Anzahl von aktiv ansteuerbaren Ventilen ist somit die Fördermenge der Hydromaschine über Zu- und Abschalten der Arbeitsräume der zweiten Radialebene ermöglicht. Nachteilig hierbei ist, dass Kolben in der zweiten Radialebene, die nicht fördern, über eine Exzenterwelle mitbewegt werden.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Hydromaschine zu schaffen, bei der die Anzahl der bewegten Bauteile bei kleinen Fördermengen verringert ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydromaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß hat eine Hydromaschine, insbesondere eine Radialkolbenmaschine, zumindest einen Kolben, der einen Arbeitsraum begrenzt. Der Kolben bewegt sich bei einer Hubbewegung zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt. Zusätzlich zum ersten Kolben begrenzt ein zweiter Kolben gemeinsam mit dem ersten Kolben den Arbeitsraum, wobei der zweite Kolben im oberen Totpunkt blockierbar ist.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Fördervolumen bei gleichbleibender Anzahl von Ventilen durch Blockieren/nicht Blockieren des zweiten Kolbens veränderbar ist, wobei bei verringerten Fördervolumen durch Blockieren des zweiten Kolbens die Anzahl der bewegten Bauteile verringert ist.
  • Vorzugsweise sind beide Kolben koaxial zueinander in einem Zylinder angeordnet.
  • Der blockierbare Kolben ist mit Vorteil ein den ersten Kolben umgreifender Ringkolben, wodurch die Kolben äußerst kompakt und bauraumsparend aufgebaut sind.
  • Bevorzugterweise ist bei dem ersten Kolben ein Kolbenbund ausgebildet, wobei über diesen bei einer Hubbewegung des ersten Kolbens der nicht blockierte Ringkolben zum oberen Totpunkt mitbewegt ist. Hierdurch ist mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand ein Antreiben des Ringkolbens zum oberen Totpunkt ermöglicht.
  • Mit Vorteil ist der Ringkolben hydraulisch blockierbar. Der Ringkolben begrenzt dabei mit einer vom Arbeitsraum abweisenden Stirnfläche einen Steuerraum, der über ein Sperrventil mit einer Tankleitung verbindbar ist.
  • Der Steuerraum kann von dem anderen Kolben durchsetzt sein, wodurch dann auch der Kolbenbund des ersten Kolbens in diesem Steuerraum angeordnet ist.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Kolben über eine Arretierung im oberen Totpunkt am Zylinder und/oder am ersten Kolben fixierbar. Hierdurch kann ein zweiter Kolben in einer einfachen Ausgestaltung beispielsweise in einer Axialkolbenmaschine eingesetzt werden.
  • Die Arretierung erfolgt beispielsweise mechanisch, elektrisch oder hydraulisch.
  • Der Arbeitsraum ist über Steuerschlitze mit einer Drucksenke oder eine Druckquelle oder über ein in Druckmittelströmungsrichtung weg vom Arbeitsraum sperrendes Niederdruckventil mit einer Drucksenke und über ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zum Arbeitsraum sperrendes Druckventil mit einer Druckquelle in Druckmittelverbindung.
  • Zum Bewegen des Ringkolbens zum unteren Totpunkt, beispielsweise beim Einsatz der Hydromaschine als Hydropumpe, kann der Ringkolben mit einer Federkraft einer Feder in Richtung des Kolbenbunds des ersten Kolbens beaufschlagt sein.
  • Die Hydromaschine ist beispielweise ein Radialkolbenmotor oder eine -pumpe.
  • Sonstige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in einer schematischen Darstellung eine Hydropumpe in Radialkolbenbauweise mit einer Verdrängereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 in einer schematischen Darstellung einen Hydromotor in Radialkolbenbauweise mit einer Verdrängereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
  • 3 in einer Längsschnittansicht einer Hydromaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Die Hydromaschine kann als Axial- oder Radialkolbenmaschine ausgeführt sein, wobei die folgenden Ausführungen für beide Konstruktionsprinzipien gelten.
  • Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Hydromaschine. Diese ist als Hydropumpe 1 in Radialkolbenbauweise ausgebildet. Die Hydropumpe 1 hat eine Antriebswelle 2 mit einem Exzenter 4. An diesem stützt sich ein Kolben 6 mit einem Wälzkörper 8 ab. Anstelle des Wälzkörpers 8 kann sich der Kolben 6 beispielsweise auch mit einem Kolbenschuh abstützen. Der Kolben 6 durchsetzt eine in der 1 angedeutete Zylinderhülse 10 eines Zylinders 12. Dieser ist fest in einem nicht dargestellten Maschinengehäuse fixiert.
  • Der Kolben 6 ist in der Zylinderhülse 10 von einem Ringkolben 14 umgriffen, wobei der Kolben 6 und der Ringkolben 14 in Axialrichtung relativ zueinander beweglich sind. Der Ringkolben 14 ist gleitend in der Zylinderhülse 10 verschiebbar. Mit einer von der Antriebswelle 2 wegweisenden Stirnfläche 16 des Kolbens 6 und einer Ringstirnfläche 18 des Ringkolbens 14 ist in dem Zylinder 12 ein Arbeitsraum 20 begrenzt, wobei der Arbeitsraum 20 in der 1 nur schematisch gezeigt ist. An dem Arbeitsraum 20 ist eine Niederdruckleitung 22 angeschlossen, die über ein Niederdruckventil 24 mit einer Tankleitung 26 verbunden ist, wobei Letztere in einen Tank 28 mündet. Neben der Niederdruckleitung 22 ist der Arbeitsraum 20 mit einer Druckleitung 30 verbunden, die über ein Druckventil 32 auf- und zusteuerbar ist.
  • Das Niederdruckventil 24 ist ein in Druckmittelströmungsrichtung weg vom Arbeitsraum 20 sperrendes Sitzventil, wobei ein Ventilkörper 34 über eine Ventilfeder 36 auf einem Ventilsitz 38 vorgespannt ist. Über ein elektrisches Betätigungselement 40, beispielsweise einem Betätigungsmagneten ist das Niederdruckventil 24 entsperrbar.
  • Das Druckventil 32 ist ebenfalls als Sitzventil mit einem über eine Feder 42 auf einem Ventilsitz 44 vorgespannten Ventilkörper 46 ausgebildet und über ein elektrisches Betätigungselement 48, beispielsweise einem Betätigungsmagneten, entsperrbar. Das Druckventil 32 ist in Druckmittelströmungsrichtung hin zum Arbeitsraum 20 gesperrt.
  • Mit einer vom Arbeitsraum 20 des Zylinders 12 wegweisenden Ringstirnfläche 50 des Ringkolbens 14 und dem Außenumfang des Kolbens 6 ist in dem Zylinder 10 ein ringförmiger Steuerraum 52 begrenzt. An diesem ist eine Steuerleitung 54 angeschlossen die über ein Steuerventil 56 mit einer Tankleitung 58 verbunden ist, die in dem Tank 28 mündet. Das Steuerventil 56 ist ein Sitzventil mit einem Ventilkörper 60 der über eine Feder 62 in Druckmittelströmungsrichtung weg vom Steuerraum 52 auf einen Ventilsitz 64 vorgespannt ist und mit einem elektrischen Betätigungselement 66, beispielsweise einem Betätigungsmagneten, entsperrbar ist.
  • Der Kolben 6 weist einen an diesem ausgebildeten Kolbenbund 68 auf, der im Steuerraum 52 angeordnet ist und bei einer Hubbewegung in Richtung des Arbeitsraums 20 den Ringkolben 14 über die Ringstirnfläche 50 mitnimmt. Über eine sich im Arbeitsraum 20 abstützenden Feder 70 wird der Ringkolben 14 über die in 1 obere Ringstirnfläche 18 mit einer Federkraft in Richtung des Kolbenbunds 68 des Kolbens 6 beaufschlagt. Der Kolben 6 wird ebenfalls von einer sich im Arbeitsraum 20 abstützenden Feder 72 über die Stirnfläche 16 mit einer Federkraft beaufschlagt.
  • Der Kolben 6 und der Ringkolben 14 sind in der in 1 gezeigten Position in einem oberen Totpunkt (OT) des Zylinders 12. Der Ringkolben 14 liegt in dieser Position mit seiner Ringstirnfläche 18 abschnittsweise an einer Anschlagschulter 74 des Zylinders 12 an.
  • Eine Hubbewegung des Ringkolbens 14 kann blockiert werden, wodurch das Fördervolumen der Hydropumpe 1 veränderbar ist. Ist das Steuerventil 56 geschlossen, so ist der Ringkolben 14 durch das in dem Steuerraum 52 eingeschlossene Druckmittel im OT hydraulisch blockiert. Bei einer Drehung der Antriebswelle 2 und des Exzenters 4 bewegt sich dann in der 1 nur der Kolben 6 von dem in der 1 gezeigten OT zu einem unteren Totpunkt (UT).
  • Bei der Hubbewegung vom OT zum UT des Kolbens 6 ist das Niederdruckventil 24 geöffnet und das Druckventil 32 geschlossen, womit Druckmittel vom Tank 28 über die Tankleitung 26 und die Niederdruckleitung 22 in den Arbeitsraum 20 gefördert wird. Etwa beim Erreichen des UT von dem Kolben 6 wird das Niederdruckventil 24 geschlossen und das Druckventil 32 aktiv oder durch den Druckaufbau passiv geöffnet, womit bei der anschließenden Hubbewegung vom UT zum OT der Kolben 6 Druckmittel aus dem Arbeitsraum 20 über die Druckleitung 30 verdrängt.
  • Soll nun das Fördervolumen des Zylinders 12 vergrößert werden, so wird das Steuerventil 56 geöffnet, womit der Steuerraum 52 mit dem Tank 28 verbunden wird. Der Ringkolben 14, der über die Feder 70 gegen den Kolbenbund 68 des Kolbens 6 gespannt ist bewegt sich nun bei einer Hubbewegung des Kolbens 6 zusammen mit diesem vom OT zum UT, wobei Druckmittel über das geöffnete Niederdruckventil 24 in dem Arbeitsraum 20 gelangt, der durch die zusätzliche Hubbewegung des Ringkolbens 14 ein größeres Volumen aufweist. Bei der anschließenden Bewegung des Kolbens 6 vom UT zum OT wird der Ringkolben 14 über den Kolbenbund 68 mit in Richtung des OT bewegt, wobei Druckmittel bei geschlossenem Niederdruckventil 24 und geöffnetem Druckventil 32 aus dem Arbeitsraum 20 verdrängt wird und Druckmittel vom Tank 28 über das Steuerventil 56 in den Steuerraum 52 nachströmt.
  • In der 1 ist beispielhaft nur ein Zylinder der Hydropumpe 1 dargestellt. Es ist grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Zylindern 12 in der Hydropumpe 1 anordbar, wobei Zylinder mit veränderbarem Fördervolumen, aber auch Zylinder mit nicht veränderbarem Fördervolumen eingesetzt werden können.
  • In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Hydromaschine in Form eines Hydromotors 76 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Der Unterschied zu der Hydropumpe 1 aus 1 liegt in der Ansteuerung des Druckventils 32 und des Niederdruckventils 24 und den nicht mehr notwendigen Federn 70, 72.
  • Ein Schluckvolumen des Arbeitsraums 20 ist wie in der 1 durch zu- oder abschalten des Ringkolbens 14 veränderbar.
  • Um eine Abtriebswelle 78 über den Kolben 6 in Bewegung zu setzen, ist das Steuerventil 56 geschlossen und somit der Ringkolben 14 in der in 2 gezeigten Position blockiert. Bei geschlossenem Niederdruckventil 24 und geöffnetem Druckventil 32 strömt Druckmittel in den Arbeitsraum 20, wobei Druck auf die Stirnfläche 16 des Kolbens 6 wirkt und dieser sich vom OT in Richtung des UT zum Antreiben der Abtriebswelle 78 bewegt. Bei erreichen des UT des Kolbens 6 wird das Druckventil 32 geschlossen und das Niederdruckventil 24 geöffnet womit der Kolben 6 über die Abtriebswelle 78 bei einer Bewegung in Richtung des OT Druckmittel aus dem Arbeitsraum 20 zum Tank 28 verdrängt.
  • Zur Vergrößerung des Schluckvolumens in dem Arbeitsraum 20 wird das Steuerventil 56 geöffnet, womit der Steuerraum 52 zum Tank 28 entlastet ist. Wird nun das Druckventil 32 in dem in 2 gezeigten OT geöffnet und das Niederdruckventil 24 geschlossen, so wirkt zum Einen auf die Stirnfläche 16 des Kolbens 6 und zum Anderen auf die Ringstirnfläche 18 des Ringkolbens 14 ein Druck und der Kolben 6 und der Ringkolben 14 bewegen sich beim betreiben der Abtriebswelle 78 in Richtung des UT. Bei erreichen des UT der beiden Kolben 6, 14 wird das Druckventil 32 geschlossen und das Niederdruckventil 24 geöffnet, wodurch Druckmittel bei einer Hubbewegung vom UT zum OT der beiden Kolben 6, 14 zum Tank 28 verdrängt wird.
  • In dem Steuerraum 52 ist als weiterer Unterschied zu der Hydropumpe 1 aus 1 eine Feder 80 vorgesehen, die sich in dem Steuerraum 52 abstützt und den Ringkolben 14 über die Ringstirnfläche 50 mit einer Federkraft in Richtung der Anschlagsschulter 74 des Zylinders 12 mit einer Federkraft beaufschlagt, wodurch der Ringkolben 14 unabhängig von dem Kolbenbund 68 des Kolbens 6 in Richtung des OT bewegbar ist.
  • 3 stellt in einer Längsschnittansicht die Hydromaschine 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dar. Diese ist hierbei als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildet.
  • Eine derartige Hydromaschine 1 in Axialkolbenbauweise ist per se bekannt, weshalb hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente beschrieben werden und im übrigen auf das Datenblatt RD 91 172/06.06 der Anmelderin verwiesen wird.
  • Die Hydromaschine 1 hat ein topfförmiges Gehäuse 84, das von einem Gehäusedeckel 86 dicht verschlossen ist. Im Innern des Gehäuses 84 ist eine von einer Triebwelle 88 angetriebene Zylindertrommel 90 angeordnet. Die Triebwelle 88 durchsetzt einen Gehäuseboden 92 des Gehäuses 84 etwa koaxial zu einer Längsachse 93 der Hydromaschine 1 und ist über geeignete Lager 94, 96 – beispielsweise Wälzlager –, die im Gehäusedeckel 86 und im Gehäuseboden 92 angeordnet sind, gelagert. Ebenfalls von der Triebwelle 88 durchsetzt ist eine im Innenbereich des Gehäuses 84 auf einer dem Gehäusedeckel 86 zuweisenden Bodenfläche des Gehäusebodens 92 angeordnete Schrägscheibe 98. An dieser stützen sich über Gleitschuhe 100 Kolben 102 ab, die in der Zylindertrommel 90 geführt sind. Die Kolben 102 sind über eine Gelenkverbindung 104 mit den Gleitschuhen 100 verbunden.
  • Die Kolben 102 sind etwa parallel zur Längsachse 93 in der Zylindertrommel 90 gleitend aufgenommen und begrenzen jeweils einen in der Zylindertrommel 90 ausgebildeten Arbeitsraum 106. Dieser ist jeweils über eine in die Zylindertrommel 90 axial eingebrachte Bohrung 108 mit einer zwischen der Zylindertrommel 90 und dem Gehäusedeckel 86 angeordneten Steuerplatte 110 in Verbindung, wobei sich die Zylindertrommel 90 mit einer von der Schrägscheibe 98 abgewandten Stirnseite an der Steuerplatte 110 abstützt. Die Steuerplatte 110 ist über einen Zentrierbolzen 112 gegenüber dem Gehäusedeckel 86 ausgerichtet und weist jeweils einen Steuerschlitz auf einer Druck- und auf einer Saugseite auf, über die die Arbeitsräume 106 bei einer Drehung der Zylindertrommel 90 mit einem in dem Gehäusedeckel 86 ausgebildeten Zulauf 113 oder einem, in der 3 nicht dargestellten, Ablauf verbunden werden.
  • Zur Änderung des Fördervolumens der Hydromaschine 1 sind, wie in den 1 und 2, Ringkolben 114 vorgesehen. Diese umgreifen etwa koaxial zu einer jeweiligen Kolbenlängsachse einen jeweiligen Kolben 102 und sind in axialer und umlaufender Richtung gleitend zwischen einer Zylinderbohrung 116 der Zylindertrommel 90 und dem Kolben 102 gelagert. Eine axiale Verschiebung der Ringkolben 114 in Richtung der Schrägscheibe 98 ist durch einen am jeweiligen Kolben 102 ausgebildeten Kolbenbund 118 begrenzt. Dieser ist benachbart zur Gelenkverbindung 104 angeordnet. Liegt der Ringkolben 114 mit einer der Steuerplatte 98 zuweisenden Ringstirnfläche 120 an dem Kolbenbund 118 an, so bildet die andere Ringstirnfläche 122 des Ringkolbens 114 und eine Stirnfläche 124 des Kolbens 102 jeweils eine etwa ebene Fläche aus.
  • Anstelle einer hydraulischen Blockierung des Ringkolbens 114, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aus 1 und 2, ist in der 3 eine mechanische oder elektrische, in der 3 schematisch dargestellten Arretierung 126 bzw. Blockierung vorgesehen. Hierbei ist ein jeweiliger Ringkolben 114 im oberen Totpunkt durch die Arretierung 126 blockierbar. Dies erfolgt bei einer mechanischen Ausführung der Arretierung 126, indem in der Zylindertrommel 90 jeweils benachbart zum Arbeitsraum 106 ein Blockierelement 128 angeordnet ist, das in den Ringkolben 114 zur Blockierung eingreift. Das Blockierelement 128 ist beispielsweise über einen nicht dargestellten elektromagnetisch betätigbaren Aktor steuerbar. Bei einer elektrischen Arretierung 126 erfolgt die Blockierung beispielsweise über elektromagnetische Kräfte, die den Ringkolben 114 im oberen Totpunkt festhalten.
  • Im Folgenden wird die Funktionsweise der Hydromaschine 1 aus 3 bezüglich der Arretierung 126 erläutert.
  • Zunächst wird davon ausgegangen, dass die Hydromaschine 1 als Hydromotor eingesetzt ist. Wird hierbei das Schluckvolumen nicht eingeschränkt, so führen die Kolben 102 zusammen mit dem Ringkolben 114 eine Hubbewegung aus. Die Ringkolben 114 werden dabei durch den Arbeitsdruck im Arbeitsraum 106 über die Ringstirnfläche 122 gegen den jeweiligen Kolbenbund 118 gespannt. Zur Einschränkung des Schluckvolumens werden, in Abhängigkeit von der Höhe der Einschränkung, ein oder mehrere Ringkolben 114 blockiert. Die Blockierung eines Ringkolbens 114 erfolgt dann, wenn dieser den oberen Totpunkt erreicht. Diese Position des Ringkolbens 114 ist unten in der 3 dargestellt. Bei der Blockierung greift das Blockierelement 128 in den Ringkolben 114 ein, womit dieser im oberen Totpunkt gehalten bzw. fixiert ist. Durch die Fixierung des Ringkolbens 114 führt lediglich der zugeordnete Kolben 102 eine weitere Hubbewegung aus, womit ein Hubraum verringert ist. Je mehr Ringkolben 114 blockiert sind, desto geringer ist das Schluckvolumen des Hydromotors.
  • Zum Einsatz der Hydromaschine 1 in 3 als Hydropumpe sind zusätzliche Mittel vorgesehen, nicht blockierte Ringkolben 114 gegen den jeweiligen Kolbenbund 118 zu spannen. Dies ist erforderlich, da im Saughub der Hydromaschine 1 der Druck im Arbeitsraum 106 zu gering ist, um die Ringkolben 114 über die den Arbeitsraum zuweisende Ringstirnfläche 122 gegen den Kolbenbund 118 zu drücken. Die Ringkolben 114 werden hierfür über eine (nicht dargestellte) im Arbeitsraum 106 angeordnete Feder, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1, mit einer Federkraft in Richtung des jeweiligen Kolbenbunds 118 beaufschlagt.
  • Anstelle der Feder ist es auch möglich die Ringkolben 114 fest mit dem jeweiligen Kolben 102 zu verbinden. Hierfür sind beispielsweise geeignete Mittel am Kolben 102 vorgesehen, die im oberen Totpunkt an den Ringkolben 114 angreifen und diesen halten.
  • Offenbart ist eine Hydromaschine, insbesondere eine Radialkolbenmaschine, mit zumindest einem Kolben, der einen Arbeitsraum begrenzt. Der Kolben bewegt sich bei einer Hubbewegung zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt. Zusätzlich zum ersten Kolben begrenzt ein zweiter Kolben gemeinsam mit dem ersten Kolben den Arbeitsraum, wobei der zweite Kolben im oberen Totpunkt blockierbar ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hydromaschine
    2
    Antriebswelle
    4
    Exzenter
    6
    Kolben
    8
    Wälzkörper
    10
    Zylinderhülse
    12
    Zylinder
    14
    Ringkolben
    16
    Stirnfläche
    18
    Ringstirnfläche
    20
    Arbeitsraum
    22
    Niederdruckleitung
    24
    Niederdruckventil
    26
    Tankleitung
    28
    Tank
    30
    Druckleitung
    32
    Druckventil
    34
    Ventilkörper
    36
    Ventilfeder
    38
    Ventilsitz
    40
    Betätigungselement
    42
    Feder
    44
    Ventilsitz
    46
    Ventilkörper
    48
    Betätigungselement
    50
    Ringstirnfläche
    51
    Außenumfang
    52
    Steuerraum
    54
    Steuerleitung
    56
    Steuerventil
    58
    Tankleitung
    60
    Ventilkörper
    62
    Feder
    66
    Betätigungselement
    68
    Kolbenbund
    70
    Feder
    72
    Feder
    74
    Anschlagsschulter
    76
    Hydromotor
    78
    Abtriebswelle
    80
    Feder
    84
    Gehäuse
    86
    Gehäusedeckel
    88
    Triebwelle
    90
    Zylindertrommel
    92
    Gehäuseboden
    93
    Längsachse
    94
    Lager
    96
    Lager
    98
    Schrägscheibe
    100
    Gleitschuh
    102
    Kolben
    104
    Gelenkverbindung
    106
    Arbeitsraum
    108
    Bohrung
    110
    Steuerplatte
    112
    Zentrierbolzen
    113
    Zulauf
    114
    Ringkolben
    116
    Zylinderbohrung
    118
    Kolbenbund
    120
    Ringstirnfläche
    122
    Ringstirnfläche
    124
    Stirnfläche
    126
    Arretierung
    128
    Blockierelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1537333 B1 [0002]
    • - WO 2006/109079 A1 [0006]

Claims (14)

  1. Hydromaschine, insbesondere Radialkolbenmaschine, mit zumindest einem Kolben (6; 102) eines Zylinders (12), der einen Arbeitsraum (20; 106) begrenzt, wobei der Kolben (6; 102) zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt bewegbar ist, gekennzeichnet durch einen zweiten Kolben (14; 114), der gemeinsam mit dem ersten Kolben (6; 102) den Arbeitsraum (20; 106) begrenzt, wobei der zweite Kolben (14; 114) in dem oberen Totpunkt blockierbar ist.
  2. Hydromaschine nach Anspruch 1, wobei beide Kolben (6, 14; 102, 114) koaxial zueinander in einem Zylinder (12; 90) angeordnet sind.
  3. Hydromaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der blockierbare Kolben (14; 114) ein den ersten Kolben (6; 102) umgreifender Ringkolben (14; 114) ist.
  4. Hydromaschine nach Anspruch 3, wobei bei dem ersten Kolben (6; 104) ein Kolbenbund (68; 118) ausgebildet ist, wobei über diesen bei einer Hubbewegung des ersten Kolbens (6; 104) der nicht blockierte Ringkolben (14; 114) zum oberen Totpunkt mitbewegt ist.
  5. Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kolben (6) hydraulisch blockierbar ist.
  6. Hydromaschine nach Anspruch 5, wobei der Ringkolben (14) mit einer von dem Arbeitsraum (20) abweisenden Ringstirnfläche (50) einen Steuerraum (52) begrenzt, der über ein Steuerventil (56) mit einer Tankleitung (58) verbindbar ist.
  7. Hydromaschine nach Anspruch 6, wobei der Steuerraum (52) von dem ersten Kolben (6) durchsetzt ist.
  8. Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kolben (114) über eine Arretierung (126) im oberen Totpunkt am Zylinder (90) fixierbar ist.
  9. Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kolben (114) über eine Arretierung am ersten Kolben (102) fixierbar ist.
  10. Hydromaschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Arretierung (126) mechanisch, elektrisch oder hydraulisch erfolgt.
  11. Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitsraum (106) über Steuerschlitze mit einer Drucksenke oder eine Druckquelle verbindbar ist.
  12. Hydromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei dieser über ein in Druckmittelströmungsrichtung weg vom Arbeitsraum (20) sperrendes Niederdruckventil (24) mit einer Drucksenke und über ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zum Arbeitsraum (20) sperrendes Druckventil (32) mit einer Druckquelle in Druckmittelverbindung steht.
  13. Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ringkolben (14) mit einer Federkraft einer Feder (70) in Richtung des Kolbenbunds (68) des ersten Kolbens (6) beaufschlagt ist.
  14. Hydromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese eine Hydropumpe oder ein -motor (1, 76) ist.
DE200910035893 2009-08-03 2009-08-03 Hydromaschine Withdrawn DE102009035893A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910035893 DE102009035893A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Hydromaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910035893 DE102009035893A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Hydromaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009035893A1 true DE102009035893A1 (de) 2011-02-10

Family

ID=43430057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910035893 Withdrawn DE102009035893A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Hydromaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009035893A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015207440A1 (de) 2015-04-23 2016-10-27 Robert Bosch Gmbh Hydrostatische Kolbenmaschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1537333B1 (de) 2002-09-12 2006-06-14 Artemis Intelligent Power Ltd. Fluidarbeitsmaschine und betriebsverfahren
WO2006109079A1 (en) 2005-04-15 2006-10-19 Artemis Intelligent Power Limited Fluid-working machines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1537333B1 (de) 2002-09-12 2006-06-14 Artemis Intelligent Power Ltd. Fluidarbeitsmaschine und betriebsverfahren
WO2006109079A1 (en) 2005-04-15 2006-10-19 Artemis Intelligent Power Limited Fluid-working machines

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015207440A1 (de) 2015-04-23 2016-10-27 Robert Bosch Gmbh Hydrostatische Kolbenmaschine
CN106065859A (zh) * 2015-04-23 2016-11-02 罗伯特·博世有限公司 流体静力的活塞机
EP3091230A1 (de) 2015-04-23 2016-11-09 Robert Bosch Gmbh Hydrostatische kolbenmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4138313C2 (de) Radialkolbenpumpe
DE102009038438A1 (de) Verdrängermaschine
WO2017207070A1 (de) Längenverstellbare pleuelstange mit einer hydraulisch betätigbaren steuerungseinrichtung und einem elektromagnetisch betätigbaren schaltventil, hubkolbenmaschine und fahrzeug
DE102014004987A1 (de) VCR-Kolbenmaschine mit VCR-Pleuel
DE102010011516A1 (de) Antrieb mit Notschließfunktion
DE102008007793A1 (de) Linearantrieb mit einem Spindeltrieb
DE102013224657A1 (de) Hydraulische Anordnung
DE102010004808A1 (de) Ventilgesteuerte Verdrängermaschine
DE10060947B4 (de) Radialkolbenhydraulikmotor
WO2013060576A1 (de) Hydrostatische kolbenmaschine
DE102004024126A1 (de) Hydraulischer Antrieb
EP1564414B1 (de) Hydraulischer Antrieb
DE102009035893A1 (de) Hydromaschine
DE102012218883A1 (de) Hydrostatische Kolbenmaschine
EP1247983A1 (de) Kolbenpumpe für Hydrauliksysteme
DE102007030749A1 (de) Ventilgesteuerte Hydropumpe
DE102009021832A1 (de) Hydropumpe
DE102007030831A1 (de) Ventilgesteuerte Hydromaschine
WO1996004107A1 (de) Hydraulik-antriebseinheit
DE102011108207A1 (de) Ventilsteuerung für eine Hydromaschine
DE102007030833A1 (de) Ventilgesteuerte Hydromaschine und Verfahren zu deren Ansteuerung
DE102009036350A1 (de) Antriebsvorrichtung
DE102015207440A1 (de) Hydrostatische Kolbenmaschine
DE102013212589A1 (de) Hydrostatische Radialkolbenmaschine
DE102007030834A1 (de) Ventilgesteuerte Hydromaschine

Legal Events

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

Effective date: 20140301