DE102010006895A1 - Axial piston machine and control mirror - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine mit einem in Abhängigkeit vom Betriebsmodus steuerbaren Entlastungsfeld.An axial piston machine is disclosed with a relief field that can be controlled as a function of the operating mode.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen für eine derartige Axialkolbenmaschine geeigneten Steuerspiegel.The invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1 and a suitable for such axial piston machine control mirror.

Der Grundaufbau derartiger Axialkolbenmaschinen ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise dem von der Bosch Rexroth AG heraus gegebenen Datenblatt RD 92 711/10.07 (Verstellpumpe A10VSO) bekannt, so dass hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert werden. Eine derartige Axialkolbenmaschine ist vorzugsweise verstellbar ausgeführt und hat eine Zylindertrommel, in der eine Vielzahl von Zylinderbohrungen ausgebildet ist, in denen Kolben axial verschiebbar geführt sind. Bei Axialkolbenmaschinen des oben genannten Typs liegen Endabschnitte der Kolben an einer Schrägscheibe an, deren Schwenkwinkel zur Einstellung des Förder-/Schluckvolumens verstellbar ausgeführt sein kann. Die Kolben begrenzen jeweils abschnittsweise einen Zylinderraum, der über einen stirnseitig an der Zylindertrommel anliegenden Steuerspiegel während der Rotation der Zylindertrommel alternierend mit in einer Anschlussplatte ausgebildeten Hochdruck- und einem Niederdruckanschluß verbindbar ist.The basic structure of such axial piston machines is known from the prior art, for example the data sheet RD 92 711 / 10.07 (variable displacement pump A10VSO) given by the Bosch Rexroth AG, so that only the components essential for understanding the invention are explained here. Such axial piston machine is preferably carried out adjustable and has a cylindrical drum in which a plurality of cylinder bores is formed, in which pistons are guided axially displaceable. In axial piston machines of the abovementioned type, end sections of the pistons abut against a swashplate whose swivel angle can be made adjustable in order to adjust the delivery / displacement volume. Each of the pistons delimits a cylindrical space in sections, which can be connected alternately to a high-pressure and low-pressure connection formed in a connecting plate via a control mirror abutting the cylindrical drum during rotation of the cylindrical drum.

Eine derartige Axialkolbenmaschine kann sowohl als Hydropumpe als auch als Hydromotor betrieben werden. Aufgrund des Funktionsprinzips derartiger Axialkolbenmaschinen wird die Zylindertrommel mit einer vergleichsweise hohen Kraft gegen den feststehenden Steuerspiegel gepresst, so dass beim Betrieb der Axialkolbenmaschine im Anlagebereich ein erheblicher Verschleiß erfolgen kann. Zur Verringerung dieses Verschleißes ist bei der aus dem Datenblatt bekannten Axialkolbenmaschine an der Stirnfläche der Zylindertrommel ein Axialvorsprung ausgeführt, dessen Stirnfläche mit Hochdruck beaufschlagbar ist, so dass die Zylindertrommel hydrostatisch am Steuerspiegel abgestützt ist. Die Stirnfläche des Ringvorsprungs wirkt somit als Entlastungsfeld, das der Anpresskraft der Zylindertrommel entgegen wirkt und somit den Verschleiß verringert.Such axial piston machine can be operated both as a hydraulic pump and as a hydraulic motor. Due to the functional principle of such axial piston machines, the cylinder drum is pressed with a comparatively high force against the fixed control mirror, so that considerable wear can occur during operation of the axial piston machine in the contact region. To reduce this wear, an axial projection is designed in the case of the axial piston machine known from the data sheet on the end face of the cylinder drum, whose end face can be subjected to high pressure, so that the cylinder drum is supported hydrostatically on the control mirror. The end face of the annular projection thus acts as a relief field, which counteracts the contact force of the cylinder drum and thus reduces wear.

Derartige Entlastungsfelder sind auch in den Druckschriften DE AS 1 126 735 , DE AS 1 291 632 , DE PS 941 246 , DE AS 1 528 471 und DE 195 39 442 A1 offenbart.Such relief fields are also in the documents DE AS 1 126 735 . DE AS 1 291 632 . DE PS 941 246 . DE AS 1 528 471 and DE 195 39 442 A1 disclosed.

Bei diesen Lösungen sind die Entlastungsfelder in unterschiedlicher Geometrie als Druckmittel beaufschlagte Vorsprünge oder Nuten ausgebildet.In these solutions, the relief fields are formed in different geometry as a pressure medium acted projections or grooves.

Werden derartige Axialkolbenmaschinen als Pumpe betrieben, so wird die oben genannte Anpresskraft der Zylindertrommel an den Steuerspiegel durch die Reibkräfte der das druckbeaufschlagte Druckmittel ausschiebenden Kolben verstärkt. Beim Betrieb als Motor werden die Kolben durch den Hochdruck vom Steuerspiegel weg bewegt, so dass diese Reibkräfte entgegen der auf den Zylinder wirkenden Anpresskraft wirkt, so dass diese verringert ist.If such axial piston machines operated as a pump, the above-mentioned contact pressure of the cylinder drum is amplified to the control mirror by the frictional forces of the pressurized piston ausschiebenden pressure. When operating as a motor, the pistons are moved away from the control mirror by the high pressure, so that these frictional forces counteract the force acting on the cylinder pressing force, so that it is reduced.

Legt man nun die Wirkfläche der Entlastungsfelder auf den Pumpenbetrieb aus, so kann es beim Motorbetrieb aufgrund der zusätzlichen Entlastung durch die sich von dem Steuerspiegel weg bewegenden Kolben bereits bei niedrigen Drehzahlen zu einem Abheben der Zylindertrommel vom Steuerspiegel und somit zu einer Fehlfunktion des Triebwerks der Axialkolbenmaschine kommen. Um derartige Fehler auszuräumen, sind je nach Bestimmung der Axialkolbenmaschine Zylindertrommeln mit unterschiedlichen Entlastungsfeldern vorgesehen, wobei das Entlastungsfeld für einen Motor kleiner ist als dasjenige für eine Pumpe ist.If the effective area of the relief fields is now based on the pump operation, then, in the case of engine operation, due to the additional relief from the piston moving away from the control plate, the cylinder drum may already lift off the control plate at low rotational speeds and thus cause a malfunction of the axial piston engine come. In order to eliminate such errors, depending on the determination of the axial piston cylinder drums with different relief fields are provided, wherein the discharge field for a motor is smaller than that for a pump.

Eine derartige Lösung hat zum einen den Nachteil, dass für jede Maschine unterschiedliche Zylindertrommeln bereitgehalten werden müssen und dass eine für den Pumpenbetrieb ausgelegte Hydromaschine nicht oder nur in bestimmten Betriebszuständen als Motor verwendet werden kann.On the one hand, such a solution has the disadvantage that different cylinder drums must be kept ready for each machine, and that a hydraulic machine designed for pump operation can not be used as an engine or only in certain operating states.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Axialkolbenmaschine zu schaffen, die in weiten Betriebsbereichen sowohl als Motor als auch als Pumpe einsetzbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen für eine derartige Axialkolbenmaschine geeigneten Steuerspiegel zu schaffen.In contrast, the invention has for its object to provide an axial piston machine which can be used in a wide operating ranges both as a motor and as a pump. Another object of the invention is to provide a control plate suitable for such an axial piston machine.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Axialkolbenmaschine durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und im Hinblick auf die Steuerscheibe durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 11 gelöst.This object is achieved with respect to the axial piston machine by the feature combination of claim 1 and with respect to the control disk by the feature combination of the independent claim 11.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß hat die Axialkolbenmaschine eine drehbar gelagerte Zylindertrommel, in der eine Vielzahl von Zylinderräumen ausgebildet ist, die jeweils durch einen Kolben begrenzt ist. Die Zylindertrommel liegt stirnseitig an einem Steuerspiegel an, über den die Zylinderräume während der Rotation alternierend mit Hoch- oder Niederdruck verbindbar sind. Im Anlagebereich zwischen der Zylindertrommel und dem Steuerspiegel ist ein Entlastungsfeld zur Verringerung der Flächenpressung zwischen Zylindertrommel und Steuerspiegel vorgesehen. Erfindungsgemäß kann dieses Entlastungsfeld in Abhängigkeit vom Betriebsmodus der Axialkolbenmaschine (Pumpe/Motor) drucklos geschaltet oder der das Entlastungsfeld beaufschlagende Druck reduziert werden.According to the invention, the axial piston machine has a rotatably mounted cylinder drum, in which a plurality of cylinder chambers is formed, which is bounded in each case by a piston. The cylinder drum is located on the front side of a control mirror, via which the cylinder chambers during rotation alternately with high or low pressure can be connected. In the contact area between the cylinder drum and the control mirror, a relief field for reducing the surface pressure between the cylinder drum and the control mirror is provided. According to the invention, this discharge field can be depressurized as a function of the operating mode of the axial piston machine (pump / motor) or the pressure acting on the discharge field can be reduced.

Durch diese Maßnahme kann der Entlastungsdruck auf einfache Weise in Abhängigkeit vom Betriebsmodus (Pumpe/Motor) verändert werden, so dass das eingangs beschriebene Abheben der Zylindertrommel vom Steuerspiegel beim Motorbetrieb nicht zu befürchten ist und andererseits auch beim Pumpenbetrieb eine übermäßige Flächenpressung und damit ein vorzeitiger Verschleiß der Zylindertrommel oder des Steuerspiegels verhindert werden kann. Dieses Umsteuern kann auch während des Betriebs der Axialkolbenmaschine erfolgen, so dass diese in einem Regenerativsystem betrieben werden kann, in der die Maschine im 4-Quadrantenbetrieb betrieben ist, in dem die Strömungsrichtung des Druckmittels und die Hoch- und Niederdruckseite wechseln können. By this measure, the relief pressure in a simple manner depending on the operating mode (pump / motor) can be changed so that the above-described lifting of the cylinder drum from the control mirror during engine operation is not to be feared and on the other hand also in pump operation excessive surface pressure and thus premature wear the cylinder drum or the control mirror can be prevented. This reversal can also take place during the operation of the axial piston machine, so that it can be operated in a regenerative system in which the machine is operated in 4-quadrant operation in which the flow direction of the pressure medium and the high and low pressure side can change.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit mit einer schaltbaren oder stetig verstellbaren Ventileinrichtung ausgeführt, über die das Entlastungsfeld mit Niederdruck, mit Hochdruck oder einem sonstigen Druck beaufschlagbar ist, um die gewünschte Entlastung bereit zu stellen.In a particularly preferred embodiment, the control unit is designed with a switchable or continuously adjustable valve device, via which the discharge field with low pressure, high pressure or other pressure can be acted upon to provide the desired discharge.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist neben dem steuerbaren Entlastungsfeld ein Hauptentlastungsfeld vorgesehen, wobei das Entlastungsfeld im Motorbetrieb drucklos geschaltet wird.In a particularly preferred embodiment, a main relief field is provided in addition to the controllable discharge field, wherein the discharge field is switched without pressure in engine operation.

Erfindungsgemäß wird es besonders bevorzugt, wenn die Summe der Wirkflächen des Entlastungsfelds und des Hauptentlastungsfelds etwas größer als die druckbeaufschlagte Gesamtfläche der Kolben der Axialkolbenmaschine ist und diese Kolbengesamtfläche wiederum größer als die Wirkfläche des Hauptentlastungsfelds ausgeführt ist. Durch diese Flächenverhältnisse ist sichergestellt, dass im Betrieb als Motor keine übermäßige Entlastung erfolgt und im Pumpenbetrieb eine hinreichende Entlastung vorliegt.According to the invention, it is particularly preferred if the sum of the effective areas of the relief field and the main relief field is slightly larger than the pressurized total area of the pistons of the axial piston machine and this total piston area is again larger than the effective area of the main relief field. These area ratios ensure that no excessive relief takes place during operation as a motor and there is sufficient relief during pump operation.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind diese Entlastungsflächen am Steuerspiegel ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Entlastungsfläche nicht umläuft und somit in bezug zum Hochdruckbereich stationär ist, so dass auch asymmetrische Entlastungsfeldgeometrien realisierbar sind, die im Hinblick auf die optimale Entlastung ausgelegt sind.According to an advantageous embodiment, these relief surfaces are formed on the control mirror. This has the advantage that the relief surface does not rotate and thus is stationary with respect to the high-pressure region, so that asymmetric relief field geometries can be realized, which are designed with regard to the optimal discharge.

Dabei wird es bevorzugt, wenn das Hauptentlastungsfeld als Ringvorsprung am Steuerspiegel ausgeführt ist, in dem die Hochdruck- und Niederdruck-Steuernieren. münden. Das Entlastungsfeld kann dann radial versetzt zu den Hochdruck-Steuernieren angeordnet sein.It is preferred if the main relief field is designed as an annular projection on the control mirror, in which the high-pressure and low-pressure control kidneys. lead. The relief field may then be arranged radially offset from the high-pressure control.

Durch eine radial außen liegende Anordnung des Entlastungsfelds kann neben der Verringerung der Flächenpressung noch ein Kippen der Zylindertrommel im Pumpenbetrieb verhindert oder zumindest auf höhere Drehzahlen verlagert werden. Dieses Kippen ist ein bekanntes Phänomen, wobei bei hohen Drehzahlen und niedrigem Druck der Zylinder im Pumpenbetrieb vom Steuerspiegel abhebt und dann aufgrund des höheren Drucks im Bereich der Hochdruckseite kippt. Zur Erhöhung der Abhebedrehzahl ist bei der im RD-Datenblatt beschriebenen Axialkolbenmaschine am Zylinder ein Stützrand eingeführt, der den Drehpunkt zum Kippen des Zylinders weiter nach außen verlagert, so dass dieser besser abgestützt ist. Durch das radial außen liegende Entlastungsfeld kann die Funktion des Stützrandes mit übernommen werden, so dass ein Kippen des Zylinders verringert oder zumindest in höhere Drehzahlbereiche verschoben wird.By means of a radially outer arrangement of the relief field, in addition to the reduction of the surface pressure, tilting of the cylinder drum during pump operation can still be prevented or at least shifted to higher rotational speeds. This tilting is a well-known phenomenon where, at high speeds and low pressure, the cylinder lifts off the control level during pump operation and then tilts due to the higher pressure in the area of the high pressure side. To increase the Abhebedrehzahl a support edge is introduced in the case of the axial piston described in RD data sheet on the cylinder, which moves the pivot point for tilting the cylinder further outwards, so that it is better supported. Due to the radially outer relief field, the function of the support edge can be taken with, so that tilting of the cylinder is reduced or at least shifted to higher speed ranges.

Die Druckmittelversorgung des Entlastungsfelds erfolgt vorzugsweise über das Hauptentlastungsfeld oder über eine eigene Druckmittelversorgung.The pressure medium supply of the discharge field is preferably via the main discharge field or via its own pressure medium supply.

Die Druckmittelverbindung zwischen Hauptentlastungsfeld und Entlastungsfeld kann auch extern über die Ventileinrichtung erfolgen.The pressure medium connection between main relief field and discharge field can also be done externally via the valve device.

Bei Hydromaschinen, die im 4-Quadrantenbetrieb eingesetzt werden sollen, kann jeder Drehrichtung ein Entlastungsfeld zugeordnet sein, die dann vorzugsweise diametral zueinander angeordnet sind.In hydraulic machines to be used in 4-quadrant operation, each direction of rotation can be assigned a discharge field, which are then preferably arranged diametrically opposite each other.

Zur optimalen Steuerung der Entlastungsfelder kann die Steuereinrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung der Druckmittelströmungsrichtung und der Lage der Hochdruckseite ausgeführt sein. Durch diese Ausgestaltung der Steuereinrichtung kann erfasst werden, ob die Hydromaschine im Pumpenbetrieb oder im Motorbetrieb läuft und dann entsprechend das Entlastungsfeld mit Hochdruck oder Niederdruck beaufschlagt werden, um die geeignete Entlastung zu steuern.For optimum control of the relief fields, the control device can be designed with a device for detecting the pressure medium flow direction and the position of the high pressure side. By this embodiment of the control device can be detected whether the hydraulic machine runs in pump mode or in engine operation and then according to the discharge field with high pressure or low pressure are applied to control the appropriate discharge.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Entlastungskraft durch entsprechende Drucksteuerung und Auslegung der Entlastungsflächen stufenlos gesteuert Werden kann, so dass ein Leckölstrom, der Wirkungsgrad der Hydromaschine, der Verschleiß der Hydromaschine und das unerwünschte Abheben des Zylinders im Sinne eines „Condition Monitoring” überwacht und die Hydromaschine entsprechend gesteuert werden kann.Another advantage of the invention is that the relieving force can be continuously controlled by appropriate pressure control and design of the relief surfaces, so that a leakage oil flow, the efficiency of the hydraulic machine, the wear of the hydraulic machine and the unwanted lifting of the cylinder in the sense of "Condition Monitoring" monitored and the hydraulic machine can be controlled accordingly.

Wie im Weiteren noch näher erläutert wird, kann über das steuerbare Entlastungsfeld auch eine Zylinderabhebesicherung realisiert werden, so dass Gehäusedruckspitzen reduziert oder verhindert werden können.As will be explained in more detail below, a cylinder lift-off protection can also be realized via the controllable relief field, so that Casing pressure peaks can be reduced or prevented.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine verstellbare Axialkolbenmaschine; 1 a schematic longitudinal section through an adjustable axial piston machine;

2 einen Steuerspiegel der Axialkolbenmaschine aus 1 in einer Draufsicht und einer geschnittenen Seitenansicht; 2 a control mirror of the axial piston from 1 in a plan view and a sectional side view;

3 einen Schaltplan zur Steuerung eines Entlastungsfelds des Steuerspiegels aus 2; 3 a circuit diagram for controlling a relief field of the control mirror off 2 ;

4 eine Variante eines Steuerspiegels mit entsprechender Steuerung des Entlastungsfelds; 4 a variant of a control mirror with appropriate control of the discharge field;

5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus 4; 5 a modification of the embodiment 4 ;

6 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 3 zur Realisierung einer Zylinderabhebesicherung; 6 a variant of the embodiment according to 3 for the realization of a cylinder lift-off protection;

7 einen Steuerspiegel mit zwei steuerbaren Entlastungsfeldern und entsprechender Steuerung und 7 a control mirror with two controllable discharge fields and appropriate control and

8 eine elektrohydraulische Steuerung mit der Funktion des Ausführungsbeispiels aus 7. 8th an electro-hydraulic control with the function of the embodiment of 7 ,

1 zeigt eine stark vereinfachte Schnittdarstellung einer Axialkolbenmaschine des Typs A10VO, deren Aufbau hier nur soweit erläutert wird, wie es zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Die Axialkolbenmaschine 1 gemäß 1 ist in Schrägscheibenbauart ausgeführt. Prinzipiell ist die Erfindung auch auf andere Bauarten, wie beispielsweise eine Schrägachseneinheit übertragbar. 1 shows a highly simplified sectional view of an axial piston machine of the type A10VO, the structure of which is explained here only to the extent necessary for understanding the invention. The axial piston machine 1 according to 1 is designed in swashplate design. In principle, the invention is also transferable to other types, such as a bent axis unit.

Die Axialkolbenmaschine 1 hat ein Triebwerk 2 mit einer Zylindertrommel 4, in deren Zylinderbohrungen 6 jeweils ein Kolben 8 axial verschiebbar geführt ist. Jeder Kolben 8 begrenzt mit der Zylinderbohrung 6 einen Zylinderraum 10. Die in 1 rechte Stirnfläche 12 der Zylindertrommel 4 ist an einem Steuerspiegel 14 abgestützt, über dessen Hochdrucksteuernieren 16 und Niederdrucksteuernieren 18 die Zylinderräume 10 alternierend mit einem in einer Anschlussplatte 20 ausgeführten Hochdruckanschluss 22 bzw. Niederdruckanschluss 24 verbindbar sind.The axial piston machine 1 has an engine 2 with a cylinder drum 4 , in their cylinder bores 6 one piston each 8th is guided axially displaceable. Every piston 8th limited with the cylinder bore 6 a cylinder space 10 , In the 1 right end face 12 the cylinder drum 4 is at a control mirror 14 supported by its high pressure control kidneys 16 and low pressure control kidneys 18 the cylinder chambers 10 alternating with one in a connection plate 20 executed high pressure connection 22 or low pressure connection 24 are connectable.

Das Triebwerk 2 hat des Weiteren eine Welle 26, die je nach Betriebsmodus als Antriebs- oder Abtriebswelle dient. Die Welle 26 ist drehfest mit der Zylindertrommel 4 verbunden und über eine Lageranordnung 28, beispielsweise Schrägwälzlager in einem Gehäuse 30 der Axialkolbenmaschine 1 gelagert, das stirnseitig durch die Anschlussplatte 20 verschlossen ist.The engine 2 also has a wave 26 , which serves as a drive or output shaft depending on the operating mode. The wave 26 is non-rotatable with the cylinder drum 4 connected and via a bearing assembly 28 , For example, angular contact bearings in a housing 30 the axial piston machine 1 stored, the front side through the connection plate 20 is closed.

Die Verstellung des Förder-/Schluckvolumens der Axialkolbenmaschine 1 erfolgt über eine Schrägscheibe 32, an der die Kolben 8 abgestützt sind. Dazu ist ein Kolbenfuß 34 jedes Kolbens 8 kugelförmig ausgeführt und gelenkig mit einem Gleitschuh 36 verbunden, der auf der schräg angestellten Schrägscheibe 32 abgleitet. Die Einstellung des Anstellwinkels der Schrägscheibe 32 und damit der Hub der Kolben 8 wird über eine Verstelleinrichtung 38 eingestellt, die im Wesentlichen aus einem Stellzylinder 40 und einer Rückstelleinrichtung 42 besteht. Letztere beaufschlagt die Schrägscheibe 32 in Richtung ihres maximalen Stellwinkels. Das Verstellen der Schrägscheibe 32 erfolgt durch Druckbeaufschlagung des Stellzylinders 40, so dass das Förder-/Schluckvolumen durch Rückstellen der Schrägscheibe 32 in eine Position radial zur Wellenachse auf 0 verstellt werden kann.The adjustment of the delivery / absorption volume of the axial piston machine 1 takes place via a swash plate 32 at which the pistons 8th are supported. This is a piston foot 34 every piston 8th spherical and articulated with a sliding shoe 36 connected, on the obliquely inclined swash plate 32 slides. The adjustment of the angle of attack of the swashplate 32 and thus the stroke of the pistons 8th is via an adjustment 38 set, which consists essentially of a setting cylinder 40 and a reset device 42 consists. The latter acts on the swash plate 32 in the direction of their maximum adjustment angle. Adjusting the swash plate 32 takes place by pressurization of the adjusting cylinder 40 , so that the delivery / intake volume by resetting the swash plate 32 can be adjusted to 0 in a position radially to the shaft axis.

Bei vorgegebener Drehrichtung kann durch Verschwenken der Schrägscheibe 32 über 0 aus der dargestellten Position von Pumpen- auf Motorbetrieb oder umgekehrt umgestellt werden. Es sei angenommen, dass die Axialkolbenmaschine 1 bei vorgegebener Drehzahl in der in 1 dargestellten Schwenkposition der Schrägscheibe 32 im Pumpenbetrieb läuft. Durch Verschwenken der Schrägscheibe 32 über 0 hinaus, kann dann der Pumpenbetrieb eingestellt werden, wobei diese Verschwenkung gegen die Kraft des Rückstellzylinders 42 erfolgt und dieser dementsprechend einfährt. Diese Bewegung kann – wie im Folgenden noch erläutert wird – für die erfindungsgemäße Steuerung der Entlastungsfelder ausgenutzt werden.For a given direction of rotation can be achieved by pivoting the swash plate 32 be changed over from 0 from the illustrated position from pump to motor mode or vice versa. It is assumed that the axial piston machine 1 at given speed in the in 1 shown swivel position of the swash plate 32 running in pump mode. By pivoting the swashplate 32 Beyond 0, then the pump operation can be adjusted, this pivoting against the force of the return cylinder 42 takes place and this enters accordingly. This movement can - as will be explained below - be exploited for the inventive control of the relief fields.

2 zeigt eine Draufsicht von der Zylindertrommel 4 her auf ein Ausführungsbeispiel des Steuerspiegels 14, wie er bei einer Konstruktion gemäß 1 verwendbar ist. In 2 oben ist des Weiteren ein Schnitt entlang der Linie A-A dargestellt, wobei diese Schnittdarstellung keine maßstabsgetreue Ansicht zeigt sondern in Vertikalrichtung gegenüber der Realausgestaltung überhöht gezeigt ist, um das Verständnis zu erleichtern. 2 shows a plan view of the cylinder drum 4 forth on an embodiment of the control mirror 14 as he according to a construction 1 is usable. In 2 Furthermore, above, a section along the line AA is shown, this sectional view is not a true-to-scale view but shown in the vertical direction compared to the real design increased to facilitate understanding.

Der Steuerspiegel 14 ist kreisringförmig ausgeführt und umgreift mit seinem Innendurchmesser 44 die Lageranordnung 28 der Welle 26. Im Kreisringbereich ist die kreissegmentförmige, vergleichsweise lange ND-Steuerniere 18 und eine Vielzahl von vergleichsweise kurzen, HD-Steuernieren 16 ausgebildet. Die letztgenannten HD-Steuernieren 16 münden in der Anschlussplatte 20 und stehen in Druckmittelverbindung mit dem HD-Anschluss 22. Entsprechend ist die lange ND-Steuerniere 18 in der Anschlussplatte 20 mit dem ND-Anschluss 24 verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf zueinander beabstandete HD-Steuernieren 16 vorgesehen, selbstverständlich kann Anzahl und die Geometrie auch verändert werden.The control mirror 14 is designed annular and surrounds with its inner diameter 44 the bearing arrangement 28 the wave 26 , In the annulus area is the circular segment-shaped, comparatively long ND-control animals 18 and a variety of comparatively short, HD-control 16 educated. The latter HD control 16 open in the connection plate 20 and are in fluid communication with the HD port 22 , Accordingly, the long ND control animals 18 in the connecting plate 20 with the ND connection 24 connected. In the illustrated embodiment, there are five spaced-apart HD controls 16 provided, of course, number and geometry can also be changed.

Zwischen den HD-Steuernieren 16 und der ND-Steuerniere 18 verbleiben jeweils zwei Stege 46, 48, die dem oberen bzw. unteren Totpunkt entsprechen. Im Übergangsbereich zwischen der ND-Steuerniere 18 und dem Steg 46 und den HD-Steuernieren 16 und dem Steg 48 ist jeweils ein Dämpfungsschlitz 50 bzw. 52 ausgebildet, über dem der Umsteuervorgang im Bereich der Stege 46, 48 gedämpft wird. Im Bereich dieser Stege 46, 48 befinden sich die Kolben in ihrem oberen bzw. unteren Totpunkt.Between the HD-control 16 and the ND control animals 18 there are two bars each 46 . 48 that correspond to the top and bottom dead center, respectively. In the transition area between the LP-control animals 18 and the jetty 46 and HD-controlling 16 and the jetty 48 is each a damping slot 50 respectively. 52 formed over which the Umsteuervorgang in the region of the webs 46 . 48 is dampened. In the area of these footbridges 46 . 48 the pistons are in their upper and lower dead center.

Wie insbesondere aus dem Schnitt A-A hervorgeht, ist in dem durch die Nieren 16, 18 gebildeten Bereich ein kreisringförmiger Vorsprung 54 ausgebildet, dessen ringförmige Stirnfläche 56 ein Hauptentlastungsfeld 56 bildet, entlang dem die Stirnfläche 12 der Zylindertrommel 4 abgleitet.As can be seen in particular from the section AA, is in by the kidneys 16 . 18 formed area an annular projection 54 formed, the annular end face 56 a main relief field 56 forms, along which the end face 12 the cylinder drum 4 slides.

Auf der Hochdruckseite (HD-Steuernieren 16) ist im Bereich des Außenumfangs des Steuerspiegels 14 ein zur Zylindertrommel 4 hin vorspringendes Entlastungsfeld 58 ausgebildet, das bei der dargestellten Variante als etwa rechteckförmige, leicht gekrümmte Rahmenstruktur ausgeführt ist, die eine Tasche 60 umgreift. Die Axialhöhe des Entlastungsfelds 58 entspricht der Axialhöhe des Hauptentlastungsfelds 56, so dass die Stirnfläche 12 der Zylindertrommel 4 auch entlang dem Entlastungsfeld 58 abgleitet.On the high pressure side (HD control 16 ) is in the range of the outer circumference of the control mirror 14 one to the cylinder drum 4 projecting relief field 58 formed, which is designed in the illustrated variant as an approximately rectangular, slightly curved frame structure, which is a bag 60 embraces. The axial height of the relief field 58 corresponds to the axial height of the main relief field 56 so the frontal area 12 the cylinder drum 4 also along the relief field 58 slides.

In 2 ist mit einem Punkt 62 eine Druckmittelversorgung für die Tasche 60 angedeutet. Während des Umlaufs der Zylindertrommel 4 entlang dem Steuerspiegel 14 tritt über die Hochdrucknieren 16 Druckmittel in den Spalt zwischen dem Hauptentlastungsfeld 56 und der Stirnfläche 12 der Zylindertrommel 4 ein, so dass die Zylindertrommel 4 durch diesen Entlastungsdruck entlastet wird und somit ein vorzeitiger Verschleiß der Stirnfläche 12 oder des Steuerspiegels 14 verhindert wird. Diese Entlastung ist im wesentlichen durch die Ringfläche des Vorsprungs 54 bestimmt, so dass eine vergleichsweise einfache Anpassung der Entlastungskraft durch Variation des Innen- und Außendurchmessers des Vorsprungs 54 möglich ist. Die wesentlich kleinere Entlastungsfläche 58 kann über die angedeutete eigene Druckmittelversorgung 62 oder durch die Druckmittelverbindung mit dem Hauptentlastungsfeld 56 ebenfalls mit Hochdruck beaufschlagt sein, so dass dieses wesentlich kleinere Entlastungsfeld ebenfalls zur Entlastung der Zylindertrommel 4 beiträgt. Wie im Folgenden noch detailliert erläutert wird, kann das Entlastungsfeld 58 über eine geeignete Ventileinrichtung im Motorbetrieb drucklos geschaltet werden, so dass dann lediglich das Hauptentlastungsfeld 56 zur Zylinderentlastung beiträgt und somit das eingangs geschilderte Abheben der Zylindertrommel 4 vermieden werden kann. Im Pumpenbetrieb wird das Entlastungsfeld 58 über diese Ventileinrichtung mit Hochdruck beaufschlagt, so dass die im Pumpenbetrieb erforderliche höhere Zylinderentlastung gewährleistet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Axialkolbenmaschine ohne Veränderung der Bauelemente sowohl im Pumpenbetrieb als auch im Motorbetrieb einzusetzen, ohne dass funktionale Nachteile zu befürchten sind.In 2 is with a point 62 a pressure medium supply for the bag 60 indicated. During the circulation of the cylinder drum 4 along the control mirror 14 occurs over the high-pressure kidneys 16 Pressure medium in the gap between the main relief field 56 and the face 12 the cylinder drum 4 one, leaving the cylinder drum 4 is relieved by this relief pressure and thus premature wear of the face 12 or the control mirror 14 is prevented. This relief is essentially through the annular surface of the projection 54 determined, so that a comparatively simple adjustment of the unloading force by varying the inner and outer diameter of the projection 54 is possible. The much smaller relief surface 58 can over the indicated own pressure medium supply 62 or by the pressure medium connection with the main relief field 56 also be subjected to high pressure, so that this much smaller discharge field also to relieve the cylinder drum 4 contributes. As will be explained in more detail below, the relief field 58 be depressurized via a suitable valve device in engine operation, so that then only the main discharge field 56 contributes to cylinder relief and thus the above-described lifting the cylinder drum 4 can be avoided. In pump operation, the discharge field becomes 58 subjected to high pressure via this valve device, so that the required in the pump operation higher cylinder relief is ensured. In this way, it is possible to use the axial piston machine without changing the components, both in pump operation and in engine operation, without having to fear functional disadvantages.

Die Ansteuerung des Entlastungsfelds 58 wird anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.The activation of the relief field 58 will be explained with reference to some embodiments.

3 zeigt eine Variante, bei der der an den HD-Steuernieren 16 anliegende Druck über einen Versorgungskanal 64 zwischen einer Konstantdrossel 66 und einer verstellbaren Drossel 72 (Druckteiler) abgegriffen wird, die in Reihe geschaltet sind. Je nach Einstellung der verstellbaren Drossel 72 kann der Druck in der Versorgungsleitung 64, die zum Entlastungsfeld 58 genauer gesagt in die von diesem umgriffene Tasche 60 führt, eingestellt werden. Dieser Druck kann dem Hochdruck entsprechen (verstellbare Drossel 72 ganz zu) oder einen nahezu beliebigen Druckwert einnehmen, der kleiner als der Hochdruck und größer als der Niederdruck ND ist. 3 shows a variant in which the on the HD-control 16 applied pressure via a supply channel 64 between a constant throttle 66 and an adjustable throttle 72 (Pressure divider) is tapped, which are connected in series. Depending on the setting of the adjustable throttle 72 can the pressure in the supply line 64 leading to the discharge field 58 more precisely in the pocket seized by this 60 leads to be set. This pressure can correspond to the high pressure (adjustable throttle 72 completely closed) or take an almost arbitrary pressure value, which is smaller than the high pressure and greater than the low pressure ND.

Der Druck im Versorgungskanal 64 kann über einen Druckanzeiger 68 angezeigt werden. Von dem Versorgungskanal 64 zweigt ein Entlastungskanal 70 ab, der mit einem Niederdruck führenden Druckraum ND verbunden ist und in dem die verstellbare Drossel 72 angeordnet ist. Im Bereich zwischen der HD-Steuerniere 16 und der ersten Drossel 66 ist ein Entlastungsventil 74 angeordnet, das bei diesem Ausführungsbeispiel als 2/2-Wegeventil ausgeführt ist und über eine Feder in eine Öffnungsstellung vorgespannt ist und mechanisch in eine Sperrstellung umschaltbar ist, um die Druckmittelverbindung zwischen der HD-Steuerniere 16 bzw. dem Hauptentlastungsfeld 56 und dem Entlastungsfeld 58 abzusperren.The pressure in the supply channel 64 can via a pressure gauge 68 are displayed. From the supply channel 64 branches a discharge channel 70 from which is connected to a low pressure leading pressure chamber ND and in which the adjustable throttle 72 is arranged. In the area between the HD-control animals 16 and the first throttle 66 is a relief valve 74 arranged, which is designed in this embodiment as a 2/2-way valve and is biased by a spring in an open position and is mechanically switched to a blocking position to the pressure medium connection between the HD-Steuiere 16 or the main relief field 56 and the discharge field 58 shut off.

Diese Betätigung kann über nicht dargestellte Stellteile erfolgen. Prinzipiell ist es auch möglich den anhand von 1 erläuterten Rückstellzylinder 42 so auszuführen, dass dieser die Funktion des Entlastungsventil 74 übernimmt und somit den Versorgungskanal 64 auf- oder zusteuert. Das Verschwenken der Schrägscheibe 32 wäre dann mit einem Schalten des Umschaltventils 74 gemäß 3 gleichzusetzen.This operation can be done via control parts, not shown. In principle, it is also possible on the basis of 1 explained return cylinder 42 so that this is the function of the relief valve 74 takes over and thus the supply channel 64 on or off. The pivoting of the swash plate 32 would then be with a switching of the switching valve 74 according to 3 equate.

Eine konkrete Lösung dieses Konzepts ist in 1 gestrichelt eingezeichnet. Der Rückstellzylinder 42 ist im Pumpenbetrieb in Richtung „–a” in 1 ausgefahren. Zum Umstellen Motorbetrieb wird die Schrägscheibe 32 bei Einfahren des Rückstellzylinders 32 in Richtung „–a” verschwenkt. Beim Einfahren fährt ein Kolben 41 ein. Der zylinderseitige Endabschnitt des Kolbens 41 ist in der Darstellung gemäß 1 gestrichelt dargestellt. Dessen Stirnfläche 43 begrenzt im Inneren des Rückstellzylinders 42 einen Druckraum 45, der über eine nicht dargestellte Leitung mit HD beaufschlagt ist. Dieser Druckraum 45 ist über eine oder mehrere Radialbohrungen 47 mit dem in 1 angedeuteten Versorgungskanal 64 verbunden. Beider Verstellung des Kolbens 41 in Richtung „–a” (Motorbetrieb) überfährt die Stirnseite 43 des Kolbens 41 diese Radialbohrung 47, so dass die Verbindung des Versorgungskanals 64 zum HD abgesperrt wird. D. h., der Kolben 41 des Rückstellzylinders 42 übernimmt im Zusammenwirken mit der Radialbohrung 47 die Funktion des in 3 dargestellten Umschaltventils 74. Durch dieses Umschalten ist die Druckmittelverbindung des Entlastungsfelds 58 zum Hochdruck unterbrochen und das Druckmittel kann über die Entlastungsdrossel 72 zum Niederdruck abströmen. Parallel dazu erfolgt auch eine Entlastung über das abfließende Lecköl 62, so dass das Entlastungsfeld drucklos geschaltet ist und somit lediglich das Hauptentlastungsfeld 56 wirksam ist.A concrete solution to this concept is in 1 dashed lines. The return cylinder 42 is in pump mode in direction "-a" in 1 extended. To change the engine operation is the swash plate 32 when retracting the Reset cylinder 32 pivoted in the direction of "-a". When retracting a piston moves 41 one. The cylinder-side end portion of the piston 41 is in the illustration according to 1 shown in dashed lines. Its face 43 limited inside the return cylinder 42 a pressure room 45 , which is acted upon by an unillustrated line with HD. This pressure room 45 is over one or more radial bores 47 with the in 1 indicated supply channel 64 connected. Both adjustment of the piston 41 in direction "-a" (motor operation) passes over the front side 43 of the piston 41 this radial bore 47 so that the connection of the supply channel 64 to the HD is shut off. That is, the piston 41 of the return cylinder 42 takes over in cooperation with the radial bore 47 the function of in 3 shown switching valve 74 , By this switching is the pressure medium connection of the discharge field 58 interrupted to the high pressure and the pressure medium can via the relief throttle 72 to the low pressure. At the same time, there is also relief via the leaked leak oil 62 , so that the relief field is depressurized and thus only the main relief field 56 is effective.

Die vorbeschriebenen Kanäle 64, 70 können in beliebiger Weise in der Steuerspiegel 14, der Zylindertrommel 4, der Anschlussplatte 20 oder im Gehäuse 30 ausgebildet sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Umschalten des Entlastungsventils 74 auf andere Weise, beispielsweise elektrisch/elektrohydraulisch über eine Steuerung durchzuführen.The channels described above 64 . 70 can in any way in the control mirror 14 , the cylinder drum 4 , the connection plate 20 or in the case 30 be educated. Of course, it is also possible to switch the relief valve 74 in another way, for example, perform electrical / electro-hydraulically via a controller.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Steuerspiegels 14, bei dem das Hauptentlastungsfeld 56 direkt mit dem Entlastungsfeld 58 verbunden ist, d. h. bei diesem Ausführungsbeispiel fällt die in 2 rechte innere Umfangswandung des rahmenförmigen Entlastungsfelds 58 mit dem entsprechenden Abschnitt des Vorsprungs 54 zusammen, so dass der Versorgungskanal gemäß 3 entfallen kann. Der Entlastungskanal 70 mündet bei dieser Variante direkt in die Tasche 60 ein. Die Tasche 60 wird über den Bereich des Entlastungsfelds 58 mit Druckmittel gefüllt, der der Hochdruckseite zugewandt ist. Der Druckmittelabfluss erfolgt über die niederdruckseitigen Umfangsbereiche des Entlastungsfelds 58, so dass in der Tasche 60 in etwa der gleiche Druck wie am Entlastungsfeld 58 anliegt. 4 shows an embodiment of the control mirror 14 in which the main relief field 56 directly with the discharge field 58 is connected, ie in this embodiment falls in 2 right inner circumferential wall of the frame-shaped relief field 58 with the corresponding section of the projection 54 together so that the supply channel according to 3 can be omitted. The discharge channel 70 flows with this variant directly into the bag 60 one. The pocket 60 is beyond the scope of the relief box 58 filled with pressure medium, which faces the high pressure side. The pressure medium discharge takes place via the low-pressure side peripheral areas of the relief field 58 so in the bag 60 in about the same pressure as at the discharge field 58 is applied.

Das Entlastungsventil 74 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Entlastungskanal 70 angeordnet und durch die Feder in eine Sperrstellung vorgespannt, um das Entlastungsfeld 58 im Pumpenbetrieb mit Hochdruck zu beaufschlagen. Im Motorbetrieb wird das Entlastungsventil 74 in die Öffnungsstellung umgeschaltet, so dass das Entlastungsfeld 58 druckentlastet wird, während das Hauptentlastungsfeld 56 weiter über die HD-Steuernieren 16 mit Hochdruck beaufschlagt bleibt.The relief valve 74 is in the discharge channel in this embodiment 70 arranged and biased by the spring into a blocking position to the discharge field 58 to apply high pressure during pump operation. In engine operation, the relief valve 74 switched to the open position, leaving the discharge field 58 is depressurized while the main relief field 56 continue on HD-control 16 subjected to high pressure.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Entlastungsventil 74 wiederum mechanisch betätigt (siehe Ausführungen zum Ausführungsbeispiel gemäß 3). Wie in 5 dargestellt, kann anstelle des mechanisch betätigten Wegeventils ein elektrisch oder elektrohydraulisches betätigtes Entlastungsventil 74 verwendet werden. Dieses ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil zur Regelung des Drucks im Entlastungskanal 70 und somit am Entlastungsfeld 58. Selbstverständlich kann ein derartiges proportional verstellbares Regelventil auch bei den anderen, hier beschriebenen Lösungen verwendet werden.At the in 4 illustrated embodiment is the relief valve 74 in turn mechanically actuated (see comments on the embodiment according to 3 ). As in 5 shown, instead of the mechanically operated directional control valve, an electrically or electro-hydraulically operated relief valve 74 be used. This is in the illustrated embodiment, a proportionally adjustable pressure relief valve for controlling the pressure in the discharge channel 70 and thus at the discharge field 58 , Of course, such a proportionally adjustable control valve can also be used in the other solutions described here.

Wie bereits eingangs erläutert, neigt die Zylindertrommel 4 des Triebwerks 2 im Pumpenbetrieb bei hohen Drehzahlen und niedrigem Druck zum Abheben vom Steuerspiegel 14. Dabei kippt die Zylindertrommel 4 aufgrund der Reibkräfte der ausfahrenden Kolben 8 auf der Niederdruckseite um die Hochdruckseite, d. h. um die in den 2, 3 und 4 linke Seite des Steuerspiegels 14. Diese Kippbewegung wird durch das bei Pumpenbetrieb wirksame Entlastungsfeld 58 gemindert, so dass die Zylindertrommel 4 hydrostatisch abgestützt ist und somit die Abhebedrehzahl nach oben hin verschoben wird.As already explained at the beginning, the cylinder drum tends 4 of the engine 2 in pump mode at high speeds and low pressure to lift off the control plate 14 , The cylinder drum tilts 4 due to the frictional forces of the extending pistons 8th on the low pressure side around the high pressure side, ie in the 2 . 3 and 4 left side of the control mirror 14 , This tilting movement is due to the discharge field effective during pump operation 58 diminished, leaving the cylinder drum 4 hydrostatically supported and thus the Abhebedrehzahl is shifted upwards.

Bei herkömmlichen Lösungen wird dieses Abkippen durch Vorsehen eines außen liegenden Stützrandes an der Zylindertrommel 4 verhindert.In conventional solutions, this tilting by providing an outer support edge on the cylinder drum 4 prevented.

In 6 ist eine Modifikation des Ausführungsbeispiels gemäß 3 dargestellt. Bei dieser Variante ist der Versorgungskanal 64 über einen Meldekanal 80 auf die Niederdruckseite geführt, um eine Kippbewegung der Zylindertrommel 4 besser erfassen zu können. Dies ist deshalb möglich, da in diesem niederdruckseitigen Bereich sich der größere Spalt ergibt, was wiederum über das Lecköl im Bereich der Bohrung 82 zu einem signifikanten Druckabfall im Entlastungsfeld 58 führt. Mit anderen Worten gesagt, aufgrund des erhöhten Leckölstroms sinkt der Druck im Bereich der Bohrung 82 und somit der Druck am Entlastungsfeld 58 ab. Dadurch verringert sich entsprechend die Entlastungskraft mit dem Ergebnis, dass die Zylindertrommel 4 wieder stärker an den Steuerspiegel 14 gepresst wird. Die kausale Reihenfolge ist dann durch die Kette: Lecköländerung → Druckänderung → Entlastungsänderung bestimmt. Die Schaltung gemäß 6 entspricht somit einer hydraulischen Abhebesicherung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist das Entlastungsventil 74 nicht dargestellt – dies kann selbstverständlich auch bei dieser Variante vorgesehen sein.In 6 is a modification of the embodiment according to 3 shown. In this variant, the supply channel 64 via a message channel 80 led to the low pressure side to a tilting movement of the cylinder drum 4 to be able to record better. This is possible because in this low-pressure side region, the larger gap results, which in turn on the leakage oil in the bore 82 to a significant pressure drop in the discharge field 58 leads. In other words, due to the increased leakage oil flow, the pressure drops in the area of the bore 82 and thus the pressure at the discharge field 58 from. This reduces accordingly the unloading force with the result that the cylinder drum 4 again stronger to the control mirror 14 is pressed. The causal sequence is then determined by the chain: leakage oil change → pressure change → discharge change. The circuit according to 6 thus corresponds to a hydraulic lift-off. In the embodiment according to 6 is the relief valve 74 not shown - this can of course also be provided in this variant.

Falls über die Hydromaschine schnelle Last- und Drehrichtungswechsel gesteuert werden sollen, wie sie beispielsweise beim Reversieren auftreten können, werden die dann vorzugsweise als Konstanteinheiten ausgeführten Hydromaschinen im 4-Quadrantenbetrieb betrieben. Dies bedeutet, dass beim Reversieren Hochdruck- und Niederdruckseite an den Anschlüssen der Hydromaschine und auch entsprechend die Strömungsrichtung in der Hydromaschine wechseln. Für die erfindungsgemäße Lösung erfordert dies, dementsprechend die Strömungsrichtung und die Hochdruck-/Niederdruckseite zu erfassen und in Abhängigkeit von diesen Kenngrößen das Entlastungsfeld anzusteuern. 7 zeigt ein hydraulisches Ausführungsbeispiel für eine derartige Lösung. Dabei ist der Steuerspiegel 14 mit zwei diametral zueinander angeordneten Entlastungsfeldern 58a, 58b ausgeführt, deren Grundaufbau dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 6 entspricht, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Die in den Figuren rechts angeordnete Steuerniere ist nicht durch einen vergleichsweise langen Kreissegmentabschnitt sondern wie die HD Steuernieren 16 durch eine Vielzahl von kleineren, zueinander beabstandeten Steuernieren 18 ausgebildet, die die gleiche Teilung wie die Steuernieren 16 aufweisen. Im Pumpenbetrieb wird je nach Lage der Hochdruckseite und Strömungsrichtung eines der Entlastungsfelder 58a, 58b mit dem Entlastungsdruck beaufschlagt und das jeweils andere. Entlastungsfeld 58b, 58a drucklos geschaltet. Dies kann beispielsweise durch eine Schaltung gemäß 7 erfolgen, die einen symmetrischen Aufbau aufweist. If rapid load and direction changes are to be controlled via the hydraulic machine, as may occur, for example, during reversing, the hydraulic machines, which are then preferably designed as constant units, are operated in 4-quadrant operation. This means that when reversing high-pressure and low-pressure side at the connections of the hydraulic machine and also change according to the flow direction in the hydraulic machine. For the solution according to the invention this requires accordingly to detect the flow direction and the high-pressure / low-pressure side and to control the discharge field as a function of these characteristics. 7 shows a hydraulic embodiment of such a solution. Here is the control mirror 14 with two relief fields arranged diametrically opposite one another 58a . 58b executed, the basic structure of the embodiment according to the 3 and 6 corresponds so that further explanations are dispensable. The right in the figures arranged Steuiere is not by a comparatively long circle segment section but like the HD Steuerieren 16 by a plurality of smaller, spaced apart control kidneys 18 formed the same division as the control 16 exhibit. In pump operation, depending on the position of the high pressure side and flow direction of the relief fields 58a . 58b subjected to the relief pressure and the other. relief field 58b . 58a depressurized. This can be done, for example, by a circuit according to 7 take place, which has a symmetrical structure.

Die Steuernieren 16, 18 sind über die in 1 dargestellte Anschlussplatte 20 mit den beiden Anschlüssen A, B verbunden, wobei diese Druckmittelverbindung über Kanäle 84, 86 erfolgt, in denen jeweils Blenden 88, 90 angeordnet sind. Der Druck in den Kanälen 84, 86 wird zu den Eingängen eines Wechselventils 91 geführt, dessen Ausgang an den Versorgungskanal 64 angeschlossen ist, in dem die Drossel 66 angeordnet ist. Der Versorgungskanal 64 verzweigt beim Ausführungsbeispiel gemäß 7 in zwei Versorgungskanalzweige 64a, 64b, die jeweils zum Eingang eines Entlastungsventils 74a, 74b führen. Dieses ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt, wobei ein Ausgangsanschluss A über einen Kanalabschnitt 92a, 92b mit dem jeweiligen Entlastungsfeld 58a, 58b oder genauer gesagt der umgriffenen Tasche 60a, 60b verbunden ist. Der dritte Anschluss T ist mit dem Niederdruck ND verbunden. Das Entlastungsventil 74a, 74b ist in eine Grundposition vorgespannt, in der der Druckanschluss P abgesperrt ist und der Kanalabschnitt 92a, 92b mit dem Niederdruck ND (Tank) verbunden ist. In Richtung der Umschaltposition, in der der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss A verbunden ist, sind die beiden Entlastungsventile 74a, 74b jeweils vom Druck im zugeordneten Kanal 84, 86 beaufschlagt, der über eine Steuerleitung 96a, 96b abgegriffen wird.The Steering 16 . 18 are over in 1 illustrated connection plate 20 connected to the two terminals A, B, said pressure medium connection via channels 84 . 86 takes place, in which each aperture 88 . 90 are arranged. The pressure in the channels 84 . 86 becomes the input of a shuttle valve 91 led, whose output to the supply channel 64 is connected, in which the throttle 66 is arranged. The supply channel 64 Branches in the embodiment according to 7 in two supply channel branches 64a . 64b , each to the entrance of a relief valve 74a . 74b to lead. This is designed as a 3/2-way valve, wherein an output terminal A via a channel section 92a . 92b with the respective discharge field 58a . 58b or more precisely, the pocket grabbed 60a . 60b connected is. The third port T is connected to the low pressure ND. The relief valve 74a . 74b is biased to a home position in which the pressure port P is shut off and the duct section 92a . 92b is connected to the low pressure ND (tank). In the direction of the switching position in which the pressure port P is connected to the working port A, the two relief valves 74a . 74b each from the pressure in the assigned channel 84 . 86 acted upon by a control line 96a . 96b is tapped.

Im Bereich zwischen den Eingängen des Wechselventils 91 und den Steuernieren 16, 18 zweigt jeweils ein Bypasskanal 98a, 98b ab, der die jeweilige Blende 88, 90 umgeht und in dem ein entsperrbares Rückschlagventil 100a, 100b angeordnet ist, das durch den Druck im jeweils anderen Bypasskanal 98b, 98a entsperrbar ist. In der entsperrten Position lässt das Rückschlagventil 100a, 100b eine Druckmittelströmung in Richtung zu den Anschlüssen A bzw. B zu, wobei die jeweilige Blende 88, 90 umgangen wird. Der Druck stromabwärts der Blenden 88, 90 bzw. im Einmündungsbereich des Bypasskanals 98a, 98b in den Arbeitskanal 84, 86 wird über einen Steuerkanal 102a, 102b abgegriffen und zu einer in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche des anderen Entlastungsventils 74a, 74b gemeldet.In the area between the inputs of the shuttle valve 91 and the control animals 16 . 18 branches in each case a bypass channel 98a . 98b starting from the respective aperture 88 . 90 bypasses and in which a pilot-operated check valve 100a . 100b is arranged by the pressure in the other bypass channel 98b . 98a is unlockable. In the unlocked position leaves the check valve 100a . 100b a pressure fluid flow in the direction of the terminals A and B, wherein the respective aperture 88 . 90 is bypassed. The pressure downstream of the irises 88 . 90 or in the junction area of the bypass channel 98a . 98b in the working channel 84 . 86 is via a control channel 102 . 102b tapped and to an effective in the closing direction control surface of the other relief valve 74a . 74b reported.

Wie in 7 weiter dargestellt ist, ist der Versorgungskanal 64 stromabwärts der Verzweigung zu den Kanalabschnitten 64a, 64b über die verstellbare Drossel 72 mit dem Niederdruck ND (Tank) verbunden.As in 7 is further shown, is the supply channel 64 downstream of the branch to the channel sections 64a . 64b over the adjustable throttle 72 connected to the low pressure ND (tank).

Es sei nun angenommen, dass die Axialkolbenmaschine 1 im Pumpenbetrieb läuft, wobei am Anschluss A der Hochdruck anliegt und der Anschluss B die Saugseite (ND) darstellt. Durch den höheren Druck im Kanal 84 wird das Entlastungsventil 74a in seine Durchgangsstellung umgeschaltet, in der der Versorgungskanalabschnitt 64a mit dem Kanalabschnitt 92a verbunden ist. Das Druckmittel kann dann von der Hochdruckseite über das Wechselventil 91, den Versorgungskanal 64 und den Versorgungskanalabschnitt 64a sowie den Kanalabschnitt 92a zum Entlastungsfeld 58a strömen, so dass an diesem der Hochdruck anliegt. Dabei bleibt das Entlastungsventil 74b in seiner Feder vorgespannten Grundposition, so dass das in 7 rechte Entlastungsfeld 58b zum Niederdruck ND hin entlastet ist. Durch den hohen Druck im Kanal 84 wird das niederdruckseitige Rückschlagventil 100b entsperrt. Bei aufgesteuertem Rückschlagventil 100b liegt an beiden Seiten des Entlastungsventils 74b der gleiche Steuerdruck an, so dass dieses über die Kraft der Feder in seine Grundposition vorgespannt ist, in der das Entlastungsfeld 58b zum ND hin entlastet ist. Die Strömungsrichtung wird über den Druckabfall an der Blende 88 (oder 90) erfasst.It is now assumed that the axial piston machine 1 runs in pump mode, where at port A, the high pressure is applied and port B is the suction side (ND). Due to the higher pressure in the channel 84 becomes the relief valve 74a switched to its passage position, in which the supply duct section 64a with the channel section 92a connected is. The pressure medium can then from the high pressure side via the shuttle valve 91 , the supply channel 64 and the supply channel section 64a as well as the canal section 92a to the relief field 58a flow, so that the high pressure is applied to this. The relief valve remains 74b in its spring preloaded basic position, so that in 7 right discharge field 58b relieved to low pressure ND out. Due to the high pressure in the channel 84 becomes the low-pressure side check valve 100b unlocked. With the check valve open 100b lies on both sides of the relief valve 74b the same control pressure, so that this is biased by the force of the spring to its basic position, in the relief field 58b relieved to the ND. The direction of flow is above the pressure drop across the orifice 88 (or 90 ) detected.

Die Funktion im Motorbetrieb ist entsprechend. Prinzipiell ist der Aufbau gemäß den 6 und 7 für einen 4-Quadrantenbetrieb mit den damit einhergehenden Druckseitenwechseln und Strömungsrichtungswechseln (Pumpe/Motor) ausgelegt.The function in motor operation is appropriate. In principle, the structure according to the 6 and 7 designed for a 4-quadrant operation with the associated pressure side changes and flow direction changes (pump / motor).

Wie ausgeführt, kann über eine derartige Steueranordnung sowohl die Strömungsrichtung des Druckmittels als auch die Lage der Hochdruckseite erfasst und in Abhängigkeit von diesen Parametern die Entlastungsflächen 58a, 58b gesteuert werden.As stated, can be such a control arrangement, both the flow direction of the Pressure fluid and the position of the high pressure side detected and depending on these parameters, the relief surfaces 58a . 58b to be controlled.

8 zeigt eine elektrohydraulische Lösung mit einem gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 vereinfachten Aufbau. 8th shows an electro-hydraulic solution with respect to the embodiment according to 7 simplified structure.

Der Aufbau des Steuerspiegels 14 ist der gleiche wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 7, d. h. es sind zwei Entlastungsfelder 58a, 58b vorgesehen und die hochdruck- bzw. niederdruckseitigen Steuernieren 16, 18 sind durch insgesamt fünf, auf einem gemeinsamen Teilkreis liegende vergleichsweise kleine Nieren ausgeführt. Je nach Betriebsweise der Axialkolbenmaschine können diese Entlastungsfelder 58a, 58b über eine Steuerung angesteuert werden.The structure of the control mirror 14 is the same as in the embodiment according to 7 ie there are two relief fields 58a . 58b provided and the high-pressure or low-pressure side steer 16 . 18 are performed by a total of five, lying on a common circle relatively small kidneys. Depending on the mode of operation of the axial piston machine, these relief fields 58a . 58b be controlled via a controller.

Die Anschlüsse A, B sind wieder über Kanäle 84, 86 in der Anschlußplatte 20 mit der Hochdruckseite bzw. der Niederdruckseite verbunden. Der Druck in diesen beiden Kanälen 84, 86 liegt an den Eingängen des Wechselventils 91 an, dessen Ausgang über den Versorgungskanal 64 und die Drossel 66 mit den Versorgungskanalzweigen 64a, 64b verbunden ist, die jeweils zu einem der Entlastungsfelder 58a, 58b führen. Die Versorgungskanalzweige 64a, 64b sind über den Entlastungskanal 70 und die verstellbare Drossel 72 mit dem ND verbunden.The connections A, B are again via channels 84 . 86 in the connection plate 20 connected to the high pressure side and the low pressure side. The pressure in these two channels 84 . 86 is located at the entrances of the shuttle valve 91 whose output is via the supply channel 64 and the throttle 66 with the supply channel branches 64a . 64b connected to each one of the relief fields 58a . 58b to lead. The supply channel branches 64a . 64b are over the discharge channel 70 and the adjustable throttle 72 connected to the ND.

In den Versorgungskanalzweigen 64a, 64b ist jeweils ein elektrisch oder elektrohydraulisch verstellbares Entlastungsventil 74a, 74b vorgesehen, das in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Lage des Hochdruckfeldes sowie dem Betriebsmodus (Pumpe, Motor) angesteuert wird, um das jeweilige Entlastungsfeld 58a, 58b mit Druck zu beaufschlagen oder zu entlasten. In entsprechender Weise kann die Ansteuerung der Entlastungsventile 74a, 74b auch erfolgen, um ein Kippen oder Abheben der Zylindertrommel 4 zu unterbinden oder zumindest in höhere Drehzahlbereiche zu verschieben.In the supply channel branches 64a . 64b is in each case an electrically or electro-hydraulically adjustable relief valve 74a . 74b provided, which is controlled in dependence on the speed and the position of the high-pressure field and the operating mode (pump, motor) to the respective discharge field 58a . 58b pressurize or relieve pressure. In a similar way, the control of the relief valves 74a . 74b also done to tilt or lift the cylinder drum 4 to prevent or at least to move in higher speed ranges.

Die beiden Entlastungsventile 74a, 74b sind ebenfalls als 2/2-Wegeventile ausgeführt, wobei die Entlastungsfelder 58a, 58b in der federvorgespannten Grundposition dieser Entlastungsventile 74a, 74b auf Niederdruck gelegt sind. In Reihe zu jedem Entlastungsventil 74a, 74b ist ein 2/2-Wege-Schaltventil 102a, 102b vorgesehen, das in eine Schließposition vorgespannt ist und das über den Druck in den Kanälen 84, 86 umschaltbar ist. Dieser Druck wird über einen Steuerkanal 104a, 104b abgegriffen. In dem Fall, in dem der Anschluss A mit Hochdruck beaufschlagt ist (Steuernieren 16 sind HD-Nieren), wird das Schaltventil 102a umgeschaltet und das Entlastungsfeld 58a über das Wechselventil 91, die Drossel 66, den Versorgungskanal 64, den Versorgungskanalabschnitt 64a sowie das über die Steuerung aufgesteuerte Entlastungsventil 74 mit dem Hochdruck beaufschlagt. Das dann im Niederdruckzweig gelegene Schaltventil 102b bleibt in seiner Feder vorgespannten Sperrstellung, so dass das andere Entlastungsfeld 58b druckentlastet ist.The two relief valves 74a . 74b are also designed as 2/2-way valves, with the discharge fields 58a . 58b in the spring-biased home position of these relief valves 74a . 74b are placed on low pressure. In line with each relief valve 74a . 74b is a 2/2-way switching valve 102 . 102b provided, which is biased into a closed position and the pressure in the channels 84 . 86 is switchable. This pressure is via a control channel 104a . 104 b tapped. In the case where the port A is pressurized (control 16 are HD kidneys), will be the switching valve 102 switched and the discharge field 58a over the shuttle valve 91 , the throttle 66 , the supply channel 64 , the supply duct section 64a and the relief valve controlled by the control 74 subjected to the high pressure. The then located in the low pressure branch switching valve 102b stays in its spring biased blocking position, leaving the other relief field 58b relieved of pressure.

Die Strömungsrichtung des Druckmittels wird über die Drehrichtung der Zylindertrommel 4 bestimmt. Diese wird über einen geeigneten Sensor erfasst und an die Steuerung gemeldet, so dass diese in Abhängigkeit von der Drehrichtung oder genauer gesagt von der Druckmittelströmungsrichtung und vom Betriebszustand ein geeignetes Signal an die Versorgungsventile 74a, 74b abgeben kann.The flow direction of the pressure medium is over the direction of rotation of the cylinder drum 4 certainly. This is detected by a suitable sensor and reported to the controller, so that this depending on the direction of rotation or more precisely from the pressure fluid flow direction and the operating state, a suitable signal to the supply valves 74a . 74b can deliver.

Offenbart ist eine Axialkolbenmaschine mit einem in Abhängigkeit vom Betriebsmodus steuerbaren Entlastungsfeld.Disclosed is an axial piston machine with a controllable depending on the operating mode discharge field.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Axialkolbenmaschineaxial piston
22
Triebwerkengine
44
Zylindertrommelcylinder drum
66
Zylinderbohrungbore
88th
Kolbenpiston
1010
Zylinderraumcylinder space
1212
Stirnseitefront
1414
SteuerspiegelA control plate
1616
Steuerniere HDControl HD
1818
Steuerniere NDControl ND
2020
Anschlussplatteconnecting plate
2222
HD-AnschlussHD connection
2424
ND-AnschlussND connection
2626
Wellewave
2828
Lageranordnungbearing arrangement
3030
Gehäusecasing
3232
Schrägscheibeswash plate
3434
Kolbenfußpiston base
3636
Gleitschuhshoe
3838
RückstelleinrichtungReset device
4040
Verstellzylinderadjusting cylinder
4141
Kolbenpiston
4242
RückstellzylinderReset cylinder
4343
Stirnseitefront
4444
InnendurchmesserInner diameter
4545
Druckraumpressure chamber
4646
Stegweb
4747
Radialbohrungradial bore
4848
Stegweb
5050
Dämpfungsschlitzdamping slot
5252
Dämpfungsschlitzdamping slot
5454
Vorsprunghead Start
5656
HauptentlastungsfeldMain relief field
5858
Entlastungsfeldrelief field
6060
Taschebag
6262
DruckmittelversorgungPressure medium supply
6464
Versorgungskanalsupply channel
6666
Drosselthrottle
6868
DruckaufnehmerPressure transducer
70 70
Entlastungskanalrelief channel
7272
Drosselthrottle
7474
Entlastungsventilrelief valve
7676
Anbindungsbereichconnecting region
7878
Anbindungsbereichconnecting region
8080
Meldekanalsignaling channel
8282
Bohrungdrilling
8484
Kanalchannel
8686
Kanalchannel
8888
Blendecover
9090
Blendecover
9191
Wechselventilshuttle valve
9292
Kanalabschnittchannel section
9494
Kanalabschnittchannel section
9696
Steuerleitungcontrol line
9898
Bypasskanalbypass channel
100100
Rückschlagventilcheck valve
102102
Schaltventilswitching valve
104104
Steuerkanalcontrol channel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Axialkolbenmaschine mit einer drehbar gelagerten Zylindertrommel (4), in der eine Vielzahl von durch jeweils einen Kolben (8) abschnittsweise begrenzte Zylinderräume (10) ausgebildet sind, die während der Rotation der Zylindertrommel (4) über einen an einer Stirnseite (12) der Zylindertrommel (4) anliegenden Steuerspiegel (14) mit Hochdruck (HD) oder Niederdruck (ND) verbindbar sind, und mit einem mit einem Entlastungsdruck beaufschlagten Entlastungsfeld (58) zur Verringerung der Flächenpressung zwischen Zylindertrommel (4) und Steuerspiegel (14), gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, über die das Entlastungsfeld (58) in Abhängigkeit vom Betriebsmodus entlastbar ist.Axial piston machine with a rotatably mounted cylindrical drum ( 4 ) in which a plurality of each by a piston ( 8th ) Sectionally limited cylinder spaces ( 10 ) are formed during the rotation of the cylinder drum ( 4 ) via one on a front side ( 12 ) of the cylinder drum ( 4 ) adjacent control mirror ( 14 ) are connectable to high pressure (HD) or low pressure (ND), and to a relief field loaded with a relief pressure (N) ( 58 ) for reducing the surface pressure between the cylinder drum ( 4 ) and control mirrors ( 14 ), characterized by a control device via which the discharge field ( 58 ) can be relieved depending on the operating mode. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 1, wobei die Steuereinrichtung eine stetig verstellbare oder schaltbare Ventileinrichtung (74) hat, über die das Entlastungsfeld (58) mit Niederdruck (ND) oder mit Hochdruck (HD) beaufschlagbar ist.Axial piston machine according to claim 1, wherein the control device comprises a continuously adjustable or switchable valve device ( 74 ), through which the discharge field ( 58 ) with low pressure (ND) or high pressure (HD) can be acted upon. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zusätzlich zum steuerbaren Entlastungsfeld (58) ein Hauptentlastungsfeld (56) vorgesehen ist.Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein in addition to the controllable discharge field ( 58 ) a main relief field ( 56 ) is provided. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 3, wobei die Summe der Wirkflächen des Entlastungsfelds (58) und des Hauptentlastungsfelds (56) etwas größer als die druckbeaufschlagte Gesamtfläche der Kolben (8) und diese Gesamtfläche wiederum größer als die Wirkfläche des Hauptentlastungsfelds (56) ist.Axial piston machine according to claim 3, wherein the sum of the effective surfaces of the relief field ( 58 ) and the main relief field ( 56 ) slightly larger than the total pressurized area of the pistons ( 8th ) and this total area in turn larger than the effective area of the main relief field ( 56 ). Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Entlastungsfeld (58, 56) am Steuerspiegel (14) ausgebildet ist.Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein the relief field ( 58 . 56 ) at the control mirror ( 14 ) is trained. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 5, wobei das Hauptentlastungsfeld (56) als ringförmiger Vorsprung (54) ausgebildet ist, in dem die Steuernieren (16, 18) münden und/oder das Entlastungsfeld (58) radial versetzt zu den hochdruckseitigen Steuernieren (16) angeordnet ist.Axial piston machine according to claim 5, wherein the main relief field ( 56 ) as an annular projection ( 54 ), in which the control animals ( 16 . 18 ) and / or the discharge field ( 58 ) radially offset to the high-pressure side control kidneys ( 16 ) is arranged. Axialkolbenmaschine nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, wobei das Entlastungsfeld (58) hydraulisch mit dem Hauptentlastungsfeld (56) verbunden ist oder über eine eigene Druckmittelversorgung verfügt.Axial piston machine according to one of the claims 3 to 6, wherein the relief field ( 58 ) hydraulically with the main relief field ( 56 ) or has its own pressure medium supply. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 2 oder einem der darauf bezogenen Ansprüche, wobei die Druckmittelversorgung extern über die Ventileinrichtung (74), erfolgt.Axial piston machine according to claim 2 or one of the claims related thereto, wherein the pressure medium supply externally via the valve device ( 74 ), he follows. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jeder Drehrichtung der Zylindertrommel (4) ein Entlastungsfeld (58a, 58b) zugeordnet ist.Axial piston machine according to one of the preceding claims, wherein each direction of rotation of the cylinder drum ( 4 ) a relief field ( 58a . 58b ) assigned. Axialkolbenmaschine nach Patentanspruch 9, wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen der Druckmittelströmungsrichtung und der Lage der Hochdruckseite hat.Axial piston machine according to claim 9, wherein the control device has a device for detecting the pressure fluid flow direction and the position of the high pressure side. Steuerspiegel für eine Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit mehreren Steuernieren (16, 18) und einem im Bereich der Steuernieren (16, 18) ausgebildeten Hauptentlastungsfeld (56) sowie einem demgegenüber radial versetzten Entlastungsfeld (58), dessen Größe wesentlich geringer als diejenige des Hauptentlastungsfelds (56) ist.Control plate for an axial piston machine according to one of the preceding claims, comprising a plurality of control rods ( 16 . 18 ) and one in the field of 16 . 18 ) trained main relief field ( 56 ) as well as a radially offset relief field ( 58 ) whose size is much smaller than that of the main relief field ( 56 ).
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