DE102010034548A1 - Hydrostatische Kolbenmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine mit einer mehrere Zylinderbohrungen (9) aufweisenden Zylindertrommel (10). In jeder der Zylinderbohrungen (9) ist jeweils ein Kolben (7) verschieblich angeordnet. Die hydrostatische Kolbenmaschine weist ferner eine Huberzeugungsvorrichtung (4) auf, welche bei Drehung der Zylindertrommel (10) einen Hub der Kolben (7) in den Zylinderbohrungen (9) erzeugt. Die Zylinderbohrungen (9) weisen Öffnungen (12) auf, die bei einer Drehung der Zylindertrommel alternieren mit wenigstens einem Niederdruck- und einem Hochdruckanschluss (19', 19'') verbindbar sind. Ferner ist eine Zylinderabschaltvorrichtung (20) vorgesehen, durch die wenigstens die Öffnungen (12) zweier Zylinderbohrungen (9) miteinander verbindbar sind, deren Kolben (7) entgegengesetzte Hubrichtungen aufweisen. Erfindungsgemäß sind die Kolben derjenigen Zylinderbohrung (9), deren Öffnungen (12) durch die Zylinderabschaltvorrichtung (20) miteinander verbindbar sind, zweiteilig mit einem ersten Kolbenteil (7') und einem zweiten Kolbenteil (7'') ausgeführt. Die beiden Kolbenteile (7', 7'') sind in Hubrichtung gegeneinander verschiebbar und die von der Huberzeugungsvorrichtung (4) abgewandten Stirnflächen der beiden Kolbenteile (7', 7'') bilden jeweils eine Teilfläche des Zylinderquerschnitts auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine, mit mehreren in einer Zylindertrommel verschieblich angeordneten Kolben, wobei ein Teil der Zylinder mittels einer Zylinderabschaltung zur Reduzierung des effektiv mit einem hydraulischen Kreislauf ausgetauschten Druckmittels abschaltbar ist.
  • Bei hydrostatischen Kolbenmaschinen ist eine wesentliche Eigenschaft, die das Verhalten der Maschine beeinflusst, das Hubvolumen, welches im Falle einer Pumpe in einen hydraulischen Kreislauf gefördert wird oder im Falle eines Motors aus diesem aufgenommen wird. So kann es insbesondere bei hydrostatischen Kolbenmaschinen, die als Motor arbeiten, vorteilhaft sein, das Schluckvolumen zu reduzieren. Damit lassen sich höhere Drehzahlen der Abtriebswelle der hydrostatischen Kolbenmaschine erzielen. Bei gleichbleibendem Fördervolumen einer im Kreislauf vorhandenen Pumpe wird nämlich bei reduziertem Schluckvolumen die Drehzahl erhöht, um den gleichen Durchsatz an Flüssigkeitsmenge gewährleisten zu können. Eine Zylinderabschaltung, bei der wenigstens zwei Zylinderräume so miteinander verbunden sind, dass unter Umgehung des hydraulischen Kreislaufs, in dem die hydrostatischen Kolbenmaschine angeordnet ist, Druckmittel lediglich aus einem Zylinderraum unmittelbar in einen anderen gefördert wird, ist sowohl für Radialkolbenmaschinen als auch für Axialkolbenmaschinen bekannt.
  • Für Radialkolbenmaschinen ist es beispielsweise aus der US 4,724,742 bekannt, zur Zylinderabschaltung jeweils zwei Zylinderräume miteinander zu verbinden. Aufgrund des Konstruktionsprinzips einer Radialkolbenmaschine wechseln dabei die miteinander kurzgeschlossenen Zylinderräume durch. Bei Axialkolbenmaschine ist es dagegen bekannt, die gesamten Zylinderbohrungen in zwei Gruppen aufzuteilen, die beispielsweise auf unterschiedlichen Teilkreisen angeordneten sind. Die Zylinderöffnungen der einen Gruppe von Zylinderbohrungen werden über Steueröffnungen mit einem ersten hydraulischen Kreislaufabschnitt verbunden, während die Zylinderbohrungen der zweiten Gruppe über ihre Öffnungen mit zweiten Steueröffnungen und damit einem zweiten hydraulischen Kreislaufabschnitt verbunden werden. Eine solche Anordnung ist aus der DE 33 33 812 C2 bekannt. Der erste und der zweite Kreislauf können dann zusammengeführt werden.
  • Wir nun zur Erhöhung der Drehzahl eines solchermaßen ausgestalteten Hydromotors einer der Kreislaufabschnitte abgeschaltet, so dass die unveränderte Druckmittelmenge allein durch die Zylinderbohrungen der anderen Gruppe gefördert werden muss, so werden hierzu mittels einer Zylinderabschaltvorrichtung bei einer Gruppe die Zylinder der Saugseite mit den Zylindern der Druckseite kurzgeschlossen. Ein Druckmittelaustausch mit dem hydraulischen Kreislauf erfolgt nicht, es kommt aber zu einem Hin- und Herfördern von Druckmittel zwischen den einzelnen Zylinderräumen der abgeschalteten Zylinderräume in dem abgetrennten Kreislaufabschnitt. Dies führt zu einem erheblichen Verlust an Wirkungsgrad.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine hydrostatische Kolbenmaschine zu schaffen, die eine Zylinderabschaltung zur Reduzierung des mit dem angeschlossenen hydraulischen Kreislauf ausgetauschten Volumenstroms pro Umdrehung zu schaffen, der hinsichtlich des Wirkungsgrades verbessert ist.
  • Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße hydrostatische Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße hydrostatische Kolbenmaschine weist eine mehrere Zylinderbohrungen aufweisende Zylindertrommel auf. In jeder der Zylinderbohrungen ist jeweils ein Kolben verschieblich angeordnet. Ferner ist eine Huberzeugungsvorrichtung vorgesehen, welche bei Drehung der Zylindertrommel einen Hub der Kolben in den Zylinderbohrungen erzeugt. Die Zylinderbohrungen weisen Öffnungen auf, die bei einer Drehung der Zylindertrommel alternierend mit wenigstens einem Hochdruck- und einem Niederdruckanschluss verbindbar sind. Insbesondere können auch mehrere Niederdruck- bzw. Hochdruckanschlüsse vorhanden sein, so dass die hydrostatische Kolbenmaschine eine sogenannte Mehrkreismaschine ist. Die Kolbenmaschine weist ferner eine Zylinderabschaltvorrichtung auf, durch die wenigstens die Öffnungen zweier Zylinderbohrungen miteinander verbindbar sind, deren Kolben während der Zeit der Verbindung entgegengesetzte Hubrichtungen aufweisen. Durch eine solche Verbindung miteinander werden die Zylinder von dem an die hydrostatische Kolbenmaschine angeschlossenen Kreislauf abgetrennt, ihr Kreislauf wird kurzgeschlossen. Es wird lediglich aus einem Zylinderraum Druckmittel in einen anderen Zylinderraum gepumpt.
  • Erfindungsgemäß sind nun die Kolben derjenigen Zylinderbohrungen, deren Öffnungen durch die Zylinderabschaltvorrichtung miteinander verbindbar sind, zweiteilig ausgeführt. Ein erstes Kolbenteil und ein zweites Kolbenteil sind in Hubrichtung gegeneinander verschiebbar. Die von der Huberzeugungsvorrichtung abgewandten Stirnflächen der beiden Kolbenteile bilden dabei jeweils eine Teilfläche des Zylinderquerschnitts. Wird nun lediglich ein Kolbenteil bei abgeschaltetem Zylinder bewegt, so wird die entsprechend in der Kurzschlussverbindung hin und her gepumpte Flüssigkeitsmenge reduziert. Durch den hydraulischen Kurzschluss, der durch die Zylinderabschaltvorrichtung in dem Kreislaufabschnitt erzeugt wird, herrschen in beiden verbundenen Zylinderräumen Niederdruck. Das nicht zwangsweise bewegte Kolbenteil bleibt daher stehen und führt keine Hubbewegung aus. Infolge dessen ist der Volumenstrom verringert und der gesamte Wirkungsgrad der Maschine wird deutlich verbessert.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, dass das erste Kolbenteil mit der Huberzeugungsvorrichtung verbunden ist. Durch die Verbindung zwischen dem ersten Kolbenteil und der Huberzeugungsvorrichtung ist eine Übertragung von Schub- und Zugkräften zwischen dem ersten Kolbenteil und der Huberzeugungsvorrichtung möglich. Das zweite Kolbenteil dichtet dagegen gegenüber der Zylinderbohrung ab und führt das erste Kolbenteil. Gemeinsam wird somit ein zweiteiliger Kolben ausgebildet, wobei das mit der Huberzeugungsvorrichtung fest verbundene Kolbenteil über das zweite Kolbenteil in der Zylinderbohrung abgedichtet ist.
  • An dem ersten Kolbenteil ist vorzugsweise eine Abstützfläche vorgesehen, so dass zwischen dem zweiten Kolbenteil und dem ersten Kolbenteil und somit mittelbar auch der Huberzeugungsvorrichtung Schubkräfte übertragbar sind. Die Erfindung wird vorzugsweise bei Hydromotoren eingesetzt, wobei es zur Funktion des Hydromotors wesentlich auf die Übertragung von Schubkräften zwischen dem Kolben und der Huberzeugungsvorrichtung ankommt.
  • Besonders bevorzugt ist die hydrostatische Kolbenmaschine eine Axialkolbenmaschine und hier wiederum insbesondere ein Axialkolbenmotor. Im Falle der Axialkolbenmaschine ist es besonders bevorzugt, wenn eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe von Zylinderbohrungen vorhanden ist. Die Öffnungen der ersten und der zweiten Gruppe von Zylinderbohrungen werden bei einer Drehung der Zylindertrommel mit unterschiedlichen hydraulischen Kreislaufabschnitten verbunden. Das bedeutet, dass die erste Gruppe von Zylinderbohrungen Druckmittel aus einem ersten hydraulischen Kreislaufabschnitt und die zweite Gruppe von Zylinderbohrungen Druckmittel aus einem zweiten hydraulischen Kreislaufabschnitt aufnimmt. Die beiden hydraulischen Kreisläufe können parallel zueinander angeordnet sein und aus einer gemeinsamen Arbeitsleitung des hydraulischen Kreislaufs gespeist werden. Entsprechend ist der Rückfluss ebenfalls über eine gemeinsame Arbeitsleitung möglich. Denkbar ist es jedoch auch, dass es sich um tatsächlich mit unterschiedlichen Druckmittelquellen verbundene hydraulische Kreisläufe handelt.
  • Es ist außerdem besonders bevorzugt, wenn nur die Öffnungen einer der beiden Gruppen von Zylinderbohrungen mittels der Zylinderabschaltvorrichtung miteinander verbindbar sind. Während folglich die andere Gruppe von Zylinderbohrungen permanent mit einem hydraulischen Kreislauf verbunden ist, beschränkt sich somit der mechanisch höhere Aufwand zur Reduzierung des Wirkungsgrads lediglich auf die zweite Gruppe von Zylinderbohrungen bzw. die darin angeordneten Kolben. So lässt sich der mechanische Bearbeitungsaufwand, der doch mit einer erheblichen Präzision ausgeführt werden muss, in Grenzen halten.
  • Die Abschaltung erfolgt besonders bevorzugt über ein Abschaltventil als Teil der Zylinderabschaltvorrichtung, durch welches der Niederdruck- und der Hochdruckanschluss des hydraulischen Kreislaufabschnitts der abzuschaltenden Zylinder miteinander verbindbar sind. Ein solches Abschaltventil kann beispielsweise als 4/2-Wegeventil ausgeführt sein, welches in seiner Ruheposition, die durch eine Feder vorgegeben ist, die Steueröffnungen, die der abschaltbaren Gruppe von Zylindern zugeordnet ist, mit dem Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluss des hydraulischen Kreislaufabschnitts verbindet. In der geschalteten Position, in der also eine Zylinderabschaltung erfolgt, werden dagegen der Hochdruckanschluss und der Niederdruckanschluss ohne Anbindung des Kreislaufabschnitts an den hydraulischen Kreislauf miteinander verbunden.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend detailliert erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Schrägachsenmaschine als Hydromotor;
  • 2 einen hydraulischen Schaltplan eines solches Mehrkreismotors mit einem 4/2-Wegeventil als Abschaltventil;
  • 3 eine Alternative zu dem Schaltplan nach 2, wobei ein Kurzschluss vom Kolben über das Gehäuse des Motors erfolgt;
  • 4 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der mehrteiligen Kolben während des normalen Betriebes; und
  • 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion der Zylinderabschaltung bei mehrteiligen Kolben.
  • Die 1 zeigt das Prinzip eines Mehrkreismotors, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart dargestellt ist. Der Schrägachsenmotor 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem drehbar eine Abtriebswelle 3 gelagert ist. Mit der Abtriebswelle 3 drehfest verbunden ist eine Treibscheibe 4. Die Treibscheibe 4 ist über Kugelgelenke 5 mit einer Mehrzahl von Kolben 6 bzw. 7 verbunden. Dabei besteht der Kolben 7 aus einem ersten Kolbenteil 7' und einem zweiten Kolbenteil 7''. Diese Anordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 noch im Detail erläutert.
  • Die Kolben 6, 7 sind längs verschieblich in Zylinderbohrungen 8 bzw. 9 angeordnet. Die Zylinderbohrungen 8 sind entlang eines ersten Umfangskreises in einer Zylindertrommel 10 verteilt angeordnet. Entlang eines zweiten Umfangskreises sind die Zylinderbohrungen 9 ebenfalls in der Zylindertrommel 10 angeordnet. Jede der Zylinderbohrungen 8, 9 weist eine Öffnung 11 bzw. 12 auf. Über die Öffnungen 11 bzw. 12 sind die Gruppen von Zylinderbohrungen 8, 9 über eine Steuerplatte 13 in in 1 nicht dargestellter Weise mit jeweils einem hydraulischen Kreislaufabschnitt verbunden. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2, die ein Schaltbild des dargestellten Hydromotors zeigt, erläutert. Zur Anbindung an unterschiedliche hydraulische Kreislaufabschnitte sind in an sich aus dem Stand der Technik bereits bekannter Weise Steueröffnungen in der Steuerplatte 13 angeordnet. Die in der 1 dargestellte Axialkolbenmaschine ist verstellbar ausgeführt. Hierzu ist ein Stellkolben 15 vorgesehen, der über einen Zapfen 14 mit der Steuerplatte 13 zusammenwirkt. Die Position der Steuerplatte 13 ist auf diese Weise veränderbar. Durch die veränderlich ausgeführte Steuerplatte 13 wird gleichzeitig die Rotationsachse der Zylindertrommel 10 gegenüber der Rotationsachse der Abtriebswelle 3 verändert. Der durch die Huberzeugungsvorrichtung in Gestalt der Treibscheibe 4 erzeugte Hub der Kolben 6, 7 bei einer Drehung der Zylindertrommel 10 ist somit veränderbar.
  • Die Funktion der Zylinderabschaltung soll nun unter Verwendung der 2 erläutert werden. Die 2 zeigt in einem hydraulischen Schaltplan den Schrägachsenmotor 1. Systematisch zerfällt dieser in einen ersten Teilmotor und einen zweiten Teilmotor. Die beiden Teilmotoren werden durch einerseits die erste Gruppe von Zylinderbohrungen 8 mit den darin verschieblich angeordneten Kolben 6 und andererseits durch die zweite Gruppe von Zylinderbohrungen 9 mit den darin angeordneten Kolben 7 gebildet. Der erste Teilmotor wird über Steueröffnungen in der Steuerplatte 13 und daran sich anschließende Druckmittelkanäle 16', 16'', die einen ersten hydraulischen Kreislaufabschnitt bilden, permanent mit den Arbeitsleitungsanschlüssen A, B des Axialkolbenmotors 1 verbunden. Hierzu ist in der Steuerplatte 13 ein Niederdruckanschluss 18' und ein Hochdruckanschluss 18'' für die erste Gruppe von Zylinderbohrungen 8 vorgesehen.
  • Für den zweiten Teilmotor, der die Zylinderbohrungen 9 und die darin angeordneten verschieblichen Kolben 7 umfasst, sind in dem Schrägachsenmotor 1 Druckmittelkanäle 17' und 17'' vorgesehen, die den zweiten Kreislaufabschnitt bilden. Die Öffnungen 12 der zweiten Gruppe von Zylinderbohrungen 9 sind bei einer Drehung der Zylindertrommel 10 über in der Steuerplatte 13 ausgebildete Steueröffnungen mit den Hochdruckanschlüssen A, B verbindbar. Die Steueröffnungen sind in der 2 als Niederdrucksteueröffnung 19' bzw. Hochdrucksteueröffnung 19'' bezeichnet. Im Gegensatz zu dem ersten hydraulischen Kreislaufabschnitt, der mit der ersten Gruppe von Zylinderbohrungen 8 verbunden ist, ist der zweite hydraulische Kreislaufabschnitt nicht permanent mit den Arbeitsleitungsanschlüssen A, B verbunden. Vielmehr ist in dem zweiten hydraulischen Kreislaufabschnitt ein Abschaltventil 20 als Zylinderabschaltvorrichtung vorgesehen. Mit Hilfe dieser Zylinderabschaltvorrichtung werden in der Ruheposition, die in der 2 dargestellt ist, die Arbeitskanäle 17', 17'' mit dem Arbeitsleitungsanschlüssen A, B verbunden. Zur Abschaltung der Zylinder des zweiten Kreislaufabschnitts kann das 4/2-Wegeventil entgegen der Kraft der Feder, die die Ruheposition definiert, mittels eines Elektromagneten in eine zweite Position gebracht werden. In dieser Position werden der Niederdruckanschluss 19' und der Hochdruckanschluss 19'' des zweiten Teilmotors miteinander verbunden. Es existiert daher keine Verbindung mehr mit den Arbeitsleitungsanschlüssen A, B. In diesem Zustand wird aufgrund der Bewegung der Kolben in der Zylindertrommel zwischen dem Niederdruckanschlüssen 19' und dem Hochdruckanschlüssen 19'' Druckmittel lediglich hin und her geschoben. Der zweite hydraulische Kreislaufabschnitt ist von dem an den Arbeitsleitungsanschlüssen A, B angeschlossenen hydraulischen Kreislauf getrennt.
  • Bei dem hydraulischen Schaltplan nach 3 ist im Vergleich zu demjenigen aus 2 das dortige 4/2-Wegeventil, in dessen einer Stellung die Anschlüsse 19' und 19'' direkt über einen Kanal im Ventil miteinander verbunden sind, durch 3/2-Wegeventile 20' und 20'' ersetzt, von denen jedes in seiner Ruhestellung einen Anschluss 19' bzw. 19'' mit einem Arbeitsleitungsanschluss A oder B und in seiner geschalteten Stellung mit dem Inneren des Motorgehäuses verbindet. Bei der Ausführung nach 3 erfolgt also der Kurzschluss zwischen den abschaltbaren Kolben über das Motorgehäuse. Ansonsten sind die beiden Ausführungen nach den 2 und 3 gleich.
  • Zur Erläuterung der Funktionsweise der Zylinderabschaltung und der Zuhilfenahme der zweiteiligen Kolben 7 ist die Darstellung des Schrägachsenmotors 1 in den 4 und 5 stark vereinfacht. Es ist zu erkennen, dass ein an dem ersten Kolbenteil 7' einstückig eine Kugel 5 zur Ausbildung eines Gelenks zwischen der Treibscheibe 4 und dem Kolben 7 ausgebildet ist. Der kugelförmige Kopf der Kolben 7 greift in eine kalottenförmige Vertiefung der Treibscheibe 4 ein. Die kalottenförmige Vertiefung umgreift dabei den kugelförmigen Kopf soweit, dass Schub- und Zugkräfte zwischen dem Kolben 7 bzw. dem kugelförmigen Kopf und der Treibscheibe 4 übertragbar sind. Aus 5 wird deutlich, dass lediglich ein erstes Kolbenteil 7' mit dem kugelförmigen Kopf 5 fest verbunden ist. Auf diese Weise wird nur zwischen dem ersten Kolbenteil 7' und der Treibscheibe 4 die Übertragung auch von Zugkräften ermöglicht.
  • Das erste Kolbenteil 7' ist abgesehen von dem kugelförmigen Kopf zylinderförmig ausgebildet und ragt in die Zylinderbohrung 9 hinein. Es wird umgeben von einem zweiten Kolbenteil 7''. Das zweite Kolbenteil 7'' ist etwa gleich lang wie das erste Kolbenteil 7', im Wesentlichen hohlzylindrisch und dichtet mit einem radial erweiterten Ende gegenüber der Umfangswand der Zylinderbohrung 9 ab. Das erste Kolbenteil 7' und das zweite Kolbenteil 7'' weisen jeweils eine Stirnfläche auf, die gemeinsam genauso groß sind wie die Querschnittsfläche der Zylinderbohrungen 9. Diese Teilstirnflächen begrenzen in Summe damit einen Zylinderraum an ihrem von dem Kugelgelenk abgewandten Ende des Kolbens 7'. Die Länge des ersten Kolbenteils 7 in Hinblick auf das zweite Kolbenteil 7'' ist vorzugsweise so bemessen, dass bei Abstützen des zweiten Kolbenteils 7'' an einer Abstützfläche 21 des ersten Kolbenteils 7' die eine gemeinsame Stirnfläche bildenden Teilflächen in axialer Richtung bzgl. der Kolben 7 gleichauf liegen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der kugelförmige Kopf 5 zur Ausbildung des Gelenks 5 Bestandteil des ersten Kolbenteils 7'. Damit kann die Abstützfläche 21 an dem kugelförmigen Kopf 5 des Gelenks ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Abstützfläche 21 durch einen separaten Absatz im zylinderförmigen Bereich des ersten Kolbenteils 7' angeordnet ist.
  • In der 4 ist die normale Betriebsweise des Axialkolbenmotors 1 dargestellt. Das Abschaltventil 20 befindet sich in seiner Ruheposition und der Niederdruckanschluss 19' sowie der Hochdruckanschluss 19'', die in der Steuerplatte 13 ausgebildet sind, sind mit den Arbeitsleitungsanschlüssen A, B und damit dem hydraulischen Kreislauf verbunden. Infolge dessen wird über den Hochdruckanschluss 19'' zugeführtes Druckmittel der in der 4 rechts dargestellten Zylinderbohrung 9 zugeführt. Der dort herrschende Hochdruck beaufschlagt sowohl die erste als auch zweite Teilfläche des ersten Kolbenteils 7' bzw. des zweiten Kolbenteils 7'' mit einer Kraft in Richtung auf die Kugelgelenkverbindung 5 zu. Das zweite Kolbenteil 7'' legt sich an die Abstützfläche 21 an und überträgt zusätzlich zum ersten Kolbenteil 7' eine Schubkraft auf die Treibscheibe 4. Durch den auf der Hochdruckseite wirkenden Druck wird das zweite Kolbenteil 7'' dabei permanent an der Abstützfläche 21 gehalten. Der Kolben 7 wirkt im Motorbetrieb daher wie ein einteiliger Kolben. Es werden lediglich Schubkräfte zwischen dem Kolben 7 und der Treibscheibe 4 übertragen.
  • Die 5 zeigt dagegen den Betrieb bei Zylinderabschaltung. In diesem Betriebszustand werdender Niederdruckanschluss 19' und der Hochdruckanschluss 19'' miteinander verbunden. Es kann ein Druckausgleich zwischen den beteiligten Zylinderbohrungen 9 entstehen, die auf Gehäusedruckniveau liegen. Durch die Hubbewegung, die das erste Kolbenteil 7 zwangsweise ausführt, wird das zweite Kolbenteil 7'' in die in 5 dargestellte Position gebracht. Das zweite Kolbenteil 7'' stützt sich an der Abstützfläche 21 ab, solange Schubkräfte zwischen der Treibscheibe 4 und dem zweiten Kolbenteil 7'' übertragen werden. Nun befindet es sich in seiner oberen Position (OT, oberer Totpunkt). Durch die Verbindung des Niederdruckanschlusses 19' mit dem Hochdruckanschluss 19'' herrscht nun in dem Zylinderraum 9 nur noch der Druck der Niederdruckseite. Infolge dessen existiert keine treibende Kraft, die das zweite Kolbenteil 7'' an der Anschlagfläche 21 hält, wenn zwischen der Treibscheibe 4 und dem ersten Kolbenteil 7' Zugkräfte übertragen werden. Infolge dessen wird lediglich das erste Kolbenteil 7' volumenvergrößernd aus der Zylinderbohrung 9 herausgezogen in Richtung zum unteren Totpunkt (UT). Das hierfür benötigte Druckmittel stammt aus der damit verbundenen Zylinderbohrung 9, in der das erste Kolbenteil 7' eine entsprechende Gegenbewegung von UT nach OT macht. Es sind also jeweils mindestens zwei Zylinderbohrungen miteinander zur Zylinderabschaltung verbunden, die entgegengesetzte Hubrichtungen aufweisen. D. h. während der eine Kolben sich von UT nach OT bewegt, bewegt sich der andere gerade von OT nach UT Das nun zwischen den beiden Zylinderbohrungen 9 hin und her geförderte Druckmittel ist gegenüber einem einteiligen Kolben wesentlich verringert. Die Teilfläche des ersten Kolbenteils 7' kann beispielsweise lediglich 10% der gesamten Stirnfläche des Kolbens 7 und damit der Querschnittsfläche der Zylinderbohrung 9 ausmachen. Durch den verringerten Volumenstrom bei Abschalten der Zylinder wird insgesamt der Wirkungsgrad erheblich verbessert.
  • Das Ausführungsbeispiel ist speziell auf Axialkolbenmotoren in Schrägachsenbauweise gerichtet. Es ist jedoch erkennbar, dass bei geeigneter Anpassung auch andere Maschinen, insbesondere Hydromotoren in Schrägscheibenbauweise oder auch Radialkolbenmotoren eingesetzt werden können. Mit einer zusätzlichen Einrichtung, die es erlaubt, in der nicht-abgeschalteten Position auch Zugkräfte zwischen den Kolbenteilen 7' und 7'' zu übertragen, wäre auch ein Einsatz im Pumpbetrieb denkbar.
  • 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
    • US 4724742 [0003]
    • DE 3333812 C2 [0003]

Claims (6)

  1. Hydrostatische Kolbenmaschine mit einer mehrere Zylinderbohrungen (8, 9) aufweisenden Zylindertrommel (10), in denen jeweils ein Kolben (6, 7) verschieblich angeordnet ist, und mit einer Huberzeugungsvorrichtung (4), welche bei Drehung der Zylindertrommel (10) einen Hub der Kolben (6, 7) in den Zylinderbohrungen (8, 9) erzeugt, wobei die Zylinderbohrungen (8, 9) Öffnungen (11, 12) aufweisen, die bei einer Drehung der Zylindertrommel (10) alternierend mit wenigstens einem Niederdruck- und einem Hochdruckanschluss (18', 18'', 19', 19'') verbindbar sind und eine Zylinderabschaltvorrichtung (20) vorgesehen ist, durch die wenigstens die Öffnungen (12) zweier Zylinderbohrungen (9) miteinander verbindbar sind, deren Kolben (7) entgegengesetzte Hubrichtungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (7) derjenigen Zylinderbohrungen (9), deren Öffnungen (12) durch die Zylinderabschaltvorrichtung (20) miteinander verbindbar sind, ein erstes Kolbenteil (7') und ein zweites Kolbenteil (7'') aufweisen, die beiden Kolbenteile (7', 7'') in Hubrichtung gegeneinander verschiebbar sind und die von der Huberzeugungsvorrichtung (4) abgewandten Stirnflächen der beiden Kolbenteile (7', 7'') jeweils eine Teilfläche des Zylinderquerschnitts bilden.
  2. Hydrostatische Kolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (7') mit der Huberzeugungsvorrichtung zur Übertragung von Schub- und Zugkräften auf das erste Kolbenteil (7') verbunden ist und in dem gegenüber der Zylinderbohrung (9) abdichtenden zweiten Kolbenteil (7'') geführt ist.
  3. Hydrostatische Kolbenmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem ersten Kolbenteil (7') fest verbundene Abstützfläche (21) vorgesehen ist, auf der sich das zweite Kolbenteil (7'') zur Übertragung von Schubkräften zwischen den beiden Kolbenteilen (7', 7'') abstützen kann.
  4. Hydrostatische Kolbenmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Axialkolbenmaschine ist, die eine erste Gruppe (8) und eine zweite Gruppe (9) von Zylinderbohrungen aufweist, und die Öffnungen (11, 12) der ersten und der zweiten Gruppe von Zylinderbohrungen (8, 9) bei einer Drehung der Zylindertrommel (10) mit unterschiedlichen hydraulischen Kreislaufabschnitten (17', 17'', 18', 18'') verbindbar sind.
  5. Hydrostatische Kolbenmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Öffnungen (12) einer der beiden Gruppen von Zylinderbohrungen (9) mittels der Zylinderabschaltvorrichtung (20) miteinander verbindbar sind.
  6. Hydrostatische Kolbenmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschaltung von Zylindern (9) ein Abschaltventil (20) vorgesehen ist, durch welches der Niederdruck- und der Hochdruckanschluss (19', 19'') der abzuschaltenden Zylinder (9) miteinander verbindbar ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3333812C2 (de) 1983-09-19 1986-08-07 Hydromatik GmbH, 7915 Elchingen Schwenktrommel-Axialkolbenmaschine
US4724742A (en) 1985-10-16 1988-02-16 Poclain Hydraulics Motor or pump mechanism having at least two distinct active cylinder capacities

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3333812C2 (de) 1983-09-19 1986-08-07 Hydromatik GmbH, 7915 Elchingen Schwenktrommel-Axialkolbenmaschine
US4724742A (en) 1985-10-16 1988-02-16 Poclain Hydraulics Motor or pump mechanism having at least two distinct active cylinder capacities

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