DE102011112385A1 - Valve controlled piston engine and method of operating a valve controlled piston engine - Google Patents

Valve controlled piston engine and method of operating a valve controlled piston engine Download PDF

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Abstract

Offenbart ist eine ventilgesteuerte Kolbenmaschine – insbesondere Radialkolbenmaschine DVR – mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten und mit einem Niederdruckanschluss und mit einem ersten Hochdruckanschluss. Jede Kolben-Zylinder-Einheit hat ein mit dem Niederduckanschluss verbundenes Niederdruckventil und ein mit dem ersten Hochdruckanschluss verbundenes erstes Hochdruckventil. Dabei ist an der Kolbenmaschine ein weiterer Hochdruckanschluss vorgesehen, wobei jede Kolben-Zylinder-Einheit ein damit verbundenes weiteres Hochdruckventil hat. Das Niederdruckventil und die Hochdruckventile sind aktiv steuerbar.Disclosed is a valve-controlled piston machine - in particular radial piston machine DVR - with several piston-cylinder units and with a low-pressure connection and with a first high-pressure connection. Each piston-cylinder unit has a low-pressure valve connected to the low-pressure connection and a first high-pressure valve connected to the first high-pressure connection. A further high-pressure connection is provided on the piston machine, each piston-cylinder unit having a further high-pressure valve connected to it. The low-pressure valve and the high-pressure valves can be actively controlled.

Description

Die Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Kolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kolbenmaschine.The invention relates to a valve-controlled piston engine according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating such a piston engine.

Bei herkömmlichen Kolbenmaschinen, die z. B. als Radialkolben- oder als Axialkolbenmaschinen ausgeführt sein können, erfolgt die Steuerung des Zulaufes und des Ablaufes beziehungsweise die Steuerung der Verbindungen der Hoch- und der Niederdruckseite zu den einzelnen Kolben-Zylinder-Einheiten mechanisch beziehungsweise passiv. Zum Beispiel werden im Falle einer Axialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik zwei Drucknieren eingesetzt, über die die Verbindungen zur Hochdruckseite und zur Niederdruckseite während eines gewissen Bereiches der Kreisbahn und somit während eines gewissen Hubabschnitts der Kolben-Zylinder-Einheiten geöffnet werden. Bei Axialkolbenpumpen und Radialkolbenpumpen ohne umlaufende Kolben-Zylinder-Einheiten können pro Kolben-Zylinder-Einheit ein passives Hochdruckventil und eine passives Niederdruckventil vorgesehen sein, die als Rückschlagventile ausgebildet sind. Die Hochdruckventile öffnen zyklisch bei Überschreiten eines gewissen Drucks im jeweiligen Zylinder, so dass das druckerhöhte Druckmittel zur Hochdruckseite der Pumpe abströmen kann.In conventional reciprocating engines, the z. B. may be designed as a radial piston or axial piston machines, the control of the inlet and the drain or the control of the compounds of the high and the low pressure side to the individual piston-cylinder units is carried out mechanically or passively. For example, in the case of an axial piston pump according to the prior art, two pressure chambers are used via which the connections to the high-pressure side and to the low-pressure side are opened during a certain region of the circular path and thus during a certain stroke section of the piston-cylinder units. In axial piston pumps and radial piston pumps without rotating piston-cylinder units, a passive high-pressure valve and a low-pressure passive valve may be provided per piston-cylinder unit, which are designed as check valves. The high-pressure valves open cyclically when a certain pressure in the respective cylinder is exceeded, so that the pressure-increased pressure medium can flow to the high-pressure side of the pump.

Nachteilig an derartigen Kolbenmaschinen ist, dass immer alle Kolben-Zylinder-Einheiten aktiv sind.A disadvantage of such reciprocating engines is that always all piston-cylinder units are active.

Es sind auch ventilgesteuerte Axialkolbenmaschinen oder Radialkolbenmaschinen bekannt, bei denen die Fördermenge oder die Schluckmenge digital veränderbar ist. Jeder Kolben-Zylinder-Einheit sind ein elektrisch betätigtes Niederdruckventil und ein elektrisch betätigtes Hochdruckventil zugeordnet. Damit kann jede Kolben-Zylinder-Einheit unabhängig von den anderen Einheiten im Pumpenmodus, Motormodus und in einem so genannten Idle-Modus angesteuert werden. Im Idle-Modus wird die Einheit durch dauerhaftes Öffnen ihres Niederdruckventils und durch dauerhaftes Schließen ihres Hochdruckventils deaktiviert beziehungsweise kraftlos geschaltet. So kann der Volumenstrom beziehungsweise die Drehzahl der Kolbenmaschine reduziert werden. Ist kein Motormodus vorgesehen, so genügt es, wenn das Hochdruckventil passiv wie ein Rückschlagventil gesteuert wirdThere are also valve-controlled axial piston or radial piston machines are known in which the flow rate or the amount of swallowing is digitally changeable. Each piston-cylinder unit is associated with an electrically operated low pressure valve and an electrically operated high pressure valve. Thus, each piston-cylinder unit can be controlled independently of the other units in pump mode, motor mode and in a so-called idle mode. In idle mode, the unit is deactivated or powerless by permanently opening its low-pressure valve and by permanently closing its high-pressure valve. Thus, the volume flow or the rotational speed of the piston engine can be reduced. If no motor mode is provided, it is sufficient if the high pressure valve is passively controlled as a check valve

Die Druckschrift WO 2008/009950 A1 sind zwei als Pumpe und als Motor betreibbare Hydromaschinen gezeigt, die jeweils einen Hochdruckanschluss haben, der über vier parallel geschaltete aktive Hochdruckventile gesteuert wird.The publication WO 2008/009950 A1 There are shown two hydraulic machines which can be operated as a pump and as an engine, each having a high-pressure connection which is controlled by four parallel active high-pressure valves.

Nachteilig an derartig gruppierten Kolbenmaschinen ist die nur maschinenweise und damit gruppenweise Steuerungsmöglichkeit der Kolben-Zylinder-Einheiten über die aktiven Ventile.A disadvantage of piston engines grouped in such a way is the possibility of control of the piston-cylinder units via the active valves only in terms of machinery and thus in groups.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine ventilgesteuerte Kolbenmaschine mit erhöhter Flexibilität zu schaffen.In contrast, the invention is based on the object to provide a valve-controlled piston engine with increased flexibility.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ventilgesteuerte Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß Anspruch 10.This object is achieved by a valve-controlled piston engine having the features of patent claim 1 and by a method for its operation according to claim 10.

Die erfindungsgemäße ventilgesteuerte Kolbenmaschine – insbesondere Radialkolbenmaschine (DVR: digital variable radial piston machine) – hat mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten, die jeweils ein Niederdruckventil und ein erstes Hochdruckventil haben. Dabei hat jede Kolben-Zylinder-Einheit zumindest ein weiteres Hochdruckventil. Das Niederdruckventil und die Hochdruckventile sind aktiv steuerbar. Die Kolben-Zylinder-Einheiten sind damit jeweils zur Einstellung eines Volumenstromes der Kolbenmaschine aktivierbar oder deaktivierbar und dabei flexibel nutzbar.The valve-controlled piston engine according to the invention - in particular radial piston engine (DVR: digital variable radial piston machine) - has a plurality of piston-cylinder units, each having a low pressure valve and a first high pressure valve. Each piston-cylinder unit has at least one further high-pressure valve. The low pressure valve and the high pressure valves are actively controllable. The piston-cylinder units are thus each activated or deactivated for setting a volume flow of the piston engine and thereby flexibly usable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist jede Kolben-Zylinder-Einheit über ihr Niederduckventil mit einem Niederdruckanschluss der Kolbenmaschine und über ihr erstes Hochdruckventil mit einem ersten Hochdruckanschluss der Kolbenmaschine und über jedes weitere aktive Hochdruckventil mit einem weiteren Hochdruckanschluss der Kolbenmaschine verbunden.In a particularly preferred development, each piston-cylinder unit is connected via its Niederduckventil with a low pressure port of the piston engine and via its first high pressure valve with a first high pressure port of the piston engine and via each additional active high pressure valve with another high pressure port of the piston engine.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist jeder Hochdruckanschluss beziehungsweise Anschluss an einen Hochdruckkreis unabhängig von den anderen Hochdruckanschlüssen beziehungsweise Anschlüssen an andere Hochdruckkreise als Druckmittelausgang für Motorbetrieb oder als Druckmitteleingang für Pumpenbetrieb der Kolbenmaschine betreibbar.In a particularly preferred further development, each high-pressure connection or connection to a high-pressure circuit can be operated independently of the other high-pressure connections or connections to other high-pressure circuits as a pressure medium output for engine operation or as a pressure medium input for pump operation of the piston engine.

Bei einer ersten Variante sind die Hochdruckventile Sitzventile.In a first variant, the high pressure valves are poppet valves.

Bei einer zweiten Variante sind die Hochdruckventile druckausgeglichene Schieberventile, die vorzugsweise in einer durch eine Feder vorgespannten Grundstellung abgesperrt und in einer Schaltstellung geöffnet sind. Druckausgeglichene Hochdruckventile, also Hochdruckventile, deren beweglicher Ventilkörper keiner durch einen Druck in einem Verdrängerraum oder in einem Hochdruckanschluss erzeugten Kraft ausgesetzt ist, sind besonders vorteilhaft. Solche Hochdruckventile können durch einen Aktor üblicher Bauweise, zum Beispiel durch einen Elektromagneten gesteuert werden, weil der bewegliche Ventilkörper nicht gegen eine Druckkraft in einer Stellung gehalten oder in eine Stellung gebracht werden muss. Es kann zum Beispiel der Fall sein, dass von einem Verdrängerraum aus über das erste Hochdruckventil in den ersten Hochdruckanschluss gefördert werden soll, in dem gerade bedingt durch die von einem hydraulischen Verbraucher zu bewegende Last ein hoher Druck ansteht. Entsprechend hoch ist dann auch der Druck im Verdrängerraum. Dieser hohe Druck steht an dem einen Anschluss des zweiten Hochdruckventils an. Im zweiten Hochdruckanschluss aber kann der Druck gerade sehr niedrig oder Atmosphärendruck sein. Bei einem als Sitzventil ausgebildeten, vom Druck im Verdrängerraum in Öffnungsrichtung beaufschlagten Hochdruckventil, muss dann das zweite Hochdruckventil von einem starken Aktor gegen die vom Druck im Verdrängerraum ausgeübte Kraft geschlossen gehalten werden.In a second variant, the high-pressure valves are pressure balanced slide valves, which are preferably shut off in a biased by a spring position and open in a switching position. Pressure balanced high pressure valves, so high pressure valves whose moving valve body none by a pressure in a displacement chamber or in a High pressure connection exposed force is particularly advantageous. Such high pressure valves can be controlled by an actuator of conventional design, for example by an electromagnet, because the movable valve body must not be held against a compressive force in a position or brought into a position. It may for example be the case that is to be promoted by a positive displacement via the first high-pressure valve in the first high-pressure port in which just due to the load to be moved by a hydraulic load, a high pressure is present. The pressure in the displacer room is correspondingly high. This high pressure is applied to the one port of the second high-pressure valve. In the second high pressure port, however, the pressure can be very low or atmospheric pressure. When designed as a seat valve, acted upon by the pressure in the displacement in the opening direction of the high pressure valve, then the second high pressure valve must be kept closed by a strong actuator against the force exerted by the pressure in the displacement force.

Mehrere einer Kolben-Zylinder Einheit zugeordnete Hochdruckventile können durch ein einziges Schieberventil realisiert sein, das einen Ventilschieber aufweist, über den ein Verdrängerraum an einer Kolben-Zylinder-Einheit mit den Hochdruckanschlüssen verbindbar ist. Im Vergleich zu zwei unabhängig voneinander schaltbaren Hochdruckventilen ist hier keine Synchronisierung der Schaltvorgänge erforderlich. Aufgrund der Zwangskopplung über den Ventilschieber ist der Verdrängerraum immer nur zu einem Hochdruckanschluss der Kolbenmaschine hin geöffnet. Dadurch kann es keinen Kurzschluss unter den vorzugsweise zwei Hochdruckdruckleitungen geben.Several high-pressure valves associated with a piston-cylinder unit can be realized by a single slide valve which has a valve slide, via which a displacement chamber on a piston-cylinder unit can be connected to the high-pressure connections. Compared to two independently switchable high pressure valves no synchronization of the switching operations is required here. Due to the positive coupling via the valve spool, the displacement chamber is always open only to a high-pressure connection of the piston engine. As a result, there can be no short circuit among the preferably two high-pressure pressure lines.

Vorzugsweise besitzt der Ventilschieber eine Sperrstellung, in der alle Anschlüsse des Schieberventils gegeneinander abgesperrt sind. Somit kann mit Hilfe des Ventils erreicht werden, dass nur eine Teilmenge oder die komplette Zylinderfüllung in einen Hochdruckanschluss ausgeschoben wird. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Sperrstellung durch ein zusätzliches 2/2 Wegeventil, das zwischen dem Schieberventil und dem Verdrängerraum angeordnet ist, zu realisieren. Dieses 2/2 Wegeventil kann ebenfalls ein Schieberventil, aber auch ein Sitzventil sein.Preferably, the valve slide has a blocking position in which all connections of the slide valve are shut off from each other. Thus, it can be achieved with the help of the valve, that only a subset or the complete cylinder filling is ejected into a high pressure port. In principle, it is also conceivable to realize the blocking position by means of an additional 2/2 directional control valve, which is arranged between the slide valve and the displacement chamber. This 2/2 way valve can also be a slide valve, but also a seat valve.

Bei einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Kolbenmaschine kann wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit vorhanden sein, die nur ein Hochdruckventil hat und mit einem einzigen Hochdruckanschluss verbindbar ist. Eine andere Kolben-Zylinder-Einheit, die wenigstens zwei Hochdruckventile hat, kann über eines der Hochdruckventile mit einem Hochdruckanschluss, mit dem auch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit nur einem Hochdruckventil verbindbar ist, und über ein anderes Hochdruckventil mit einem anderen Hochdruckanschluss verbindbar sein.In a valve-controlled piston engine according to the invention, at least one piston-cylinder unit can be present, which has only one high-pressure valve and can be connected to a single high-pressure connection. Another piston-cylinder unit, which has at least two high-pressure valves, can be connectable via one of the high-pressure valves to a high-pressure port, to which also a piston-cylinder unit with only one high-pressure valve is connectable, and via another high-pressure valve to another high-pressure port ,

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer ventilgesteuerte Kolbenmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hat einen Schritt: „Schließen des einer Kolben-Zylinder-Einheit zugeordneten ersten Hochdruckventils und etwa gleichzeitiges Öffnen des der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit zugeordneten weiteren Hochdruckventils”. Damit kann ein erster Teil des Arbeitshubes des Kolbens mit dem ersten Hochdruckanschluss beziehungsweise Anschluss des ersten Hochdruckkreises in Wirkverbindung gebracht werden, während der zweite Teil des Arbeitshubes des Kolbens mit dem zweiten Hochdruckanschluss beziehungsweise mit dem Anschluss des zweiten Hochdruckkreises in Wirkverbindung gebracht werden kann. Darüber hinaus kann durch Verschieben des Zeitpunktes des genannten Schrittes eine gesamte Druckmittelmenge des Arbeitshubes der Kolben-Zylinder-Einheit zwischen den beiden Hochdruckanschlüssen der Kolbenmaschine beziehungsweise ihren beiden Hochdruckkreisen aufgeteilt werden. Wenn zwei oder mehrere weitere Hochdruckanschlüsse beziehungsweise Anschlüsse zu weiteren Hochdruckkreisen mit entsprechenden Hochdruckventilen vorgesehen sind, kann auch zwischen diesen entsprechend mehrfach weiter geschaltet werden, so dass die gesamte Druckmittelmenge des Arbeitshubes der Kolben-Zylinder-Einheit zwischen einer entsprechenden Anzahl Hochdruckanschlüssen der Kolbenmaschine beziehungsweise Hochdruckkreisen aufgeteilt werden kann.The method according to the invention for operating a valve-controlled piston engine according to one of the preceding claims has a step: "closing the first high-pressure valve associated with a piston-cylinder unit and approximately simultaneously opening the further high-pressure valve assigned to the same piston-cylinder unit". In this way, a first part of the working stroke of the piston can be brought into operative connection with the first high-pressure connection or connection of the first high-pressure circuit, while the second part of the working stroke of the piston can be brought into operative connection with the second high-pressure connection or with the connection of the second high-pressure circuit. In addition, by shifting the time of said step, a total amount of pressure medium of the working stroke of the piston-cylinder unit between the two high-pressure ports of the piston engine and its two high-pressure circuits can be divided. If two or more further high-pressure connections or connections to further high-pressure circuits with corresponding high-pressure valves are provided, it is also possible to switch several times between them, so that the total pressure fluid quantity of the working stroke of the piston-cylinder unit is divided between a corresponding number of high-pressure connections of the piston engine and high-pressure circuits can be.

Vorzugsweise erfolgt vor dem Schritt „Schließen des ersten Hochdruckventils und Öffnen des weiteren Hochdruckventils” ein Schritt „Öffnen des ersten Hochdruckventils” und/oder nach dem Schritt „Schließen des ersten Hochdruckventils und Öffnen des weiteren Hochdruckventils” ein Schritt „Schließen des weiteren Hochdruckventils”.Preferably, before the step "closing the first high-pressure valve and opening the further high-pressure valve", a step "opening the first high-pressure valve" and / or after the step "closing the first high-pressure valve and opening the further high-pressure valve", a step "closing the further high-pressure valve".

Vorzugsweise erfolgt etwa beim Schritt „Öffnen des ersten Hochdruckventils” ein Schließen des der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit zugeordneten Niederduckventils und/oder etwa beim Schritt „Schließen des weiteren Hochdruckventils” ein Öffnen des der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit zugeordneten Niederduckventils.Preferably, in the step "opening of the first high-pressure valve", closing of the low-pressure valve assigned to the same piston-cylinder unit and / or opening of the low pressure valve associated with the same piston-cylinder unit occurs, for example, in the step "closing the further high-pressure valve".

Für einen Pumpbetrieb der Kolbenmaschine erfolgen die genannten Schritte am Anfang oder während oder am Ende einer Verringerung des Volumens des zugeordneten Zylinders.For a pumping operation of the reciprocating engine, said steps are performed at the beginning or during or at the end of a reduction in the volume of the associated cylinder.

Für einen Motorbetrieb der Kolbenmaschine erfolgen die genannten Schritte am Anfang oder während oder am Ende einer Vergrößerung des Volumens des zugeordneten Zylinders.For engine operation of the piston engine, said steps are taken at the beginning or during or at the end of an increase in the volume of the associated cylinder.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt „Öffnen des ersten Hochdruckventils” während oder am Anfang einer Verringerung des Volumens des jeweiligen Zylinders. Der Schritt „Schließen des ersten Hochdruckventils und etwa gleichzeitiges Öffnen des weiteren Hochdruckventils” erfolgt an einem Totpunkt des jeweiligen Kolbens. Der Schritt „Schließen des weiteren Hochdruckventils” erfolgt während oder am Ende einer Vergrößerung des Volumens des jeweiligen Zylinders. Dadurch sind ein Pumpenbetrieb für den ersten Hochdruckkreis und ein Motorbetrieb für den weiteren Hochdruckkreis der Kolbenmaschine gegeben. In a preferred development of the method, the step "opening of the first high-pressure valve" takes place during or at the beginning of a reduction of the volume of the respective cylinder. The step "closing the first high-pressure valve and about simultaneous opening of the further high-pressure valve" takes place at a dead center of the respective piston. The step "closing the further high-pressure valve" takes place during or at the end of an increase in the volume of the respective cylinder. As a result, a pump operation for the first high pressure circuit and a motor operation for the further high pressure circuit of the piston engine are given.

Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben.In the following, various embodiments of the invention will be described in detail with reference to FIGS.

Es zeigenShow it

1 den Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Radialkolbenmaschine, 1 5 is the circuit diagram of a first exemplary embodiment of a valve-controlled radial piston machine according to the invention,

2 den Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Radialkolbenmaschine, 2 2 shows the circuit diagram of a second exemplary embodiment of a valve-controlled radial piston machine according to the invention,

3 ein Ablaufdiagramm eines Betriebes einer Kolben-Zylinder-Einheit einer erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine im Pumpbetrieb, 3 a flow diagram of an operation of a piston-cylinder unit of a radial piston machine according to the invention in the pumping operation,

4 ein Ablaufdiagramm eines Betriebes einer Kolben-Zylinder-Einheit einer erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine im Motorbetrieb, 4 a flowchart of an operation of a piston-cylinder unit of a radial piston engine according to the invention in engine operation,

5 ein Ablaufdiagramm eines Betriebes einer Kolben-Zylinder-Einheit einer erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine im Mischbetrieb, 5 a flow diagram of an operation of a piston-cylinder unit of a radial piston engine according to the invention in mixed operation,

6 den Schaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels, bei dem zwei Hochdruckventile durch ein einziges Schieberventil mit einer mittleren Sperrstellung realisiert sind, und 6 the circuit diagram of a third embodiment, in which two high-pressure valves are realized by a single slide valve with a middle blocking position, and

7 den Schaltplan eines vierten Ausführungsbeispiels bei dem das Schieberventil ein 3/2 Wegeventil ist und zusätzlich ein Sperrventil vorhanden ist. 7 the circuit diagram of a fourth embodiment in which the slide valve is a 3/2 way valve and in addition a check valve is present.

Die ventilgesteuerte Radialkolbenmaschine nach 1 hat eine nur symbolisch dargestellte Hubkurve 1, an der sich sechs Kolben 2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 2f (kurz 2a bis 2f) abstützen. Diese sind jeweils in einem Zylinder 4a bis 4f aufgenommen. Die Zylinder sind in der Radialkolbenmaschine sternförmig angeordnet. Jeder Zylinder 4a bis 4f ist über einen Kanal mit einem Niederdruckventil 6a bis 6f und über einen verzweigten Kanal mit einem ersten Hochdruckventil 8a bis 8f und mit einem zweiten Hochdruckventil 10a bis 10f verbunden. Das Niederdruckventil 6a bis 6f steuert eine Verbindung des jeweiligen Zylinders 4a bis 4f zu einem Niederdruckanschluss LP der Radialkolbenmaschine. Dieser ist mit einem Tank T verbunden. Das erste Hochdruckventil 8a bis 8f steuert eine Verbindung des jeweiligen Zylinders 4a bis 4f zu einem ersten Hochdruckanschluss HPA der Radialkolbenmaschine. Dieser ist an einen ersten Hochdruckkreis A angeschlossen. Das zweite Hochdruckventil 10a bis 10f ist mit einem zweiten Hochdruckanschluss HPB der Radialkolbenmaschine verbunden. Dieser ist an einen zweiten Hochdruckkreis B angeschlossen. Beide Hochdruckkreise A, B sind in 1 nur symbolisch dargestellt.The valve-controlled radial piston machine after 1 has a stroke only symbolically represented 1 , at the six pistons 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e and 2f (short 2a to 2f ). These are each in a cylinder 4a to 4f added. The cylinders are arranged in a star shape in the radial piston machine. Every cylinder 4a to 4f is via a channel with a low pressure valve 6a to 6f and via a branched channel with a first high pressure valve 8a to 8f and with a second high pressure valve 10a to 10f connected. The low pressure valve 6a to 6f controls a connection of the respective cylinder 4a to 4f to a low pressure port LP of the radial piston engine. This is connected to a tank T. The first high pressure valve 8a to 8f controls a connection of the respective cylinder 4a to 4f to a first high pressure port HPA of the radial piston engine. This is connected to a first high-pressure circuit A. The second high pressure valve 10a to 10f is connected to a second high pressure port HPB of the radial piston engine. This is connected to a second high pressure circuit B. Both high pressure circuits A, B are in 1 shown only symbolically.

Alle genannten Ventile 6a bis 6f, 8a bis 8f und 10a bis 10f sind als Sitzventile ausgebildet und von einer elektronischen Steuereinheit 12 (ECU) mit Hilfe von Elektromagneten als Aktoren aktiv steuerbar.All mentioned valves 6a to 6f . 8a to 8f and 10a to 10f are designed as seat valves and an electronic control unit 12 (ECU) with the help of electromagnets as actuators actively controllable.

Bei der ventilgesteuerten Radialkolbenmaschine nach 2 sind die jeweiligen ersten Hochdruckventile und die jeweiligen zweiten Hochdruckventile von druckausgeglichenen 2/2-Wegeventilen 108a bis 108f und 110a bis 110f mit Ventilschiebern gebildet. Die Ventilschieber sind in 2 in ihrer durch eine nicht gezeigte Feder vorgespannten Grundstellung gezeigt, bei der das jeweilige Hochdruckventil 108a bis 108f, 110a bis 110f abgesperrt ist. Bei einer Bestromung eines Elektromagneten durch die elektronische Steuereinheit 112 wird das jeweilige Ventil 108a bis 108f, 110a bis 110f mit vergleichsweise geringer Kraft in eine Öffnungsstellung geschaltet.In the valve-controlled radial piston machine after 2 are the respective first high-pressure valves and the respective second high-pressure valves of pressure-balanced 2/2-way valves 108a to 108f and 110a to 110f formed with valve spools. The valve spools are in 2 shown in its biased by a spring, not shown, basic position in which the respective high pressure valve 108a to 108f . 110a to 110f is locked. When energizing an electromagnet by the electronic control unit 112 becomes the respective valve 108a to 108f . 110a to 110f switched with comparatively little force in an open position.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebes einer Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a bis 2f, 4f einer erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine im Pumpbetrieb. Das Ablaufdiagramm gilt für beide gezeigte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine gemäß den 1 und 2. 3 shows a flowchart of an operation of a piston-cylinder unit 2a . 4a to 2f . 4f a radial piston machine according to the invention in pumping operation. The flowchart applies to both shown embodiments of the radial piston engine according to the invention according to the 1 and 2 ,

In den 3, 4 und 5 ist jeweils oben der Wegverlauf des Kolbens 2a bis 2f, darunter, mit LPV gekennzeichnet, die Ansteuerung des Niederdruckventils 6a bis 6f, darunter, mit HPVA gekennzeichnet, die Ansteuerung des ersten Hochdruckventils 8a bis 8f beziehungsweise 108a bis 108f und unten, mit HPVB gekennzeichnet, die Ansteuerung des zweiten Hochdruckventils 10a bis 10f beziehungsweise 110a bis 110f dargestellt.In the 3 . 4 and 5 is always above the course of the piston 2a to 2f , including, with LPV marked, the control of the low pressure valve 6a to 6f , including, marked with HPVA, the control of the first high-pressure valve 8a to 8f respectively 108a to 108f and below, with HPVB marked, the control of the second high-pressure valve 10a to 10f respectively 110a to 110f shown.

Im Pumpenbetrieb gemäß 3 soll in beide Hochdruckkreise A und B ein bestimmtes Volumen QA und QB gefördert werden. Die Förderreihenfolge sei wie folgt gegeben: beginnend am unteren Totpunkt UT des Hubs des Kolbens 2a bis 2f wird ein Teil des Volumens über das Niederdruckventil 6a bis 6f zum Tank T wieder ausgeschoben. Das zum Tank T geförderte Volumen QT ergibt sich aus dem Volumen QHub des Zylinders 4a bis 4f und aus den beiden Wunschfördervolumina QA und QB der beiden Hochdruckkreise A und B wie folgt: QT = QHub – QA – QB In pump operation according to 3 should be promoted in both high-pressure circuits A and B, a certain volume Q A and Q B. The delivery order is given as follows: beginning at bottom dead center UT of the stroke of the piston 2a to 2f becomes part of the volume via the low pressure valve 6a to 6f to the tank T pushed out again. The volume Q T delivered to the tank T results from the Volume Q stroke of the cylinder 4a to 4f and from the two desired delivery volumes Q A and Q B of the two high-pressure circuits A and B as follows: Q T = Q Hub - Q A - Q B

Aus der ebenfalls als bekannt anzunehmenden Funktion zwischen Volumen und Schließzeitpunkt des Niederdruckventils TLPV: QT = fT(TLPV) kann der Schließzeitpunkt berechnet werden.From the also assumed to be known function between volume and closing time of the low pressure valve T LPV : Q T = f T (T LPV ) the closing time can be calculated.

Damit ergibt sich für den Schließzeitpunkt des Niederdruckventils: TLPV = f –1 / T(QHub – QA – QB) This results for the closing time of the low-pressure valve: T LPV = f -1 / T (Q Hub - Q A - Q B )

Nach dem Schließen des Niederdruckventils 6a bis 6f wird eines der Hochdruckventile, zum Beispiel 8a bis 8f; 108a bis 108f zum ersten Hochdruckkreis A geöffnet. Da hier ebenfalls der Zusammenhang zwischen der Öffnungsdauer des ersten Hochdruckventils 8a bis 8f; 108a bis 108f und dem Volumenstrom mit QA = fHPVA(THPVA) bekannt ist, kann die Öffnungszeit leicht bestimmt werden: THPVA = f –1 / HPVA(QA) After closing the low pressure valve 6a to 6f becomes one of the high pressure valves, for example 8a to 8f ; 108a to 108f opened to the first high-pressure circuit A. Since here also the relationship between the opening duration of the first high-pressure valve 8a to 8f ; 108a to 108f and the volume flow with Q A = f HPVA (T HPVA ) is known, the opening time can be easily determined: T HPVA = f -1 / HPVA (Q A )

Die Öffnungszeit für das zweite Hochdruckventil 10a bis 10f; 110a bis 110f zum zweiten Hochdruckkreis B ergibt sich analog: THPVB = f –1 / HPVA(QB) The opening time for the second high pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f to the second high pressure circuit B results analogously: T HPVB = f -1 / HPVA (Q B )

Die Öffnungszeit endet automatisch am oberen Totpunkt OT des Kolbenhubes. Nach Erreichen des oberen Totpunktes OT wird das Niederdruckventil 6a bis 6f wieder geöffnet.The opening time ends automatically at top dead center OT of the piston stroke. After reaching the top dead center OT, the low pressure valve 6a to 6f opened again.

Beim erfindungsgemäßen Pumpenbetrieb mit zwei Hochdruckkreisen A und B wird während des Kolbenhubes aus Kenntnis des zu fördernden Volumens die Öffnungszeit des Niederdruckventils 6a bis 6f zum Tank T ermittelt. Das verbleibende Fördervolumen wird dann zeitlich nacheinander durch die Ansteuerung der Hochdruckventile 8a bis 8f und 10a bis 10f beziehungsweise 108a bis 108f und 110a bis 110f auf die beiden Hochdruckkreise A, B verteilt.When pump operation according to the invention with two high-pressure circuits A and B, the opening time of the low-pressure valve is during the piston stroke from knowledge of the volume to be delivered 6a to 6f determined to tank T. The remaining delivery volume is then sequentially by the control of the high pressure valves 8a to 8f and 10a to 10f respectively 108a to 108f and 110a to 110f distributed to the two high-pressure circuits A, B.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebes einer Kolben-Zylinder-Einheit einer erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine in der Darstellungsweise gemäß 3. Das Ablaufdiagramm gilt für beide gezeigte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine gemäß 1 und 2. 4 shows a flowchart of an operation of a piston-cylinder unit of a radial piston machine according to the invention in the representation according to 3 , The flowchart applies to both shown embodiments of the radial piston engine according to the invention 1 and 2 ,

Beide Hochdruckkreise A und B befinden sich im Motorbetrieb. Ausgehend vom unteren Totpunkt UT bis zum oberen Totpunkt OT des Kolbenhubes ist der Zylinder 4a bis 4f über das Niederdruckventil 6a bis 6f mit dem Tank T verbunden. Am oberen Totpunkt OT des Kolbenhubes wird das erste Hochdruckventil 8a bis 8f; 108a bis 108f zum ersten Hochdruckkreis A geöffnet und daraus gesaugt beziehungsweise der Kolben 2a bis 2f mit Druck beaufschlagt. Der Schließzeitpunkt des ersten Hochdruckventils 8a bis 8f; 108a bis 108f kann über den bekannten Zusammenhang zwischen Öffnungsdauer und Fördervolumen bestimmt werden: THPVA = f –1 / HPVA(QA) Both high-pressure circuits A and B are in engine operation. Starting from the bottom dead center UT to the top dead center OT of the piston stroke is the cylinder 4a to 4f over the low pressure valve 6a to 6f connected to the tank T. At the top dead center OT of the piston stroke is the first high-pressure valve 8a to 8f ; 108a to 108f opened to the first high-pressure circuit A and sucked from it or the piston 2a to 2f pressurized. The closing time of the first high-pressure valve 8a to 8f ; 108a to 108f can be determined by the known relationship between opening duration and delivery volume: T HPVA = f -1 / HPVA (Q A )

Nachdem das erste Hochdruckventil 8a bis 8f; 108a bis 108f zum ersten Hochdruckkreis A geschlossen worden ist, wird das zweite Hochdruckventil 10a bis 10f; 110a bis 110f zum zweiten Hochdruckkreis B geöffnet, der Kolben 2a bis 2f wird also aus dem zweiten Hochdruckkreis B mit Druck beaufschlagt. Hier kann ebenfalls der Schließzeitpunkt des zweiten Hochdruckventils 10a bis 10f; 110a bis 110f über den bekannten Zusammenhang zwischen Öffnungsdauer und Fördervolumen bestimmt werden. THPVB = f –1 / HPVB(QB) After the first high pressure valve 8a to 8f ; 108a to 108f has been closed to the first high pressure circuit A, the second high pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f opened to the second high-pressure circuit B, the piston 2a to 2f So is pressurized from the second high-pressure circuit B with pressure. Here can also be the closing time of the second high-pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f be determined on the known relationship between opening time and delivery volume. T HPVB = f -1 / HPVB (Q B )

Nach dem Schließen des zweiten Hochdruckventils 10a bis 10f; 110a bis 110f wird das Niederdruckventil 6a bis 6f geöffnet und der Kolben 2a bis 2f wird mit dem Tank T verbunden.After closing the second high pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f becomes the low pressure valve 6a to 6f opened and the piston 2a to 2f is connected to the tank T.

Für den Motorbetrieb gilt zusammenfassend, dass ab dem oberen Totpunkt OT des Kolbenhubs nacheinander erst das eine Hochdruckventil, dann das andere Hochdruckventil und dann das Niederdruckventil geöffnet wird.For the engine operation applies in summary that from the top dead center OT of the piston stroke successively first one high pressure valve, then the other high pressure valve and then the low pressure valve is opened.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Betriebes einer Kolben-Zylinder-Einheit einer erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine in der Darstellungsweise gemäß 3 und 4. Das Ablaufdiagramm gilt für beide gezeigte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Radialkolbenmaschine gemäß 1 und 2. 5 shows a flowchart of an operation of a piston-cylinder unit of a radial piston machine according to the invention in the representation according to 3 and 4 , The flowchart applies to both shown embodiments of the radial piston engine according to the invention 1 and 2 ,

Ein Hochdruckkreis A oder B ist im Pumpenbetrieb und der andere Hochdruckkreis A oder B ist im Motorbetrieb. 5 zeigt beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Ventilansteuerung für den Fall, dass der erste Hochdruckkreis A beziehungsweise Hochdruckanschluss HPA im Pumpenbetrieb und der zweite Hochdruckkreis B beziehungsweise Hochdruckanschluss HPB im Motorbetrieb betreiben werden. Zu Beginn ist der Kolben 2a bis 2f am unteren Totpunkt UT, und das Niederdruckventil 6a bis 6f ist zum Tank T geöffnet. Da in diesem Beispiel nur in den ersten Hochdruckkreis A gefordert werden soll, kann der Schließzeitpunkt des Niederdruckventils 6a bis 6f wie folgt bestimmt werden: TLPV = f –1 / T(QHub – QA) A high pressure circuit A or B is in pump operation and the other high pressure circuit A or B is in engine operation. 5 shows an example of the timing of the valve control in the event that the first high pressure circuit A or high pressure port HPA in pump operation and the second high pressure circuit B or high pressure port HPB are operated in engine operation. At the beginning is the piston 2a to 2f at the bottom Dead center UT, and the low pressure valve 6a to 6f is open to tank T. Since in this example only in the first high pressure circuit A is to be required, the closing time of the low pressure valve 6a to 6f be determined as follows: T LPV = f -1 / T (Q Hub - Q A )

Nach dem Schließen des Niederdruckventils 6a bis 6f ist das erste Hochdruckventil 8a bis 8f; 108a bis 108f zum ersten Hochdruckkreis A solange geöffnet, bis der Kolben 2a bis 2f seinen oberen Totpunkt OT erreicht hat. Danach wird das zweite Hochdruckventil 10a bis 10f; 110a bis 110f zum zweiten Hochdruckkreis B geöffnet und aus dem zweiten Hochdruckkreis B eingelassen, das heißt die Radialkolbenmaschine geht mit den betroffenen Kolben 2a bis 2f in den Motorbetrieb. Der Schließzeitpunkt für das zweite Hochdruckventil 10a bis 10f; 110a bis 110f zum zweiten Hochdruckkreis B kann aus Kenntnis des zu saugenden beziehungsweise einzulassenden Volumenstroms QB gewonnen werden: THPVB = f –1 / HPVB(QB) After closing the low pressure valve 6a to 6f is the first high pressure valve 8a to 8f ; 108a to 108f opened to the first high-pressure circuit A until the piston 2a to 2f has reached its top dead center OT. After that, the second high-pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f opened to the second high pressure circuit B and let in from the second high pressure circuit B, that is, the radial piston engine goes with the affected piston 2a to 2f in the engine operation. The closing time for the second high-pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f to the second high-pressure circuit B can be obtained from knowledge of the volume flow Q B to be sucked or admitted: T HPVB = f -1 / HPVB (Q B )

Nach dem Schließen des zweiten Hochdruckventils 10a bis 10f; 110a bis 110f zum zweiten Hochdruckkreis B wird das Niederdruckventil 6a bis 6f zum Tank T wieder geöffnet, und der Kolben 2a bis 2f kann weiter aus dem Tank T saugen, während er sich auf den unteren Totpunkt UT zubewegt.After closing the second high pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f to the second high pressure circuit B, the low pressure valve 6a to 6f to the tank T reopened, and the piston 2a to 2f can continue to suck from the tank T as it moves toward bottom dead center UT.

Zusammenfassend gilt für den kombinierten Pumpen-/Motorbetrieb, dass während eines Kolbenhubes ausgehend vom unteren Totpunkt UT zuerst das Niederdruckventil 6a bis 6f eine gewisse Zeit geöffnet ist, im Anschluss je nach Volumenbedarf das erste Hochdruckventil 8a bis 8f; 108a bis 108f des ersten Hochdruckkreises A im Pumpenbetrieb so lange geöffnet ist, bis der obere Totpunkt OT des Kolbenhubs erreicht ist; danach das zweite Hochdruckventil 10a bis 10f; 110a bis 110f des zweiten Hochdruckkreises B mit Motorbetrieb entsprechend der Volumenanforderung geöffnet ist und im Anschluss daran das Niederdruckventil 6a bis 6f zum Tank T geöffnet wird. Der Zyklus kann von vorn beginnen.In summary, for combined pump / motor operation, during a piston stroke, starting from bottom dead center UT, first the low pressure valve 6a to 6f a certain time is opened, then depending on the volume requirement, the first high-pressure valve 8a to 8f ; 108a to 108f the first high-pressure circuit A is opened in pump operation until the top dead center OT of the piston stroke is reached; then the second high pressure valve 10a to 10f ; 110a to 110f of the second high-pressure circuit B is opened with engine operation according to the volume requirement and subsequently the low-pressure valve 6a to 6f to the tank T is opened. The cycle can start over.

Gemäß 6 besitzt eine Radialkolbenmaschine eine Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a, von der sich der Kolben 2a an einer Hubkurve 1 abstützt. Ein zwischen dem Kolben 2a und dem Zylinder 4a gebildeter volumenveränderlicher Verdrängerraum ist über ein als zum Verdrängerraum hin öffnendes, als Sitzventil ausgebildetes und aktiv aufsteuerbares Niederdruckventil 6a mit einem Tank T verbindbar. Der gezeigte Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a sowie allen anderen nicht gezeigten Kolben-Zylinder-Einheiten sind wie bei den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen zwei Hochdruckanschlüsse HPA und HPB zugeordnet. Zwischen diesen und dem Verdrängerraum befindet sich ein Schieberventil 210 mit einem Ventilschieber, der eine Mittelstellung hat, in der die beiden Hochdruckanschlüsse HPA und HPB gegen den Verdrängerraum hin abgesperrt sind. Die Mittelstellung kann zum Bespiel federzentriert sein. Druckkräfte greifen an dem Ventilschieber nicht an.According to 6 a radial piston engine has a piston-cylinder unit 2a . 4a from which the piston 2a on a lift curve 1 supported. One between the piston 2a and the cylinder 4a formed volume variable displacement is via a as the displacement towards opening, designed as a seat valve and actively openable low pressure valve 6a connectable to a tank T. The piston-cylinder unit shown 2a . 4a and all other piston-cylinder units not shown are as in the in the 1 and 2 shown embodiments, two high-pressure ports HPA and HPB assigned. Between these and the displacer is a slide valve 210 with a valve slide, which has a middle position, in which the two high-pressure connections HPA and HPB are shut off against the displacement. The middle position can be spring-centered for example. Pressure forces do not act on the valve spool.

Der Ventilschieber kann durch Ansteuerung eines nicht näher dargestellten Elektromagneten aus der Mittelstellung in eine erste Arbeitsstellung gebracht werden, in der der erste Hochdruckanschluss HPA fluidisch mit dem Verdrängerraum verbunden ist, während der zweite Hochdruckanschluss HPB zum Verdrängerraum abgesperrt ist. Durch Ansteuerung eines zweiten Elektromagneten kann der Ventilschieber aus der Mittelstellung in eine zweite Arbeitsstellung gebracht werden, in der der zweite Hochdruckanschluss HPB fluidisch mit dem Verdrängerraum verbunden ist, während der erste Hochdruckanschluss HPA zum Verdrängerraum abgesperrt ist.The valve spool can be brought from a central position in a first working position by driving a solenoid, not shown, in which the first high pressure port HPA is fluidly connected to the displacer, while the second high pressure port HPB is shut off to the displacement. By controlling a second electromagnet, the valve slide can be brought from the center position to a second working position, in which the second high pressure port HPB is fluidly connected to the displacement chamber, while the first high pressure port HPA is shut off to the displacement.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 6 ist es wie bei den Ausführungsbeispielen nach den 1 und 2 möglich, dass eine Kolben-Zylinder-Einheit während eines Hubzyklus fluidisch mit zwei Hochdruckanschlüsse der Maschine verbunden wird. Ebenso ist es möglich, dass zur gleichen Zeit einige Kolben-Zylinder-Einheiten mit dem ersten Hochdruckanschluss und andere Kolben-Zylinder-Einheiten mit dem zweiten Hochdruckanschluss verbunden sind. Dabei können sich die einen Kolben-Zylinder-Einheiten im Pumpenbetrieb und die anderen Kolben-Zylinder-Einheiten im Motorbetrieb befinden.According to the embodiment 6 it is as in the embodiments of the 1 and 2 it is possible for a piston-cylinder unit to be fluidly connected to two high pressure ports of the engine during a lift cycle. It is also possible that at the same time some piston-cylinder units are connected to the first high-pressure port and other piston-cylinder units are connected to the second high-pressure port. The one piston-cylinder units may be in pump mode and the other piston-cylinder units in engine operation.

Sind zwei oder mehr Hochdruckventile in einem einzigen Schieberventil zusammengefasst, so ist keine Synchronisierung von unabhängig voneinander ansteuerbaren Hochdruckventilen notwendig. Bei einem Schieberventil ist eine synchrone Schaltung von fluidischen Verbindung aufgrund der Zwangskoppelung durch den Ventilschieber immer gewährleistet. Es kann keinen Kurzschluss zwischen verschiedenen Hochdruckleitungen geben.If two or more high-pressure valves are combined in a single slide valve, no synchronization of independently controllable high-pressure valves is necessary. In a slide valve, a synchronous circuit of fluidic connection due to the forced coupling by the valve spool is always guaranteed. There can be no short circuit between different high pressure lines.

Gemäß 7 besitzt eine Radialkolbenmaschine Zylinder-Kolben-Einheiten 2a, 4a und 2b, 4b und 2c, 4c, wobei sich die Kolben 2a, 2b, und 2c an einer Hubkurve 1 abstützen. Die Darstellung in 7 ist so, dass drei axial hintereinander liegende und gegeneinander verdrehte Hubkurven 1 vorhanden sind. Die Darstellung ist gleichwertig zu einer Darstellung mit nur einer Hubkurve 1 und in gegeneinander verdrehten Winkellagen angeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten. Ebenso kann man sich auch mehrere Hubkurven vorstellen, denen jeweils mehrere Kolben-Zylinder-Einheiten zugeordnet sind. Auch besitzt die Radialkolbenmaschine nach 7 wiederum zwei Hochdruckanschlüsse HPA und HPB.According to 7 has a radial piston cylinder-piston units 2a . 4a and 2 B . 4b and 2c . 4c , where the pistons 2a . 2 B , and 2c on a lift curve 1 support. The representation in 7 is such that three axially behind one another and twisted against each other Hubkurven 1 available. The representation is equivalent to a representation with only one lift curve 1 and in mutually rotated angular positions arranged piston-cylinder units. Likewise, one can also imagine several lifting curves, each of which a plurality of piston-cylinder units are assigned. Also, the radial piston machine has after 7 again two high-pressure connections HPA and HPB.

Ein zwischen dem Kolben 2b und dem Zylinder 4b gebildeter volumenveränderlicher Verdrängerraum ist über ein als zum Verdrängerraum hin öffnendes, als Sitzventil ausgebildetes und aktiv aufsteuerbares Niederdruckventil 6b mit einem Tank T verbindbar. Der Kolben-Zylinder-Einheit 2b, 4b ist außerdem ein einziges als Schieberventil ausgebildetes, aktiv steuerbares Hochdruckventil 108b mit einer geschlossenen Sperrstellung und mit einer Offenstellung zugeordnet, über das in der Offenstellung der Verdrängerraum zwischen dem Kolben 2b und dem Zylinder 4b mit dem Hochdruckanschluss HPA der Radialkolbenmaschine verbunden ist. Ein zwischen dem Kolben 2c und dem Zylinder 4c gebildeter volumenveränderlicher Verdrängerraum ist über ein als zum Verdrängerraum hin öffnendes, als Sitzventil ausgebildetes und aktiv aufsteuerbares Niederdruckventil 6c mit einem Tank T verbindbar. Der Kolben-Zylinder-Einheit 2c, 4c ist außerdem ein einziges als Schieberventil ausgebildetes, aktiv steuerbares Hochdruckventil 108c mit einer geschlossenen Sperrstellung und mit einer Offenstellung zugeordnet, über das in der Offenstellung der Verdrängerraum zwischen dem Kolben 2c und dem Zylinder 4c ebenfalls mit einem Hochdruckanschluss HPA der Radialkolbenmaschine verbunden ist. Die Verdrängerräume der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 2b, 4b und 2c, 4c sind also nur jeweils mit dem Hochdruckanschluss HPA verbindbar. One between the piston 2 B and the cylinder 4b formed volume variable displacement is via a as the displacement towards opening, designed as a seat valve and actively openable low pressure valve 6b connectable to a tank T. The piston-cylinder unit 2 B . 4b is also a single designed as a slide valve, actively controllable high pressure valve 108b associated with a closed blocking position and with an open position, on the in the open position of the displacement between the piston 2 B and the cylinder 4b is connected to the high pressure port HPA of the radial piston engine. One between the piston 2c and the cylinder 4c formed volume variable displacement is via a as the displacement towards opening, designed as a seat valve and actively openable low pressure valve 6c connectable to a tank T. The piston-cylinder unit 2c . 4c is also a single designed as a slide valve, actively controllable high pressure valve 108c associated with a closed blocking position and with an open position, on the in the open position of the displacement between the piston 2c and the cylinder 4c also connected to a high pressure port HPA of the radial piston engine. The displacement chambers of the two piston-cylinder units 2 B . 4b and 2c . 4c Thus, they can only be connected to the HPA high-pressure connection.

Der Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a sind dagegen sind beide Hochdruckanschlüsse HPA und HPB zugeordnet. Zwischen diesen und dem Verdrängerraum der Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a befindet sich zunächst ein als Schieberventil ausgebildetes, aktiv steuerbares Hochdruckventil 108a mit einer geschlossenen Sperrstellung und mit einer Offenstellung. Vom Verdrängerraum aus betrachtet dem Ventil 108a nachgeschaltet ist ein als Schieberventil ausgebildetes Wegeventil 310 mit drei Anschlüssen und mit zwei Schaltstellungen, wobei der verdrängerferne Anschluss des Ventils 108a in der einen Schaltstellung des Wegeventils 310 mit dem Hochdruckanschluss HPA und in der anderen Schaltstellung des Wegeventils 310 mit dem Hochdruckanschluss HPB verbunden ist. Die bei dem Ausführungsbeispiel nach 6 durch eine dritte Stellung des Wegeventils 210 mögliche Absperrung eines Verdrängerraums gegen beide Hochdruckanschlüsse HPA und HPB ist als bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 durch das Ventil 108a realisiert.The piston-cylinder unit 2a . 4a On the other hand, both high-pressure connections HPA and HPB are assigned. Between these and the displacement of the piston-cylinder unit 2a . 4a There is initially designed as a slide valve, actively controllable high pressure valve 108a with a closed blocking position and with an open position. Seen from the displacement of the valve 108a connected downstream is designed as a slide valve directional control valve 310 with three connections and two switching positions, whereby the non-displacer connection of the valve 108a in the one switching position of the directional control valve 310 with the high-pressure connection HPA and in the other switching position of the directional control valve 310 connected to the high pressure port HPB. The in the embodiment according to 6 by a third position of the directional control valve 210 possible shut-off of a displacement chamber against both high-pressure ports HPA and HPB is as in the embodiment according to 7 through the valve 108a realized.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 ist es wie bei den Ausführungsbeispielen nach den 1, 2 und 6 möglich, dass eine Kolben-Zylinder-Einheit – vorliegend die Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a – während eines Hubzyklus fluidisch mit zwei Hochdruckanschlüsse der Maschine verbunden wird. Die Kolben-Zylinder-Einheit 2a, 4a kann gemeinsam mit den anderen Kolben-Zylinder-Einheiten mit dem Hochdruckanschluss HPA oder alleine mit dem Hochdruckanschluss HPB verbunden sein. Dabei können sich Kolben-Zylinder-Einheiten im Pumpenbetrieb und andere Kolben-Zylinder-Einheiten im Motorbetrieb befinden.According to the embodiment 7 it is as in the embodiments of the 1 . 2 and 6 possible that a piston-cylinder unit - in this case, the piston-cylinder unit 2a . 4a - Is connected during a lifting cycle fluidly with two high-pressure connections of the machine. The piston-cylinder unit 2a . 4a can be connected to the high pressure port HPA together with the other piston-cylinder units or to the HPB high pressure port alone. This piston-cylinder units can be in pump mode and other piston-cylinder units in engine operation.

Sind zwei oder mehr Hochdruckventile in einem einzigen Schieberventil zusammengefasst, so ist keine Synchronisierung von unabhängig voneinander ansteuerbaren Hochdruckventilen notwendig. Bei einem Schieberventil ist eine synchrone Schaltung von fluidischen Verbindung aufgrund der Zwangskoppelung durch den Ventilschieber immer gewährleistet. Es kann keinen Kurzschluss zwischen verschiedenen Hochdruckleitungen geben.If two or more high-pressure valves are combined in a single slide valve, no synchronization of independently controllable high-pressure valves is necessary. In a slide valve, a synchronous circuit of fluidic connection due to the forced coupling by the valve spool is always guaranteed. There can be no short circuit between different high pressure lines.

Offenbart ist eine ventilgesteuerte Kolbenmaschine,- insbesondere Radialkolbenmaschine DVR, mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten und mit einem Niederdruckanschluss und mit einem ersten Hochdruckanschluss. Jede Kolben-Zylinder-Einheit hat ein mit dem Niederduckanschluss verbundenes Niederdruckventil und ein mit dem ersten Hochdruckanschluss verbundenes erstes Hochdruckventil. Dabei ist an der Kolbenmaschine ein weiterer Hochdruckanschluss vorgesehen, wobei jede Kolben-Zylinder-Einheit ein damit verbundenes weiteres Hochdruckventil hat. Das Niederdruckventil und die Hochdruckventile sind aktiv steuerbar.Disclosed is a valve-controlled piston engine, in particular radial piston engine DVR, with several piston-cylinder units and with a low-pressure connection and with a first high-pressure connection. Each piston-cylinder unit has a low pressure valve connected to the low pressure port and a first high pressure valve connected to the first high pressure port. In this case, a further high-pressure port is provided on the piston engine, wherein each piston-cylinder unit has an associated further high-pressure valve. The low pressure valve and the high pressure valves are actively controllable.

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  • WO 2008009950 A1 [0005] WO 2008009950 A1 [0005]

Claims (15)

Ventilgesteuerte hydrostatische Kolbenmaschine mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f), die jeweils ein aktives Niederdruckventil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) und ein erstes aktives Hochdruckventil (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f) haben, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f) ein zumindest weiteres aktives Hochdruckventil (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f) hat.Valve-controlled hydrostatic piston machine with several piston-cylinder units ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ), each one an active low pressure valve ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) and a first active high pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ), characterized in that each piston-cylinder unit ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ) at least another active high pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f ) Has. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach Anspruch 1, wobei jede Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f) über das Niederduckventil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) mit einem Niederdruckanschluss (LP) der Kolbenmaschine und über das erste Hochdruckventil (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f) mit einem ersten Hochdruckanschluss (HPA) der Kolbenmaschine, und über jedes weitere aktive Hochdruckventil (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f) mit einem weiteren Hochdruckanschluss (HPB) der Kolbenmaschine verbunden ist.Valve-controlled piston engine according to claim 1, wherein each piston-cylinder unit ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ) via the low pressure valve ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) with a low-pressure connection (LP) of the piston engine and via the first high-pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ) with a first high pressure port (HPA) of the reciprocating engine, and via each additional active high pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f ) is connected to another high pressure port (HPB) of the reciprocating engine. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Hochdruckanschluss (HPA, HPB) unabhängig von den anderen Hochdruckanschlüssen (HPA, HPB) als Ausgang oder als Eingang betreibbar ist.A valve-controlled piston engine according to claim 1 or 2, wherein each high-pressure port (HPA, HPB) is operable independently of the other high-pressure ports (HPA, HPB) as an output or as an input. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hochdruckventile von Sitzventilen (8a, 10a, 8b, 10b, 8c, 10c, 8d, 10d, 8e, 10e, 8f, 10f) gebildet sind.Valve-controlled piston engine according to one of the preceding claims, wherein the high-pressure valves of poppet valves ( 8a . 10a . 8b . 10b . 8c . 10c . 8d . 10d . 8th . 10e . 8f . 10f ) are formed. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hochdruckventile von Schieberventilen (108a, 110a, 108b, 110b, 108c, 110c, 108d, 110d, 108e, 110e, 108f, 110f) gebildet sind.Valve-controlled piston engine according to one of claims 1 to 3, wherein the high-pressure valves of slide valves ( 108a . 110a . 108b . 110b . 108c . 110c . 108d . 110d . 108e . 110e . 108f . 110f ) are formed. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach Anspruch 5, wobei mehrere Hochdruckventile derselben Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a) durch ein einziges Schieberventil (210, 310) realisiert sind, das einen Ventilschieber aufweist, über den ein Verdrängerraum an der Kolben-Zylinder-Einheit mit den Hochdruckanschlüssen (HPA, HPB) verbindbar ist.Valve-controlled piston engine according to claim 5, wherein a plurality of high-pressure valves of the same piston-cylinder unit ( 2a . 4a ) by a single slide valve ( 210 . 310 ) are realized, which has a valve slide, via which a displacement chamber on the piston-cylinder unit with the high-pressure ports (HPA, HPB) is connectable. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach Anspruch 6, wobei der Ventilschieber eine Sperrstellung besitzt, in der alle Anschlüsse des Schieberventils (210, 310) gegeneinander abgesperrt sind.Valve-controlled piston engine according to claim 6, wherein the valve slide has a blocking position in which all connections of the slide valve ( 210 . 310 ) are locked against each other. Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit (2b, 4b; 2c, 4c) vorhanden ist, die nur eine Hochdruckventil (108b, 108c) und mit einem einzigen Hochdruckanschluss (HPA) verbindbar ist.Valve-controlled piston engine according to one of the preceding claims, wherein at least one piston-cylinder unit ( 2 B . 4b ; 2c . 4c ), which is only a high pressure valve ( 108b . 108c ) and connectable to a single high pressure port (HPA). Ventilgesteuerte Kolbenmaschine nach Anspruch 8, wobei eine Kolben-Zylinder-Einheit ((2a, 4a), die wenigstens zwei Hochdruckventile hat, über eines der Hochdruckventile mit einem Hochdruckanschluss (HPA) verbindbar ist, mit dem auch eine Kolben-Zylinder-Einheit (2b, 4b; 2c, 4c) mit nur einem Hochdruckventil (108b, 108c) verbindbar ist.A valve-controlled piston engine according to claim 8, wherein a piston-cylinder unit (( 2a . 4a ), which has at least two high-pressure valves, can be connected via one of the high-pressure valves to a high-pressure port (HPA), with which a piston-cylinder unit ( 2 B . 4b ; 2c . 4c ) with only one high pressure valve ( 108b . 108c ) is connectable. Verfahren zum Betreiben einer ventilgesteuerte Kolbenmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Schritt: „Schließen der einer Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f) zugeordneten ersten Hochdruckventils (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f) und etwa gleichzeitiges Öffnen des der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f) zugeordneten weiteren Hochdruckventils (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)”.Method for operating a valve-controlled piston engine according to one of the preceding claims, with a step: "closing of a piston-cylinder unit ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ) associated first high-pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ) and about simultaneous opening of the same piston-cylinder unit ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ) associated further high-pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f ) ". Verfahren nach Anspruch 10, wobei zuvor ein Schritt „Öffnen des ersten Hochdruckventils (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f)” erfolgt und/oder wobei danach ein Schritt „Schließen des weiteren Hochdruckventils (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)” erfolgt.Method according to claim 10, wherein previously a step "opening of the first high-pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ) "And / or after which a step" closing the further high-pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f )" he follows. Verfahren nach Anspruch 11, wobei etwa beim Schritt „Öffnen des ersten Hochdruckventils (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f)” ein Schließen des der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f) zugeordneten Niederduckventils (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) erfolgt und/oder wobei etwa beim Schritt „Schließen des weiteren Hochdruckventils (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)” ein Öffnen des der gleichen Kolben-Zylinder-Einheit (2a, 4a, 2b, 4b, 2c, 4c, 2d, 4d, 2e, 4e, 2f, 4f) zugeordneten Niederduckventils (6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f) erfolgt.Method according to claim 11, wherein, for instance, in the step "opening of the first high-pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ) "Closing the same piston-cylinder unit ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ) associated Niederduckventils ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) and / or wherein approximately in the step "closing the further high-pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f ) "Opening of the same piston-cylinder unit ( 2a . 4a . 2 B . 4b . 2c . 4c . 2d . 4d . 2e . 4e . 2f . 4f ) associated Niederduckventils ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schritte am Anfang oder während oder am Ende einer Verringerung des Volumens des zugeordneten Zylinders (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) erfolgen.Method according to one of claims 10 to 12, wherein the steps at the beginning or during or at the end of a reduction of the volume of the associated cylinder ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f ) respectively. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schritte am Anfang oder während oder am Ende einer Vergrößerung des Volumens des zugeordneten Zylinders (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) erfolgen.Method according to one of claims 10 to 12, wherein the steps at the beginning or during or at the end of an increase in the volume of the associated cylinder ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f ) respectively. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Schritt „Öffnen des ersten Hochdruckventils (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f)” während oder am Anfang einer Verringerung des Volumens des zugeordneten Zylinders (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) erfolgt, und wobei der Schritt „Schließen des ersten Hochdruckventils (8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f; 108a, 108b, 108c, 108d, 108e, 108f) und etwa gleichzeitiges Öffnen des weiteren Hochdruckventils (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)” an einem Totpunkt des zugeordneten Kolbens (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) erfolgt, und wobei der Schritt „Schließen des weiteren Hochdruckventils (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f; 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)” während oder am Ende einer Vergrößerung des Volumens des zugeordneten Zylinders (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) erfolgt.Method according to claim 11 or 12, wherein the step "opening of the first high-pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ) "During or at the beginning of a reduction in the volume of the associated cylinder ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f ), and wherein the step " Close the first high-pressure valve ( 8a . 8b . 8c . 8d . 8th . 8f ; 108a . 108b . 108c . 108d . 108e . 108f ) and about simultaneous opening of the further high-pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f ) "At a dead center of the associated piston ( 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e . 2f ), and wherein the step "closing the further high-pressure valve ( 10a . 10b . 10c . 10d . 10e . 10f ; 110a . 110b . 110c . 110d . 110e . 110f ) "During or at the end of an increase in the volume of the associated cylinder ( 4a . 4b . 4c . 4d . 4e . 4f ) he follows.
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