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Die Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Hydromaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der
EP 0 361 927 B1 ist eine ventilgesteuerte Kolbenpumpe beschrieben, bei der jede Zylinder-Kolben-Einheit ein aktiv steuerbares Niederdruckventil und ein Hochdruckventil hat. Durch entsprechende Ansteuerung seines Niederdruckventils kann jeder Kolben während seines gesamten Verdrängerhubes entweder dadurch aktiviert werden, dass das Niederduckventil schließt, und der Kolben voll in die Hochdruckleitung fördert (Full-Modus), oder er wird dadurch deaktiviert, dass das Niederduckventil offen bleibt, und der Kolben voll in die Niederdruckleitung zurück fördert (Idle-Modus). Auf diese Weise soll eine quasi stetige Verstellmöglichkeit des Fördervolumens der ventilgesteuerten Kolbenpumpen erreicht werden. Bei gewissen Einsatzfällen ist die Pulsation in Fördermenge und Förderdruck derartiger Kolbenpumpen sehr stark.
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In der Druckschrift
EP 1 537 333 B1 schlägt zur Reduzierung der Pulsation einen zusätzlichen Partial-Modus vor, bei dem ein Kolben während seines Verdrängerhubes nur einen Teil der verdrängten Fluidmenge in die Hochdruckleitung fördert. Dazu bleibt das dem Kolben zugeordnete Niederdruckventil während eines ersten Teilhubes offen, und wird dann für einen zweiten Teilhub geschlossen. Bei diesem Teillastbetrieb muss ein Ventilkörper des Niederdruckventils in Richtung des abströmenden Druckmittels bewegt werden und erzeugt somit bei seinem Anschlag unerwünschte Geräusche.
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Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine ventilgesteuerte Hydromaschine zu schaffen, bei der die Geräuschentwicklung im Teillastbetrieb verringert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ventilgesteuerte Hydromaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße ventilgesteuerte Hydromaschine hat eine Mehrzahl von Zylinder-Kolben-Einheiten, die jeweils über eine Niederdruckventilanordnung, vorzugsweise über ein Niederdruckventil, mit einer Niederdruckseite und über eine Hochdruckventilanordnung – vorzugsweise über ein Hochdruckventil – mit einer Hochdruckseite der Hydromaschine verbindbar sind. Dabei sind zumindest einige, vorzugsweise alle Hochdruckventilanordnungen aktiv schaltbar. Damit sind die zugeordneten Zylinder-Kolben-Einheiten in einem frakmentarischen Modus betreibbar, bei dem während eines Gesamthubs von einem ersten zu einem zweiten Totpunkt und zusätzlich nach Durchlaufen des zweiten Totpunktes oder vor Durchlaufen des ersten Totpunktes die Niederdruckventilanordnung geschlossen ist. Damit ist ein Teillastbetrieb geschaffen, bei dem die Geräuschentwicklung der Hydromaschine gegenüber dem Partial-Modus verringert ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Bei einem besonders bevorzugten Anwendungsfall wird die erfindungsgemäße Hydromaschine als Pumpe genutzt, wobei der Gesamthub ein Verdrängerhub ist, und wobei der erste Totpunkt ein unterer Totpunkt und der zweite Totpunkt ein oberer Totpunkt ist. Die Niederdruckventilanordnung ist dabei erfindungsgemäß zunächst während des Verdrängerhubes vom unteren Totpunkt bis zum oberen Totpunkt und dann während dem Durchlaufen des oberen Totpunktes und schließlich während eines vom oberen Totpunkt ausgehenden Teilhubs geschlossen. Bei dem Teilhub befindet sich die betrachtete Zylinder-Kolben-Einheit in einer Motorfunktion.
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Bei einem anderen besonders bevorzugten Anwendungsfall wird die erfindungsgemäße Hydromaschine ebenfalls als Pumpe genutzt, wobei der Gesamthub ein Verdrängerhub ist, und wobei der erste Totpunkt ein unterer Totpunkt und der zweite Totpunkt ein oberer Totpunkt ist. Die Niederdruckventilanordnung ist dabei erfindungsgemäß zunächst während eines am unteren Totpunkt endenden Teilhubs und dann während dem Durchlaufen des unteren Totpunktes und schließlich während des Verdrängerhubes vom unteren Totpunkt bis zum oberen Totpunkt geschlossen ist. Bei dem Teilhub befindet sich die betrachtete Zylinder-Kolben-Einheit in einer Motorfunktion.
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Wenn die Hochdruckventilanordnung ein aktiv schaltbares Niederdruckventil hat, ist die erfindungsgemäße Hydromaschine auch als Motor im erfindungsgemäßen frakmentarischen Modus betreibbar.
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Dabei wird es bevorzugt, wenn die Niederdruckventilanordnung parallel zum aktiv schaltbaren Niederdruckventil ein passives Niederdruckventil hat. Dies ist vorzugsweise von einem Rückschlagventil gebildet.
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Bei einem besonders bevorzugten Anwendungsfall wird die erfindungsgemäße Hydromaschine als Motor genutzt, wobei der Gesamthub ein Motorhub ist, und wobei der erste Totpunkt ein oberer Totpunkt und der zweite Totpunkt ein unterer Totpunkt ist. Die Niederdruckventilanordnung ist dabei erfindungsgemäß zunächst während eines am oberen Totpunkt endenden Teilhubs und dann während dem Durchlaufen des oberen Totpunktes und schließlich während des Motorhubs vom oberen Totpunkt bis zum unteren Totpunkt geschlossen. Bei dem Teilhub befindet sich die betrachtete Zylinder-Kolben-Einheit in einer Pumpenfunktion.
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Bei einem anderen besonders bevorzugten Anwendungsfall wird die erfindungsgemäße Hydromaschine ebenfalls als Motor genutzt, wobei der Gesamthub ein Motorhub ist, und wobei der erste Totpunkt ein oberer Totpunkt und der zweite Totpunkt ein unterer Totpunkt ist. Die Niederdruckventilanordnung ist dabei erfindungsgemäß zunächst während des Motorhubs vom oberen Totpunkt bis zum unteren Totpunkt und dann während dem Durchlaufen des unteren Totpunktes und schließlich während eines vom unteren Totpunkt ausgehenden Teilhubs geschlossen. Bei dem Teilhub befindet sich die betrachtete Zylinder-Kolben-Einheit in einer Pumpenfunktion.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Hochdruckventilanordnung ein aktiv schaltbares Hochdruckventil und parallel dazu ein passives Hochdruckventil hat. Das passive Hochdruckventil ist vorzugsweise von einem Rückschlagventil gebildet.
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Weiterhin kann jede Zylinder-Kolben-Einheit in einem Idle-Modus betreibbar sein, in dem sie während des Gesamthubs durch die geöffnete Niederdruckventilanordnung – insbesondere Niederdruckventil – deaktiviert ist. Damit ergeben sich weitere Optionen der Verringerung des Förder- bzw. Schluckvolumens der erfindungsgemäßen Hydromaschine.
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Weiterhin kann jede Zylinder-Kolben-Einheit in einem Full-Modus betreibbar sein, in dem sie während des Gesamthubs durch die geschlossene Niederdruckventilanordnung – insbesondere Niederdruckventil-aktiviert ist. Damit ergeben sich weitere Optionen der Vergrößerung des Förder- bzw. Schluckvolumens der erfindungsgemäßen Hydromaschine.
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Die erfindungsgemäße Hydromaschine kann als Radialkolbenmaschine oder digital variable radial piston unit DVR ausgebildet sein.
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Die erfindungsgemäße Hydromaschine kann als Axialkolbenmaschine ausgebildet sein.
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Im Folgenden werden anhand der Figuren mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben.
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Es zeigen
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Hydromaschine in einer schematischen Darstellung,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Hydromaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung mit zwei Zylider-Kolben-Einheiten,
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3 eine Tabelle mit Zuständen einer Zylinder-Kolben-Einheit der beiden Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2,
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4a und 4b zwei verschiedene Diagramme einer Zylinder-Kolben-Einheit in einem ersten Ausführungsbeispiel eines frakmentarischen Pumpen-Modus;
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5a und 5b zwei verschiedene Diagramme einer Zylinder-Kolben-Einheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Pumpen-Modus,
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6a und 6b zwei verschiedene Diagramme einer Zylinder-Kolben-Einheit in einem ersten Ausführungsbeispiel eines frakmentarischen Motor-Modus,
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7a und 7b zwei verschiedene Diagramme einer Zylinder-Kolben-Einheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Motor-Modus und
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8 ein Volumenstromdiagramm der beiden Zylinder-Kolben-Einheiten des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 2 im ersten Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Pumpen-Modus.
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1 zeigt eine stark vereinfachte Abwicklung einer ventilgesteuerten Hydropumpe, die als Axialkolbenpumpe 1 in Schrägscheibenbauweise ausgeführt ist. Im Folgenden werden nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert, hinsichtlich detaillierterer Ausführungen wird auf den eingangs genannten Stand der Technik verwiesen, in dem das Funktionsprinzip einer derartigen Axialkolbenpumpe 1 mit digital verstellbarem Fördervolumen ausführlich erläutert ist.
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Gemäß der schematischen Darstellung in 1 hat der Axialkolbenpumpe 1 eine Zylindertrommel 2, in der eine Vielzahl von Zylinderbohrungen bzw. Zylindern 4 ausgebildet ist, in denen jeweils ein Kolben 6 axial verschiebbar geführt ist. Jeder der Kolben 6 begrenzt mit dem Zylinder 4 einen Arbeitsraum 8, dessen verdrängtes Volumen von einem Gesamthub des Kolbens 6 abhängig ist. Die Kolben 6 sind über jeweils einen Kolbenschuh 10 an einer schräg gestellten Schrägscheibe abgestützt, die mit einer Antriebswelle 12 verbunden ist. In der Darstellung gemäß 1 ist die auf Grund der Rotation und der Schrägstellung der Schrägscheibe gebildete Steuerkurve 14 dargestellt, die die Drehwinkelabhängigkeit des Gesamthubs und damit des verdrängten Gesamtvolumens des jeweiligen Arbeitsraums 8 wiedergibt. Jeder Arbeitsraum 8 ist über ein aktiv schaltbares Hochdruckventil 16 mit einer allen Arbeitsräumen 8 gemeinsame Hochdruckleitung 18 verbunden, in der ein Arbeitsdruck der Axialkolbenpumpe 1 herrscht. Wegen der aktiven Schaltbarkeit der Hochdruckventile 16 kann die Axialkolbenpumpe 1 auch als Axialkolbenmotor verwendet werden.
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Jeder Arbeitsraum 8 ist des Weiteren über ein Niederdruckventil 22 und über eine ebenfalls allen Arbeitsräumen 8 gemeinsame Niederdruckleitung 24 mit einem Tank 26 verbunden.
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Die Niederdruckventile 22 und die Hochdruckventile 16 sind als elektrisch entsperrbare Rückschlagventile ausgeführt. Die Hochdruckventile 16 sind über eine (nicht dargestellte) Feder in eine (in 1 gezeigte) Schließposition vorgespannt und lassen sich durch Bestromen eines jeweiligen Betätigungsmagneten 28 in eine Öffnungsstellung bringen. Die Niederdruckventile 22 sind in ihrer (in 1 gezeigten) Öffnungsstellung über eine (nicht gezeigte) Feder vorgespannt, in der das Druckmittel aus dem Arbeitsraum 8 zurück zur Niederdruckseite der Axialkolbenpumpe 1 bzw. zum Tank 26 strömen kann. Damit ist die entsprechende Zylinder-Kolben-Einheit 4, 6 während eines Verdrängerhubes deaktiviert. Durch Bestromen eines jeweiligen Betätigungsmagneten 30 lassen sich die Niederdruckventile 22 in eine Schließposition bringen.
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Die Ansteuerung der Betätigungsmagneten 28, 30 erfolgt über eine Steuereinheit 34, über die die aus dem Stand der Technik bekannten Modi Idle-Modus und Full-Modus einstellbar sind. Weiterhin sind über die Steuereinheit 34 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen frakmentarischen Pumpen-Modus gemäß den 4a und 4b und das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen frakmentarischen Pumpen-Modus gemäß den 5a und 5b einstellbar. Diese beiden Ausführungsbeispiele werden anhand eines in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hydromaschine erläutert.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Hydromaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Die Hydromaschine ist als Radialkolbenmaschine 101 ausgebildet, bei der eine Welle 112 einen Exzenter 114 hat, um den sternförmig mehrere Zylinder-Kolben-Einheiten angeordnet sind. Von diesen Einheiten sind in 2 nur zwei Einheiten mit je einem Zylinder 104 und mit je einem Kolben 106 dargestellt. Die Kolben 106 führen im Zusammenwirken mit dem Exzenter 114 einen (in 2 senkrechten) Hubbewegung bzw. einen Gesamthub aus.
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Jede Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 hat eine Niederdruckventilanordnung und eine Hochdruckventilanordnung. Die Niederdruckventilanordnungen sind von einem aktiv schaltbaren Niederdruckventil LPV und einem dazu parallel geschaltetem passiven Niederdruckventil LPCV gebildet. Die Hochdruckventilanordnungen sind von einem aktiv schaltbaren Hochdruckventil HPV und einem dazu parallel geschaltetem passiven Hochdruckventil HPCV gebildet. Die aktiven Ventile LPV, HPV sind 2/2-Wegeventile und die passiven Ventile LPCV, HPCV sind Rückschlagventile.
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Wenn die Radialkolbenmaschine 101 nur als Pumpe betrieben wird, können die aktiven Niederdruckventile LPV entfallen. Weiterhin ist es möglich, eine integrierte Lösung für die Hochdruckventilanordnung HPV, HPCV und/oder für die Niederdruckventilanordnung LPV, LPCV vorzusehen. Diese kann ein Sitzventil sein, wobei sich dadurch Einschränkungen bei den Zustandsänderungen der Zylinder-Kolben-Einheiten 104, 106 gemäß 3 ergeben.
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3 zeigt eine Tabelle mit verschiedenen möglichen Zuständen einer Zylinder-Kolben-Einheit 4, 6; 104, 106 der beiden vorbeschriebenen Hydromaschinen 1; 101 gemäß 1 und 2.
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Für jede Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 der Radialkolbenmaschine 101 ist der Zustand einerseits durch die Bewegungsrichtung „aufwärts” oder „abwärts” des Kolbens 106 zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt TDC, BDC und andererseits durch den Druck im Innern des Zylinders 104 definiert. Dieser Druck hängt von der Verbindung zur Niederdruckseite bzw. zu einer Niederdruckleitung LP und von der Verbindung zur Hochdruckseite bzw. zu einer Hochdruckleitung HP der Radialkolbenmaschine 101 ab.
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Der erfindungsgemäße frakmentarische Modus jeder Einheit 104, 106 ist gekennzeichnet durch eine Abfolge von Zuständen und von den zugeordneten Zustandsänderungen. Wenn die Ventilanordnung von einem (nicht näher gezeigten) Sitzventil gebildet ist, kann dieses evtl. nicht geöffnet werden, wenn Hochdruck im zugeordneten Zylinder 114 herrscht, da die Druckkraft das Sitzventil geschlossen hält.
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4a zeigt ein Umlaufdiagramm und 4b ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 in einem ersten Ausführungsbeispiel eines frakmentarischen Pumpen-Modus. Beginnend am unteren Totpunkt TDC sind alle Ventile LPV, LPCV, HPV, HPCV, die die Einheit 104, 106 mit der Hochdruckleitung HP bzw. mit der Niederdruckleitung LP verbinden können, geschlossen. Die Einheit 104, 106 tritt zunächst in den Zustand „Komprimieren” ein. Dieser Zustand ist in 4a als Pfeil und in 4b als Fläche mit Punkten dargestellt. Wenn der Druck das Niveau des Hochdrucks erreicht, öffnet das passive Hochdruckventil HPCV, und die Einheit 104, 106 wechselt in den Auslass-Zustand und verdrängt das Druckmittel in die Hochdruckleitung HP.
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Bei einer Annäherung an den oberen Totpunkt TDC wird das aktive Hochdruckventil HPV geöffnet, während das passive Hochdruckventil HPCV automatisch schließt, wenn der Volumenstrom stoppt.
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Beim Durchlaufen des oberen Totpunktes TDC wechselt die Einheit 104, 106 in den Einlass-Zustand und nimmt Druckmittel aus der Hochdruckleitung HP auf. Dabei erzeugt die Einheit 104, 106 Ausgangs- bzw. Motormoment an der Welle 112.
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Wenn das aktive Hochdruckventil HPV an einem wählbaren Umlaufwinkel f geschlossen wird, während sich der Kolben 106 abwärts bewegt, wechselt die Einheit 104, 106 in den Zustand „Dekomprimieren”. Dann wird das passive Niederdruckventil LPCV geöffnet und die Einheit 104, 106 wechselt in den Ansaugen-Zustand.
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Somit kann das insgesamt effektiv verdrängte Volumen der Einheit 104, 106 dadurch eingestellt werden, dass das aktive Hochdruckventil HPV bei einem wählbaren Umlaufwinkel f schließt, während sich der Kolben 106 abwärts bewegt (vgl. Doppelpfeil). Dabei ist das effektiv verdrängte Volumen der Einheit 104, 106 während eines in den 4a bzw. 4b dargestellten Umlaufs geringer, als im Full-Modus gemäß dem Stand der Technik. Im Vergleich zum Partial-Modus gemäß dem Stand der Technik wird das passive Niederdruck-Ventil LPCV passiv während einer Abwärtsbewegung des Kolbens 106 geöffnet statt einer aktiven Schließbewegung während einer Aufwärts-Bewegung des Kolbens 106. Insbesondere bei Umlaufwinkeln f mit hohem Volumenstrom QA bzw. hohen Kolbengeschwindigkeiten wird dadurch die Geräuschentwicklung der Radialkolbenmaschine 101 deutlich abgesenkt. Weiterhin werden Druckspitzen und mechanische Kräfte des passiven Überdruckventils LPCV verringert.
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5a und 5b zeigen ein Umlauf- und ein Ablaufdiagramm einer Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 in einem zweiten Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Pumpen-Modus. Das zweite Ausführungsbeispiel ist dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß
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4a und 4b ähnlich. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass der Einlass-Zustand am Ende der Abwärts-Bewegung des Kolbens 106 statt an dessen Anfang eingeleitet wird. Dies erfordert eine überlappende bzw. gleichzeitige Aktivierung der beiden aktiven Ventile HPV, LPV um in den Komprimieren-Modus der Einheit 104, 106 zu wechseln. Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den 5a und 5b kann das im Pumpenbetrieb effektiv verdrängte Volumen der Einheit 104, 106 durch eine Variation des Umlaufwinkels f gewählt werden, bei dem das aktive Hochdruckventil öffnet und das aktive Niederdruckventil schließt (vgl. Doppelpfeil).
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Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den 5a und 5b hat dieselben Vorteile, wie das erste Ausführungsbeispiel gemäß den 4a und 4b. Weiterhin kann die volumetrische Effizienz der Einheit 104, 106 aktiv durch das zweite Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Pumpen-Modus reduziert werden, und so die Aufwärmphase der Radialkolbenmaschine 101 bei niedrigen Temperaturen zu reduzieren.
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6a und 6b zeigen ein Umlauf- und ein Ablaufdiagramm einer Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 in einem ersten Ausführungsbeispiel eines frakmentarischen Motor-Modus. Ausgehend vom unteren Totpunkt BDC wird das aktive Niederdruckventil LPV nach einem wählbaren Umlaufwinkel f aktiv geschlossen (vgl. Doppelpfeil). Damit wechselt die Einheit 104, 106 zwischen dem unteren Totpunkt BDC und dem oberen Totpunkt TDC vom Zustand „Ausstoßen” zum Zustand „Auslass” über den Zwischenzustand „Komprimieren”. Dabei öffnet das passive Hochdruckventil HPCV wenn der Druck im Zylinder 104 den Hochdruck erreicht.
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Am oberen Totpunkt TDC wird das aktive Hochdruckventil HPV geöffnet, während das passive Hochdruckventil HPCV geöffnet bleibt. Dabei wechselt die Einheit 104, 106 stromlos in den Einlass-Zustand. Um den Strömungswiderstand der Hochdruckleitung 18 zu verringern kann das aktive Hochdruckventil HPCV simultan zum passiven Hochdruckventil HPCV geöffnet werden, was Sinn insbesondere vor dem oberen Totpunkt ergibt. Während einer Annäherung der Einheit 104, 106 an den unteren Totpunkt BDC wird das aktive Hochdruckventil HPV geschlossen, wodurch der Zustand „Dekomprimieren” der Einheit 104, 106 eingeleitet wird. Dadurch wird dem passiven Niederdruckventil LPCV eine Öffnung ermöglicht.
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Der Vorteil des ersten Ausführungsbeispiels des frakmentarischen Motor-Modus gemäß 6a und 6b ist, dass das effektive Schluckvolumen bzw. das effektive Motormoment bezogen auf einen Umlauf der Einheit 104, 106 geringer ist, als bei einem Full-Modus gemäß dem Stand der Technik.
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7a und 7b zeigen ein Umlauf- und ein Ablaufdiagramm einer Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 in einem zweiten Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Motor-Modus. Dieser ist dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 6a und 6b ähnlich. Analog zu den beiden Ausführungsbeispielen des frakmentarischen Pumpen-Modus erfolgt die Zustandsänderung von „Auslass” zu „Ausstoßen” (über den Zustand „Dekomprimieren”) während der Abwärts-Bewegung des Kolbens 106. Voraussetzung dafür ist, dass das aktive Niederdruckventil LPV auch dann zu einer Öffnungsbewegung in der Lage ist, wenn der Druck in der Einheit 104, 106 hoch ist. Dazu eignet sich eine Niederdruckventilanordnung LPV, LPCV des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 2.
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Der Vorteil des in den 7a und 7b dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels des frakmentarischen Motor-Modus entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den 6a und 6b. Weiterhin kann mit dem zweiten Ausführungsbeispiel die volumetrische Effizienz der Einheit 104, 106 aktiv reduziert werden um die Aufwärmzeit der Radialkolbenmaschine 101 bei niedrigen Temperaturen zu reduzieren.
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2 zeigt zwei Zylinder-Kolben-Einheiten 104, 106, die mit Bezug auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Exzenters 114 angeordnet sind. Damit führen die beiden Kolben 106 stets gegensinnige Hubbewegungen aus. Wenn also ein Kolben 106 eine Aufwärtsbewegung beginnt, startet der andere Kolben 106 eine Abwärtsbewegung und umgekehrt. Dabei fördert die in 2 obere Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 einen Volumenstrom QA, während die in 2 untere Zylinder-Kolben-Einheit 104, 106 einen Volumenstrom QB fördert.
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8 zeigt ein dementsprechendes Volumenstromdiagramm der beiden Zylinder-Kolben-Einheiten 104, 106, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel des frakmentarischen Pumpen-Modus (vgl. 4b) betrieben werden. Mit Blick auf die aufsummierten Volumenströme QA + QB (in 8 unten) wird deutlich, dass der gemeinsame Volumenstrom der beiden Einheiten 104, 106 im Endeffekt einem Partial-Modus der beiden betrachteten Einheiten 104, 106 entspricht. Dabei sind die vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorteile realisiert.
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Weiterhin wird ein Kontrollmechanismus vorgeschlagen, der die erfindungsgemäßen frakmentarischen Modi von verschiedenen um die Zylindertrommel 2 bzw. um den Exzenter 114 herum angeordnet Zylinder-Kolben-Einheiten 4, 6; 104, 106 auswählt und einstellt. Damit wird der gewünschte aufsummierte Fördervolumenstrom der Maschine optimal erfüllt und zusätzlich werden die mechanischen Lasten insbesondere des Exzenters 114 berücksichtigt, um die Lebensdauer seiner Lager zu maximieren.
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Durch die drei Modi Idle-Modus, Full-Modus und frakmentarischer Modus ist das Fördervolumen der Axialkolbenpumpe 1 bzw. der Radialkolbenmaschine 101 stufenlos verstellbar, wobei durch geeignete Ansteuerung der Ventile LPV, HPV durch die Steuereinheit 34 auch die Pulsation auf ein Minimum absenkbar ist.
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Wenn die gezeigte Axialkolbenpumpe 1 nicht auch als Motor, sondern nur als Pumpe nutzbar sein soll, eignen sich als Niederdruckventile LPV auch passive Niederdruckventile.
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Offenbart ist eine ventilgesteuerte Hydromaschine mit einer Mehrzahl von Zylinder-Kolben-Einheiten, die jeweils über eine Niederdruckventilanordnung – vorzugsweise über ein Niederdruckventil – mit einer Niederdruckseite und über eine Hochdruckventilanordnung – vorzugsweise über ein Hochdruckventil – mit einer Hochdruckseite der Hydromaschine verbindbar sind. Dabei sind zumindest einige – vorzugsweise alle – Hochdruckventilanordnungen aktiv schaltbar. Damit sind die zugeordneten Zylinder-Kolben-Einheiten als Teillastbetrieb in einem frakmentarischen Modus betreibbar, bei dem während eines Gesamthubs von einem ersten zu einem zweiten Totpunkt und zusätzlich nach Durchlaufen des zweiten Totpunktes oder vor Durchlaufen des ersten Totpunktes die Niederdruckventilanordnung geschlossen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0361927 B1 [0002]
- EP 1537333 B1 [0003]
