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Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung, die für eine Hydromaschine, insbesondere für eine hydraulische Axialkolbenmaschine vorgesehen ist und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgebildet ist, und eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte hydraulische Axialkolbenmaschine, insbesondere für eine Axialkolbenpumpe.
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Eine derartige Axialkolbenmaschine ist beispielsweise aus der
DE 100 01 826 C1 bekannt. Diese als Axialkolbenpumpe ausgeführte Axialkolbenmaschine hat ein Triebwerk mit einer Vielzahl von Axialkolben, die innerhalb einer Zylindertrommel geführt sind und mit dieser jeweils einen Arbeitsraum begrenzen. Kolbenfußseitige Endabschnitte der Kolben sind über Gleitschuhe an einer Schwenkwiege abgestützt, deren Schwenkwinkel zur Einstellung des Förder-/Schluckvolumens verstellbar ist. Diese Verstellung erfolgt über eine Verstelleinrichtung, wobei ein Stellkolben mittelbar oder unmittelbar an der Schwenkwiege angreift und diese aus einer Grundposition, in die die Schwenkwiege über einen Gegenzylinder oder eine Feder vorgespannt ist, heraus verschwenkt. In dieser Grundposition kann die Schwenkwiege beispielsweise auf ihren maximalen Schwenkwinkel eingestellt sein, wobei dann die Schwenkwiege durch Ausfahren des Stellkolbens zurückschwenkt. Die Grundeinstellung auf den maximalen Schwenkwinkel ist vorteilhaft, da diese beim Anfahren der Pumpe sofort einen großen Druckmittelvolumenstrom fördern kann.
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Bei der bekannten Lösung ist die Verstelleinrichtung zur Verstellung der Schwenkwiege als so genannter Leistungsregler ausgeführt, über den das Produkt aus dem Druck am Ausgang der Pumpe und dem Verdrängungsvolumen in etwa konstant gehalten werden soll. Streng genommen handelt es sich dabei um eine Momentenregelung. Von einer Leistungsregelung kann man hier eigentlich nur sprechen, wenn die Drehzahl konstant ist.
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Der Stellkolben begrenzt einen Stellraum, der über ein Regelventil (so genannter Leistungsregler) mit einer den Pumpendruck führenden Leitung oder mit Tank verbindbar ist. Dieses Regelventil hat einen Regelkolben, der über eine Federanordnung in eine Grundposition vorgespannt ist, in der der Stellraum mit dem Tank verbunden und somit der Stellkolben eingefahren ist. Diese Federanordnung ist an einer Federstange abgestützt, die den Regelkolben durchsetzt und mit dem Stellkolben verbunden ist, der somit koaxial zum Regelkolben angeordnet ist. Am Regelkolben ist eine Differenzfläche ausgeführt, die mit dem Pumpendruck beaufschlagt ist, so dass der Regelkolben durch den Pumpendruck gegen die Kraft der Regelfedern verstellbar ist.
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Die Federanordnung hat bei der bekannten Lösung zwei koaxial zu einander angeordnete Federn, von denen eine erst nach einem gewissen Hub des Stellkolbens in Eingriff kommt, so dass sich eine p-Q-Kennlinie (Druck-Förderstrom-Kennlinie) einstellt, die aus zwei Geraden besteht, wobei die Steigung der einen Geraden durch die Federkonstante der zunächst in Eingriff befindlichen Feder und die Steigung der weiteren Geraden durch die Federraten der nach dem Teilhub gemeinsam im in Eingriff befindlichen Federn bestimmt ist. Durch diese beiden zu einander angestellten Geraden wird die optimale hyperbelförmige p-Q-Kennlinie angenähert.
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Nachteilig bei der bekannten Lösung ist, dass die Verstelleinrichtung aufgrund der den Regelkolben durchsetzenden Federstange sehr komplex aufgebaut ist und zudem eine erhebliche Baulänge hat.
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In der
DE 40 20 325 C2 ist eine Lösung offenbart, bei der einem derartigen Momenten- oder Leistungsregler noch ein Druckbegrenzungsregler zugeordnet ist.
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Auch die
US 4,379,389 zeigt eine Lösung mit zwei Federn, über die die hyperbelförmige Kennlinie angenähert werden soll.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung und eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte Axialkolbenmaschine zu schaffen, bei denen die Leistungs-/Momentenregelung mit verringertem vorrichtungstechnischen Aufwand ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Verstelleinrichtung durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und im Hinblick auf die Axialkolbenmaschine durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches 11 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß hat die Verstelleinrichtung einen Stellkolben, der einen Stellraum begrenzt, der über ein Regelventil mit einer Steuerölquelle (Ausgang der Pumpe) oder einer Steuerölsenke (Tank) verbindbar ist. Das Regelventil hat einen Regelkolben, der gegen die Kraft von zumindest einer Regelfeder aus einer Grundposition verstellbar ist. Der Regelkolben ist mit einer vom Systemdruck beaufschlagten Differenzfläche, die durch zwei Abschnitte des Regelkolbens mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet ist, ausgeführt und etwa koaxial zum Stellkolben angeordnet. In Gegenrichtung ist der Regelkolben von einer Federanordnung mit zumindest einer Feder, insbesondere mit zumindest zwei Federn beaufschlagt, die am Stellkolben abgestützt sind. Durch die Federanordnung ist die Position des Stellkolbens als Kraft auf den Regelkolben rückgeführt. Weist die Federanordnung mehrere Federn auf, so sind diese derart ausgebildet, dass bei einer Steuerölverbindung des Stellraumes mit der Steuerölquelle zum Verstellen des Stellkolbens aus der Grundposition heraus nach einem Teilhub des Stellkolbens eine der Federn der Federanordnung außer Wirkeingriff mit dem Regelkolben bzw. dem Stellkolben gelangt.
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Demzufolge wird nach dem Teilhub die von der Federanordnung auf den Regelkolben aufgebrachte Federkraft verringert, so dass sich eine Kennlinie einstellt, wie sie beim Stand der Technik realisiert ist. Im Unterschied zum eingangs erläuterten Stand der Technik gemäß der
DE 100 01 826 C1 wirkt die Federanordnung jedoch bei der erfindungsgemäßen Lösung in Stellrichtung des Stellkolbens (aus der Grundposition heraus), während beim genannten Stand der Technik die beiden abschnittsweise in Wirkeingriff stehenden Federn den Stellkolben in Richtung der Grundposition beaufschlagen. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Kolbenstange entfallen kann, so dass die Verstelleinrichtung mit geringerem vorrichtungstechnischen Aufwand und geringerer Baulänge realisierbar ist. Ist nur eine Feder in der Federanordnung vorhanden, so steht diese vorzugsweise ständig in Wirkeingriff mit dem Stellkolben und dem Regelkolben.
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Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn der Regelkolben mit einer Differenzfläche ausgeführt ist, bei deren Druckbeaufschlagung eine Kraft am Regelkolben erzeugt wird, die die gleiche Richtung wie die von der Federanordnung ausgeübte Kraft hat.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Regelfeder mit einer größeren Federrate/Vorspannung als die Federanordnung ausgeführt, so dass der Regelkolben durch den Kraftüberschuss der Regelfeder in seine Grundposition vorgespannt ist.
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Diese Regelfeder kann an einem Federteller abgestützt sein. Die Vorspannung der Regelfeder kann zum Verschieben der Kennlinie (dual-torque) verstellbar sein.
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Dieses Verschieben der Kennlinie ist besonders einfach, wenn der Regelfeder eine Stellfeder zugeordnet ist, deren Vorspannung verstellbar ist und die vorzugsweise koaxial zur Regelfeder angeordnet wird.
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Die Verstellung lässt sich weiter vereinfachen, wenn diese Stellfeder eine deutlich geringere Federrate oder Vorspannung als die Regelfeder hat, so dass das Verschieben der Kennlinie durch Verstellen der Vorspannung der vergleichsweise schwachen Stellfeder erfolgt.
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Diese Verstellung kann beispielsweise hydraulisch oder elektromagnetisch erfolgen. Im letztgenannten Fall kann ein deutlich kleinerer Magnet verwendet werden als in dem Fall, in dem die starke Gegenfeder verstellt wird, die mit einer vergleichsweise hohen Vorspannung beaufschlagt ist.
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Die Verstellung der Stellfeder erfolgt bei einem derartigen Ausführungsbeispiel mittels eines Stößels, der den Federteller der Regelfeder durchsetzt und an dem die Stellfeder abgestützt ist.
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Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung lässt sich besonders vorteilhaft bei einer Axialkolbenmaschine, vorzugsweise einer Axialkolbenpumpe einsetzen, deren Schwenkwiege über eine Einrichtung, beispielsweise eine Feder oder einen Gegenzylinder in eine Grundposition vorgespannt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 einen stark vereinfachten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine,
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2 einen Längsschnitt durch eine Verstelleinrichtung der Axialkolbenmaschine gemäß 1,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung für eine Axialkolbenmaschine gemäß 1 und
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung.
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Bei den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Axialkolbenmaschine als Axialkolbenpumpe
1 ausgeführt, deren Grundaufbau in dem Schnitt gemäß
1 gezeigt ist. Der Aufbau derartiger Axialkolbenpumpen
1 ist beispielsweise aus der eingangs genannten
DE 100 01 826 C1 hinlänglich bekannt, so dass hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert werden. Demgemäß hat die Axialkolbenpumpe
1 ein Pumpengehäuse
2, in dem ein Triebwerk
4 gelagert ist. Dieses hat eine Zylindertrommel
6, in der eine Vielzahl von Axialkolben
8 geführt ist, die jeweils einen Arbeitsraum
10 begrenzen. Die Druckmittelzufuhr und Druckmittelabfuhr zu den Arbeitsräumen
10 wird über Steuernieren
12,
14 gesteuert, die in Druckmittelverbindung mit einem Druckanschluss und einem Sauganschluss der Pumpe stehen. Die Zylindertrommel
6 wird über eine mit einem Motor verbundene Triebwelle
11 angetrieben.
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Die von den Arbeitsräumen 10 entfernten Endabschnitte der Axialkolben 8 sind über Gleitschuhe 16 an einer Schwenkwiege 18 abgestützt, deren Schwenkwinkel α zur Veränderung des Fördervolumens mittels einer strichpunktiert angedeuteten Verstelleinrichtung 20 verstellbar ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schwenkwiege 18 über eine nicht dargestellte Feder in eine Grundposition vorgespannt, in der der Schwenkwinkel und somit das Fördervolumen maximal ist. Durch Ausfahren eines im Folgenden noch näher erläuterten Stellkolbens der Verstelleinrichtung 20 lässt sich die Schwenkwiege gegen die Kraft der genannten Feder und der Triebwerkskräfte zur Verringerung des Schwenkwinkels und damit des Fördervolumenstroms zurückschwenken. Die Anbindung der Verstelleinrichtung 20 an die Schwenkwiege 18 erfolgt wie dargestellt beispielsweise über eine Art Kugel- und Gleitgelenkeinrichtung 22.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung 20 im Längsschnitt. Eine derartige Verstelleinrichtung hat im Wesentlichen ein Regelventil 24, über das ein Stellkolben 26 zur Verstellung der Schwenkwiege 18 verstellbar ist. Die Verstelleinrichtung 20 ist als Leistungs-/Momentenregler ausgeführt und hat eine Ventilbuchse 28, die in eine Aufnahme des Gehäuses 2 eingesetzt ist. Die Ventilbuchse 28 hat radial einen Druckanschluss P, einen Steueranschluss A und einen Tankanschluss T. Der Druckanschluss P steht mit dem Druckanschluss der Axialkolbenpumpe 1 in Druckmittelverbindung. Der Tankanschluss T steht in Druckmittelverbindung mit einem Tank oder einem Sauganschluss der Axialkolbenpumpe 1. Der Steueranschluss A ist über einen gehäuseseitigen Steuerölströmungspfad 30 (nur gestrichelt angedeutet) mit einem Stellraum 32 verbunden, der vom Stellkolben 26 und einer Zylinder- oder Führungsbohrung des Gehäuses 2 begrenzt ist. Die Steuerölverbindung zum Stellraum 32 kann dabei beispielsweise über stirnseitige Nuten des tassenförmigen Stellkolbens 26 erfolgen – dieses sind in 2 nicht sichtbar. Alternativ kann das Steueröl durch Bohrungen in der Hülse 34 in die Stellkammer geleitet werden, wobei die Bohrungen vorzugsweise in einer Axialebene liegen, die auf der Schnittebene nach 2 senkrecht steht.
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In die Ventilbuchse 28 ist eine Hülse 34 eingeschraubt, die mit Radialbohrungen 36, 38, 40 versehen ist, die einerseits in Steuerölverbindung mit den oben genannten Anschlüssen P, A und T stehen und andererseits in eine Ventilbohrung 42 einmünden, in der ein Regelkolben 44 des Regelventils 24 geführt ist. Die Ventilbohrung 42 ist mit einer Radialstufe 46 ausgeführt, so dass entsprechend auch der Regelkolben 44 als Stufenkolben ausgebildet ist und somit eine in der Darstellung gemäß 2 mit dem Bezugszeichen 48 versehene Differenzfläche aufweist, die an einem Steuerbund 50 ausgebildet ist. Am Außenumfang des Regelkolbens 44 sind zwei Steuernuten 52, 54 ausgebildet, auf deren im Funktion im Folgenden noch näher eingegangen wird.
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Der in 2 linke Endabschnitt des Regelkolbens 44 taucht in einen Federraum 56 ein, der durch eine Radialerweiterung der Ventilbohrung 42 gebildet ist. Der dort liegende Endabschnitt des Regelkolbens 44 ist mit einem Radialbund 74 versehen, an dem eine Regelfeder 58 angreift. Diese ist an einem Gewindebolzen 60 abgestützt, der in die Hülse 34 eingeschraubt ist und über den die Vorspannung der Regelfeder 58 einstellbar ist. Nach Justierung dieser Vorspannung wird die Lage des Gewindebolzens 60 über eine Kontermutter 62 fixiert. Den stirnseitigen Abschluss bildet dann eine Abdeckung 64, die den Gewindebolzen 60 und die Kontermutter 62 überdeckt und auf den linken Endabschnitt der Hülse 34 aufgesetzt ist. Die Hülse 34 ist ebenfalls verschieblich ausgeführt über ein Gewinde und zwei Abflachungen, die als Schlüsselfläche dienen. Durch Verschieben der Hülse werden die Steuerkanten des Regelkolbens verschoben und somit der Eingriffspunkt der zweiten Feder 72 angepasst. Mit der Kontermutter 78 wird die Position der Hülse 34 fixiert.
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Der von der Regelfeder 58 entfernte Endabschnitt des Regelkolbens 44 taucht in den Stellraum 32 ein. An diesen Endabschnitt ist ein gestufter Federteller 66 aufgesetzt, an dem eine Rückführ-Federanordnung 68 mit einer äußeren Feder 70 und einer inneren Feder 72 abgestützt ist, die koaxial zu einander angeordnet sind und an einem Boden des tassenförmigen Stellkolbens 56 angreifen. Dieser ist durch die eingangs erwähnte, die Schwenkwiege 18 in die Grundposition vorspannende Feder in stirnseitige Anlage an die Ventilbuchse 28 vorgespannt, wobei die Nuten zur Steuerölverbindung des Stellraums 32 den Steuerölströmungspfad 30 entlang dieses stirnseitigen Anlagebereiches verlaufen. Durch die Rückführ-Federanordnung ist die Stellung der Schwenkwiege als Kraft auf den Regelkolben 44 zurückgeführt.
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Die Federrate und Vorspannung der Federanordnung 68 ist geringer als diejenige der Regelfeder 58 gewählt, so dass der Regelkolben 44 mit seinem Radialbund 74 in Anlage an die Stirnfläche des Federraums 56 vorgespannt ist – diese Grundposition ist in 2 nicht dargestellt.
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In der Grundposition sperrt die Steuernut 52 die Steuerölverbindung zwischen dem Druckanschluss P und dem Steueranschluss A ab, während über die weitere Steuernut 54 die Steuerölverbindung zwischen dem Steueranschluss A und dem Tankanschluss T aufgesteuert ist. Dementsprechend ist der Stellraum 32 mit dem Tank verbunden. Der Druck am Druckanschluss P wirkt allerdings auf die Differenzfläche 48. Dementsprechend ist der Regelkolben 44 in Richtung auf die Grundposition (Steuerölverbindung zwischen A und T) durch die Regelfeder 48 und in Gegenrichtung (Aufsteuern der Verbindung zwischen A und P) durch die Federanordnung 68 und den auf die Differenzfläche 48 wirkenden Pumpendruck beaufschlagt. In 2 dargestellt ist eine Art Arbeitsposition, bei der der Regelkolben 44 durch den auf die Differenzfläche 48 wirkenden Pumpendruck gegen die Kraft der Regelfeder 58 verschoben ist, so dass die Druckmittelverbindung von A nach T zugesteuert und die von P nach A aufgesteuert ist.
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Der Regelkolben 44 und auch der Federteller 66 sind mit einer Axialbohrung 76 ausgeführt, durch die die beiden Räume 56 und 68 mit einander verbunden sind, so dass der Regekolben 44 stirnseitig (abgesehen von der Differenzfläche 48, auf die der Druck am Anschluss P wirkt, mit dem gleichen Druck, das heißt mit dem Stelldruck beaufschlagt ist.
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Bei der Druckmittelversorgung eines Verbrauchers ist die Axialkolbenpumpe 1 zunächst voll ausgeschwenkt (siehe 1). Der Druck am Anschluss P steigt so lange an bis der auf die Differenzfläche 48 wirksame Druck und die Kraft der Federanordnung 68 ausreichen, um die von der Regelfeder 58 aufgebrachte Gegenkraft zu überwinden, so dass der Regelkolben 44 dann aus seiner Grundposition nach links (Ansicht in 2) bewegt wird und die Druckmittelverbindung zwischen A und T zugesteuert und entsprechend die Druckmittelverbindung von P nach A aufgesteuert wird (siehe 2). Dementsprechend wird der Stellraum 32 dann mit der Steuerölquelle, d. h. einem den Pumpendruck führenden Leitungsabschnitt verbunden, so dass der Stellkolben 26 gegen die Kraft der die Schwenkwiege 18 in ihre Grundposition beaufschlagenden Federkraft und die Triebwerkskraft bewegt wird und die Schwenkwiege 18 zurückschwenkt. Die Kraft der Federanordnung nimmt dadurch ab, bis eine Position erreicht ist, in der am Regelkolben 44 wieder ein Kräftegleichgewicht herrscht. Dann nimmt der Regelkolben eine Regelposition ein, in der er die Radialbohrung 38 mit dem Steuerbund 50 überdeckt. Durch kleine Bewegungen aus der Regelposition heraus wird Steueröl der Stellkammer zugeführt oder aus der Stellkammer abgelassen, um bei dem anstehenden Pumpendruck die Position der Schwenkwiege zu halten. Da die Federanordnung 68 sowohl den Stellkolben 26 als auch den Regelkolben 44 beaufschlagt, ist die Bewegung der Schwenkwiege 18 zum Regelventil 24 zurückgekoppelt. Zu Beginn er Rückschwenkbewegung arbeitet der Leistungsregler in etwa nach einer Kennlinie, die durch die Gerade „1” in dem unten links in 2 eingeblendeten Diagramm gekennzeichnet ist.
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Nach einem gewissen Teilhub des Stellkolbens 26 ist die Feder 72 eine der Federn der Federanordnung 68, beispielsweise die innen liegende Feder 72 vollständig entspannt oder gelangt mit einer gewissen Restvorspannung außer Wirkeingriff mit dem Stellkoben 26. Die entgegen der Regelfeder 58 wirksame Kraft, die sich aus der Kraft der Federanordnung 68 und der aus der Beaufschlagung der Differenzfläche 48 mit Druck resultierende Kraft zusammensetzt, wird dann entsprechend verringert, so dass sich in der Kennlinie ein steilerer Verlauf ergibt, der durch die Gerade „2” gekennzeichnet ist. Die beiden Geraden „1” und „2” ergeben somit eine resultierende Kennlinie, die in etwa der hyperbelförmigen Idealkennlinie entspricht, die im Diagramm strichpunktierte eingezeichnet ist.
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Die Lage der Hyperbel oder der diese annähernden Geraden „1” und „2” kann durch Einstellung der Vorspannung der Regelfeder 58 verändert werden.
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3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 2, das sich vom zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nur in der Art und Weise unterscheidet, in der die Vorspannung der Regelfeder 58 eingestellt wird. Der Aufbau des Regelkolbens 44 und der Federanordnung 68 sowie des Stellkolbens 26 ist identisch wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass in der 3 lediglich der Bereich gezeigt ist, der für die Verstellung der Vorspannung der Regelfeder 58 maßgeblich ist.
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Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hülse 34 in die Ventilbuchse 28 eingeschraubt und über eine Kontermutter 78 gekontert. Die Regelfeder 58 greift am Regelkolben 44 an und ist in dem Federraum 56 angeordnet, in dem auch der Stelldruck wirksam ist. Anstelle der Abdeckung 64 beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ein Adapterstück 80 auf die Hülse 34 aufgeschraubt, an dem ein Steueranschluss X ausgebildet ist. Der Gewindebolzen 60 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Führungsbohrung 82 ausgeführt, die von einem Kölbchen 84 durchsetzt ist, an dem die Regelfeder 58 abgestützt ist. Ein radial erweiterter Endabschnitt 86 des Kölbchens 84 ist von dem Steuerdruck am Steueranschluss X beaufschlagt. An dem anderen Endabschnitt des Kölbchens 84 ist eine Sicherungsscheibe 88 angeordnet, die eine Grundposition des Kölbchens 84 vorgibt. In dem Fall, in dem am Steueranschluss X kein oder ein sehr geringer Steuerdruck anliegt, wird das Kölbchen 84 durch die Kraft der Regelfeder 58 aus der Darstellung gemäß 3 nach links verschoben bis die Sicherungsscheibe 88 an der Stirnfläche des Gewindebolzens 60 anliegt – die Regelfeder 58 ist dann entsprechend vorgespannt. Bei Steuerölbeaufschlagung des Kölbchens 84 wird dieses in seine in 3 dargestellte Position verstellt, wobei der Steueröldruck so groß ist, dass er die Regelfeder 58 mit einer höheren Vorspannung beaufschlagt. Diese Erhöhung der Vorspannung führt zu einem Verschieben der in 2 angedeuteten Hyperbel (siehe gestrichelte Linie) oder genauer gesagt, zu einer Verschiebung der durch die Geraden „1” und „2” vorgegebenen Kennlinienabschnitte. D. h. durch Erhöhung der Vorspannung kann die Kennlinie in Pfeilrichtung verschoben werden.
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4 zeigt eine Variante, bei der die Erhöhung der Vorspannung nicht hydraulisch, sondern elektrisch mittels eines Schaltmagneten 90 erfolgt. Würde man nunmehr einen Schaltmagneten anstelle der Steuerölbeaufschlagung in 3 verwenden, müsste dieser Magnet so stark sein, dass er die relativ hohe Vorspannung der Regelfeder 58 überwinden muss – dementsprechend wäre ein teureres und auch voluminöses Bauelement erforderlich. 4 zeigt eine Variante, bei der die Verschiebung der Hyperbel durch Erhöhung der Vorspannung einer Stellfeder 92 erfolgt, die koaxial zur Regelfeder 58 angeordnet ist und ebenfalls an dem radial erweiterten Bund 74 des Regelkolbens 44 angreift. Die Regelfeder 58 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 an dem Gewindebolzen 60 abgestützt, der in die Hülse 34 eingeschraubt ist. Die Vorspannung der Regelfeder 58 ist somit nur durch Verstellen des Gewindebolzens 60 einstellbar. Die Stellfeder 92 ist an einem Stößel 94 abgestützt, der seinerseits über den Schaltmagneten 90 verstellbar ist. Bei unbestromtem Schaltmagneten 90 ist die Stellfeder 92 entspannt oder nur mit einer vergleichsweise geringen Vorspannung beaufschlagt, die sich zu derjenigen der Regelfeder 58 addiert. Zum Verschieben der Hyperbel wird der Schaltmagnet 90 bestromt, so dass der Stößel 94 ausfährt und die Vorspannung der Stellfeder 92 erhöht. Die erforderliche Magnetkraft zur Verstellung ist aufgrund der geringen Federrate und Vorspannung der Stellfeder 92 sehr gering, reicht jedoch aus, um die Hyperbel in der vorbeschriebenen Weise zu verschieben. Anstelle des Schaltmagneten 90 kann prinzipiell auch ein Proportionalmagnet verwendet werden, so dass eine kontinuierliche Verschiebung der Kennlinie ermöglicht ist.
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Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung lässt sich natürlich auch bei Hydromotoren oder sonstigen hydraulischen Einheiten einsetzen. Die Axialkolbenmaschinen können in Schrägscheiben oder Schrägachsenbauweise ausgeführt sein.
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Offenbart sind eine Verstelleinrichtung und eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte Axialkolbenmaschine. Die Verstelleinrichtung hat einen Stellkolben, der einen Stellraum begrenzt, der über ein Regelventil mit einer Steuerölquelle oder einer Steuerölsenke verbindbar ist. Ein Regelkolben des Regelventils ist einerseits von einer Regelfeder und andererseits von einer Federanordnung beaufschlagt, die auch in Wirkeingriff mit dem Stellkolben steht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Axialkolbenpumpe
- 2
- Gehäuse
- 4
- Triebwerk
- 6
- Zylindertrommel
- 8
- Axialkolben
- 10
- Arbeitsraum
- 11
- Triebwelle
- 12
- Steuerniere
- 14
- Steuerniere
- 16
- Gleitschuh
- 18
- Schwenkwiege
- 20
- Verstelleinrichtung
- 22
- Gelenkeinrichtung
- 24
- Regelventil
- 26
- Stellkolben
- 28
- Ventilbuchse
- 30
- Steuerölströmungspfad
- 32
- Stellraum
- 34
- Hülse
- 36
- Radialbohrung
- 38
- Radialbohrung
- 40
- Radialbohrung
- 42
- Ventilbohrung
- 44
- Regelkolben
- 46
- Radialstufe
- 48
- Differenzfläche
- 50
- Steuerbund
- 52
- Steuernut
- 54
- Steuernut
- 56
- Federraum
- 58
- Regelfeder
- 60
- Gewindebolzen
- 62
- Kontermutter
- 64
- Abdeckung
- 66
- Federteller
- 68
- Federanordnung
- 70
- Feder
- 72
- Feder
- 74
- Bund
- 76
- Axialbohrung
- 78
- Kontermutter
- 80
- Adapterstück
- 82
- Führungsbohrung
- 84
- Kölbchen
- 86
- Endabschnitt
- 88
- Sicherungsscheibe
- 90
- Schaltmagnet
- 92
- Stellfeder
- 94
- Stößel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10001826 C1 [0002, 0013, 0028]
- DE 4020325 C2 [0007]
- US 4379389 [0008]
