DE102013203700A1

DE102013203700A1 - Hydrostatische Verdrängermaschine

Info

Publication number: DE102013203700A1
Application number: DE201310203700
Authority: DE
Inventors: Thomas Fischer; Rudolf Kunze; Lorenz Lippert; Brigitte Bergmann; Adrian Jerchen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2013-09-12

Abstract

Offenbart ist eine hydrostatische Verdrängermaschine mit Zylinder-Kolben-Einheiten. Diesen sind jeweils ein Hoch- und ein Niederdruckventil zugeordnet. Das Hochdruckventil ist hierbei ein Wegeventil beziehungsweise Schieberventil, das einen in einer Schieberbohrung geführten Ventilschieber hat, über den eine Druckmittelverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Strömungspfad auf- und zusteuerbar ist. Die Strömungspfade münden dabei in der Schieberbohrung. Der erste Strömungspfad weist zwei Kanäle auf, die sich von einem Hochdruckkanal aus zur Schieberbohrung derart erstrecken, dass der Ventilschieber im Wesentlichen symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten anströmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verdrängermaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei herkömmlichen hydrostatische Verdrängermaschinen, die beispielsweise als Radialkolben- oder als Axialkolbenmaschinen ausgeführt sein können, erfolgt die Steuerung des Zulaufs und des Ablaufs von Druckmittel beziehungsweise der Verbindungen zum Hoch- und zum Niederdruck der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten mechanisch. Im Falle einer Axialkolbenpumpe werden beispielsweise 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 Zylinder-Kolben-Einheiten öffnen. Bei Radialkolbenpumpen sind pro Zylinder-Kolben-Einheit ein mechanisches Hochdruck- und ein mechanisches Niederdruckventil vorgesehen. Das Hochdruckventil jeder Einheit beispielsweise öffnet immer bei Überschreiten eines gewissen aufgebauten Drucks im jeweiligen Zylinder, so dass das druckerhöhte Druckmittel zur Hochdruckseite der Pumpe abströmen kann.
Die Druckschrift WO 2008/012558 A2 offenbart ventilgesteuerte Verdrängermaschinen, die digital verstellbar sind. Hierbei sind jeder Zylinder-Kolben-Einheit ein elektrisch betätigtes Niederdruckventil und ein elektrisch betätigtes Hochdruckventil zugeordnet.
Damit sind die Einheiten getrennt im Pumpenmodus, Motormodus und in einem so genannten Idle-Modus ansteuerbar. Durch den Idle-Modus können einzelne Einheiten durch dauerhaftes Öffnen des Niederdruckventils und durch dauerhaftes Schließen des Hochdruckventils deaktiviert beziehungsweise kraftlos geschaltet werden. So kann der Volumenstrom beziehungsweise die Drehzahl der Verdrängermaschine reduziert werden.
Die DE 10 2010 004 808 A1 offenbart eine digital verstellbare Radialkolbenmaschine. Einer jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit ist hierbei zusätzlich zu einem aktiv steuerbaren Niederdruckventil und einem aktiv steuerbaren Hochdruckventil ein passives Hochdruckventil zugeordnet, das fluidisch parallel zum aktiven steuerbaren Hochdruckventil angeordnet ist. Das aktiv steuerbare Hochdruckventil hat einen Ventilschieber, der gleitend in einer Schieberbohrung eines Ventilgehäuses geführt ist. Über eine Ventilfeder wird der Ventilschieber in Richtung einer Schließstellung mit einer Federkraft beaufschlagt, wobei in der Schließstellung eine Druckmittelverbindung zwischen einem Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Einheit und einem Hochdruckkanal zugesteuert ist. Über einen elektromagnetischen Aktuator ist der Ventilschieber in seine Öffnungsstellung bringbar, in der der Arbeitsraum mit dem Hochdruckkanal verbunden ist. Der Hochdruckkanal mündet in einer in eine Wandung der Schieberbohrung eingebrachten Anströmhöhlung, die ringförmig ausgebildet ist und den Ventilschieber vollständig umfasst. Durch den in die Anströmhöhlung mündenden Hochdruckkanal wirken auf den Ventilschieber bei geöffnetem Hochdruckventil starke Querkräfte durch eine Druckmittelströmung, wodurch der Ventilschieber gegen die Schieberbohrung gedrückt wird. Dies führt zu hohen Reibkräften zwischen dem Ventilschieber und der Schieberbohrung. Der Ventilschieber kann hierdurch vergleichsweise schnell verschleißen, weist eine geringe Dynamik auf und benötigt hohe Schaltkräfte. Die hohen Querkräfte führen des Weiteren dazu, dass zwischen der Schieberbohrung und dem nicht in der Schieberbohrung zentrierten Ventilschieber ein vergleichsweise großer Spalt ausgebildet ist, wodurch eine Leckage nachteilig erhöht ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängermaschine zu schaffen, deren Hochdruckventil eine geringe Reibung mit kurzen Schaltzeiten und eine geringe Leckage aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verdrängermaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Erfindungsgemäß hat eine hydrostatische Verdrängermaschine, insbesondere eine digital verstellbare Radialkolbenmaschine, Zylinder-Kolben-Einheiten. Diesen sind jeweils ein Hoch- und ein Niederdruckventil zugeordnet. Das Hochdruckventil ist hierbei als Schieberventil ausgebildet, das einen in einer Schieberbohrung geführten Ventilschieber hat. Mit dem Ventilschieber ist eine Druckmittelverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Strömungspfad, insbesondere über eine Steuerkante des Ventilschiebers, auf- und zusteuerbar. Die Strömungspfade münden dabei jeweils in der Schieberbohrung. Vorteilhafterweise hat der erste Strömungspfad zwei von einem Hochdruckkanal ausgehende Kanäle, über die der Ventilschieber im Wesentlichen symmetrisch an gegenüber liegenden Seiten anströmbar ist.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass der Ventilschieber im Unterschied zum eingangs erläuterten Stand der Technik, nicht mehr einseitig, sondern symmetrisch von zwei Seiten her angeströmt wird. Hierdurch erfolgt eine Zentrierung des Ventilschiebers in der Schieberbohrung, wodurch eine Reibung zwischen dem Ventilschieber und der Schieberbohrung stark verringert oder sogar im Wesentlichen vermieden ist. Des Weiteren ist eine Leckage bei einem im Wesentlichen zentrierten Ventilschieber deutlich geringer als bei einem, wie im Stand der Technik, einseitig gegen die Schieberbohrung gedrückten Ventilschieber. Durch die geringere Reibung wird eine Dynamik des Ventilschiebers erhöht, was zu kürzeren Schaltzeiten führen kann. Ferner sind Schaltkräfte für den Ventilschieber durch die geringe Reibung vergleichsweise gering.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hoch- und Niederdruckventile aktiv steuerbar. Durch das aktiv steuerbare Hochdruckventil ist die Radialkolbenmaschine in einem Motorbetrieb einsetzbar, in dem die Zylinder-Kolben-Einheit, der das aktiv steuerbare Hochdruckventil zugeordnet ist, bei einer Hubbewegung ihres Kolbens in Richtung einer Vergrößerung eines kolbenbegrenzten Arbeitsraums mit dem Hochdruckkanal verbindbar ist. Durch das aktiv steuerbare Niederdruckventil kann eine dem Niederdruckventil zugeordnete Zylinder-Kolben-Einheit aktiviert und deaktiviert werden. Zur Deaktivíerung der Zylinder-Kolben-Einheit verbleibt das Niederdruckventil einfach in seiner Öffnungsstellung, wodurch der vom Zylinder und vom Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit begrenzte Arbeitsraum kontinuierlich mit einem Niederdruck verbunden ist.
Zusätzlich zum aktiv steuerbaren Hoch- und Niederdruckventil kann einer jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit ein passives Hochdruckventil zugeordnet sein, das in eine Druckmittelströmungsrichtung weg von einem Arbeitsraum der jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit öffnet. Durch das passive Hochdruckventil kann die Verdrängermaschine auf einfache Weise in einem Pumpenbetriebe eingesetzt werden. Bewegt sich ein Kolben einer Zylinder-Kolben-Einheit, der ein passives Hochdruckventil zugeordnet ist, in Richtung einer Verkleinerung des von ihm begrenzten Arbeitsraums, so kann Druckmittel aus diesem Arbeitsraum einfach über das sich öffnende passive Hochdruckventil zum Hochdruckkanal verdrängt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch das passive Hochdruckventil die Strömungsgeometrie des aktiv steuerbaren Hochdruckventils auf den Motorbetrieb der Radialkolbenmaschine ausgelegt werden kann.
Bevorzugterweise erfolgt eine Abströmung im zweiten Strömungspfad vom Ventilschieber zur jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit im Wesentlichen symmetrisch. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Zentrierung des Ventilschiebers des Hochdruckventils, wodurch die Reibung, die Leckage, die Schaltzeit und die Schaltkräfte des Hochdruckventils weiter verringert werden.
Der erste Strömungspfad hat mit Vorteil eine den Ventilschieber zumindest abschnittsweise umfassende und in der Schieberbohrung ausgebildete Anströmhöhlung, in die die Kanäle münden. Durch die Länge der Anströmhöhlung in Umfangsrichtung des Ventilschiebers gesehen kann dessen Umströmung beeinflusst werden. Vorzugsweise umfasst die Anströmhöhlung den Ventilschieber vollständig. Hierdurch umströmt ein durch einen jeweiligen Kanal strömendes Druckmittel den Ventilschieber in dessen Umfangsrichtung gesehen jeweils etwa nur bis zur Hälfte, da der Ventilschieber durch die beiden Kanäle von beiden Seiten her angeströmt wird. Im Unterschied dazu wird im eingangs erläuterten Stand der Technik DE 10 2010 004 808 A1 der Ventilschieber von dem vom Hochdruckkanal strömenden Druckmittel vollständig umströmt, was einen hohen Druckverlust zur Folge hat. Durch die auf zwei Druckmittelvolumenströme aufgeteilte Umströmung des Ventilschiebers des erfindungsgemäßen Hochdruckventils ist ein Druckverlust vergleichsweise gering bei gleichzeitig hoher Durchflussmenge. Möglich wäre auch, wie vorstehend bereits beschrieben, die Anströmhöhlung derart auszubilden, dass diese den Ventilschieber nicht vollständig umfasst, womit diese dann eine Art Verbreiterung einer jeweiligen Kanalmündung der in der Schieberbohrung mündenden Kanäle darstellt.
Neben der Anströmhöhlung kann in die Schieberbohrung zusätzlich eine Abströmhöhlung für den zweiten Strömungspfad ausgebildet sein, die den Ventilschieber zumindest abschnittsweise umfasst. Vorzugsweise umfasst die Abströmhöhlung den Ventilschieber in Umfangsrichtung vollständig.
Bevorzugterweise ist der Querschnitt der Abströmhöhlung, in einer Ebene etwa senkrecht zur Längsachse des Ventilschiebers gesehen, mit Höhlungsabschnitten verbreitert, so dass die Abströmhöhlung eine etwa längliche Form aufweist. Die verbreiterten Höhlungsabschnitte sind mit Vorteil in Längsrichtung des Ventilschiebers gesehen in Reihe zu den Kanälen, insbesondere zu Mündungsbereichen der Kanäle, angeordnet, wodurch ein Strömungswiderstand eines Druckmittelvolumenstrom von den Kanälen, über den Ventilschieber zu der Abströmhöhlung vergleichsweise gering ist.
Von der Abströmhöhlung führt dann vorzugsweise zwischen den beiden Höhlungsabschnitten ein Ablauf weg, wobei eine derartige Anordnung des Ablauf die symmetrische Abströmung unterstützt.
Der Ventilschieber kann zur Gewichtsreduzierung als Hohlschieber in Form einer Büchse ausgebildet sein. Der Boden der Büchse ist dann vorzugsweise hin zu einem elektromagnetischen Aktuator des Schieberventils angeordnet. Hierdurch kann dann innerhalb der Büchse platzsparend eine Ventilfeder angeordnet sein und die Büchse in Richtung einer Schließstellung des Hochdruckventils mit einer Federkraft beaufschlagen. Ein Betätigungselement des Aktuators wiederum kann ebenfalls am Boden angreifen, um die Büchse in eine Öffnungsstellung des Hochdruckventils zu verschieben.
Vorzugsweise ist die Anströmhöhlung der Schieberbohrung weiter vom Boden der Büchse entfernt als die Abströmhöhlung.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer Vorderansicht eine Radialkolbenmaschine mit einem Ausbruch gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung die Radialkolbenmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel,
3 einen vergrößerten Ausschnitt des Ausbruchsbereichs der Radialkolbenmaschine aus 1,
4 in einer schematischen Querschnittansicht einen Ventilblock der Radialkolbenmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel,
5 einen Ausschnitt des Ventilblocks aus 4 im Bereich eines Niederdruckventils,
6 einen Ausschnitt des Ventilblocks aus 4 im Bereich eines Hochdruckventils,
7 in einer Draufsicht den Ventilblock aus 4,
8 in einer Untersicht den Ventilblock aus 4,
9 in einer Vorderansicht den Ventilblock aus 4,
10 in einer Schnittansicht den Ventilblock entlang der Schnittebene A-A durch den Ventilblock aus 8,
11 in einer Schnittansicht den Ventilblock entlang der Schnittebene B-B durch den Ventilblock aus 8,
12 in einer Schnittansicht den Ventilblock entlang der Schnittebene C-C durch den Ventilblock aus 8,
13 in einer Schnittansicht den Ventilblock entlang der Schnittebene E-E durch den Ventilblock aus 11 und
14 in einer Schnittansicht den Ventilblock entlang der Schnittebene D-D durch den Ventilblock aus 11.
Gemäß 1 ist eine erfindungsgemäße Verdrängermaschine in Form einer Radialkolbenmaschine 1 gezeigt, die digital verstellbar ist. Eine derartige Radialkolbenmaschine wird insbesondere im automotive Bereich für Straßenfahrzeuge eingesetzt, die eine Hybridtechnik auf hydraulischer Basis aufweisen.
Die Radialkolbenmaschine 1 hat ein ringförmiges Zentralteil 2, das in 1 durch den Ausbruch der Vorderansicht der Radialkolbenmaschine 1 ersichtlich ist. Das Zentralteil 2 umgreift eine Exzenterwelle 4, die sich im Wesentlichen koaxial zum Zentralteil 2 erstreckt. Die Exzenterwelle 4 weist vier Exzenter 6 bis 12 auf, die in Axialrichtung der Exzenterwelle 4 hintereinander angeordnet sind. An der Exzenterwelle 4 stützen sich über die Exzenter 6 bis 12 somit in vier Radialebenen Zylinder-Kolben-Einheiten ab, an denen in der 1 der Einfachheit halber nur eine einzige Zylinder-Kolben-Einheit 14 der ersten Radialebene – im Ausbruch – dargestellt ist, deren Kolben 16 sich am in der 1 vordersten Exzenter 6 abstützt. Die Exzenterwelle 4 hat an ihrem Endabschnitt eine Verzahnung 17 für eine Zahnwellenverbindung.
Einer jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit 14 sind ein aktiv steuerbares Hochdruckventil 18, ein aktiv steuerbares Niederdruckventil 20 und ein passives Hochdruckventil 22 zugeordnet. Die aktiv steuerbaren Hoch- und Niederdruckventile 18 und 20 sind dabei jeweils in einem gemeinsamen Ventilblock 24 angeordnet, der am Zentralteil 2 befestigt ist.
In einer Radialebene der Radialkolbenmaschine 1 sind jeweils sechs Zylinder-Kolben-Einheiten 14 vorgesehen, womit somit insgesamt sechs Ventilblöcke 24 am Zentralteil 2 pro Radialebene angeordnet sind. In der 1 sind im Ausbruch die zum Ventilblock 24 benachbarten Ventilblöcke 26 und 28 abschnittsweise erkennbar. Die Zylinder-Kolben-Einheiten sind über die Hoch- und Niederdruckventile 18 und 20 zur Einstellung eines Volumenstroms der Radialkolbenmaschine 1 aktivierbar oder deaktivierbar.
Des Weiteren ist jeder Zylinder-Kolben-Einheit 14 einer Radialebene der Radialkolbenmaschine 1 ein sich in Axialrichtung erstreckender Hochdruckkanal 30 bis 40 zugeordnet, die im Zentralteil 2 in einer Radialebene gesehen jeweils zwischen zwei Zylinder-Kolben-Einheiten eingebracht sind. Somit ist gemäß der Anzahl der Zylinder-Kolben-Einheiten in einer Radialebene eine entsprechende Anzahl von auf einem Lochkreis gleichmäßig verteilten Hochdruckkanälen im Zentralteil 2 vorgesehen. Die in Axialrichtung hintereinander angeordneten Zylinder-Kolben-Einheiten der Radialebenen der Radialkolbenmaschine 1 sind dabei am jeweils gleichen Hochdruckkanal angeschlossen.
In der 2 ist die Radialkolbenmaschine 1 aus 1 in einer perspektivischen Darstellung ohne eine im Wesentlichen kreiszylindrische einen Tankraum beziehungsweise Niederdruckbereich begrenzende Ummantelung 42, siehe 1, dargestellt. Gemäß 2 sind vier Radialebenen 44 bis 50 der Radialkolbenmaschine 1 mit Zylinder-Kolben-Einheiten erkennbar. Das Zentralteil 2 ist hierbei als Monoblock ausgestaltet. Es ist denkbar, dass das Zentralteil Zylinder-Kolben-Einheiten in nur einer einzigen Radialebene aufweist, wobei das Zentralteil dann als Scheibe ausgestaltet ist. Zusammen mit den Ventilblöcken würde es dann eine Gesamtscheibe ausbilden.
Das Zentralteil 2 ist zylindrisch ausgestaltet und hat eine im Querschnitt im Wesentlichen als gleichseitiges Sechseck ausgebildete Außenmantelfläche 52. Durch diese Ausgestaltung hat das Zentralteil 2 sechs Seitenflächen, auf denen jeweils vier Ventilblöcke 24 in Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei der besseren Darstellbarkeit halber nur ein Ventilblock in der 2 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Soll die Radialkolbenmaschine pro Radialebene mehr oder weniger Zylinder-Kolben-Einheiten aufweisen, so würde das Zentralteil entsprechend mehr oder weniger Seitenflächen aufweisen.
Des Weiteren ist in der 2 eine elektrische Kontaktierung der elektromagnetisch betätigbaren aktiv steuerbaren Hoch- und Niederdruckventile 18 und 20 erkennbar. Hierzu sind die in Reihe hintereinander angeordneten Hoch- und Niederdruckventile 18 und 20 jeweils an einem gemeinsamen Kontaktierungsstrang 54 angeschlossen, die sich jeweils zwischen den Reihen erstrecken.
Gemäß 3 ist ein Ausschnitt der Radialkolbenmaschine 1 im Bereich des Ausbruchs aus 1 vergrößert dargestellt. Im Folgenden wird die Ausgestaltung des Zentralteils 2 mit dem Ventilblock 24 beschrieben, wobei das Zentralteil 2 im Bereich der nicht dargestellten Ventilblöcke und die nicht dargestellten Ventilblöcke entsprechend ausgestaltet sind.
Es ist erkennbar, dass sich die Zylinder-Kolben-Einheit 14 nach außen an einer in eine Radialbohrung 55 des Zentralteils 2 eingeschraubten Buchse 56 abstützt. Der Kolben 16 wiederum stützt sich auf herkömmliche Weise an der Exzenterwelle 4 ab. Für die Abstützung der Zylinder-Kolben-Einheit 14 ist beispielsweise eine nicht dargestellte Feder vorgesehen, die den Kolben 16 gegen die Exzenterwelle 4 und den Zylinder 58 gegen die Buchse 56 spannt. Der Zylinder 58 ist schwenkbar in der Buchse 56 gelagert, indem der Zylinder 58 eine im Querschnitt konvex ausgebildete Ringstirnfläche 60 und die Buchse 56 eine im Querschnitt konkav ausgebildete Ringstirnfläche 62 aufweisen, wobei die Ringstirnflächen 60 und 62 gleitend aneinander anliegen. Die Buchse 56 erstreckt sich in Radialrichtung der Radialkolbenmaschine 1 von der Außenseite des Zentralteils 2 her etwa bis zur Hälfte der Radialbohrung 55. Der Zylinder 58 wiederum befindet sich zum größeren Teil in der Radialbohrung 55.
Die Buchse 56 taucht mit einem radial aus dem Zentralteil 2 auskragenden Buchsenbund 64 in eine in den Ventilblock 24 eingeschraubte Anschlussbuchse 66 ein. Im Außenumfang des Buchsenbundes 64 der Buchse 56 ist eine Ringnut zur Aufnahme von Dichtmittel, insbesondere einem O-Dichtring, eingebracht. Die Buchse 56 dient neben der Abstützung der Zylinder-Kolben-Einheit 14 als Verbindungskanal zwischen dem Ventilblock 24 und einem von dem Zylinder 58 und dem Kolben 16 begrenzten Arbeitsraum 68.
Die Radialbohrung 55 ist etwa in der Schnittebene der 3 gesehen mittig von der Seitenfläche 70 her in das Zentralteil 2 eingebracht. Etwa im Parallelabstand zur Radialbohrung 55 nach rechts in der 3 versetzt ist eine Sacklochbohrung 72 ebenfalls von der Seitenfläche 70 her in das Zentralteil 2 eingebracht, die den Hochdruckkanal 30 schneidet. Die Sacklochbohrung 72 dient zur Verbindung des Hochdruckkanals 30 mit einem im Ventilblock 24 ausgebildeten Hochdruckzweigkanal 74. In die Sacklochbohrung 72 ist ein Rückschlagventil 76 als passives Hochdruckventil eingesetzt. Dessen Ventilkörper 78 ist über eine Feder gegen einen Ventilsitz des Rückschlagventils 76 gespannt. In einer Druckmittelströmungsrichtung vom Hochdruckzweigkanal 74 in Richtung des Hochdruckkanals 30 kann der Ventilkörper 78 vom Ventilsitz abheben. Der Hochdruckzweigkanal 74 ist mit dem Arbeitsraum 68 der Zylinder-Kolben-Einheit 14 in Druckmittelverbindung, womit im Pumpenbetrieb der Radialkolbenmaschine 1 bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks im Arbeitsraum 68 das Rückschlagventil 76 selbsttätig geöffnet werden kann.
Anhand 4 wird im Folgenden der Ventilblock 24 zusammen mit dem Niederdruckventil 20 und dem Hochdruckventil 18 näher erläutert. Zum Anschließen des Ventilblocks 24 an die Seitenfläche 70 des Zentralteils 2 aus 3 hat dieser eine Anschlussfläche 80. Von dieser her ist im Querschnitt gesehen etwa mittig eine den Ventilkörper 24 durchsetzende Stufenbohrung 82 eingebracht. Ausgehend von der Anschlussfläche 80 ist ein erster Bohrungsabschnitt 84 der Stufenbohrung 82 mit einem Innengewinde versehen, in das die Anschlussbuchse 66 eingeschraubt ist. Ein eingeschraubter Abschnitt der Anschlussbuchse 66 ist radial zurückgestuft, wobei diese dann eine zum Ventilblock 24 weisende Ringstirnfläche 86 aufweist, die im eingeschraubten Zustand an einer Senkungsgrundfläche einer in den Ventilblock 24 eingebrachten Senkung 88 im Wesentlichen anliegt. Die Anschlussbuchse 66 hat eine im Wesentlichen zylindrische Innenmantelfläche 90, die abgerundete Kanten aufweist. In dem von der Innenmantelfläche 90 aufgespannten Raum taucht die Buchse 56 aus 3 mit ihrem Buchsenbund 64 dichtend ein und erstreckt sich etwa bis zu einer zum Niederdruckventil 20 weisenden abgerundeten Kante 92 der Anschlussbuchse 66. In die Anschlussbuchse 66 ist in der von dem Niederdruckventil 20 weg weisenden Seite her eine Senkung 94 eingebracht, wodurch eine äußere Ringstirnfläche 96 gebildet ist, die an der Buchse 56 aus der 3 im montierten Zustand anliegen kann.
Die Stufenbohrung 82 wird in Axialrichtung gesehen nach dem Gewindeabschnitt 84 von dem Hochdruckzweigkanal 74 durchsetzt. Damit ist der Arbeitsraum 68 aus 3 über die Buchse 56 und die Anschlussbuchse 66 mit dem Hochdruckzweigkanal 74 verbunden.
Die Stufenbohrung 82 hat in Axialrichtung gesehen nach dem Hochdruckzweigkanal 74 eine, einen kleineren Durchmesser als der Gewindeabschnitt 84 aufweisende Aufnahmestufe 100 zur Aufnahme eines Ventilgehäuses 102 des Niederdruckventils 20. Nach der Aufnahmestufe 100 ist dann eine einen kleineren Durchmesser als die Aufnahmestufe 100 aufweisende Bohrungsstufe 104 vorgesehen, die dann in der von der Anschlussfläche 80 weg weisenden Oberseite 106 des Ventilkörpers 24 mündet.
Das Ventilgehäuse 102 des Niederdruckventils 20 ist in die Aufnahmestufe 100 von der Anschlussfläche 80 her eingesetzt und hat eine axiale Länge, die etwa der axialen Länge der Aufnahmestufe 100 entspricht. Somit grenzt das Ventilgehäuse 102 etwa an dem die Stufenbohrung 82 durchsetzenden Hochdruckzweigkanal 74 an. Von einer Außenmantelfläche des Ventils 102 her ist eine Ringnut 108 in das Ventilgehäuse 102 zur Anordnung eines O-Dichtrings eingebracht. Das Ventilgehäuse 102 hat weiter einen sich in Richtung der Bohrungsstufe 104 des Ventilkörpers 24 erstreckenden Axialvorsprung 110, der in die Bohrungsstufe 104 kragt. Mittig ist das Ventilgehäuse 102 etwa koaxial zur Stufenbohrung 82 von einer Führungsbohrung 112 durchsetzt, in die ein Führungsstift 114 gleitend geführt ist. Dieser kragt mit seinen beiden Endabschnitten aus dem Ventilgehäuse 102 aus. An seinem in Richtung der Anschlussfläche 80 weisenden Endabschnitt 116 ist ein tellerförmiger Ventilkörper 118 befestigt, der etwa koaxial zum Führungsstift 114 angeordnet ist. Der Ventilkörper 118 hat eine ringförmige zum Ventilgehäuse 102 weisende Dichtfläche 120, die dichtend an einer von der Oberseite 106 des Ventilblocks 24 weg weisenden Unterseite 122 des Ventilgehäuses 102 anliegen kann. In der in 4 gezeigten Position ist die Dichtfläche 120 von der Unterseite 122 beabstandet, wodurch das Niederdruckventil 20 in seiner Öffnungsstellung ist. Hierdurch sind drei in das Ventilgehäuse 102 eingebrachte nierenförmige Niederdruckkanäle 124 mit dem Hochdruckzweigkanal 74 fluidisch verbunden. Die Niederdruckkanäle 124 sind auf einem Teilkreis angeordnet, durchsetzen das Ventilgehäuse 102 in Längsrichtung vollständig und umfassen die Führungsbohrung 112 des Ventilgehäuses 102. Liegt die Dichtfläche 120 an der Unterseite 122 an, so ist eine Druckmittelverbindung zwischen den Niederdruckkanälen 124 und dem Hochdruckzweigkanal 74 unterbrochen und das Niederdruckventil 20 geschlossen. Die Niederdruckkanäle 124 münden jeweils in einen jeweiligen in den Ventilblock 24 eingebrachten nierenförmigen Niederdruckkanal 126. Somit sind ebenfalls drei Niederdruckkanäle 126 im Ventilblock 24 vorgesehen, wobei in der 4 nur einer davon ersichtlich ist. Die Niederdruckkanäle 126 sind, in Radialrichtung des Niederdruckventils 24 gesehen, hin zur Bohrungsstufe 104 offen und weisen die gleiche axiale Länge wie die Bohrungsstufe 104 auf, wodurch sie in der Oberseite 106 des Ventilblocks 24 münden. Die Niederdruckkanäle 126 sind damit mit dem von der Ummantelung 42 aus 1 begrenzten Niederdruckraum der Radialkolbenmaschine 1 verbunden.
Zum Betätigen und Verschieben des Führungsstifts 114 zusammen mit dem Ventilkörper 118 ist ein elektrischer Aktuator 128 vorgesehen. Dieser ist in einem topfförmigen Aktuatorgehäuse 130 angeordnet von dessen Öffnungsseite her der Axialvorsprung 110 des Ventilgehäuses 102 eintaucht und dieses festlegt. Das Aktuatorgehäuse 130 erstreckt sich durch die Bohrungsstufe 104 hindurch und kragt aus dem Ventilblock 24 aus. In dem Aktuatorgehäuse 130 ist eine Magnetspule 132 angeordnet, die einen axial verschiebbaren Magnetanker 134 umgreift. Der Magnetanker 134 ist mit dem Führungsstift 114 verbunden. Der Übersichtlichkeit halber erfolgt eine genauere Erläuterung der Ausgestaltung des Aktuators 128 des Niederdruckventils 20 anhand der 5, die einen Ausschnitt des Ventilkörpers 24 aus 4 im Bereich des Niederdruckventils zeigt.
Gemäß 5 kragt der Führungsstift 114 mit seinem Endabschnitt 136 aus dem Ventilgehäuse 102 in Richtung des Aktuators 128 aus. Der Endabschnitt 136 ist dabei radial mit einem Radialbund 138 erweitert, der von einem in einer Durchgangsbohrung 140 des Magnetankers 134 ausgebildeten Innenbund 139 hintergriffen ist.
Eine etwa koaxial zum Führungsstift angeordnete Ventilfeder 142 stützt sich an einem von der Magnetspule 132 umgriffenen und in dem Aktuatorgehäuse 130 festgelegtem Polstück 144 ab, taucht in die Durchgangsbohrung 140 des Magnetankers 134 ein und beaufschlagt eine in Richtung der Oberseite 106 des Ventilblocks 24 weisenden Stirnfläche 146 des Führungsstifts 114 mit einer Federkraft.
Der Magnetanker 134 ist zwischen dem Ventilgehäuse 102 und dem Polstück 144 axial verschiebbar angeordnet. Die Ventilfeder 142 stützt sich am Polstück 144 über eine Stufe einer durchgängigen Stufenbohrung 150 des Polstücks 144 ab. Das Polstück 144 durchsetzt das Aktuatorgehäuse 130 axial in dessen Bodenfläche, wodurch die Stufenbohrung 150 des Polstücks 144 mit dem von der Ummantelung 42 aus 1 begrenzten Niederdruckbereich der Radialkolbenmaschine 1 verbunden ist. Ein zwischen dem Polstück 144 und dem Magnetanker 134 ausgebildeter Zwischenraum 152 ist über die Stufenbohrung 150 des Polstücks 144 somit ebenfalls mit dem Niederdruckbereich verbunden. Zum Druckausgleich von Axialflächen des Magnetankers 134 ist dieser von einer Mehrzahl von Axialbohrungen 154 durchsetzt, die mit dem Zwischenraum 152 verbunden sind. Zur elektrischen Kontaktierung des Aktuators 128 weist dieser nach außen kragende Kontaktfahnen 156 auf.
In der in der 5 gezeigten Stellung ist das Niederdruckventil 20 in seiner Öffnungsstellung. Hierbei ist die Magnetspule 132 des Aktuators 128 unbestromt, wodurch der Führungsstift 114 zusammen mit dem Magnetanker 134 weg vom Polstück 144 durch eine Federkraft der Ventilfeder 142 bewegt ist. Zur Begrenzung eines Verschiebewegs des Führungsstifts 114 liegt der Magnetanker 134 am Axialvorsprung 110 des Ventilgehäuses 102 an. Zum Schließen des Niederdruckventils 20 wird die Magnetspule 132 des Aktuators 128 bestromt, wodurch der Magnetanker 134 über eine Magnetkraft der Magnetspule 132 entgegen die Federkraft der Ventilfeder 142 weg vom Ventilgehäuse 102 in Richtung des Polstücks 144 bewegt wird. Der Magnetanker 134 nimmt dabei über seinen Innenbund 139 den Führungsstift 114 über dessen Radialbund 138 mit. Der Ventilkörper 118 des Niederdruckventils 20, siehe auch 4, gelangt hierbei mit seiner Dichtfläche 120 an die Unterseite 122 des Ventilgehäuses 102 und dichtet dabei die Niederdruckkanäle 124 zum Hochdruckzweigkanal 74 ab.
Das Hochdruckventil 18 aus 4 ist im Parallelabstand zum Niederdruckventil 20 im Ventilblock 24 links von der Zylinder-Kolben-Einheit 14 aufgenommen. Das als Schieberventil ausgebildete Hochdruckventil 18 hat einen Ventilschieber 158, der in einer Schieberbohrung 160 verschiebbar geführt ist. Diese durchsetzt den Ventilblock 24 etwa im Parallelabstand zur Stufenbohrung 82 des Niederdruckventils 20 vollständig, wobei der Ventilblock 24 im Bereich der Schieberbohrung 160 etwa halb so dick wie im Bereich der Stufenbohrung 82 ist. Die Schieberbohrung 160 erstreckt sich somit von der Anschlussfläche 80 aus etwa in Längsrichtung gesehen etwa bis zum mittleren Bereich der Aufnahmestufe 100 der Stufenbohrung 82. In der Schieberbohrung 160 sind eine Anströmhöhlung 162 und eine Abströmhöhlung 164 ausgebildet, die in Längsrichtung der Schieberbohrung 160 gesehen versetzt zueinander angeordnet sind. Mit dem Ventilschieber 158 wird dabei eine Druckmittelverbindung zwischen der Anströmhöhlung 162 und der Abströmhöhlung 164 auf- und zugesteuert. Die Anströmhöhlung 162 ist zwischen der Anschlussfläche 80 des Ventilblocks 24 und der Abströmhöhlung 164 angeordnet. Die radial in die Schieberbohrung 160 eingebrachte Anströmhöhlung 162 und Abströmhöhlung 164 umgreifen diese vollständig. Die Höhlungen 162 und 164 werden untenstehend in der Figurenbeschreibung zu den 10 bis 14 näher erläutert.
Die in der 4 obere Abströmhöhlung 164 ist mit dem Hochdruckzweigkanal 74 verbunden. Die untere Anströmhöhlung 162 ist dagegen mit in der 4 nicht gezeigten sich etwa koaxial zur Schieberbohrung 160 in Richtung der Anschlussfläche 80 des Ventilblocks 24 erstreckende Kanäle verbunden, die untenstehend anhand der 8, 10, 11 und 13 näher erläutert sind. Diese setzen sich über die Anschlussfläche 80 im Zentralteil 2 aus 1 und 3 fort und sind mit dem benachbart zum Ventilblock 24 angeordneten Hochdruckkanal 40 verbunden. Somit kann der Arbeitsraum 68 der Zylinder-Kolben-Einheit 14 in 3 über das Rückschlagventil 76 mit dem Hochdruckkanal 30 und über das Hochdruckventil 18 aus 1 mit dem Hochdruckkanal 40 fluidisch verbunden werden.
Eine nähere Erläuterung des Hochdruckventils 18 erfolgt anhand 6, die einen Ausschnitt aus 4 im Bereich des Hochdruckventils 18 zeigt. Gemäß 6 ist der Ventilschieber 158 als Hohlschieber in Form einer Büchse ausgebildet, wobei er hin zur Anschlussfläche 80 des Ventilblocks 24 offen ausgestaltet ist und hin zur Oberseite 106 einen Boden 166 hat. Der Ventilschieber 158 weist eine von seiner Außenmantelfläche her ausgebildete Ringnut 168 auf, wodurch eine Steuerkante 170 gebildet ist. Mit dieser wird eine Druckmittelverbindung zwischen den Höhlungen 162 und 164 auf- und zugesteuert. In der in der 6 gezeigten Position ist der Ventilschieber 158 in einer Schließstellung, bei der die Druckmittelverbindung zwischen der Anströmhöhlung 162 und der Abströmhöhlung 164 geschlossen ist. Der Ventilschieber 158 wird in Richtung seiner Schließstellung durch eine Ventilfeder 172 mit einer Federkraft beaufschlagt. Diese stützt sich an einem als Blech ausgebildeten Federteller 174 ab, der im montierten Zustand des Ventilblocks 24 auf der Seitenfläche 70 des Zentralteils 2 aus 3 anliegt. Die Ventilfeder 172 erstreckt sich vom Federteller 174 aus durch den hohlen Ventilschieber 158 und beaufschlagt diesen über seinen Boden 166 mit einer Federkraft. Der Federteller 174 hat mittig einen Zentriervorsprung 176 zur Zentrierung der Ventilfeder 172. In der in 6 gezeigten Schließstellung des Hochdruckventils 18 stützt sich der Ventilschieber 158 mit seinem Boden 166 an einem Polstück 178 eines elektromagnetischen Aktuators 180 ab. Das Polstück 178 hat einen Endabschnitt 182, der in Längsrichtung gesehen abschnittsweise in die Schieberbohrung 160, siehe 4, eintaucht. Im Anschluss an den Endabschnitt 182 ist das Polstück 178 mit einem Radialbund 184 erweitert und stützt sich über diesen an einem topfförmigen Aktuatorgehäuse 186 in Radial- und in Axialrichtung ab. Das Aktuatorgehäuse 186 ist über ein Befestigungselement 188 am Ventilblock 24 festgeschraubt. Des Weiteren ist das Aktuatorgehäuse 186 zum Ventilschieber 158 hin geöffnet ausgestaltet und hat eine von dieser Seite her eingebrachte Senkung 190, an der sich das Polstück 178 mit seinem Radialbund 184 abstützt. Das Polstück hat nach dem Radialbund 184 in Längsrichtung gesehen einen weiteren Endabschnitt 192, der von einer Magnetspule 194 umgriffen ist. Eine vom Ventilschieber 158 weg weisende Stirnfläche 196 des Polstücks 178 dient als Anschlagsfläche für einen im Aktuatorgehäuse 186 in Längsrichtung verschiebbaren Magnetanker 198. Über diesen wird der Ventilschieber 158 in seine Öffnungsstellung verschoben, indem der Magnetanker 198 über einen Stößel 200 an dem Boden 166 des Ventilschiebers 158 angreift. Gemäß 4 ist der Stößel 200 in einer Führungsbohrung 202 des Polstücks 178 geführt, die das Polstück 178 vollständig durchsetzt. Der Stößel hat des Weiteren einen den Magnetanker 198 durchsetzenden Endabschnitt 204, der radial zurückgestuft ist, wodurch eine vom Ventilschieber 158 weg weisende Ringstirnfläche 206 am Stößel 200 ausgebildet ist, über die der Magnetanker 198 zum Verschieben des Stößels 200 anliegt.
In der Schließstellung des Hochdruckventils 18 gemäß 4 ist zwischen dem Magnetanker 198 und dem Polstück 178 ein Zwischenraum 208, der über einen im Aktuator 180 aus 6 ausgebildeten Kanal und über im Aktuatorgehäuse 186 eingebrachte Durchgangsbohrungen 210 mit dem Niederdruckbereich der Radialkolbenmaschine 1 verbunden ist.
Zur stirnseitigen Druckentlastung des Ventilschiebers 158 ist dieser ventilfederseitig über eine in die Anschlussfläche 80 eingebrachte Nut 212 mit dem Niederdruckbereich verbunden. Die zum Polstück 178 weisende Seite des Ventilschiebers 158 ist über eine von der Oberseite 106 her eingebrachte Nut 214 und einer mit der Nut 214 verbundenen und in das Polstück 178 eingebrachten Quernut 216 ebenfalls mit dem Niederdruckbereich verbunden. Die Federseite und die Polstückseite des Ventilschiebers 158 wiederum sind über in dem Boden 166 eingebrachte Axialbohrungen 218 miteinander in Druckmittelverbindung.
Nach 6 wird der Aktuator 180 des Niederdruckventils 18 über Kontaktfahnen 220 elektrisch kontaktiert.
Gemäß 4 erstreckt sich der Hochdruckzweigkanal 74 von dem Druckraum 164 aus über die Stufenbohrung 82 des Niederdruckventils 20 und im Anschluss daran entlang einer Kurve zur Anschlussfläche 80. Eine Mündungsöffnung 222 des Hochdruckzweigkanals 74 ist von einer in den Ventilblock 24 von der Anschlussfläche 80 her eingebrachten Ringnut 224 zur Aufnahme eines O-Dichtrings umgriffen.
In der 7 ist eine Draufsicht auf den Ventilblock 24 der 4 gezeigt. Hierbei ist das Befestigungselement 188 aus der 6 erkennbar. Dieses ist plattenförmig ausgestaltet und weist eine Aussparung 226 auf, über die das Befestigungselement 188 das Aktuatorgehäuse 186 umgreift. Das Befestigungselement 188 liegt auf einem Außenbund 228 des Aktuatorgehäuses 186 auf und wird über zwei Schrauben 230 am Ventilblock 24 befestigt Des Weiteren ist in der 7 die Nut 214 erkennbar, die sich etwa mittig in Längsrichtung des Ventilblocks 24 bis zur Schieberbohrung 160 in 4 erstreckt. In einer Oberseite des Aktuatorgehäuses 186 des Hochdruckventils 20 sind drei nierenförmige Aussparungen 232 eingebracht. Diese dienen gemäß der 6 zum Verbinden eines Zwischenraums 234 mit dem Niederdruckbereich der Radialkolbenmaschine 1, wobei der Zwischenraum 234 vom Aktuatorgehäuse 186 und von einer vom Ventilschieber 158 wegweisenden Seite des Magnetankers 198 begrenzt ist.
Im Bereich des Niederdruckventils 20 hat der Ventilblock 24 einen zylindrischen Abschnitt 236, siehe auch 4. In diesem sind die nierenförmigen Niederdruckkanäle 126 ausgebildet. Des Weiteren sind in dem zylindrischen Abschnitt 236 drei Gewindebohrungen 238 etwa zwischen den Niederdruckkanälen 126 in Axialrichtung eingebracht, die zur Befestigung einer elektrischen Kontaktierung für die Kontaktfahnen 156 und 220 dienen.
Der Ventilblock 24 wird über vier Durchgangsbohrungen 240, die von der Oberseite 106 in diesen eingebracht sind, am Zentralteil 2, siehe 3, beispielsweise über Schrauben befestigt.
Zur Zentrierung des Ventilblocks 24 am Zentralteil 2 ist gemäß 4 ein Zentrierbolzen 242 vorgesehen. Dieser ist von der Unterseite 80 des Ventilblocks 24 her in diesen eingesetzt und taucht bei einer Montage des Ventilblocks 24 in eine entsprechende Zentrierbohrung des Zentralteils 2 ein.
In der Untersicht des Ventilblocks 24 in 8 sind die Kanäle 244 und 246 erkennbar, die einerseits mit der Anströmhöhlung 162 aus den 4 und 6 verbunden sind und sich andererseits im Zentralteil 2 aus 1 fortsetzen und im Hochdruckkanal 40 münden. Die Kanäle 244 und 246 sind von der Anschlussfläche 80 des Ventilblocks 24 her benachbart zur Schieberbohrung 160 eingebracht. Mündungsbereiche der Kanäle 244 und 246 sind im Wesentlichen kreisförmig, wobei deren Längsachsen dann zusammen mit der Längsachse der Schieberbohrung 160 etwa in einer gemeinsamen Ebene liegen, die sich quer zur Längsrichtung des Ventilblocks 24 erstreckt und somit etwa in Axialrichtung der Radialkolbenmaschine 1 aus 2. Die Schieberbohrung 160 liegt mittig zwischen den Kanälen 244 und 246.
In der 8, in der der Ventilblock 24 ohne das Nieder- und Hochdruckventil 18 und 20 aus 7 dargestellt ist, ist die sich in Längsrichtung des Ventilblocks 24 erstreckende und in die Anschlussfläche 80 eingebrachte Nut 212, siehe auch 4, erkennbar. Diese erstreckt sich radial von der Schieberbohrung 160 aus in einer Richtung weg von der Stufenbohrung 82 und mündet in einer zur Anschlussfläche 80 angewinkelten Fläche 248 des Ventilblocks 24.
Ferner zeigt die 8 eine von der Anschlussfläche 80 her eingebrachte Bohrung 250 zur Aufnahme des Zentrierbolzens 242 aus 4.
In der Darstellung der 9 ist eine Ausgestaltung einer Schrägfläche 252 des Ventilblocks 24 erkennbar. Diese ist ausgehend von der Oberseite 106 nach unten in der 9 geneigt und verjüngt sich hierbei durch eine geringer werdende Breite des Ventilkörpers 24 in dessen Längsrichtung. Die Schrägfläche 252 ist auch in der 4 erkennbar. Der Ventilblock 24 hat somit zwei Schrägflächen 248, siehe auch 4 und 252, die sich etwa im Parallelabstand zueinander erstrecken. Durch die Schrägflächen 248 und 252 ist der Ventilblock 24 insgesamt kompakter ausgestaltet.
In 10 ist in der Schnittansicht entlang der Schnittebene A-A aus 8 die Ausgestaltung der Kanäle 244 und 246 ersichtlich. Diese erstrecken sich jeweils ausgehend von der Anschlussfläche 80 des Ventilblocks 24 etwa entlang einer Kurve hin zur Schieberbohrung 160 und münden gegenüberliegend in der Anströmhöhlung 162. Der Ventilschieber 158 aus 4 wird hierdurch erfindungsgemäß symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten angeströmt. Die Anströmhöhlung 162 erstreckt sich etwa quer zur Längsachse der Schieberbohrung 160. Die Abströmhöhlung 164 ist etwa im Parallelabstand zur Anströmhöhlung 162 im Ventilblock 24 ausgebildet ist. Eine jeweilige Mündungsöffnung 254 und 256 der Kanäle 244 beziehungsweise 246 ist verbreitert zum übrigen Kanal 244 beziehungsweise 246 als Senkung in die Anschlussfläche 80 eingebracht. Ein Übergang der Kanäle 244 und 246 vom Ventilblock 24 in das Zentralteil 2 aus 1 ist nach außen auf übliche Weise abgedichtet. Im in der 10 gezeigten Querschnitt, – also in der Ebene, die von Längsachsen der Mündungsöffnungen 254 und 256 aufgespannt ist – verjüngen sich die Kanäle 244 und 246 jeweils hin zur Anströmhöhlung 162.
Gemäß 11 ist der Ventilblock 24 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B aus 8 dargestellt, in dem die Schnittebenen D-D und E-E für die Schnittdarstellungen gemäß 13 und 14 eingezeichnet sind.
12 stellt den Ventilblock 24 in der Schnittansicht entlang der Schnittebene C-C aus 8 dar, wodurch zum Einen die Querschnitte der Durchgangsbohrungen 240 und zum Anderen der Querschnitt des Hochdruckzweigkanals 74 zwischen der Stufenbohrung 82 und ihrer Mündungsöffnung 222 aus 4 ersichtlich ist. Der Hochdruckzweigkanal 74 hat in dieser Schnittebene einen etwa rechteckförmigen Querschnitt, der in einer Erstreckungsrichtung des Hochdruckzweigkanals 74 hin zur Anschlussfläche 80 im Wesentlichen kreisförmig wird, siehe Hochdruckzweigkanal 74 in 8. Gemäß 8 erstreckt sich der Hochdruckzweigkanal 74 zusammen mit seiner Mündungsöffnung 222 leicht versetzt zur Längsachse des Ventilblocks 24.
Der Ventilkörper 24 ist in der 13 in der Schnittansicht entlang der Schnittebene E-E aus 11 dargestellt. Darin ist die Ausgestaltung der Anströmhöhlung 162 erkennbar. Diese umfasst die Schieberbohrung 160 vollständig. Die Kanäle 244 und 246 münden in die Anströmhöhlung 162 leicht beabstandet zur Schieberbohrung 160 in diese ein. Die Kanäle 244 und 246 verbreitern sich dabei jeweils hin zur Anströmhöhlung 162 und münden darin mit einer Mündungsöffnung 258 beziehungsweise 260 ein, die auch in 10 ersichtlich sind. Gemäß 10 weisen die Mündungsöffnungen 258 und 260 zur Schieberbohrung 160. Ausgehend von den Mündungsöffnungen 258 und 260 in der 13 verbreitert sich die im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltete Anströmhöhlung 162 in Umlaufrichtung der Schieberbohrung 160 weiter, wodurch ein Abstand der Schieberbohrung 160 zur zur Schieberbohrung weisenden Innenwandung 262 der Anströmhöhlung 162 im Wesentlichen gleich bleibt.
Bei geöffnetem Hochdruckventil 18 aus 4 strömt somit Druckmittel vom Hochdruckkanal 40 aus 1 in die Kanäle 244 und 246 aus 13. Da Druckmittel von beiden Seiten in Richtung des Ventilschiebers 158 aus 4 strömt, sind auf diesen durch die Druckmittelströmung wirkende Querkräfte im Wesentlichen entgegen gerichtet, wodurch der Ventilschieber 158 in der Schieberbohrung 160 im Wesentlichen zentriert ist. Von den Kanälen 244 und 246 strömendes Druckmittel umströmt dabei jeweils den Ventilschieber 158 aus 4 in Umlaufrichtung gesehen jeweils etwa höchstens bis zur Hälfte.
Gemäß 14 ist der Ventilkörper 24 in einer Schnittansicht entlang der Schnittebene D-D aus 11 gezeigt. Hierin sind zum Einen die Abströmhöhlung 164 und zum Anderen der Hochdruckzweigkanal 74 ersichtlich. Die Abströmhöhlung 164 ist länglich ausgestaltet und erstreckt sich etwa quer zur Längsachse des Ventilkörpers 24 und somit etwa in Axialrichtung der Radialkolbenmaschine 1 aus 2 um die Schieberbohrung 160 herum. Durch die längliche Ausgestaltung der Abströmhöhlung 164 hat diese zwei verbreiterte Höhlungsabschnitte 272 und 274, die auf gegenüberliegenden Seiten der Schieberbohrung 160 ausgebildet sind und jeweils eine in der Schnittebene etwa halbkreisförmig ausgestaltete Wandung 268 beziehungsweise 269 aufweisen. Die verbreiterten Höhlungsabschnitte 272 und 274 liegen in Längsrichtung der Schieberbohrung 160 gesehen oberhalb der Mündungsöffnungen 258 beziehungsweise 260 der Kanäle 244 beziehungsweise 246 aus 13. Der Hochdruckzweigkanal 74 mündet in einem Mündungsbereich 276 etwa in der Schnittebene gesehen mittig in die Abströmhöhlung 164. Der Mündungsbereich 276 liegt in Längsrichtung des Ventilblocks 24 betrachtet zwischen der Schieberbohrung 160 und der Stufenbohrung 82. Eine Breite – in Querrichtung des Ventilblocks 24 gesehen – des Mündungsbereichs 276 ist etwa unmittelbar im Anschluss an die Abströmhöhlung 164 kleiner als eine Länge der Abströmhöhlung 164 in der gleichen Richtung. Auf der vom Mündungsbereich 276 gegenüberliegenden Seite der Schieberbohrung 160 sind die Wandungen 268 und 269 über eine sich etwa in Querrichtung des Ventilblocks 24 erstreckende Wandung 270 verbunden, wobei diese etwas von der Schieberbohrung 160 beabstandet ist.
Ausgehend von der Abströmhöhlung 164 verjüngt sich der Mündungsbereich 276 in der gezeigten Schnittdarstellung und verbreitert sich anschließend zu einem die Stufenbohrung 82 umfassenden Zweigkanalabschnitt 278. Ein Durchmesser des Zweigkanalabschnitts 278 ist dabei größer als ein Durchmesser der Stufenbohrung 82. Gemäß der Längsschnittansicht in 11 verbreitert sich der Mündungsbereich 276 des Hochdruckzweigkanals 74 ausgehend von der Abströmhöhlung 264 in Richtung der Schieberbohrung 82.
Bei geöffnetem Hochdruckventil 18 aus 4 strömt Druckmittel von den Kanälen 244 und 246 aus 13 über die Anströmhöhlung 162 und die Ringnut 168 des Ventilschiebers 158 aus 6 in die Abströmhöhlung 164 aus 14. Durch den symmetrischen Aufbau der Abströmhöhlung 164 kann die Druckmittelströmung symmetrisch in den Hochdruckzweigkanal 74 abströmen, wodurch der Ventilschieber 158 aus 6 somit auch bei der Abströmung mit Querkräften aufgrund der Druckmittelströmung beaufschlagt ist, die sich gegenseitig im Wesentlichen aufheben.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Radialkolbenmaschine 1 erläutert. Im Pumpenbetrieb der Radialkolbenmaschine 1 wird im Saughub, also in Richtung des sich vergrößernden Arbeitsraums 68, der Zylinder-Kolben-Einheit 14 aus 3 Druckmittel über das geöffnete Niederdruckventil 20 vom Niederdruckbereich angesaugt. Hierbei strömt Druckmittel über die Niederdruckkanäle 126, siehe 4, über die Niederdruckkanäle 124, über die Anschlussbuchse 66 und die Buchse 56, siehe 3, in den Arbeitsraum 68. Die Hochdruckventile 18 und 22 sind hierbei geschlossen. Im Verdrängungshub des Kolbens 16 der Zylinder-Kolben-Einheit 14 wird das Druckmittel bei geschlossenem Hochdruckventil 18, siehe 4, und geschlossenem Niederdruckventil 20 über den Hochdruckzweigkanal 74, siehe 3, über das Rückschlagventil 76 in den Hochdruckkanal 30 gefördert.
Im Motorbetrieb wird der Kolben 16 bei einer Hubbewegung in Richtung des sich vergrößernden Arbeitsraums 68 aus 3 vom Hochdruck beaufschlagt. Hierfür ist das Niederdruckventil 20 aus 4 geschlossen, und das Hochdruckventil 18 geöffnet, wodurch Druckmittel vom Hochdruckkanal 40 aus 1 über die Anströmhöhlung 162 und die Abströmhöhlung 164 in den Hochdruckzweigkanal 74 strömt und von dort aus weiter zum Arbeitsraum 68. Bei einer Bewegung des Kolbens 16 in Richtung des sich verkleinernden Arbeitsraums 68 aus 3 wird das Druckmittel bei geschlossenem Hochdruckventil 18 und geöffnetem Niederdruckventil 20 aus 4 über die Niederdruckkanäle 124 und 126 in den Niederdruckbereich der Radialkolbenmaschine 1 ausgeschoben.
Durch den Ventilblock 24 können das Hoch- und Niederdruckventil 18 und 20 aus 4 vormontiert werden und unabhängig von der Radialkolbenmaschine 1 aus 2 geprüft werden. Bei einer Wartung der Radialkolbenmaschine 1 kann der Ventilblock 24 einfach abgeschraubt werden, und das Hoch- und Niederdruckventil 18 und 20 auch hierbei unabhängig von der übrigen Radialkolbenmaschine 1 geprüft und gewartet werden.
Soll beispielsweise die Anordnung oder Ausgestaltung des Hoch- und/oder Niederdruckventils 18 und 20 aus 4 geändert werden, so ist es bei der Radialkolbenmaschine 1 lediglich notwendig, den Ventilblock 24 entsprechend anzupassen. Eine Anpassung des Zentralteils 2 ist dabei nicht notwendig, solange die Schnittstellen zwischen Ventilblock 24 und dem Zentralteil 2 gleich bleiben.
Offenbart ist eine hydrostatische Verdrängermaschine mit Zylinder-Kolben-Einheiten. Diesen sind jeweils ein Hoch- und ein Niederdruckventil zugeordnet. Das Hochdruckventil ist hierbei ein Wegeventil beziehungsweise Schieberventil, das einen in einer Schieberbohrung geführten Ventilschieber hat, über den eine Druckmittelverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Strömungspfad auf- und zusteuerbar ist. Die Strömungspfade münden dabei in der Schieberbohrung. Der erste Strömungspfad weist zwei Kanäle auf, die sich von einem Hochdruckkanal aus zur Schieberbohrung derart erstrecken, dass der Ventilschieber im Wesentlichen symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten anströmbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008/012558 A2 [0003]
DE 102010004808 A1 [0005, 0014]

Claims

Hydrostatische Verdrängermaschine mit Zylinder-Kolben-Einheiten (14), denen jeweils ein Hoch- und ein Niederdruckventil (18, 20) zugeordnet ist, wobei das Hochdruckventil (18) ein Schieberventil (18) ist, das einen in einer Schieberbohrung (160) geführten Ventilschieber (158) hat, über den eine Druckmittelverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Strömungspfad (244, 246, 162; 164, 74) steuerbar ist, die jeweils in der Schieberbohrung (160) münden, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungspfad (244, 246, 162) zwei von einem Hochdruckkanal (40) ausgehende Kanäle (244, 246) hat, über die der Ventilschieber (158) im Wesentlichen symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten anströmbar ist.
Verdrängermaschine nach Anspruch 1, wobei die Hoch- und Niederdruckventile (18, 20) aktiv steuerbar sind.
Verdrängermaschine nach Anspruch 2, wobei zusätzlich ein passives Hochdruckventil (76) einer jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit (14) zugeordnet ist, das in einer Druckmittelströmungsrichtung weg von einem Arbeitsraum (68) der jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit (14) öffnet.
Verdrängermaschine nach Anspruch 1 bis 3, wobei eine Abströmung im zweiten Strömungspfad (164, 74) vom Ventilschieber (158) zur jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheit (14) im Wesentlichen symmetrisch erfolgt.
Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Strömungspfad (244, 246, 162) eine den Ventilschieber (158) zumindest abschnittsweise umfassende und in der Schieberbohrung (160) ausgebildete Anströmhöhlung (162) hat, in der die Kanäle (244, 246) münden.
Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Strömungspfad (164, 74) eine den Ventilschieber (158) zumindest abschnittsweise umfassende und in der Schieberbohrung (160) ausgebildete Abströmhöhlung (164) hat.
Verdrängermaschine Anspruch 6, wobei ein Querschnitt der Abströmhöhlung in einer Ebene etwa senkrecht zur Längsrichtung der Schieberbohrung (160) verbreiterte Höhlungsabschnitte (272, 274) aufweist, die in Längsrichtung der Schieberbohrung (160) gesehen etwa in Reihe zu den Kanälen (244, 246) angeordnet sind.
Verdrängermaschine nach Anspruch 7, wobei ausgehend von der Abströmhöhlung (164) etwa zwischen den beiden Höhlungsabschnitten (272, 274) ein Ablauf (74) ausgebildet ist.
Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ventilschieber (158) ein Hohlschieber in Form einer Büchse (158) ist, und wobei ein Boden (166) der Büchse (158) hin zu einem elektromagnetischen Aktuator (180) des Hochdruckventils (18) angeordnet ist.
Verdrängermaschine nach Anspruch 9, wobei die Anströmhöhlung (162) der Schieberbohrung (160) weiter vom Boden (166) der Büchse (158) entfernt ist, als die Abströmhöhlung (164).