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Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine für den Pumpen- und/oder Motorbetrieb.
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Stand der Technik
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In Axialkolbenmaschinen ist mindestens ein Arbeitskolben in einer Zylinderbohrung einer Kolbentrommel längsverschiebbar gelagert und bildet mit der Zylinderbohrung einen Zylinderraum aus. Der Zylinderraum wird durch die Längsbewegung des Arbeitskolbens abwechselnd komprimiert und entspannt und entsprechend abwechselnd mit einem Hochruckspeicher und einem Niederdruckspeicher verbunden. Beim Umsteuern von der Niederdruckspeicheranbindung zur Hochdruckspeicheranbindung treten Pulsationen auf, die eine starke Geräuschbildung zur Folge haben können. Um dem entgegenzuwirken, werden sogenannte Vorkompressionsvolumen eingesetzt.
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Axialkolbenmaschinen mit Vorkompressionsvolumen sind aus dem Stand der Technik, wie zum Beispiel aus der
DE 197 06 114 C5 bekannt. Dabei wird ein Vorkompressionsvolumen bzw. ein Speicherelement in einen Steuerspiegel bzw. in eine Anschlussplatte der Axialkolbenmaschine integriert. Das aus dem Stand der Technik bekannte Vorkompressionsvolumen kann zusätzlich über Ventilvorrichtungen gesteuert werden.
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Die Anordnung der Vorkompressionsvolumen in der Anschlussplatte und damit vergleichsweise weit außen in der Axialkolbenmaschine führt immer noch zu Geräuschemissionen und zusätzlichem Bauraumbedarf. Im Hinblick auf Pkw-Anwendungen werden diese Nachteile der Axialkolbenmaschine zunehmend gewichtiger.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber besitzt die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine eine geräuschärmere und kompaktere Bauweise. Dazu weist die Axialkolbenmaschine ein Gehäuse, eine mit dem Gehäuse verbundene Anschlussplatte und eine im Gehäuse auf einer rotierbaren Triebwelle angeordnete Kolbentrommel auf, wobei in der Kolbentrommel mindestens eine Zylinderbohrung ausgebildet ist. In der Zylinderbohrung ist ein Arbeitskolben längsverschiebbar angeordnet und begrenzt dadurch mit der Zylinderbohrung einen volumenveränderbaren Zylinderraum. Der Zylinderraum ist über mindestens eine hydraulische Verbindung mit mindestens einem Vorkompressionsvolumen verbindbar, wobei das mindestens eine Vorkompressionsvolumen im Gehäuse angeordnet ist.
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Durch die Anordnung des Vorkompressionsvolumens im Gehäuse werden potenzielle Geräuschquellen ins Innere der Axialkolbenmaschine verlagert und damit eine Geräuschemission nach außen minimiert. Zusätzlich wird die Bauweise der Axialkolbenmaschine kompakt gehalten.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist in der Anschlussplatte pro Vorkompressionsvolumen eine Anschlussbohrung ausgebildet, in der das zugehörige Vorkompressionsvolumen befestigt ist. Über die mit dem Gehäuse starr verbundene Anschlussplatte ist das mindestens eine Vorkompressionsvolumen so in einfacher Bauweise innerhalb des Gehäuses fixiert.
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Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Vorkompressionsvolumen in die jeweils zugehörige Anschlussbohrung eingepresst oder eingeschraubt. Die Verbindung von Vorkompressionsvolumen zur Anschlussplatte ist so montagegerecht und gleichzeitig kostengünstig ausgeführt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das mindestens eine Vorkompressionsvolumen mit der jeweils zugehörigen Anschlussbohrung hydraulisch verbunden. Dadurch entfällt ein aufwändiger anderweitiger hydraulischer Anschluss des Vorkompressionsvolumens an den zuschaltbaren Zylinderraum.
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Vorteilhafterweise weist die mindestens eine Anschlussbohrung jeweils einen Drosselabschnitt auf, der auf dem hydraulischen Strömungspfad vom Vorkompressionsvolumen in den zugeschalteten Zylinderraum den kleinsten Strömungsquerschnitt besitzt. Durch den Drosselabschnitt wird die Dämpfungsfunktion des Vorkompressionsvolumens für die Axialkolbenmaschine gestaltet. Der Drosselabschnitt wird dazu in Abhängigkeit von Fördervolumen und Betriebsdruck der Axialkolbenmaschine dimensioniert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist in der Anschlussplatte mindestens eine Verbindungsbohrung ausgebildet, die die mindestens eine Anschlussbohrung hydraulisch mit dem zuschaltbaren Zylinderraum verbindet. Vorzugsweise sind Verbindungsbohrung und Anschlussbohrung platzsparend als V-Bohrung ausgeführt, da die beiden auseinanderliegenden Enden der V-Form in Richtung des Gehäuses ausmünden.
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Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Verbindungsbohrungen genauso groß wie die Anzahl der Anschlussbohrungen, wobei jeweils eine Verbindungsbohrung in eine Anschlussbohrung mündet. Dadurch wird pro Verbindungsbohrung ein Vorkompressionsvolumen verwendet. Bei Rotationsumkehr der Triebwelle und Änderung eines Verstellwinkels α einer Schwenkwiege zur Triebwelle von < 90° zu > 90° bzw. umgekehrt werden so für die einzelnen unterschiedlichen Betriebsarten eigene Vorkompressionsvolumen verwendet, die wiederum auch unterschiedlich ausgestaltet sein können.
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In einer alternativen Ausführungsform ist die Anzahl der Verbindungsbohrungen doppelt so groß wie die Anzahl der Anschlussbohrungen, und jeweils zwei Verbindungsbohrungen münden in eine Anschlussbohrung. Dies ist eine bauraumsparende Alternative, indem nur ein Vorkompressionsvolumen für zwei Betriebsarten verwendet wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist auf der Anschlussplatte eine Verteilerplatte angeordnet, und eine Trommelstirnfläche der rotierbaren Kolbentrommel gleitet auf der Verteilerplatte ab. Dadurch können die Werkstoffe von Verteilerplatte und Anschlussplatte bestmöglich für ihre Funktionen ausgewählt werden. Der Werkstoff der Verteilerplatte sollte dabei in erster Linie hinsichtlich der tribologischen Bedingungen des Zusammenwirkens von Kolbentrommel und Verteilerplatte ausgewählt werden. Der Werkstoff der Ausgleichplatte sollte gut spanbar sein bei gleichzeitig hoher gewichtsbezogener Festigkeit.
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Vorteilhafterweise ist in der Verteilerplatte pro Verbindungsbohrung eine Füllbohrung ausgebildet, die die zugehörige Verbindungsbohrung hydraulisch mit dem zuschaltbaren Zylinderraum verbindet. Die Füllbohrungen stellen somit einen einfachen Fortsatz der Verbindungsbohrungen in der Verteilerplatte dar.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Axialkolbenmaschine sind zwei Vorkompressionsvolumen im Gehäuse angeordnet. Dadurch kann die Pulsationsdämpfung für zwei Betriebsarten eingesetzt werden, z.B. für eine Rotationsumkehr der Triebwelle bei einem Verstellwinkel α, der immer unter 90° bleibt. Werden andere Betriebsarten nicht oder nicht oft angefahren, dann ist dies eine bauteilsparende Ausführung ohne gleichzeitige übermäßige Geräuschentwicklung.
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Vorteilhafterweise sind die zwei Vorkompressionsvolumen jeweils nierenförmig ausgebildet und umfassen die Kolbentrommel über jeweils nahezu 180°. Die beiden Vorkompressionsvolumen sind dadurch bauraumsparend um die Kolbentrommel herum angeordnet.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführung der Axialkolbenmaschine sind vier Vorkompressionsvolumen im Gehäuse angeordnet. Dies erhöht zwar die Anzahl der Bauteile gegenüber der Ausführung mit nur zwei Vorkompressionsvolumen, dafür werden jedoch die Pulsationen aller vier Betriebsarten gedämpft, was gleichbedeutend mit einem flexibleren Einsatz der Axialkolbenmaschine ist.
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Vorteilhafterweise sind die vier Vorkompressionsvolumen jeweils nierenförmig ausgebildet und umfassen die Kolbentrommel über jeweils nahezu 90°. Auch hier sind die vier Vorkompressionsvolumen dadurch bauraumsparend um die Kolbentrommel herum angeordnet.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das mindestens eine Vorkompressionsvolumen im Gehäuse zwischen der Kolbentrommel und einer Verstellereinheit angeordnet. Die Verstellereinheit steuert den Verstellwinkel α der Schwenkwiege. Die Anordnung zwischen Kolbentrommel und Verstellereinheit reduziert die Strömung des Fluids im Gehäuse, speziell eben im Bereich von Kolbentrommel und Verstellereinheit. Dadurch werden auch die Planschverluste reduziert und somit der Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine erhöht.
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Zeichnungen
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1 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine.
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2 zeigt eine Ausführungsform einer Verteilerplatte der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine.
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3 zeigt eine Ausführungsform einer Anschlussplatte der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine.
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4 zeigt den Schnitt A-A der 1 in eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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Beschreibung
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1 zeigt eine Axialkolbenmaschine 100 für den Pumpen- und/oder Motorbetrieb im Längsschnitt, wobei nur eine Hälfte gezeigt ist, mit einem Gehäuse 10, das mit einer Anschlussplatte 20 verschraubt ist. Im Gehäuse 10 und in der Anschlussplatte 20 ist eine rotierbare Triebwelle 40 gelagert. Auf der Triebwelle 40 ist eine im Wesentlichen zylinderförmige Kolbentrommel 30 so angeordnet, dass sie dieselben Rotationsbewegung ausführt wie die Triebwelle 40. Typischerweise erfolgt die Verbindung von Triebwelle 40 und Kolbentrommel 30 über eine nichtdargestellte Verzahnung.
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In der Kolbentrommel 30 sind mindestens eine, vorzugsweise jedoch sieben bis elf, Zylinderbohrungen 31a achsparallel ausgebildet. In jeder Zylinderbohrung 31a ist ein Arbeitskolben 32 längsverschiebbar angeordnet und begrenzt dadurch mit der Zylinderbohrung 31a einen volumenveränderbaren Zylinderraum 31. Dementsprechend gibt es ebenso viele Arbeitskolben 32 und Zylinderräume 31 wie Zylinderbohrungen 31a.
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Im Gehäuse 10 ist eine Schwenkwiege 60 nicht rotierbar angeordnet. Die Schwenkwiege 60 ist durch eine nicht dargestellte Lagerung schwenkbar gelagert, so dass sie mit Hilfe mindestens einer, vorzugsweise jedoch zwei Verstellereinheiten 61 gegenüber der Triebwelle 40 in einen Verstellwinkel α größer oder kleiner 90° gebracht werden kann. Beträgt der Verstellwinkel α genau 90°, dann befindet sich die Axialkolbenmaschine 100 im Leerlauf.
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Auf der Schwenkwiege 60 können Gleitschuhe 62 abgleiten, in denen die Arbeitskolben 32 durch ein Kugelgelenk gelagert sind; d.h. die Anzahl der Gleitschuhe 62 ist gleich der Anzahl der Arbeitskolben 32. Die Gleitschuhe 62 werden über eine nicht dargestellte Vorrichtung auf der Schwenkwiege 60 niedergehalten, so dass es zu einer ständigen Übertragung von Druckkräften zwischen Schwenkwiege 60 und Arbeitskolben 32 kommt.
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Die Verstellereinheit 61 besteht aus einem Verstellerkolben 61a, der in einer Führungshülse 61b längsbeweglich geführt ist und durch einen Gelenknippel 61c mit der Schwenkwiege 60 verbunden ist. Die Führungshülse 61b ist in eine in der Anschlussplatte 20 ausgebildete Verstellerbohrung 65 eingeschraubt und ragt in das Gehäuse 10, so dass die Führungshülse 61b starr im Gehäuse 10 angeordnet ist. Der Gelenknippel 61c ist in Zug- bzw. Druckrichtung des Verstellerkolbens 61a an der Schwenkwiege arretiert und über ein an ihm ausgebildetes Kugelgelenk mit dem Verstellerkolben 61a verbunden, so dass Zug- und Druckkräfte vom Verstellerkolben 61a auf die Schwenkwiege 60 übertragen werden können. An dem der Führungshülse 61b entgegengesetztem Ende der Verstellerbohrung ist an der Anschlussplatte 20 ein Verstelleranschluss 65a angeordnet, an dem eine nicht dargestellte hydraulische Steuervorrichtung angeschlossen wird, die Fluid in die Verstellerbohrung 65 drückt bzw. aus der Verstellerbohrung 65 absaugt und dadurch den Verstellerkolben 61a steuert.
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In der Anschlussplatte 20 ist mindestens eine Anschlussbohrung 21 ausgebildet, in die ein Vorkompressionsvolumen 50 so eingepresst ist, dass der größte Teil seines Volumens in das Gehäuse 10 ragt, nämlich so, dass das Vorkompressionsvolumen 50 im Wesentlichen zwischen Verstellereinheit 61 und Kolbentrommel 30 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen können auch zwei oder vier Vorkompressionsvolumen 50 im Gehäuse 10 angeordnet sein. Dies hängt im Wesentlichen davon ab, ob die Triebwelle 40 in beiden Richtungen um ihre Achse rotieren kann und ob die Schwenkwiege 60 in Positionen mit Verstellwinkel α größer und/oder kleiner 90° gebracht werden kann.
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Zwischen der rotierbaren Kolbentrommel 30 und der Anschlussplatte 20 ist eine Verteilerplatte 70 angeordnet und fest mit der Anschlussplatte 20 verbunden, so dass die Kolbentrommel mit einer Stirnfläche auf der Verteilerplatte 70 rotiert bzw. auf einem dynamischen Schmierfilm, der im Betrieb zwischen den beiden Bauteilen ausgebildet wird. In der Verteilerplatte 70 ist eine Füllbohrung 75 ausgebildet, die hydraulisch mit einer in der Anschlussplatte 20 ausgebildeten Verbindungsbohrung 22 verbunden ist, wobei die Verbindungsbohrung 22 in die Anschlussbohrung 21 mündet. Die Anschlussbohrung 21 ist in der skizzierten Ausführung als Durchgangsbohrung gestaltet und deshalb an dem dem Vorkompressionsvolumen 50 gegenüberliegenden Ende mit einem Stopfen 29 abgedichtet. Alternativ ist auch eine Ausgestaltung der Anschlussbohrung 21 als Sacklochbohrung möglich. Weiterhin sind in anderen Ausführungsformen alternativ zu dem Stopfen 29 auch ein Überdruckventil oder die Anbindung eines zusätzlichen Volumens möglich.
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In der Verteilerplatte 70 sind weiterhin mindestens eine Niederdruckniere 71 und mindestens eine Hochdruckniere 72 ausgebildet, wie in der 2 näher dargestellt. Diese sind mit einer Saugniere 81 bzw. mit einer Druckniere 82 verbunden, die beide in der Anschlussplatte 20 ausgebildet sind. Die Saugniere 81 mündet in eine Niederdruckbohrung 83 und die Druckniere 82 in eine Hochdruckbohrung 84, die ebenfalls beide in der Anschlussplatte 20 ausgebildet sind, wie in der 3 näher dargestellt. An dem der Verteilerplatte 70 gegenüberliegenden Ende weist die Anschlussplatte 20 einen Niederdruckanschluss 83a und einen Hochdruckanschluss 84a auf. Der Niederdruckanschluss 83a verbindet die Niederdruckbohrung 83 mit einem nicht dargestellten Niederdruckspeicher und der Hochdruckanschluss 84a verbindet die Hochdruckbohrung 84 mit einem nicht dargestellten Hochdruckspeicher.
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Somit werden in Abhängigkeit der Drehwinkelstellung der Triebwelle 40 drei hydraulische Verbindungen des Zylinderraums 31 angesteuert:
- – In einer ersten Drehwinkelstellung der Triebwelle 40 ist eine erste hydraulische Verbindung 1 vom Zylinderraum 31 über die Füllbohrung 75, die Verbindungsbohrung 22 und die Anschlussbohrung 21 in das Vorkompressionsvolumen 50 geöffnet. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Anschlussbohrung 21 in einem Bereich verjüngt und bildet dort den Drosselabschnitt 21a aus, der den geringsten Durchflussquerschnitt der ersten hydraulischen Verbindung aufweist.
- – In einer zweiten Drehwinkelstellung der Triebwelle 40 ist eine zweite hydraulische Verbindung 2 vom Zylinderraum 31 über die mindestens eine Niederdruckniere 71 zur Niederdruckbohrung 83 und damit zum nicht dargestellten Niederdruckspeicher geöffnet.
- – In einer dritten Drehwinkelstellung der Triebwelle 40 ist eine dritte hydraulische Verbindung 3 vom Zylinderraum 31 über die mindestens eine Hochdruckniere 72 zur Hochdruckbohrung 84 und damit zum nicht dargestellten Hochdruckspeicher geöffnet.
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2 zeigt eine Ausführungsform der Verteilerplatte 70 der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 100. Die Niederdruckniere 71 ist in dieser Ausführungsform über ca. 160° ausgebildet. Weiterhin sind vier Hochdrucknieren 72 ausgebildet, die in Summe ebenfalls über ca. 160° verlaufen. Dadurch weist die Verteilerplatte 70 drei Zwischenstege 72a auf, die jeweils zwischen zwei Hochdrucknieren 72 angeordnet sind, allerdings von ihrer Breite geringer bemessen sind als der Ausgang des Zylinderraums 31, so dass der Zylinderraum 31 beim Überlaufen der über ca. 160° angeordneten vier Hochdrucknieren 72 hydraulisch immer mit der Hochdruckbohrung 84 verbunden ist. Die Zwischenstege 72a steigern die Festigkeit der Verteilerplatte 70.
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Die Ausführungsform der 2 weist vier Füllbohrungen 75 auf. Somit können Dämpfungen vor dem Öffnen der dritten hydraulischen Verbindung 3 zum Hochdruckspeicher in beiden Drehrichtungen der Triebwelle 40 und bei Verstellwinkeln α größer und kleiner als 90° durch Zuschalten von Vorkompressionsvolumen 50 realisiert werden. In abgewandelten Ausführungsformen können die relevante Drosselfunktion der ersten hydraulischen Verbindung 1 auch von der Füllbohrung 75 oder der Verbindungsbohrung 22 ausgeführt werden, die dann dementsprechend den kleinsten Durchflussquerschnitt innerhalb der ersten hydraulischen Verbindung 1 besitzen müssen.
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3 zeigt eine Ausführungsform der Anschlussplatte 20 der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 100. Diese Ausführungsform der Anschlussplatte 20 kann für die Ausführungsform der Verteilerplatte 70 aus 2 gewählt werden: Es sind vier Anschlussbohrungen 21 ausgebildet, in die jeweils ein nicht dargestelltes Vorkompressionsvolumen 50 eingepresst wird, und vier Verbindungsbohrungen 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Anschlussbohrungen 21, wie schon in 1 dargestellt, ebenfalls einen Drosselabschnitt 21a auf, sind in der vorliegenden Ausführungsform jedoch als Sacklochbohrungen ausgeführt. Die Anzahl der Verbindungsbohrungen 22 ist gleich der Anzahl der Anschlussbohrungen 21, also gleich vier.
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Ähnlich zur Verteilerplatte 70 der 2 weist auch die Anschlussplatte 20 Nieren auf, die zur Verteilerplatte 70 hin angeordnet sind:
- – Die Saugniere 81, die über ca. 160° angeordnet ist, mit der Niederdruckbohrung 83 verbunden ist und verteilerplattenseitig an der Niederdruckniere 71 anliegt.
- – Die Druckniere 82, die über ca. 160° angeordnet, mit der Hochdruckbohrung 84 verbunden ist und verteilerplattenseitig an den vier Hochdrucknieren 72 anliegt.
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Über die Saugniere 81 und die Hochdruckniere 82 sind jeweils mehrere Zylinderräume 31 gleichzeitig mit dem Niederdruckspeicher bzw. mit dem Hochdruckspeicher verbunden.
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Weiterhin zeigt die 3 zwei Verstellerbohrungen 65, in die jeweils eine Verstellereinheit 61 eingepresst wird.
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4 zeigt den Schnitt A-A der 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Kolbentrommel 30 ist über eine Keilwellenverbindung 45 mit der Triebwelle 40 verbunden. In der Kolbentrommel 30 sind neun Zylinderbohrungen 31a gleichverteilt über den Umfang angeordnet, so dass im Betrieb neun Zylinderräume 31 ausgebildet werden. Die beiden Verstellereinheiten 61 mit ihren Führungshülsen 61b sind annähernd auf demselben Umfang angeordnet wie die beiden nierenförmigen Vorkompressionsvolumen 50, so dass die Ausführung dieser Axialkolbenmaschine 100 durch eine sehr kompakte Bauweise gekennzeichnet ist; freie Strömungsvolumina innerhalb des Gehäuses 10 sind dadurch minimiert.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 100 ist im Folgenden beispielhaft für den Pumpenbetrieb beschrieben:
Die Schwenkwiege 60 wird mittels der Verstellereinheit 61 auf einen Verstellwinkel α verstellt, der kleiner als 90° ist, so dass der in der 1 dargestellte Zylinderraum 31 ein vergleichsweise kleines Volumen hat. Der in der 1 dargestellte Arbeitskolben 32 befindet sich annähernd im oberen Totpunkt, die restlichen nicht dargestellten über den Umfang verteilten Arbeitskolben 32 entsprechend annähernd im unteren Totpunkt oder in Zwischenstellungen.
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Der in der 1 mit 83a/84a gekennzeichnete Anschluss ist der Hochdruckanschluss 84a, so dass der sich im oberen Totpunkt befindliche Arbeitskolben 32 über die Hochdruckbohrung 84 mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist. Die Triebwelle 40 wird von einer nicht dargestellten Antriebseinheit angetrieben.
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Arbeitsfluid wird von den Arbeitskolben 32, die auf dem Weg von der oberen zu der unteren Totpunktstellung und mit dem Niederdruckspeicher verbunden sind, über die zweite hydraulische Verbindung 2 angesaugt und anschließend mittels der rotierenden Kolbentrommel 40 von der unteren in die obere Totpunktstellung bewegt und dabei im sich verkleinernden Zylinderraum 31 verdichtet, indem die Gleitschuhe 62 auf einer Kreisbahn der Schwenkwiege 60 abgleiten und dabei die Arbeitskolben 32 auf ihrem Weg vom unteren zum oberen Totpunkt in die Zylinderbohrungen 31a drücken und die Zylinderräume 31 dadurch verkleinern. In diesem Bereich werden die Zylinderräume 31 mit dem Hochdruckspeicher über die dritte hydraulische Verbindung 3 verbunden, und so das Arbeitsfluid dem Hochdruckspeicher zugeführt.
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Die kritische Drehwinkelstellung ist folgende:
Wenn ein Zylinderraum 31, der unter Niederdruck steht, aufgrund der Rotation der Kolbentrommel 30 beginnt über die Hochdruckniere 72 zu laufen und so mit dem Hochdruckspeicher verbunden wird, kommt es zu einer „schlagartigen“, nahezu ungedrosselten Befüllung des Zylinderraums 31 mit unter Hochdruck stehendem Fluid. Dieser Übergang ist sowohl festigkeits- als auch geräuschkritisch.
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Diese kritische Drehwinkelstellung wird durch den Einsatz eines Vorkompressionsvolumens 50 entschärft:
Beim Übergang vom Niederdruck- in den Hochdruckbereich wird ein Vorkompressionsvolumen 50 hydraulisch so angeschlossen, dass es mit dem Zylinderraum 31 über die erste hydraulische Verbindung 1 verbunden wird, sobald der Zylinderraum 31 gerade nicht mehr über die zweite hydraulische Verbindung 2 mit dem Niederdruckspeicher verbunden ist; andernfalls käme es zu einem „Kurzschluss“ zwischen Niederdruckspeicher und Vorkompressionsvolumen 50. In dieser Stellung ist die dritte hydraulische Verbindung 3 noch geschlossen. Durch die Drosselfunktion innerhalb der ersten hydraulischen Verbindung 1 wird der Zylinderraum 31 vergleichsweise langsam unter Hochdruck gesetzt. Bei weiterer Drehbewegung der Kolbentrommel 30 wird die dritte hydraulische Verbindung 3 zwischen Zylinderraum 31 und Hochdruckspeicher geöffnet; Arbeitsfluid wird aufgrund des sich verkleinernden Zylinderraums 31 in den Hochdruckspeicher gedrückt. Gleichzeitig ist die erste hydraulische Verbindung 1 noch geöffnet, so dass das gegenüber dem Hochdruckspeicher entspannte Vorkompressionsvolumen 50 wieder befüllt wird.
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Bei Änderung der Drehrichtung der Triebwelle 40 bzw. bei Änderung des Verstellwinkels α von < 90° auf > 90° werden je nach Variante die restlichen drei Anschlussbohrungen 21 der 2 mit einem Vorkompressionsvolumen 50 in Verbindung gebracht. Alternativ könnten die vier Anschlussbohrungen 21 auch in nur zwei oder ein einziges Vorkompressionsvolumen 50 münden, das wiederum über ein Steuerventil mit dem Hochdruckspeicher verbunden sein kann.
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Die Anordnung des mindestens einen Vorkompressionsvolumens 50 innerhalb des Gehäuses 10 hat gegenüber einer Anordnung außerhalb des Gehäuses 10 mehrere Vorteile:
- – Bauraumsparende Anordnung.
- – Verminderung der Strömung des Fluids innerhalb des Gehäuses 10 um die Kolbentrommel 30 und die Verstellereinheit 61. Dadurch werden die Planschverluste reduziert und der Gesamtwirkungsgrad der Axialkolbenmaschine 100 erhöht.
- – Das NVH (Noise Vibration Harshness) Verhalten und die Schallabstrahlung werden verbessert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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