DE102014207329A1 - Fluidic displacement machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine fluidische Verdrängermaschine (11, 12) mit auf einem Kreis angeordneten Verdrängerquerschnitten (50), denen Umsteuerquerschnitte (55) zugeordnet sind, die den Durchtritt von Fluid zwischen einem der Verdrängerquerschnitte (50) und dem zugeordneten Umsteuerquerschnitt (55) ermöglichen.
Um die Tonalität zu reduzieren, sind die Umsteuerquerschnitte (55) in einem definierten Zufallsmuster relativ zu den Verdrängerquerschnitten (50) in Umfangsrichtung nicht periodisch so versetzt angeordnet, dass eine Tonalität im Betrieb der Verdrängermaschine (11, 12) bei einer relativ geringen Variationsbreite wirksam reduziert wird.The invention relates to a fluidic displacement machine (11, 12) with displacer cross sections (50) arranged on a circle, to which Umsteuerquerschnitte (55) are assigned, which allow the passage of fluid between one of the Verdrängerquerschnitte (50) and the associated Umsteuerquerschnitt (55).
In order to reduce tonality, the Umsteuerquerschnitte (55) in a defined random pattern relative to the Verdrängerquerschnitten (50) in the circumferential direction is not arranged periodically offset so that a tonality in the operation of the Verdrängermaschine (11, 12) effectively reduced at a relatively small range of variation becomes.
Description
Die Erfindung betrifft eine fluidische Verdrängermaschine mit auf einem Kreis angeordneten Verdrängerquerschnitten, denen Umsteuerquerschnitte zugeordnet sind, die den Durchtritt von Fluid zwischen einem der Verdrängerquerschnitte und dem zugeordneten Umsteuerquerschnitt ermöglichen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Auslegen und/oder Herstellen einer derartigen Verdrängermaschine. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Hydraulikhybridantriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und mindestens einer vorab beschriebenen fluidischen Verdrängermaschine.The invention relates to a fluid displacement machine with arranged on a circle Verdrängerquerschnitten which Umsteuerquerschnitte are assigned, which allow the passage of fluid between one of the Verdrängerquerschnitte and the associated Umsteuerquerschnitt. The invention further relates to a method for designing and / or manufacturing such a displacement machine. The invention further relates to a hydraulic hybrid powertrain having an internal combustion engine and at least one fluid displacement machine described above.
Stand der TechnikState of the art
Aus der deutschen Patentschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Tonalität im Betrieb einer fluidischen Verdrängermaschine mit auf einem Kreis angeordneten Verdrängerquerschnitten, denen Umsteuerquerschnitte zugeordnet sind, die den Durchtritt von Fluid zwischen einem der Verdrängerquerschnitte und dem zugeordneten Umsteuerquerschnitt ermöglichen, zu reduzieren.The object of the invention is to reduce the tonality in the operation of a fluid displacement machine with arranged on a circle Verdrängerquerschnitten which Umsteuerquerschnitte are assigned, which allow the passage of fluid between one of the Verdrängerquerschnitte and the associated Umsteuerquerschnitt.
Die Aufgabe ist bei einer fluidischen Verdrängermaschine mit auf einem Kreis angeordneten Verdrängerquerschnitten, denen Umsteuerquerschnitte zugeordnet sind, die den Durchtritt von Fluid zwischen einem der Verdrängerquerschnitte und dem zugeordneten Umsteuerquerschnitt ermöglichen, dadurch gelöst, dass die Umsteuerquerschnitte in einem definierten Zufallsmuster relativ zu den Verdrängerquerschnitten in Umfangsrichtung nicht-periodisch so versetzt angeordnet sind, dass eine Tonalität im Betrieb der Verdrängermaschine bei einer relativ geringen Variationsbreite wirksam reduziert wird. Die Umsteuerquerschnitte und Verdrängerquerschnitte sind vorzugsweise auf dem gleichen Kreis angeordnet. Die Verdrängerquerschnitte haben vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt, dessen Mittelpunkt auf dem Kreis liegt. Die Umsteuerquerschnitte haben vorzugsweise eine im Wesentlichen nierenförmige Gestalt und stellen Durchtrittskanäle für das Fluid dar. Wegen ihrer nierenförmigen Gestalt werden diese Kanäle auch als Nieren bezeichnet. Jedem Verdrängerquerschnitt ist vorzugsweise genau ein Umsteuerquerschnitt zugeordnet. Der Begriff Umfangsrichtung bezieht sich auf den vorab genannten Kreis, dessen Mittelpunkt vorzugsweise mit einer Drehachse der fluidischen Verdrängermaschine zusammenfällt. Als Variationsbreite wird der Abstand oder das Delta zwischen einem minimalen und einem maximalen Versatz in Umfangsrichtung bezeichnet. Der Begriff Tonalität steht für eine Bezogenheit aller Töne auf einen Grundton. Durch die erfindungsgemäß versetzte Anordnung der Umsteuerquerschnitte in dem definierten Zufallsmuster relativ zu den Verdrängerquerschnitten kann im Betrieb der fluidischen Verdrängermaschine ein flaches, rauschartiges Geräuschspektrum erreicht werden, welches bereits bei niedrigen Harmonischen wirksam ist. Dabei können besonders vorteilhaft unerwünschte Effekte, wie eine Erhöhung der Modulation, vermieden werden. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die fluidische Verdrängermaschine als Axialkolbenmaschine ausgeführt, wie sie zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschriften
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Zufallsmuster eine Variationsbreite von maximal 6 Grad aufweist. Das bedeutet, dass die versetzte Anordnung eine Winkelausdehnung von plus/minus 3 Grad in Umfangsrichtung aufweisen kann. Durch diese sehr geringe Variationsbreite können ungünstige Auswirkungen der versetzten Anordnung der Umsteuerquerschnitte auf die Funktion und die Lebensdauer der Verdrängermaschine begrenzt werden. So kann mit dem definierten Zufallsmuster zum Beispiel eine ausreichende Stabilität der Triebwerksdynamik aufrechterhalten werden. Des Weiteren kann ein unerwünschtes Zylinderabheben vermieden werden. Darüber hinaus werden niederfrequente Torsionsschwingungen einer Antriebswelle oder einer Abtriebswelle der fluidischen Verdrängermaschine vermieden. Die Gefahr von Kavitation kann ebenfalls gering gehalten werden. Besonders bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Versatz von plus/minus 2 Grad, insbesondere von plus/minus 1,5 Grad, in Umfangsrichtung. Das entspricht einer Variationsbreite von 4 Grad, insbesondere 3 Grad.A preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that the defined random pattern has a maximum variation width of 6 degrees. This means that the staggered arrangement can have an angular extent of plus /
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in einer positiven als auch in einer negativen Richtung jeweils mindestens zwei Verdrängerquerschnitte um mehr als eine Hälfte eines maximalen Winkelversatzbetrages versetzt angeordnet sind. Als positive Richtung wird zum Beispiel der Uhrzeigersinn definiert. Dann wird als negative Richtung der Gegenuhrzeigersinn definiert. Als maximaler Winkelversatz wird die maximale Winkelausdehnung des Versatzes in Umfangsrichtung aus einer Mittellage bezeichnet. Als Winkelversatzbetrag wird der absolute Betrag des Winkelversatzes im mathematischen Sinne verstanden. Bei Verdrängermaschinen mit nur fünf Verdrängern und einem Versatzdelta, das größer als 5 Grad ist, genügt es, wenn mindestens zwei Verdränger in positiver und ein Verdränger in negativer Richtung um mehr als die Hälfte des maximalen Winkelversatzbetrages von der Mittellage abweicht, oder umgekehrt. Als Versatzdelta wird die Differenz zwischen einem maximalen Winkelversatz und einem minimalen Winkelversatz bezeichnet.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that both in a positive and in a negative direction at least two Verdrängerquerschnitte are offset by more than half of a maximum Winkellagsatzbetrages. For example, the positive direction is defined as the clockwise direction. Then the counterclockwise direction is defined as the negative direction. The maximum angular offset is the maximum angular extent of the offset in the circumferential direction from a central position. The angular offset amount is understood to mean the absolute value of the angular offset in the mathematical sense. In displacement machines with only five displacers and an offset delta which is greater than 5 degrees, it is sufficient if at least two displacers in positive and a negative displacement in the negative direction by more than half of the maximum angular displacement amount from the center position, or vice versa. The offset delta is the difference between a maximum angular offset and a minimum angular offset.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer direkten Folge von drei Verdrängern zwei Verdränger das gleiche Vorzeichen und einen Winkelversatzbetrag aufweisen, der größer als der halbe Winkelversatzbetrag ist, wobei der dritte Verdränger ein anderes Vorzeichen oder einen Winkelversatzbetrag aufweist, der kleiner als der halbe Winkelversatzbetrag ist.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that, within a direct sequence of three displacers, two displacers have the same sign and an angular displacement amount greater than half the angular displacement amount, the third displacer having a different sign or angular displacement amount is less than half the angular displacement amount.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer direkten Folge von vier Verdrängen mindestens zwei Verdränger unterschiedliche Vorzeichen und einen Winkelversatzbetrag aufweisen, der größer als der halbe Winkelversatzbetrag ist. Mit dieser Teilfolge wurden bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen an fluidischen Verdrängermaschinen mit mehr als vier Verdrängern sehr gute Ergebnisse erreicht.A further preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that, within a direct sequence of four displacements, at least two displacers have different signs and an angular offset amount that is greater than half the angular offset amount. With this subsequence, very good results were achieved in investigations carried out in the context of the present invention on fluid displacement machines with more than four displacers.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängermaschine fünf Verdränger mit einer der folgenden Versatzfolgen mal dem maximalen Winkelversatzbetrag aufweist: [–1, 1, –1, 1, 0], [–1, 0.5, –0.5, 1, 0], [0, –0.5, 0, 1, 0.5]. In den eckigen Klammern sind Zahlen ohne Dimension angegeben. Die fünf durch Kommata getrennten Zahlen sind den einzelnen Verdrängern zugeordnet. Die Zahl minus 1 steht zum Beispiel für einen maximalen negativen Winkelversatz. Analog steht die Zahl plus 1 für einen maximalen Winkelversatz in positiver Richtung. Die Zahl Null steht für keinen Winkelversatz. Die Zahl 0,5 steht für einen fünfzigprozentigen Winkelversatz, bezogen auf den maximalen Winkelversatzbetrag. Die Zahlen in den eckigen Klammern werden als Versatzfolge bezeichnet.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that the displacement machine comprises five displacers having one of the following offset sequences times the maximum angular displacement amount: [-1, 1, -1, 1, 0], [-1, 0.5, -0.5, 1, 0], [0, -0.5, 0, 1, 0.5]. The square brackets indicate numbers without dimensions. The five numbers separated by commas are assigned to the individual displacers. The number minus 1 stands, for example, for a maximum negative angular offset. Analogously, the number plus 1 stands for a maximum angular offset in the positive direction. The number zero stands for no angular offset. The number 0.5 represents a fifty percent angular offset with respect to the maximum angular displacement amount. The numbers in square brackets are called offset sequences.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängermaschine sieben Verdränger mit einer Versatzfolge [0.2, –1, 0.25, 1, –0.4, –1, 1] mal den maximalen Winkelversatzbetrag aufweist. Die Zahl 0,2 steht für einen zwanzigprozentigen Winkelversatz. Analog stehen die Zahlen 0,25 und 0,4 für fünfundzwanzigprozentigen und einen vierzigprozentigen Winkelversatz. Die positiven oder negativen Vorzeichen stehen für eine Versatzrichtung im Gegenuhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that the displacement machine has seven displacers with an offset sequence [0.2, -1, 0.25, 1, -0.4, -1, 1] times the maximum angular offset amount. The number 0.2 represents a twenty percent angular offset. Likewise, the numbers 0.25 and 0.4 represent twenty-five percent and forty percent angular misalignment. The positive or negative signs represent an offset direction in the counterclockwise or clockwise direction.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängermaschine neun bis elf Verdränger mit einer Versatzfolge [–1, 0.6, 1, –1, 0.6, –1] als Teilfolge mal dem maximalen Winkelversatzbetrag aufweist. Der Wert 0,6 bedeutet einen sechzigprozentigen Winkelversatz.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that the displacement machine has nine to eleven displacers with an offset sequence [-1, 0.6, 1, -1, 0.6, -1] as a subsequence times the maximum angular offset amount. The value 0.6 means a sixty percent angular misalignment.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängermaschine neun Verdränger mit einer der folgenden Versatzfolgen mal dem maximalen Winkelversatzbetrag aufweist: [0.6, –1, –1, 1, 1, –1, 0.6, –1, 1], [1, 0, –1, 0.4, 1, –0.2, 0.2, –1, –1], [1, 0, –1, 1, –0.5, 0.8, –1, 0.5, –1]. Damit konnten bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen und Versuchen gute Ergebnisse erzielt werden.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that the displacement machine comprises nine displacers having one of the following offset sequences times the maximum angular offset amount: [0.6, -1, -1, 1, 1, -1, 0.6, -1, 1] , [1, 0, -1, 0.4, 1, -0.2, 0.2, -1, -1], [1, 0, -1, 1, -0.5, 0.8, -1, 0.5, -1]. Thus, good results could be achieved in the investigations and experiments carried out in the context of the present invention.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängermaschine elf Verdränger mit einer der folgenden Versatzfolgen mal dem maximalen Winkelversatzbetrag aufweist: [1, –1, 0, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1], [–1, 1, 1, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1], [0, 1, 1, –1, 0, –1, 1, 1, –1, 0.6, –1]. Damit konnten bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen und Versuchen gute Ergebnisse erzielt werden.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that the displacement machine comprises eleven displacers having one of the following offset sequences times the maximum angular displacement amount: [1, -1, 0, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1], [-1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1], [0, 1, 1, -1, 0, -1, 1, 1, -1, 0.6, -1]. Thus, good results could be achieved in the investigations and experiments carried out in the context of the present invention.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der fluidischen Verdrängermaschine sind dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängermaschine mindestens eine der vorab genannten Versatzfolgen oder Teilfolgen in umgekehrter oder spiegelbildlicher Reihenfolge aufweist. Der Begriff spiegelbildlich bezieht sich auf Verschiebungen um die Mittelachse oder Mittellage. Further preferred embodiments of the fluidic displacement machine are characterized in that the displacement machine has at least one of the aforementioned offset sequences or partial sequences in reverse or mirror-image order. The term mirror image refers to displacements about the central axis or central position.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Verdrängermaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung von plus/minus dem halben Winkelversatzbetrag zulässig ist. Dadurch werden die vorab beschriebenen Versatzfolgen praktisch um die Hälfte des halben Winkelversatzbetrages erweitert.Another preferred embodiment of the fluid displacement machine is characterized in that a deviation of plus / minus half the angular displacement amount is allowed. As a result, the previously described offset sequences are practically extended by half the half angular offset amount.
Bei einem Verfahren zum Auslegen und/oder Herstellen einer fluidischen Verdrängermaschine mit auf einem Kreis angeordneten Verdrängerquerschnitten, denen Umsteuerquerschnitte zugeordnet sind, die den Durchtritt von Fluid zwischen einem der Verdrängerquerschnitte und dem zugeordneten Umsteuerquerschnitt ermöglichen, insbesondere einer vorab beschriebenen fluidischen Verdrängermaschine, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Umsteuerquerschnitte in einem definierten Zufallsmuster relativ zu den Verdrängerquerschnitten in Umfangsrichtung nicht periodisch so versetzt angeordnet werden, dass eine Tonalität im Betrieb der Verdrängermaschine bei einer relativ geringen Variationsbreite wirksam reduziert wird. Dabei werden je nach Anzahl die vorab beschriebenen Versatzfolgen verwendet. Bei einer größeren Anzahl von Verdrängen kann eine der vorab beschriebenen Versatzfolgen auch als Teilfolge verwendet werden.In a method for laying out and / or producing a fluid displacement machine with arranged on a circle Verdrängerquerschnitten, which Umsteuerquerschnitte are assigned, which allow the passage of fluid between one of the Verdrängerquerschnitte and the associated Umsteuerquerschnitt, in particular a previously described fluidic Verdrängermaschine, is the above Object alternatively or additionally achieved in that the Umsteuerquerschnitte are not periodically offset in a defined random pattern relative to the Verdrängerquerschnitten in the circumferential direction so that a tonality in the operation of the displacement machine is effectively reduced at a relatively small range of variation. Depending on the number, the previously described offset sequences are used. With a larger number of displacements, one of the offset sequences described above can also be used as a subsequence.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass für eine Verdrängermaschine mit einer Anzahl von N gleich zwei hoch n minus 1 Verdrängern eine Maximalfolge zur Darstellung des definierten Zufallsmusters verwendet wird. Eine Maximalfolge oder Folge maximaler Länge wird im englischen auch als Maximum Length Sequence bezeichnet. Dabei handelt es sich um eine pseudozufällige, binäre Folge, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Darstellung des definierten Zufallsmusters verwendet wird.A preferred embodiment of the method is characterized in that, for a displacement machine having a number N equal to two high n minus 1 displacers, a maximum sequence is used to represent the defined random pattern. A maximum sequence or sequence of maximum length is also referred to in English as the Maximum Length Sequence. This is a pseudo-random, binary sequence, which is used in the context of the present invention for representing the defined random pattern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass für eine Verdrängermaschine mit einer Anzahl von N ungleich zwei hoch n minus 1 Verdrängern eine Maximalfolge als Teilfolge zur Darstellung des definierten Zufallsmusters verwendet wird. Damit konnten bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen und Versuchen gute Ergebnisse erzielt werden.A further preferred embodiment of the method is characterized in that for a displacement machine with a number of N not equal to two high n minus 1 displacers, a maximum sequence is used as a subsequence for representing the defined random pattern. Thus, good results could be achieved in the investigations and experiments carried out in the context of the present invention.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Hydraulikhybridantriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und mindestens einer vorab beschriebenen fluidischen Verdrängermaschine, die insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren ausgelegt und/oder hergestellt worden ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Tonalität der fluidischen Verdrängermaschine besonders vorteilhaft an die Geräuschcharakteristik eines Verbrennungsmotors angenähert werden. Dadurch kann eine unerwünschte Geräuschentwicklung durch die Verdrängermaschine im Betrieb des Hydraulikhybridantriebsstrangs reduziert oder ganz unterbunden werden.The invention further relates to a hydraulic hybrid powertrain having an internal combustion engine and at least one fluid displacement machine described above, which has been designed and / or manufactured in particular according to a previously described method. The inventive measures, the tonality of the fluid displacement machine can be particularly advantageous approached to the noise characteristics of an internal combustion engine. As a result, undesired noise development by the displacement machine during operation of the hydraulic hybrid drive train can be reduced or completely prevented.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Es zeigen:Show it:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der beiliegenden
Der Hydraulikhybridantriebsstrang
Ausgangsseitig sind die Hydraulikmaschinen
Durch insgesamt sechs Rechtecke
Ein Getriebe
Eine erste Welle
Eine zweite Welle
Eine Kupplungs- und/oder Synchronisiereinrichtung
Bei dem Hydraulikhybridantriebsstrang
Die in
In
Jede Kolbenbohrung
Die Hälfte der Umsteuerquerschnitte
In
Durch Pfeile
Die Umsteuerquerschnitte
Die versetzte Anordnung der Umsteuerquerschnitte relativ zu den Verdrängerquerschnitten wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung so ausgeführt, dass eine Tonalität im Betrieb der Verdrängermaschine reduziert wird. In
Durch punktierte Linien
Als Verdränger werden zum Beispiel die axial bewegbaren Kolben der Axialkolbenmaschine bezeichnet. Bereits durch eine geringe Variation der Teilung der Umsteuerquerschnitte um wenige Grad kann, wie man in
Das kidney-shifting wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet, um ein definiertes Zufallsmuster zu erzeugen, wie die Umsteuerquerschnitte besonders vorteilhaft relativ zu den Verdrängerquerschnitten in Umfangsrichtung nicht periodisch so versetzt angeordnet werden können, dass eine Tonalität im Betrieb der Verdrängermaschine bei einer relativ geringen Variationsbreite wirksam reduziert wird. Ein derartiges Zufallsmuster wird auch als kidney-shifting Muster bezeichnet. Im Folgenden wird die Nomenklatur zu den nachfolgenden allgemeinen Regeln und speziellen, vorteilhaften Folgen aus der erfindungsgemäßen Optimierung erläutert.The kidney-shifting is used in the present invention to generate a defined random pattern, as the Umsteuerquerschnitte particularly advantageous relative to the Verdrängerquerschnitten in the circumferential direction can not be arranged periodically offset so that a tonality in the operation of Verdrängermaschine with a relatively small range of variation effectively reduced. Such a random pattern is also called a kidney-shifting pattern. In the following, the nomenclature for the following general rules and special, advantageous consequences of the optimization according to the invention is explained.
Nomenklatur:Nomenclature:
- N Einzel-Ereignisse innerhalb einer Perioder (entspricht Anzahl Verdränger)N single events within one period (equal to number of displacers)
- Δτ Teilungswinkel Winkel zwischen zwei Kolbenbohrungen bei gleichverteilter Anordnung (360°/N)Δτ pitch angle Angle between two piston bores evenly distributed (360 ° / N)
- γi KS Kidney-Shifting-Winkel (Verschiebung der Zylinderniere von der Mittellage entgegen der Drehrichtung gegenüber der Kolbenbohrung)γ i KS kidney-shifting angle (displacement of the cylinder kidney from the middle position opposite to the direction of rotation with respect to the piston bore)
- γmin, γmax KS-grenze untere bzw. obere Grenze des größten auftretenden KS-winkelsγ min , γ max KS limit Lower or upper limit of the largest occurring KS angle
- Δγ = γmax – γmin KS-breite obere KS-grenze minus untere KS-grenzeΔγ = γ max - γ min KS-wide upper KS boundary minus lower KS boundary
Allgemeine Festlegungen:General specifications:
- • Die Mittellage wird so festgelegt, dass gilt γmin = –γmax. Üblicherweise stimmt die Mittellage mit der Bohrungsachse überein.• The center position is set so that γ min = -γ max . Usually, the middle position coincides with the bore axis.
- • Aufgrund der Periodizität kann das Muster nach dem letzten Verdränger beim ersten wieder fortgesetzt werden: γi = γN+i für i = 1...N)• Due to the periodicity, the pattern can be continued after the last displacer at the first: γ i = γ N + i for i = 1 ... N)
-
• Es versteht sich, dass die beschriebenen Muster bzw. Teilfolgen auch in umgekehrter Anordnung (d. h.
γ * / i = γN-i+1 γ * / i = –γi γ * / i γ * / i = γ N-i + 1 γ * / i = -γ i γ * / i -
• Robustheitsuntersuchungen haben gezeigt, dass die Musterfolgen auch bei Abweichungen noch eine gute bis sehr gute Wirksamkeit aufzeigen. Daher sind in den erfindungsgemäßen Musterfolgen auch Varianten innerhalb einer bestimmten Toleranzabweichung beinhaltet, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es können Einzelabweichungen von
γ * / i = γi ± 0.5γmax γ * / i = γ i ± 0.5γ max
Allgemeine Regeln für das Vorteilhafte Ausgestaltungen für das Kidney ShiftingGeneral Rules for the Beneficial Embodiments of Kidney Shifting
- 1. Von allen Verdrängern werden die Verschiebungen so ausgewählt, dass sowohl in pos. als auch in neg. Richtung je mind. 2 Verdränger um mehr als die Hälfte des max. KS-Betrages von der Mittellage abweichen. Die Position und Reihenfolge von i, j, k, l innerhalb der Gesamtfolge ist unerheblich. → γ i,j > 0.5γmax und γk,l < 0.5γmin. Bei Einheiten mit nur 5 Verdrängern und Δγ > 5° genügt es, wenn mind. 2 Verdränger i, j in pos., und ein Verdränger k in neg. Richtung um mehr als die Hälfte des max. KS-Betrages von der Mittellage abweicht (bzw. umgekehrt). → γi,j > 0.5γmax und γk < 0.5γmin 1. Of all displacers, the displacements are selected so that both in pos. as well as in neg. Direction ever mind. 2 displacer by more than half of the max. KS amount deviate from the middle position. The position and order of i, j, k, l within the overall sequence is irrelevant. → γ i, j > 0.5γ max and γ k, l <0.5γ min . For units with only 5 displacers and Δγ> 5 °, it is sufficient if at least 2 displacers i, j in pos., And a displacer k in neg. Direction by more than half of the max. KS amount deviates from the middle position (or vice versa). → γ i, j > 0.5γ max and γ k <0.5γ min
- 2. Wird innerhalb einer direkten Folge von 3 Verdrängern i, j, k folgende Konstellation gewählt: 2 Verdrängern i, j mit gleichem Vorzeichen und großer Amplitude, so muss der dritte Verdränger k eine kleine Amplitude oder ein anderes Vorzeichen aufweisen. Die Reihenfolge von i, j, k innerhalb der 3er-Folge ist unerheblich. → für γi,j > 0.5γmax muss gelten γk < 0.5γmax 2. If, within a direct sequence of 3 displacers i, j, k, the following constellation is chosen: 2 displacers i, j with the same sign and large amplitude, the third displacer k must have a small amplitude or a different sign. The order of i, j, k within the 3-series is irrelevant. → for γ i, j > 0.5γ max must be valid γ k <0.5γ max
- 3. Innerhalb einer direkten Folge von 4 Verdrängern i, j, k, l muss mindestens für einen Verdränger gelten γi > 0.5γmax und für mindestens einen Verdränger γj < 0.5γmin. D. h. es muss mindestens zwei Verdränger i und j mit großer Amplitude und unterschiedlichem Vorzeichen geben. Die Reihenfolge von i, j, k, l innerhalb der 4er Folge ist unerheblich.3. Within a direct sequence of 4 displacers i, j, k, l, at least one displacer γ i > 0.5γ max and for at least one displacer γ j <0.5γ min . Ie. there must be at least two displacers i and j with large amplitude and different sign. The order of i, j, k, l within the 4-series is irrelevant.
Spezielle, vorteilhafte Folgen (aus der Optimierung):Special, beneficial consequences (from the optimization):
- 4. Für N = 5: Die Folge lautet γmax*[–1, 1, –1, 1, 0], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.4. For N = 5: The sequence is γ max * [-1, 1, -1, 1, 0], where a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention for each γ i .
- 5. Für N = 5: die Folge lautet γmax*[–1, 0.5, –0.5, 1, 0], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.5. For N = 5: the sequence is γ max * [-1, 0.5, -0.5, 1, 0], wherein for each γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention.
- 6. Für N = 5: die Folge lautet γmax*[0, –0.5, 0, 1, 0.5], wobei auch hier für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.6. For N = 5: the sequence is γ max * [0, -0.5, 0, 1, 0.5], whereby for every γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention.
- 7. Für N = 7: Die Folge lautet γmax*[0.2, –1, 0.25, 1, –0.4, –1, 1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt. Speziell für γ3 zeigte die Robustheitsuntersuchung ein besonders breites Toleranzfeld mit γ3 = (0.25 ± 0.7)γmax.7. For N = 7: The sequence is γ max * [0.2, -1, 0.25, 1, -0.4, -1, 1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention lies. Especially for γ 3 , the robustness test showed a particularly wide tolerance field with γ 3 = (0.25 ± 0.7) γ max .
- Für N = 9–11: Die Folge enthält eine Teilfolge γmax*[–1, 0.6, 1, –1, 0.6, –1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.For N = 9-11: The sequence contains a subsequence γ max * [-1, 0.6, 1, -1, 0.6, -1], wherein for each γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention lies.
- 9. Für N = 9: Die Folge lautet γmax*[0.6, –1, –1, 1, 1, –1, 0.6, –1, 1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.9. For N = 9: The sequence is γ max * [0.6, -1, -1, 1, 1, -1, 0.6, -1, 1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max still within the scope of the invention.
- 10. Für N = 9: Die Folge lautet γmax*[1, 0, –1, 0.4, 1, –0.2, 0.2, –1, –1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.10. For N = 9: The sequence is γ max * [1, 0, -1, 0.4, 1, -0.2, 0.2, -1, -1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max still within the scope of the invention.
- 11. Für N = 9: Die Folge lautet γmax*[1, 0, –1, 1, –0.5, 0.8, –1, 0.5, –1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt. 11. For N = 9: The sequence is γ max * [1, 0, -1, 1, -0.5, 0.8, -1, 0.5, -1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max still within the scope of the invention.
- 12. Für N = 11: Die Folge lautet γmax*[1, –1, 0, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.12. For N = 11: The sequence is γ max * [1, -1, 0, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention.
- 13. Für N = 11: Die Folge lautet γmax*[–1, 1, 1, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.13. For N = 11: The sequence is γ max * [- 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention.
- 14. Für N = 11: Die Folge lautet γmax*[0, 1, 1, –1, 0, –1, 1, 1, –1, 0.6, –1], wobei für jedes γi eine Abweichung von ±0,5γmax noch im Rahmen der Erfindung liegt.14. For N = 11: The sequence is γ max * [0, 1, 1, -1, 0, -1, 1, 1, -1, 0.6, -1], where for each γ i a deviation of ± 0.5γ max is still within the scope of the invention.
- 15. Verwendung einer der o. g. Folgen als Teilfolge in Anwendungen mit größerer Anzahl N.15. Using one of the o. G. Sequences as subsequences in applications with larger numbers N.
- 16. Verwendung einer Maximum Length Sequence als Folge in hydrostatischen Anwendungen mit einer Anzahl Verdränger N = 2n – 1. Insbesondere lautet für N = 7 die Folge γmax*[1, –1, –1, 1, –1, 1, 1].16. Using a maximum length sequence as a consequence in hydrostatic applications with a number of displacers N = 2 n -1. In particular, for N = 7, the sequence γ max * [1, -1, -1, 1, -1, 1, 1].
- 17. Verwendung einer Maximum Length Sequence als Teilfolge in Anwendungen mit größerer Anzahl N für N ≠ 2n – 1.17. Using a maximum length sequence as a subsequence in applications with a larger number N for N ≠ 2 n - 1.
In den
Auf der x-Achse der Koordinatendiagramme sind die Verdrängernummern aufgetragen. Auf der y-Achse der Koordinatendiagramme ist der Versatz beziehungsweise das kidney-shifting dimensionslos aufgetragen. Dabei steht plus eins für einen maximalen positiven Versatz und minus eins für einen maximalen negativen Versatz. Die null bedeutet, dass kein Versatz beziehungsweise kein kidney-shifting auftritt.The displacer numbers are plotted on the x-axis of the coordinate diagrams. On the y-axis of the coordinate diagrams, the offset or the kidney-shifting is dimensionlessly plotted. Where plus is one for a maximum positive offset and minus one for a maximum negative offset. The zero means that no offset or no kidney-shifting occurs.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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