DE102021201409A1 - Displacement machine with displacement volume measuring device - Google Patents
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- F04B1/2078—Swash plates
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine (10), welche ein Verdrängungsvolumen definiert, welches durch Verlagerung eines Stellelements (20) verstellbar ist, wobei ein Aktor (30) vorgesehen ist, mittels dessen das Stellelement (20) verlagerbar ist.Erfindungsgemäß sind ein Kraftsensor (40) und eine Messfeder (60) vorgesehen, wobei die Messfeder (60) ein erstes und ein gegenüberliegendes zweites Ende (61; 62) hat, wobei das erste Ende (61) der Messfeder (60) ortsfest an einem Gehäuse (16) der Verdrängermaschine (10; 10') angeordnet ist, wobei das zweite Ende der Messfeder (60) mit dem Stellelement (20) bewegungsgekoppelt ist, wobei der Kraftsensor (60) derart mit der Messfeder (60) verbunden ist, dass die Messfeder (60) eine durch den Kraftsensor (40) messbare Kraft auf den Kraftsensor (40) ausübt, so dass unter Verwendung eines Messwerts des Kraftsensors (40) das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine (10; 10') bestimmbar ist.The invention relates to a displacement machine (10) which defines a displacement volume which can be adjusted by moving an adjusting element (20), an actuator (30) being provided, by means of which the adjusting element (20) can be moved. According to the invention, a force sensor (40 ) and a measuring spring (60), wherein the measuring spring (60) has a first and an opposite second end (61; 62), the first end (61) of the measuring spring (60) being stationary on a housing (16) of the displacement machine (10; 10'), wherein the second end of the measuring spring (60) is coupled in motion to the actuating element (20), the force sensor (60) being connected to the measuring spring (60) in such a way that the measuring spring (60) has a exerts a force that can be measured by the force sensor (40) on the force sensor (40), so that the displacement volume of the displacement machine (10; 10') can be determined using a measured value of the force sensor (40).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a displacement machine according to the preamble of claim 1.
Aus der
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Messung des Verdrängungsvolumens einfacher und kostengünstiger erfolgen kann.An advantage of the present invention is that displacement volume measurement can be performed more easily and at lower cost.
Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass ein Kraftsensor und eine Messfeder vorgesehen sind, wobei die Messfeder ein erstes und ein gegenüberliegendes zweites Ende hat, wobei das erste Ende der Messfeder ortsfest an einem Gehäuse der Verdrängermaschine angeordnet ist, wobei das zweite Ende der Messfeder mit dem Stellelement bewegungsgekoppelt ist, wobei der Kraftsensor derart mit der Messfeder verbunden ist, dass die Messfeder eine durch den Kraftsensor messbare Kraft auf den Kraftsensor ausübt, so dass unter Verwendung eines Messwerts des Kraftsensors das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine bestimmbar ist. Bei der Verdrängermaschine kann es sich um eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise handeln, wobei das Stellelement eine schwenkbare Schrägscheibe ist. Bei der Verdrängermaschine kann es sich um eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauweise handeln, wobei das Stellelement eine verschiebbare Verteilplatte ist. Bei der Verdrängermaschine kann es sich um eine Radialkolbenmaschine handeln, wobei das Stellelement ein den Rotor umgebener Stellring ist, welcher quer zur Drehachse des Rotors verschiebbar ist. Bei der Verdrängermaschine kann es sich um eine Flügelzellenmaschine handeln, wobei das Stellelement ein den Rotor umgebender Stellring ist, welcher quer zur Drehachse des Rotors verschiebbar ist. Vorzugsweise wird das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine unter Verwendung des Messwerts des Kraftsensors bestimmt. Die Verdrängermaschine kann wahlweise als Pumpe oder als Motor betrieben werden.According to claim 1 it is proposed that a force sensor and a measuring spring be provided, the measuring spring having a first end and an opposite second end, the first end of the measuring spring being arranged in a stationary manner on a housing of the displacement machine, the second end of the measuring spring being connected to the Actuating element is coupled in motion, the force sensor being connected to the measuring spring in such a way that the measuring spring exerts a force that can be measured by the force sensor on the force sensor, so that the displacement volume of the displacement machine can be determined using a measured value of the force sensor. The positive-displacement machine can be an axial piston machine of swashplate design, with the actuating element being a pivotable swashplate. The positive-displacement machine can be an axial piston machine with a bent-axis design, with the actuating element being a displaceable distribution plate. The displacement machine can be a radial piston machine, with the adjusting element being an adjusting ring which surrounds the rotor and can be displaced transversely to the axis of rotation of the rotor. The positive-displacement machine can be a vane cell machine, with the adjusting element being an adjusting ring which surrounds the rotor and can be displaced transversely to the axis of rotation of the rotor. The displacement volume of the displacement machine is preferably determined using the measured value of the force sensor. The displacement machine can be operated either as a pump or as a motor.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.Advantageous developments and improvements of the invention are specified in the dependent claims.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kraftsensor mit dem ersten Ende der Messfeder verbunden ist. Das erste Ende der Messfeder ist ortsfest am Gehäuse angeordnet. Damit kann der Kraftsensor dort besonders einfach befestigt werden. Ein Anschlusskabel des Kraftsensors kann ortsfest am Gehäuse verlegt werden, so dass im Betrieb keine Bruchgefahr besteht. Im Bereich des Gehäuses sind im Betrieb der Verdrängermaschine weniger Schwingungen vorhanden als am Stellelement. Eine durch die Schwingungen verursachte Störung der Kraftmessung ist dementsprechend geringer.It can be provided that the force sensor is connected to the first end of the measuring spring. The first end of the measuring spring is arranged in a stationary manner on the housing. The force sensor can thus be fastened there in a particularly simple manner. A connection cable of the force sensor can be routed in a fixed position on the housing so that there is no risk of breakage during operation. During operation of the displacement machine, there are fewer vibrations in the area of the housing than on the actuating element. A disturbance of the force measurement caused by the vibrations is correspondingly lower.
Es kann vorgesehen sein, dass die Messfeder eine Druckfeder ist, welche zwischen dem Kraftsensor und dem Stellelement eingebaut ist, so dass eine Druckkraft der Messfeder den Kraftsensor gegen das Gehäuse der Verdrängermaschine drückt, wobei die genannte Druckkraft am Stellelement abgestützt ist. Die Druckfeder steht vorzugsweise in jeder Stellung des Stellelements unter Druckspannung. Damit kann der Kraftsensor allein durch die Druckkraft der Messfeder am gewünschten Einbauort gehalten werden. Die Montage des Kraftsensors ist einfach und kostengünstig.Provision can be made for the measuring spring to be a compression spring which is installed between the force sensor and the actuating element, so that a compressive force of the measuring spring presses the force sensor against the housing of the displacement machine, the compressive force mentioned being supported on the actuating element. The compression spring is preferably under compressive stress in every position of the actuating element. This means that the force sensor can be held at the desired installation location solely by the compressive force of the measuring spring. The assembly of the force sensor is simple and inexpensive.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kraftsensor wenigstens einen Biegebalken mit einem ersten und einem zweiten Ende umfasst, wobei das erste Ende des Biegebalkens im Wesentlichen ortsfest bezüglich des Gehäuses der Verdrängermaschine angeordnet ist, wobei das erste Ende der Messfeder mit dem zweiten Ende des Biegebalkens verbunden ist, wobei der wenigstens eine Biegebalken jeweils mit einem Dehnungsmessstreifen versehen ist, wobei der genannte Messwert des Kraftsensors abhängig vom Dehnungszustand des wenigstens einen Dehnungsmessstreifens ist. Ein derartiger Kraftsensor ist besonders einfach und kostengünstig. Er kann auf einfache Weise zwischen dem ersten Ende der Messfeder und dem Gehäuse eingebaut werden.It can be provided that the force sensor comprises at least one bending beam with a first and a second end, the first end of the bending beam being arranged essentially stationary with respect to the housing of the displacement machine, the first end of the measuring spring being connected to the second end of the bending beam is, wherein the at least one bending beam is provided with a strain gauge, wherein said measured value of the force sensor is dependent on the strain condition of the at least one strain gauge. Such a force sensor is particularly simple and inexpensive. It can easily be installed between the first end of the range spring and the housing.
Es kann vorgesehen sein, dass das Stellelement im Bereich des zweiten Endes der Messfeder entlang eines Stellwegs verlagerbar ist, wobei die Messfeder im Wesentlichen parallel zum Stellweg angeordnet ist, so dass eine Kraft der Messfeder das Stellelement in Richtung einer Endstellung vorspannt. Der Stellweg verläuft vorzugsweise gerade oder kreisförmig gebogen. Im zweiten Fall erstreckt sich die Druckfeder vorzugsweise höchstens über 20% des Gesamtumfangs des entsprechenden Vollkreises. Mit dieser Auslegung kann mit einer kleinen Messfeder eine hohe Messgenauigkeit erzielt werden.Provision can be made for the actuating element to be displaceable in the region of the second end of the measuring spring along a travel path, with the measuring spring being arranged essentially parallel to the travel path, so that a force of the measuring spring prestresses the actuating element in the direction of an end position. The adjustment path is preferably straight or curved in a circle. In the second case, the compression spring preferably extends at most over 20% of the total circumference of the corresponding full circle. With this design, a high measuring accuracy can be achieved with a small measuring spring.
Es kann vorgesehen sein, dass der Messfeder wenigstens eine Rückstellfeder parallel geschaltet ist, wobei ausschließlich die Messfeder eine Kraft auf den Kraftsensor ausübt, wobei die Rückstellfeder das Stellelement in Richtung einer Endstellung vorspannt. Damit kann die Steifigkeit und die Vorspannung der Messfeder und der Rückstellfeder optimal an die jeweilige Funktion angepasst werden. Hierdurch kann eine besonders hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Die erste und die zweite Druckfeder wirken vorzugsweise in Richtung derselben Endstellung.It can be provided that at least one restoring spring is connected in parallel with the measuring spring, with only the measuring spring exerting a force on the force sensor, with the restoring spring prestressing the actuating element in the direction of an end position. In this way, the rigidity and the preload of the measuring spring and the return spring can be optimally adapted to the respective function. As a result, a particularly high measurement accuracy can be achieved. The first and second compression springs preferably act in the direction of the same end position.
Es kann vorgesehen sein, dass die Messfeder eine Schraubenfeder ist. Die Rückstellfeder ist vorzugsweise ebenfalls eine Schraubenfeder. Eine Schraubenfeder ist besonders kostengünstig und langlebig.It can be provided that the measuring spring is a helical spring. The return spring is preferably also a helical spring. A coil spring is particularly inexpensive and durable.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Biegebalken von einem einstückigen Messteil aus Metall gebildet wird, wobei das Messteil einen Innenrahmen umfasst, welcher von einem Außenrahmen umgeben ist, wobei der wenigstens eine Biegebalken jeweils zwischen dem Innen- und dem Außenrahmen angeordnet ist, wobei die Messfeder an einem der beiden Rahmen, Innenrahmen oder Außenrahmen, abgestützt ist, wobei der andere Rahmen, Außenrahmen oder Innenrahmen, ortsfest bezüglich des Gehäuses der Verdrängermaschine angeordnet ist. Ein derartiger Kraftsensor kann auf besonders einfache Weise zwischen der Messfeder und dem Gehäuse eingebaut werden. Gleichzeitig ist diese Bauform auch innerhalb des Druckraums eines Stellzylinders verwendbar, weil der Druck des Hydraulikfluids das Messergebnis im Wesentlichen nicht beeinflusst. Der Innen- und der Außenrahmen und der wenigstens eine Biegebalken sind vorzugsweise im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet.It can be provided that the at least one bending beam is formed by a one-piece measuring part made of metal, the measuring part comprising an inner frame which is surrounded by an outer frame, the at least one bending beam being arranged between the inner and outer frames, wherein the measuring spring is supported on one of the two frames, inner frame or outer frame, with the other frame, outer frame or inner frame, being arranged in a stationary manner with respect to the housing of the displacement machine. Such a force sensor can be installed in a particularly simple manner between the measuring spring and the housing. At the same time, this design can also be used within the pressure chamber of an actuating cylinder, because the pressure of the hydraulic fluid essentially does not affect the measurement result. The inner and outer frames and the at least one bending beam are preferably arranged essentially in one plane.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kraftsensor mehrere Biegebalken umfasst, wobei die entsprechenden Dehnungsmesstreifen in der Art einer Messbrücke zusammengeschaltet sind. Hierdurch kann eine besonders hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Temperaturänderungen haben wenig Einfluss auf das Messergebnis. Die Messbrücke wird auch als Wheatstone-Brücke (https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke) bezeichnet.Provision can be made for the force sensor to comprise a plurality of bending beams, with the corresponding strain gauges being interconnected in the manner of a measuring bridge. As a result, a particularly high measurement accuracy can be achieved. Temperature changes have little influence on the measurement result. The measuring bridge is also known as a Wheatstone bridge (https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke).
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Dehnungsmessstreifen jeweils an einen zugeordneten Analog-Digitalwandler angeschlossen ist, welcher Bestandteil einer Auswertvorrichtung ist, wobei die Auswertevorrichtung dazu eingerichtet ist, aus dem entsprechenden Digitalwert eine Maßzahl für das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine zu ermitteln. Die genannte Maßzahl kann bezogen auf eine physikalische Maßeinheit (z.B. cm3) angegeben sein. Es kann auch daran gedacht sein, eine Maßzahl zu verwenden, die Werte zwischen 0 und 1 oder -1 und + 1 annehmen kann, wobei +1 bzw. -1 jeweils ein maximales Verdrängungsvolumen bezüglich einer der beiden entgegengesetzten Stellrichtungen repräsentiert. Die Auswertevorrichtung umfasst vorzugsweise einen programmierbaren Digitalrechner.Provision can be made for the at least one strain gauge to be connected to an assigned analog/digital converter, which is part of an evaluation device, with the evaluation device being set up to determine a dimension for the displacement volume of the displacement machine from the corresponding digital value. The specified number can be specified in relation to a physical unit of measurement (eg cm 3 ). It can also be considered to use a metric that can assume values between 0 and 1 or -1 and +1, with +1 or -1 representing a maximum displacement volume in relation to one of the two opposite directions of adjustment. The evaluation device preferably includes a programmable digital computer.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verdrängermaschine als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgeführt ist, wobei das Stellelement von einer bezüglich einer Schwenkachse schwenkbaren Schrägscheibe gebildet wird, wobei der Aktor wenigstens einen hydraulischen Stellzylinder umfasst.Provision can be made for the displacement machine to be designed as an axial piston machine with a swash plate design, with the actuating element being formed by a swash plate which can be pivoted with respect to a pivot axis, with the actuator comprising at least one hydraulic actuating cylinder.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 einen Querschnitt einer Verdrängermaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
2 einen Querschnitt einer Verdrängermaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und -
3 eine perspektivische Ansicht des Kraftsensors mit der zugeordneten Auswertevorrichtung.
-
1 a cross section of a displacement machine according to a first embodiment of the invention; -
2 a cross section of a displacement machine according to a second embodiment of the invention; and -
3 a perspective view of the force sensor with the associated evaluation device.
Die Verdrängermaschine 10 hat ein Gehäuse 16, in welchem eine Antriebswelle 12 bezüglich einer Drehachse 11 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 12 ragt aus dem Gehäuse 16 heraus, wobei sie dort beispielsweise mit einem Elektro- oder einem Verbrennungsmotor in Drehantriebsverbindung bringbar ist. Innerhalb des Gehäuses 16 ist die Antriebswelle 12 von einer Zylindertrommel 13 umgeben, in welcher mehrere Arbeitskolben 14 in Richtung der Drehachse 11 verschiebbar aufgenommen sind. Die Zylindertrommel 13 ist drehfest mit der Antriebswelle 12 verbunden, beispielsweise über eine Keilwellenverzahnung. Die untereinander identischen Arbeitskolben 14 sind vorzugsweise gleichförmig verteilt um die Drehachse 11 herum angeordnet, wobei sie jeweils über einen hydrostatischen Gleitschuh 15 an einem Stellelement 20 in Form der sogenannten Schrägscheibe abgestützt sind. Das Stellelement 20 ist bezüglich der Schwenkachse 21 schwenkbar im Gehäuse 16 gelagert. Die Schwenkachse 21 verläuft vorzugsweise senkrecht zur Drehachse 11. Sie kann, wie vorliegend, mit Abstand zur Drehachse 11 angeordnet sein, wobei sie die Drehachse 11 auch schneiden kann. Hierbei ist anzumerken, dass das Stellelement 20 auch linear verschiebbar sein kann, wie dies beispielsweise beim Stellring einer Flügelzellenmaschine der Fall ist.The
Weiter ist ein Aktor 30 vorgesehen, mit dessen Hilfe das Stellelement 20 bezüglich der Schwenkachse 21 verschwenkt werden kann, um das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine 10 zu verstellen. Der Aktor 30 ist in Form eines hydraulischen Stellzylinders 31 ausgeführt, dessen beweglicher Kolben über einen Gleitschuh gegen das Stellelement 20 drückt. Das unbewegliche Element des Stellzylinders 31 ist fest mit dem Gehäuse 16 verbunden.An
Weiter ist eine Rückstellfeder 22 vorgesehen, die näherungsweise in einer Flucht zum Stellzylinder 31 angeordnet ist, wobei der Stellzylinder 31 und die Rückstellfeder 22 auf gegenüberliegenden Seiten des Stellelements 20 angeordnet sind, so dass ihre Druckkräfte in entgegengesetzte Richtung wirken. Im drucklosen Zustand der Verdrängermaschine 10 bewirkt die Rückstellfeder 22 vorliegend, dass sich das Verdrängungsvolumen zum maximalen Verdrängungsvolumen hin verstellt. Wenn die Verdrängermaschine 10 unter Druck steht, wirken zusätzlich hydrostatische Kräfte in die gleiche Richtung, weil die Schwenkachse 21 mit Abstand zur Drehachse 11 angeordnet ist. Für die vorliegende Erfindung ist dieser Umstand aber von untergeordneter Bedeutung.A restoring
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung bildet die Rückstellfeder 22 gleichzeitig die Messfeder 60; 60a. Zwischen dem Gehäuse 16 und der Messfeder 60; 60a, also am ersten Ende 61 der Messfeder 60, ist der in
Die Messfeder 60; 60a bzw. die Rückstellfeder 22 ist vorliegend als Druckfeder in Form einer Schraubenfeder ausgeführt. Das dem ersten Ende gegenüberliegende zweite Ende der Messfeder 60; 60a liegt vorliegend unmittelbar am Stellelement 20 an, wobei dort eine an die Messfeder 60; 60a angepasste Zentrierausnehmung am Stellelement 20 vorgesehen ist.The measuring
Bei der zweiten Ausführungsform der Verdrängermaschine 10' ist die Messfeder 60 gesondert von der Rückstellefeder 22 ausgebildet. In der Folge kann die Messfeder 60 und der zugeordnete Kraftsensor 40 wesentlich flexibler innerhalb der Verdrängermaschine angeordnet werden. In
Allen drei Anordnungen der Messfeder 60 ist gemeinsam, dass der Kraftsensor 40 am gehäusefesten ersten Ende der Messfeder 60 angeordnet ist. Damit kann ein bezüglich des Gehäuses 16 ortsfestes Anschlusskabel für den Kraftsensor 40 verwendet werden, welches einfach zu montieren ist, wobei es im Betrieb keiner Bruchgefahr ausgesetzt ist. Weiter sind die im Betrieb entstehenden Schwingungen der Verdrängermaschine 10' am Gehäuse 16 weniger stark als am Stellelement 20, so dass eine höhere Messgenauigkeit erreichbar ist.All three arrangements of the measuring
Bei allen drei Varianten ist die Messfeder 60b; 60c; 60d als Druckfeder ausgelegt, wobei sie als Schraubenfeder ausgeführt ist. Der in
Die Messfeder 60b ist zusammen mit dem zugeordneten Kraftsensor 40 im Druckraum des in
Die Messfeder 60d ist analog zur Messfeder 60b angeordnet, jedoch im in
Die Messfeder 60b ist analog zur Rückstellfeder der ersten Ausführungsform nach
Der Kraftsensor 40 umfasst ein Messteil 45, welches einstückig aus Metall, vorzugsweise aus Federstahl, gebildet ist. Das Messteil 45 hat einen Außenrahmen 47, der vorliegend als geschlossener Ring ausgeführt ist. Der Außenrahmen 47 ist vorzugsweise so ausgeführt, dass dort die zugeordnete Messfeder unmittelbar aufliegen kann. Weiter umfasst das Messteil 45 einen Innenrahmen 46, der innerhalb des Außenrahmens 47 angeordnet ist. Über den Innenrahmen 46 ist das Messteil am Gehäuse der Verdrängermaschine abgestützt. Der Außen- und der Innenrahmen 47; 46 sind vorzugsweise im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Damit das Messteil 45 in sich genügend beweglich ist, kann am Innenrahmen 46 ein weiteres Teil fest angebaut, beispielsweise angenietet, sein, welches am Gehäuse der Verdrängermaschine unmittelbar anliegt. Das genannte Teil bewirkt also einen Abstand zwischen dem Messteil 45 und dem Gehäuse.The
Das vorliegende Messteil 45 umfasst einen einzigen Biegebalken 43, welcher sowohl mit dem Innenrahmen 46 als auch mit dem Außenrahmen 47 einstückig verbunden ist. Das Messteil 45 ist vorliegend aus Blech ausgestanzt, so dass der Biegebalken 43 in der Art einer ebenen Platte mit konstanter Dicke ausgeführt ist. Der Bereich des Biegebalkens 43, an dem die höchsten Dehnungen auftreten, wird damit von einer vergleichsweise großen Fläche gebildet, auf der problemlos ein Dehnungsmesstreifen 44 (https://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen) angebracht werden kann. Es ist denkbar, dass mehrere Biegebalken vorgesehen sind, die zwischen dem Innen- und dem Außenrahmen 46; 47 parallel geschaltet sind. Es ist denkbar, dass mehrere Dehnungsmesstreifen 44 vorgesehen sind, die an unterschiedlichen Stellen des Messteils 45 angeordnet sind. Diese sind vorzugsweise als Messbrücke zusammengeschaltet, so dass Temperaturänderungen das Messergebnis wenig beeinflussen. Es kann ein Folienmessstreifen verwendet werden, der die gesamte Messbrücke mit mehreren Dehnungsmesstreifen umfasst, wobei die einzelnen Dehnungsmesstreifen gewünschtenfalls unterschiedlich ausgerichtet sind.The
Die Auswertevorrichtung 70 umfasst einen Analog-Digitalwandler 71, einen programmierbaren Digitalrechner und eine Spannungsquelle. Die Spannungsquelle ist eingangsseitig an den Dehnungsmessstreifen, insbesondere die Messbrücke angeschlossen, wobei der Analog-Digitalwandler 71 ausgangsseitig an den Dehnungsmesstreifen 44 bzw. die Messbrücke angeschlossen ist. Er misst damit eine Spannung, die abhängig von der Kraft der Messfeder ist und wandelt diese in einen Digitalwert um. Mittels des programmierbaren Digitalrechners wird dieser Digitalwert in eine Maßzahl 72 umgerechnet. Dabei wird die Kraft-Weg-Kennlinie der Messfeder berücksichtigt. Vorzugsweise implementiert der programmierbare Digitalrechner einen digitalen Filter, mit welchem sich zeitlich ändernde Störungen aus dem genannten Digitalwert, der sich ebenfalls im Zeitablauf ändert, herausgefiltert werden.The
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Verdrängermaschine (erste Ausführungsform)positive displacement machine (first embodiment)
- 10'10'
- Verdrängermaschine (zweite Ausführungsform)positive displacement machine (second embodiment)
- 1111
- Drehachseaxis of rotation
- 1212
- Antriebswelledrive shaft
- 1313
- Zylindertrommelcylinder drum
- 1414
- Arbeitskolbenworking piston
- 1515
- Gleitschuh am ArbeitskolbenSliding shoe on the working piston
- 1616
- Gehäuse Housing
- 2020
- Stellelementactuator
- 2121
- Schwenkachsepivot axis
- 2222
- Rückstellfeder return spring
- 3030
- Aktoractuator
- 3131
- Stellzylinder adjusting cylinder
- 4040
- Kraftsensorforce sensor
- 4141
- erstes Ende des Biegebalkensfirst end of the bending beam
- 4242
- zweites Ende des Biegebalkenssecond end of the bending beam
- 4343
- Biegebalkenbending beam
- 4444
- Dehnungsmesstreifenstrain gauges
- 4545
- Messteilmeasuring part
- 4646
- Innenrahmeninner frame
- 4747
- Außenrahmenouter frame
- 6060
- Messfederrange spring
- 60a60a
- Messfederrange spring
- 60b60b
- Messfederrange spring
- 60c60c
- Messfederrange spring
- 60d60d
- Messfederrange spring
- 6161
- erstes Ende der Messfederfirst end of the range spring
- 6262
- zweites Ende der Messfeder second end of the range spring
- 7070
- Auswertevorrichtungevaluation device
- 7171
- Analog-Digitalwandleranalog to digital converter
- 7272
- Maßzahlmeasure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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---|---|
CN (1) | CN114941614A (en) |
DE (1) | DE102021201409A1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0211096B1 (en) | 1985-08-03 | 1990-06-13 | Vickers Systems GmbH | Capacity control or torque limitation |
DD293866A5 (en) | 1990-04-23 | 1991-09-12 | Veb Industriewerke Karl-Marx-Stadt,De | ADJUSTMENT DEVICE FOR HUB VOLUME CHANGE HYDROSTATIC PISTON MACHINES |
DE102007034344A1 (en) | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for vibration analysis on a machine |
DE102007044465A1 (en) | 2007-09-18 | 2009-03-19 | Volkswagen Ag | Adjustable axial piston compressor for refrigerant circuit of vehicle air conditioning system, has sensor determining passage of marking and signals to electronics determining strokes based on signals and angle of swash plate |
DE102010045539A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Robert Bosch Gmbh | Pivot angle sensor arrangement for detecting pivoting motion and/or pivoting position of pivotable swash plate of e.g. hydraulic pump, has pivot angle transmitters magnetically connected in effective connection with swash plate |
DE102012221922A1 (en) | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Hawe Inline Hydraulik Gmbh | Pump, in particular axial piston pump with scanning on the swash plate |
DE102013207320A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-23 | Robert Bosch Gmbh | Control module for a variable in their stroke hydraulic unit and hydraulic unit with such a control module |
DE102014219366A1 (en) | 2014-02-18 | 2015-08-20 | Robert Bosch Gmbh | Axial piston machine in swash plate design |
DE112015001350T5 (en) | 2014-03-20 | 2016-12-08 | Danfoss Power Solutions Inc. | Electronic torque and pressure control for load-dependent pumps |
DE102017220256A1 (en) | 2017-11-14 | 2019-05-16 | Mahle International Gmbh | Axial piston machine for regulating a motor vehicle air conditioning |
-
2021
- 2021-02-15 DE DE102021201409.7A patent/DE102021201409A1/en active Pending
-
2022
- 2022-02-14 CN CN202210133228.2A patent/CN114941614A/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0211096B1 (en) | 1985-08-03 | 1990-06-13 | Vickers Systems GmbH | Capacity control or torque limitation |
DD293866A5 (en) | 1990-04-23 | 1991-09-12 | Veb Industriewerke Karl-Marx-Stadt,De | ADJUSTMENT DEVICE FOR HUB VOLUME CHANGE HYDROSTATIC PISTON MACHINES |
DE102007034344A1 (en) | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for vibration analysis on a machine |
DE102007044465A1 (en) | 2007-09-18 | 2009-03-19 | Volkswagen Ag | Adjustable axial piston compressor for refrigerant circuit of vehicle air conditioning system, has sensor determining passage of marking and signals to electronics determining strokes based on signals and angle of swash plate |
DE102010045539A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-15 | Robert Bosch Gmbh | Pivot angle sensor arrangement for detecting pivoting motion and/or pivoting position of pivotable swash plate of e.g. hydraulic pump, has pivot angle transmitters magnetically connected in effective connection with swash plate |
DE102012221922A1 (en) | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Hawe Inline Hydraulik Gmbh | Pump, in particular axial piston pump with scanning on the swash plate |
DE102013207320A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-23 | Robert Bosch Gmbh | Control module for a variable in their stroke hydraulic unit and hydraulic unit with such a control module |
DE102014219366A1 (en) | 2014-02-18 | 2015-08-20 | Robert Bosch Gmbh | Axial piston machine in swash plate design |
DE112015001350T5 (en) | 2014-03-20 | 2016-12-08 | Danfoss Power Solutions Inc. | Electronic torque and pressure control for load-dependent pumps |
DE102017220256A1 (en) | 2017-11-14 | 2019-05-16 | Mahle International Gmbh | Axial piston machine for regulating a motor vehicle air conditioning |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Dehnungsmessstreifen. In: Wikipedia, die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 19. Januar 2021, 10:25 Uhr. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Dehnungsmessstreifen&oldid=207825045 [abgerufen am 01.04.2021] |
Wheatstonesche Messbrücke. In: Wikipedia, die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 5. Dezember 2020, 19:39 Uhr. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke&oldid=206263882 [abgerufen am 01.04.2021] |
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