DE102021201409A1 - Displacement machine with displacement volume measuring device - Google Patents

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Timo Nafz
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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 DE 10 2010 045 539 A1 ist eine Verdrängermaschine in Form einer Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise bekannt. Diese umfasst ein Stellelement in Form einer schwenkbaren Schrägscheibe, wobei das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine abhängig von der Stellung des Stellelements ist. Dessen Stellung kann mittels eines Aktors, welcher einen hydraulischen Zylinder umfasst, verstellt werden. Weiter ist ein Drehwinkelsensor vorgesehen, mit welchem die Schwenkstellung des Stellelements gemessen werden kann. Der entsprechende Messwert wird beispielsweise im Rahmen einer Druckregelung des hydraulischen Antriebssystems verwendet, in welches die Verdrängermaschine eingebaut ist.From the DE 10 2010 045 539 A1 a displacement machine in the form of an axial piston machine in a swash plate design is known. This comprises an actuating element in the form of a pivotable swash plate, the displacement volume of the displacement machine being dependent on the position of the actuating element. Its position can be adjusted by means of an actuator, which includes a hydraulic cylinder. A rotation angle sensor is also provided, with which the pivoted position of the actuating element can be measured. The corresponding measured value is used, for example, as part of a pressure control of the hydraulic drive system in which the displacement machine is installed.

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.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 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.

1 zeigt einen Querschnitt einer Verdrängermaschine 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Verdrängermaschine 10 ist beispielhaft als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgeführt, wobei die vorliegende Erfindung für jede hydrostatische Verdrängermaschine mit verstellbarem Verdrängungsvolumen verwendbar ist, also beispielsweise auch für Radialkolbenmaschinen oder Flügelzellenmaschinen. 1 shows a cross section of a positive displacement machine 10 according to a first embodiment of the invention. The positive-displacement machine 10 is designed, for example, as an axial piston machine in a swashplate design, with the present invention being usable for any hydrostatic positive-displacement machine with an adjustable displacement volume, ie for example also for radial-piston machines or vane-cell machines.

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 displacement machine 10 has a housing 16 in which a drive shaft 12 is rotatably mounted with respect to an axis of rotation 11 . The drive shaft 12 protrudes from the housing 16, where it can be brought into rotary drive connection, for example, with an electric motor or an internal combustion engine. Within the housing 16, the drive shaft 12 is surrounded by a cylinder drum 13, in which a plurality of working pistons 14 are accommodated so as to be displaceable in the direction of the axis of rotation 11. The cylinder drum 13 is non-rotatably connected to the drive shaft 12, for example via splines. The mutually identical working col Ben 14 are preferably arranged uniformly distributed around the axis of rotation 11, wherein they are each supported via a hydrostatic sliding shoe 15 on an actuating element 20 in the form of the so-called swash plate. The actuating element 20 is mounted in the housing 16 so that it can pivot with respect to the pivot axis 21 . The pivot axis 21 preferably runs perpendicularly to the axis of rotation 11. As in the present case, it can be arranged at a distance from the axis of rotation 11, and it can also intersect the axis of rotation 11. It should be noted here that the adjusting element 20 can also be linearly displaceable, as is the case, for example, with the adjusting ring of a vane cell machine.

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 actuator 30 is also provided, with the aid of which the actuating element 20 can be pivoted with respect to the pivot axis 21 in order to adjust the displacement volume of the displacement machine 10 . The actuator 30 is designed in the form of a hydraulic actuating cylinder 31, the movable piston of which presses against the actuating element 20 via a sliding shoe. The immovable element of the adjusting cylinder 31 is firmly connected to the housing 16 .

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 spring 22 is also provided, which is arranged approximately in alignment with the actuating cylinder 31, the actuating cylinder 31 and the restoring spring 22 being arranged on opposite sides of the actuating element 20 so that their compressive forces act in opposite directions. In the pressureless state of the displacement machine 10, the restoring spring 22 causes the displacement volume to be adjusted toward the maximum displacement volume. If the displacement machine 10 is under pressure, additional hydrostatic forces act in the same direction because the pivot axis 21 is arranged at a distance from the axis of rotation 11 . However, this fact is of secondary importance for the present invention.

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 3 genauer dargestellte Kraftsensor 40 eingebaut, so dass die Druckkraft der Messfeder 60; 60a mit dem Kraftsensor 40 messbar ist. Die genannte Druckkraft ist näherungsweise proportional zur Stellung des Stellelements 20 und damit zum Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine 10. Soweit der entsprechende Zusammenhang nichtlinear ist, lässt er sich leicht durch eine mathematische Formel oder durch eine Wertetabelle beschreiben, wobei er so im Rahmen der Ermittlung der Maßzahl (Nr. 72 in 3) berücksichtigt werden kann.In the first embodiment of the invention, the return spring 22 also forms the measuring spring 60; 60a. Between the housing 16 and the range spring 60; 60a, i.e. at the first end 61 of the measuring spring 60, is the in 3 Force sensor 40 shown in more detail installed, so that the compressive force of the measuring spring 60; 60a can be measured with the force sensor 40. The compressive force mentioned is approximately proportional to the position of the actuating element 20 and thus to the displacement volume of the displacement machine 10. Insofar as the corresponding relationship is non-linear, it can be easily described by a mathematical formula or by a table of values, in which case it can be used as part of the determination of the dimension ( No. 72 in 3 ) can be taken into account.

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 spring 60; 60a or the restoring spring 22 is designed here as a compression spring in the form of a helical spring. The second end of the measuring spring 60 opposite the first end; 60a is present directly on the actuating element 20, where there is a to the measuring spring 60; 60a adapted centering recess is provided on the actuating element 20.

2 zeigt einen Querschnitt einer Verdrängermaschine 10' gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Verdrängermaschine 10' ist ebenfalls als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgeführt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform nach 1 ist deren Verdrängungsvolumen über das Verdrängungsvolumen Null hinweg verstellbar, so dass die Durchströmungsrichtung der Verdrängermaschine 10' bei gleichbleibender Antriebsdrehrichtung allein durch Verstellung des Verdrängungsvolumens umgekehrt werden kann. Der Aktor umfasst vorliegend zwei einfachwirkende hydraulische Stellzylinder 31, welche in entgegengesetzter Richtung auf das Stellelement 20 in Form der schwenkbaren Schrägscheibe wirken. Bei der zweiten Ausführungsform schneidet die Schwenkachse des Stellelements 20 die Drehachse 11. Der in 2 obere Stellzylinder 31 ist mit einer Rückstellfeder 22 versehen, welche das Stellelement 20 zu einem maximalen Verdrängungsvolumen hin vorspannt. 2 shows a cross section of a positive displacement machine 10' according to a second embodiment of the invention. The displacement machine 10' is also designed as an axial piston machine with a swash plate design. In contrast to the first embodiment 1 the displacement volume of which can be adjusted beyond the displacement volume of zero, so that the direction of flow through the displacement machine 10' can be reversed simply by adjusting the displacement volume while the direction of rotation of the drive remains the same. In the present case, the actuator comprises two single-acting hydraulic actuating cylinders 31, which act in opposite directions on the actuating element 20 in the form of the pivotable swash plate. In the second embodiment, the pivot axis of the actuating element 20 intersects the axis of rotation 11. The in 2 upper actuating cylinder 31 is provided with a return spring 22 which biases the actuating element 20 to a maximum displacement volume.

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 2 sind drei verschiedene mögliche Anordnungen der Messfeder 60b; 60c; 60d eingezeichnet. Obgleich es denkbar ist, mehrere Messfedern 60 gleichzeitig zu verwenden, um die Messgenauigkeit zu steigern, wird aus Kostengründen bevorzugt, nur einen einzigen der drei gezeigten Anordnungen der Messfeder 60 zu verwenden.In the second embodiment of the displacement machine 10 ′, the measuring spring 60 is designed separately from the restoring spring 22 . As a result, the measuring spring 60 and the associated force sensor 40 can be arranged much more flexibly within the displacement machine. In 2 are three different possible arrangements of the range spring 60b; 60c; 60d drawn. Although it is conceivable to use several measuring springs 60 at the same time in order to increase the measuring accuracy, for cost reasons it is preferred to use only one of the three measuring spring 60 arrangements shown.

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 spring 60 have in common that the force sensor 40 is arranged at the first end of the measuring spring 60 fixed to the housing. In this way, a connection cable that is stationary with respect to the housing 16 can be used for the force sensor 40, which is easy to assemble and is not exposed to any risk of breakage during operation. Furthermore, the vibrations of the displacement machine 10' occurring during operation are less strong on the housing 16 than on the actuating element 20, so that a higher measurement accuracy can be achieved.

Bei allen drei Varianten ist die Messfeder 60b; 60c; 60d als Druckfeder ausgelegt, wobei sie als Schraubenfeder ausgeführt ist. Der in 3 genauer dargestellte Kraftsensor 40 ist zwischen der Messfeder 60b; 60c; 60d und dem Gehäuse 16 angeordnet, wobei die Druckkraft der Messfeder 60b; 60c; 60d unmittelbar auf dem Kraftsensor 40 abgestützt ist.In all three variants, the measuring spring is 60b; 60c; 60d designed as a compression spring, being designed as a helical spring. the inside 3 The force sensor 40 shown in more detail is between the measuring spring 60b; 60c; 60d and the housing 16, the compressive force of the measuring spring 60b; 60c; 60d is supported directly on the force sensor 40.

Die Messfeder 60b ist zusammen mit dem zugeordneten Kraftsensor 40 im Druckraum des in 2 oberen Stellzylinders 31 angeordnet. Ihr zweites Ende ist am beweglichen Element dieses Stellzylinders 31 abgestützt, so dass es mit dem Stellelement 20 bewegungsgekoppelt ist. Ein Vorteil des in 3 dargestellten Kraftsensors besteht darin, dass der Druck des Hydraulikfluids im genannten Druckraum in Summe keine Kraft auf den Kraftsensor 40 ausübt, die eine Verformung des Biegebalkens (Nr. 43 in 3) bewirkt.The measuring spring 60b, together with the associated force sensor 40, is in the pressure chamber of the 2 upper adjusting cylinder 31 arranged. Its second end is supported on the movable element of this actuating cylinder 31, so that it is coupled to the actuating element 20 for movement. An advantage of the in 3 The force sensor shown is that the pressure of the hydraulic fluid in the pressure chamber mentioned does not exert a total force on the force sensor 40 that would cause a deformation of the bending beam (No. 43 in 3 ) causes.

Die Messfeder 60d ist analog zur Messfeder 60b angeordnet, jedoch im in 2 unteren Stellzylinder 31.The measuring spring 60d is arranged analogously to the measuring spring 60b, but in the in 2 lower adjusting cylinder 31.

Die Messfeder 60b ist analog zur Rückstellfeder der ersten Ausführungsform nach 1 angeordnet. Vorzugsweise haben die Messfedern 60b; 60c; 60d eine deutlich geringere Steifigkeit als die Rückstellfeder 22. Der Vorteil der zweiten Ausführungsform besteht gerade darin, dass die beiden genannten Steifigkeiten im Wesentlichen unabhängig voneinander gewählt werden können, so dass sie jeweils optimal an die betreffende Funktion (Rückstellung, Kraftmessung) angepasst werden kann. Gleiches gilt für die Vorspannung der genannten Federn 60b; 60c; 60d; 22.The measuring spring 60b is analogous to the return spring of the first embodiment 1 arranged. Preferably, the range springs 60b; 60c; 60d has a significantly lower stiffness than the restoring spring 22. The advantage of the second embodiment is precisely that the two stiffnesses mentioned can be selected essentially independently of one another, so that they can be optimally adapted to the relevant function (restoring, force measurement). The same applies to the bias of said springs 60b; 60c; 60d; 22

3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kraftsensors 40 mit der zugeordneten Auswertevorrichtung 70. Der Kraftsensor 40 ist sowohl in der ersten Ausführungsform nach 1 als auch in der zweiten Ausführungsform nach 2 verwendbar. 3 shows a perspective view of the force sensor 40 with the associated evaluation device 70. The force sensor 40 is both in the first embodiment 1 as well as in the second embodiment 2 usable.

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 force sensor 40 includes a measuring part 45, which is formed in one piece from metal, preferably from spring steel. The measuring part 45 has an outer frame 47, which in the present case is designed as a closed ring. The outer frame 47 is preferably designed in such a way that the associated measuring spring can rest directly there. Furthermore, the measuring part 45 comprises an inner frame 46 which is arranged inside the outer frame 47 . The measuring part is supported on the housing of the displacement machine via the inner frame 46 . The outer and inner frames 47; 46 are preferably arranged essentially in one plane. In order for the measuring part 45 to be sufficiently movable in itself, another part can be permanently attached to the inner frame 46, for example riveted, which rests directly on the housing of the displacement machine. Said part thus causes a distance between the measuring part 45 and the housing.

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 present measuring part 45 comprises a single bending beam 43 which is integrally connected both to the inner frame 46 and to the outer frame 47 . In the present case, the measuring part 45 is stamped out of sheet metal, so that the bending beam 43 is designed in the manner of a flat plate with a constant thickness. The area of the bending beam 43 where the highest strains occur is thus formed by a comparatively large area on which a strain gauge 44 (https://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen) can be attached without any problems. It is conceivable that several bending beams are provided between the inner and the outer frame 46; 47 are connected in parallel. It is conceivable that several strain gauges 44 are provided, which are arranged at different points of the measuring part 45 . These are preferably interconnected as a measuring bridge so that temperature changes have little effect on the measurement result. A foil gauge can be used, which encompasses the entire measuring bridge with a plurality of strain gauges, with the individual strain gauges being oriented differently, if desired.

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 evaluation device 70 includes an analog/digital converter 71, a programmable digital computer and a voltage source. The voltage source is connected to the strain gauges, in particular the measuring bridge, on the input side, with the analog/digital converter 71 being connected to the strain gauges 44 or the measuring bridge on the output side. It uses it to measure a voltage that depends on the force of the measuring spring and converts it into a digital value. This digital value is converted into a dimension 72 by means of the programmable digital computer. The force-displacement characteristic of the range spring is taken into account. The programmable digital computer preferably implements a digital filter, with which disturbances that change over time are filtered out of the named digital value, which also changes over time.

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

  • DE 102010045539 A1 [0002]DE 102010045539 A1 [0002]

Claims (11)

Verdrängermaschine (10; 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, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftsensor (40) und eine Messfeder (60) vorgesehen sind, 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 (40) 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.Displacement machine (10; 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 adjusted, characterized in that a force sensor ( 40) and a measuring spring (60) are provided, the measuring spring (60) having a first and an opposite second end (61; 62), the first end (61) of the measuring spring (60) being fixed in place on a housing (16) of the positive-displacement machine (10; 10'), the second end of the measuring spring (60) being coupled for movement to the actuating element (20), the force sensor (40) being connected to the measuring spring (60) in such a way that the measuring spring (60 ) 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). Verdrängermaschine (10; 10') nach Anspruch 1, wobei der Kraftsensor (40) mit dem ersten Ende (61) der Messfeder (60) verbunden ist.displacement machine (10; 10'). claim 1 , wherein the force sensor (40) is connected to the first end (61) of the measuring spring (60). Verdrängermaschine (10; 10') nach Anspruch 2, wobei die Messfeder (60) eine Druckfeder ist, welche zwischen dem Kraftsensor (40) und dem Stellelement (20) eingebaut ist, so dass eine Druckkraft der Messfeder (60) den Kraftsensor (40) gegen das Gehäuse (16) der Verdrängermaschine (10; 10') drückt, wobei die genannte Druckkraft am Stellelement (20) abgestützt ist.displacement machine (10; 10'). claim 2 , wherein the measuring spring (60) is a compression spring, which is installed between the force sensor (40) and the actuating element (20), so that a compressive force of the measuring spring (60) forces the force sensor (40) against the housing (16) of the displacement machine ( 10; 10'), said compressive force being supported on the actuating element (20). Verdrängermaschine (10; 10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kraftsensor (40) wenigstens einen Biegebalken (43) mit einem ersten und einem zweiten Ende (41; 42) umfasst, wobei das erste Ende (41) des Biegebalkens (43) im Wesentlichen ortsfest bezüglich des Gehäuses (16) der Verdrängermaschine (10; 10') angeordnet ist, wobei das erste Ende (61) der Messfeder (60) mit dem zweiten Ende (42) des Biegebalkens (43) verbunden ist, wobei der wenigstens eine Biegebalken (43) jeweils mit einem Dehnungsmessstreifen (44) versehen ist, wobei der genannte Messwert des Kraftsensors (40) abhängig vom Dehnungszustand des wenigstens einen Dehnungsmessstreifens (44) ist.Displacement machine (10; 10') according to one of the preceding claims, wherein the force sensor (40) comprises at least one bending beam (43) with a first and a second end (41; 42), the first end (41) of the bending beam (43 ) is arranged essentially stationary with respect to the housing (16) of the displacement machine (10; 10'), the first end (61) of the measuring spring (60) being connected to the second end (42) of the bending beam (43), the at least one bending beam (43) is each provided with a strain gauge (44), said measured value of the force sensor (40) depending on the strain condition of the at least one strain gauge (44). Verdrängermaschine (10; 10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Stellelement (20) im Bereich des zweiten Endes (62) der Messfeder (60) entlang eines Stellwegs verlagerbar ist, wobei die Messfeder (60) im Wesentlichen parallel zum Stellweg angeordnet ist, so dass eine Kraft der Messfeder (60) das Stellelement (20) in Richtung einer Endstellung vorspannt.Displacement machine (10; 10') according to one of the preceding claims, wherein the actuating element (20) can be displaced along a travel path in the region of the second end (62) of the measuring spring (60), the measuring spring (60) being arranged essentially parallel to the travel path is, so that a force of the measuring spring (60) biases the actuating element (20) in the direction of an end position. Verdrängermaschine (10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Messfeder (60) wenigstens eine Rückstellfeder (22) parallel geschaltet ist, wobei ausschließlich die Messfeder (60) eine Kraft auf den Kraftsensor (40) ausübt, wobei die Rückstellfeder (22) das Stellelement (20) in Richtung einer Endstellung vorspannt.Displacement machine (10') according to one of the preceding claims, wherein at least one restoring spring (22) is connected in parallel with the measuring spring (60), with only the measuring spring (60) exerting a force on the force sensor (40), with the restoring spring (22) biases the actuating element (20) in the direction of an end position. Verdrängermaschine (10; 10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Messfeder (60) eine Schraubenfeder ist.Positive displacement machine (10; 10') according to any one of the preceding claims, wherein the measuring spring (60) is a coil spring. Verdrängermaschine (10; 10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Biegebalken (43) von einem einstückigen Messteil (45) aus Metall gebildet wird, wobei das Messteil (45) einen Innenrahmen (46) umfasst, welcher von einem Außenrahmen (47) umgeben ist, wobei der wenigstens eine Biegebalken (43) jeweils zwischen dem Innen- und dem Außenrahmen (46; 47) angeordnet ist, wobei die Messfeder (60) an einem der beiden Rahmen, Innenrahmen (46) oder Außenrahmen (47), abgestützt ist, wobei der andere Rahmen, Außenrahmen (47) oder Innenrahmen (46), ortsfest bezüglich dessen Gehäuses (16) der Verdrängermaschine (10; 10') angeordnet ist.Displacement machine (10; 10') according to one of the preceding claims, wherein the at least one bending beam (43) is formed by a one-piece measuring part (45) made of metal, wherein the measuring part (45) comprises an inner frame (46) which is connected to an outer frame (47), the at least one bending beam (43) being arranged between the inner and outer frame (46; 47), the measuring spring (60) being attached to one of the two frames, inner frame (46) or outer frame (47 ), is supported, wherein the other frame, outer frame (47) or inner frame (46), is arranged stationary with respect to its housing (16) of the displacement machine (10; 10'). Verdrängermaschine (10; 10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kraftsensor mehrere Biegebalken (43) umfasst, wobei die entsprechenden Dehnungsmesstreifen (44) in der Art einer Messbrücke zusammengeschaltet sind.Displacement machine (10; 10') according to one of the preceding claims, wherein the force sensor comprises a plurality of bending beams (43), the corresponding strain gauges (44) being interconnected in the manner of a measuring bridge. Verdrängermaschine (10; 10') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Dehnungsmessstreifen (44) jeweils an einen zugeordneten Analog-Digitalwandler (71) angeschlossen ist, welcher Bestandteil einer Auswertvorrichtung (70) ist, wobei die Auswertevorrichtung (70) dazu eingerichtet ist, aus dem entsprechenden Digitalwert eine Maßzahl (72) für das Verdrängungsvolumen der Verdrängermaschine (10; 10') zu ermitteln.Displacement machine (10; 10') according to one of the preceding claims, wherein the at least one strain gauge (44) is connected to an associated analog-to-digital converter (71), which is part of an evaluation device (70), the evaluation device (70) being is set up to determine a measure (72) for the displacement volume of the displacement machine (10; 10') from the corresponding digital value. Verdrängermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verdrängermaschine (10; 10') als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgeführt ist, wobei das Stellelement (20) von einer bezüglich einer Schwenkachse (21) schwenkbaren Schrägscheibe gebildet wird, wobei der Aktor (30) wenigstens einen hydraulischen Stellzylinder (31) umfasst.Displacement machine according to one of the preceding claims, wherein the displacement machine (10; 10') is designed as an axial piston machine with a swash plate design, the actuating element (20) being formed by a swash plate which can be pivoted with respect to a pivot axis (21), the actuator (30) having at least one hydraulic actuating cylinder (31).
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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