DE10206958A1

DE10206958A1 - Hydrostatische Verdrängereinheit

Info

Publication number: DE10206958A1
Application number: DE2002106958
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Doerr
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verdrängereinheit, insbesondere Axial- oder Radialkolbenmaschine, mit mehreren Kolben, die in Zylinderbohrungen einer Zylindertrommel längsverschiebbar gelagert sind und Zylinderräume bilden, und einem Steuerelement (1), insbesondere einem Steuerspiegel (2), an dem eine erste Steueröffnung (3) und eine zweite Steueröffnung (5) ausgebildet ist, wobei an dem Steuerelement (21) zwischen der ersten Steueröffnung (3) und der zweiten Steueröffnung (5) eine Umsteueröffnung (10) angeordnet ist mittels der der Zylinderraum beim Umsteuern von der ersten Steueröffnung (3) auf die zweite Steueröffnung (5) nach der Trennung von der ersten Steueröffnung (3) erneut mit der ersten Steueröffnung (3) in Verbindung bringbar ist. Die Umsteueröffnung (10) ist als in dem Steuerelement (1) angesteuerte Steuerkerbe (11) ausgebildet, die bei der Umsteuerung eines ersten Zylinderraums von der ersten Steueröffnung (3) auf die zweite Steueröffnung (5) mittels eines dem ersten Zylinderraum nachfolgenden zweiten Zylinderraums eine Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steueröffnung (3) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Verdrängereinheit, insbesondere Axial- oder Radialkolbenmaschine, mit mehreren Kolben, die in Zylinderbohrungen einer Zylindertrommel längsverschiebbar gelagert sind und Zylinderräume bilden, und einem Steuerelement, insbesondere einem Steuerspiegel, an dem eine erste Steueröffnung und eine zweite Steueröffnung ausgebildet ist, wobei an dem Steuerelement zwischen der ersten und der zweiten Steueröffnung eine Umsteueröffnung angeordnet ist mittels der der Zylinderraum beim Umsteuern von der ersten Steueröffnung auf die zweite Steueröffnung nach der Trennung von der ersten Steueröffnung mit der ersten Steueröffnung in Verbindung bringbar ist.
Bei derartigen hydrostatischen Verdrängereinheiten, die insbesondere als Axialkolben- oder Radialkolbenmaschine ausgebildet sind, werden die Zylinderräume im Betrieb bei einer Rotation der Zylindertrommel relativ zum feststehenden Steuerspiegel abwechselnd mit der ersten Steueröffnung und der zweiten Steueröffnung verbunden. Im Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit bildet die erste Steueröffnung die Niederdruckseite und die zweite Steueröffnung die Hochdruckseite.
Beim Umsteuern der Zylinderräume von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite treten Druckpulsationen und Volumenstrompulsationen auf, die zu Geräuschen und Schwingungen in der Verdrängereinheit und den daran angeschlossenen Bauteilen, beispielsweise Rohrleitungen und Verbraucher führen.
Eine Ursache für das Entstehen der Pulsationen in der Hochdruckseite liegt in der kinematischen Ungleichförmigkeit des Förderstroms. Bei derartigen Verdrängereinheiten wird das Druckmittel von mehreren Kolben von der Niederdruckseite in die Hochdruckseite gefördert. Durch die Aneinanderreihung der Förderströme der einzelnen Kolben zu dem Gesamtförderstrom ergeben sich Volumenstrompulsationen an der Hochdruckseite.
Zudem kommt es beim Umsteuern der Zylinderräume von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite zu einem Druckanstieg in den Zylinderräumen, um den Druck in den Zylinderräumen auf den Hochdruck anzuheben. Diese durch den Druckanstieg bedingten Druckpulsationen führen zu einer Schallentstehung an der Verdrängereinheit. Diese Art der Schallentstehung wird gefördert durch die Steilheit der Druckflanke, d. h. der Steigung des Druckanstiegs.
Beim Umsteuern der Zylinderräume von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite kann es bedingt durch eine Überkompression in den Zylinderräumen zu einer Drucküberhöhung kommen, wobei der Druck in den Zylinderräumen größer als der Druck an der Hochdruckseite wird. Diese Drucküberhöhung führt bei der Verbindung des Zylinderraums mit der Hochdruckseite zu Pulsationen und somit Geräuschen an der Verdrängereinheit.
Eine weitere Ursache für die Pulsationen in der Hochdruckseite liegt in der Kompressibilität des Druckmittels. Während des Umsteuervorgangs von der die Einlassseite bildenden Niederdruckseite auf die die Auslassseite bildende Hochdruckseite ist aufgrund der Kompressibiltät des Druckmittels ein Flüssigkeitsvolumen (Kompressionsvolumen) erforderlich, um den Druck im Zylinderraum von dem Niederdruck der Einlassseite auf den Hochdruck der Auslassseite anzuheben. Dieses Flüssigkeitsvolumen wird aus der Hochdruckseite entnommen, wodurch an der Hochdruckseite, die die Auslassseite darstellt, durch die Entnahme der einzelnen Flüssigkeitsvolumen für jeden Zylinderraum Volumenstrompulsationen auftreten. Zudem kommt es zu Volumenstrompulsationen an der Hochdruckseite, da bei der Verbindung des Zylinderraums mit der Hochdruckseite der Förderstrom des Zylinders schlagartig in die Hochdruckseite gefördert wird. Diese Volumenstrompulsationen an der Hochdruckseite der Verdrängereinheit führen an den an die Verdrängereinheit angeschlossenen Bauteilen, beispielsweise Rohrleitungen und Verbraucher, zu Druckpulsationen und somit Geräuschen.
Diese Pulsationen können bei gattungsgemäßen Verdrängereinheiten verringert werden, wenn an dem Steuerspiegel zwischen der Niederdruckseite und der Hochdruckseite eine Umsteueröffnung angeordnet ist, mit der der Zylinderraum beim Umsteuern von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite nach der Trennung von der Niederdruckseite erneut mit der Niederdruckseite in Verbindung bringbar ist. Hierdurch kann beim Umsteuern von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite ein sinusförmigen Verlauf des Druckanstiegs in den Zylinderräumen erzielt werden, wodurch sich geringe Pulsationen an der Verdrängereinheit an der Hochdruckseite ergeben und die Verdrängereinheit und die an diese angeschlossenen Bauteile ein verbessertes Geräuschverhalten aufweisen.

Eine gattungsgemäße Verdrängereinheit ist aus der EP 0 974 753 A2 bekannt. Zwischen der Niederdruckseite und der Hochdruckseite ist in dem Umsteuerbereich eine Bypassöffnung an dem Steuerspiegel angeordnet, die über einen in dem Steuerspiegel ausgebildeten Kanal mit der Niederdruckseite in Verbindung steht. Die Zylinderbohrungen sind an dem dem Steuerspiegel zugewandten Bereich mit jeweils einem Steuerschlitz versehen, wobei die Steuerschlitze mit einer nach Innen gerichteten Ausnehmung versehen sind. Mittels der Ausnehmung wird hierbei beim Umsteuern von der Niederdruckseite zur Hochdruckseite die Bypassöffnung und somit die Verbindung zur Niederdruckseite gesteuert. Durch diese Bypassöffnung kann ein sinusförmiger Verlauf des Druckanstiegs in den Zylinderräumen erzielt werden. Die mittels des Kanals an die Niederdruckseite angeschlossene Bypassöffnung und die mit den Ausnehmungen versehenen Steuerschlitze der Zylinderbohrungen weisen jedoch einen hohen Fertigungsaufwand und somit entsprechend hohe Herstellkosten für die Verdrängereinheit auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Verdrängereinheit zur Verfügung zu stellen, mit der das Umsteuerverhalten der Verdrängereinheit mit geringem Bauaufwand verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Umsteueröffnung als in dem Steuerelement angeordnete Steuerkerbe ausgebildet ist, die bei der Umsteuerung eines ersten Zylinderraums von der ersten Steueröffnung auf die zweite Steueröffnung mittels eines dem ersten Zylinderraum nachfolgenden zweiten Zylinderraums eine Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steueröffnung ermöglicht. Erfindungsgemäß wird somit der erste Zylinderraum beim Umsteuern von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite nach der Trennung von der Niederdruckseite über die Steuerkerbe und den nachfolgenden Zylinderraum erneut mit der Niederdruckseite verbunden. An dem Steuerelement ist somit lediglich zwischen der ersten Steueröffnung und der zweiten Steueröffnung eine Steuerkerbe auszubilden. Eine derartige Steuerkerbe kann auf einfache Weise mit geringem Bauaufwand an dem Steuerelement hergestellt werden. Hierdurch kann ein sinusförmiger Druckaufbau des Zylinderraums und somit ein verbessertes Geräuschverhalten der Verdrängereinheit mit geringem Bauaufwand und somit geringen Herstellkosten erzielt werden.

Bei einer Verdrängereinheit, bei der jeder Zylinderraum einen dem Steuerelement zugewandten Steuerschlitz aufweist, ergeben sich besondere Vorteile, wenn die Steuerkerbe bei der Umsteuerung des ersten Zylinderraums von der ersten Steueröffnung auf die zweite Steueröffnung mit dem Steuerschlitz des ersten Zylinderraums und dem Steuerschlitz des dem ersten Zylinderraum nachfolgenden zweiten Zylinderraums in Verbindung steht, wobei der zweite Steuerschlitz mit der ersten Steueröffnung in Verbindung steht. Die Steuerkerbe ist somit derart ausgebildet, dass diese zwei in Umfangsrichtung hintereinanderliegende Steuerschlitze und somit Zylinderräume miteinander verbindet, wobei der Zylinderraum mit dem ersten Steuerschlitz von der ersten Steueröffnung zur zweiten Steueröffnung umsteuert und der Zylinderraum mit dem zweiten Steuerschlitz die Verbindung zur ersten Steueröffnung ermöglicht.

Der Beginn der Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steueröffnung kann hierbei mit dem Steuerschlitz des zweiten Zylinderraums gesteuert werden.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Steuerkerbe derart angeordnet ist, dass der Steuerschlitz des zweiten Zylinderraums die Verbindung mit der Steuerkerbe herstellt, wenn der erste Zylinderraum im Bereich des Totpunktes ist. Der erste Zylinderraum befindet sich somit etwa im mittleren Bereich des Druckaufbaus während des Umsteuerns von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite, wenn über die Steuerkerbe und den zweiten Steuerschlitz die Verbindung des ersten Zylinderraums zur ersten Steueröffnung freigegeben wird. Hierdurch kann auf einfache Weise ein sinusförmiger Druckanstieg in dem Zylinderraum erzielt und eine Überkompression in dem ersten Zylinderraum vermieden werden.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist das Ende der Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steuerniere mit dem Steuerschlitz des ersten Zylinderraums steuerbar.

Mit besonderem Vorteil ist die Steuerkerbe derart angeordnet, dass nach der Verbindung des Steuerschlitzes des ersten Zylinderraums mit der zweiten Steueröffnung der Steuerschlitz des ersten Zylinderraums die Verbindung zur Steuerkerbe verschließt. Durch die Verbindung des ersten Zylinderraums mit der Niederdruckseite beim Umsteuern von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite bis zum Anschluss des ersten Zylinderraums an die Hochdruckseite kann auf einfache Weise erzielt werden, dass während des Druckanstiegs im Zylinderraum Druckmittel aus dem Zylinderraum zur Niederdruckseite entweichen kann, wodurch eine Überkompression des Zylinderraums wirksam vermieden werden kann. Zudem treten hierbei geringe Verluste durch aus der Hochdruckseite entnommenes Druckmittel auf. Ein schlagartiges Austreten von Druckmittel aus dem Zylinderraum in die Hochdruckseite bei der Verbindung des Zylinderraums mit der Hochdruckseite wird hierbei weiterhin nahezu vollständig vermieden, wodurch an der Verdrängereinheit geringe Volumenstrompulsationen auftreten. Hierdurch kann auf einfache Weise ein verbessertes Geräuschverhalten der Verdrängereinheit und der an diese angeschlossenen Bauteile erzielt werden.

Zweckmäßigerweise ist die Steuerkerbe angrenzend an die erste Steueröffnung angeordnet.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Steuerkerbe einen in Umfangsrichtung zunehmenden Querschnitt aufweist. Hierdurch kann erzielt werden, dass die Umsteuerfläche des ersten Zylinderraums zur Niederdruckseite über die Umsteuerkerbe kontinuierlich geöffnet und schlagartig geschlossen wird. Mit einem derartigen Flächenverlauf der Umsteuerfläche der Umsteuerkerbe kann ein sinusförmiger Druckanstieg unter Vermeidung einer Drucküberhöhung im Zylinderraum erzielt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Umsteuerbereich von der ersten auf die zweite Steueröffnung an der ersten Steueröffnung eine Umsteuerkerbe und an der zweiten Steueröffnung eine weitere Umsteuerkerbe ausgebildet ist. Mit zusätzlichen Umsteuerkerben an der ersten und der zweiten Steueröffnung kann die Steigung des Druckanstiegs und somit die Steifheit der Druckflanke verringert werden, wodurch ein sanfter Druckanstieg erzielt werden kann. Das Umsteuerverhalten des Zylinderraums von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite kann somit weiter verbessert werden.

Sofern der Zylinderraum im Bereich des Totpunktes mit der an der zweiten Steueröffnung angeordneten Umsteuerkerbe in Verbindung steht, wird erzielt, dass der Zylinderraum im Bereich des Totpunktes einerseits über die Umsteuerkerbe mit der Hochdruckseite und andererseits über die Steuerkerbe und dem nachfolgenden Zylinderraum mit der Niederdruckseite in Verbindung steht. Hierdurch kann eine Drucküberhöhung im Zylinderraum beim Umsteuern von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite wirksam vermieden werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem Steuerelement im Umsteuerbereich von der zweiten auf die erste Steueröffnung an der ersten Steueröffnung und/oder der zweiten Steueröffnung eine Umsteuerkerbe angeordnet. Mit derartigen Umsteuerkerben kann das Umsteuerverhalten der Zylinderräume von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite verbessert werden.

Sofern diese Umsteuerkerben derart angeordnet sind, dass bei der Umsteuerung des Zylinderraums von der zweiten Steueröffnung auf die erste Steueröffnung im Bereich des Totpunktes der Steuerschlitz des Zylinderraums mit der an der ersten Steueröffnung angeordneten Umsteuerkerbe und der an der zweiten Steueröffnung angeordneten Umsteuerkerbe in Verbindung steht, kann auf einfache Weise ein sinusförmiger Druckabbau in den Zylinderräumen beim Umsteuern von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite erzielt werden. Der Druckaufbau und der Druckabbau der Zylinderräume ergänzt sich somit zu einem sinusförmigen Verlauf, wodurch die Verdrängereinheit im Betrieb ein verbessertes Geräuschverhalten aufweist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Steuerspiegel einer hydrostatischen Verdrängereinheit mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 ein Diagramm der Umsteuerfläche zur ersten Steueröffnung über den Drehwinkel und
Fig. 3 ein Diagramm des Zylinderdrucks über den Drehwinkel.
Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein als Steuerspiegel 2 ausgebildetes Steuerelement 1 einer beispielsweise als Axialkolbenmaschine ausgebildeten hydrostatischen Verdrängereinheit.
In dem Steuerspiegel 2 ist eine erste Steueröffnung 3 ausgebildet, die von mehreren nierenförmigen Ausnehmungen 4a, 4b, 4c gebildet ist, die auf nicht mehr dargestellte Weise miteinander in Verbindung stehen. Eine weitere in dem Steuerspiegel 2 ausgebildete zweite Steueröffnung 5 ist von mehreren nierenförmigen Ausnehmungen 6a, 6b, 6c gebildet, die ebenfalls miteinander auf nicht mehr dargestellte Weise in Verbindung stehen.
Die Verdrängereinheit weist mehrere Kolben auf, die in Zylinderbohrungen einer Zylindertrommel längsverschiebbar gelagert sind. Zur Steuerung der Verbindung der Zylinderräume mit der ersten Steueröffnung 3 sowie der zweiten Steueröffnung 5 ist jeder Zylinderraum mit einer dem Steuerspiegel 2 zugewandten Steuerschlitz versehen. In der Fig. 1 ist hierbei ein erster Steuerschlitz 7 eines ersten Zylinderraums und ein zweiter Steuerschlitz 8 eines zweiten Zylinderraums dargestellt, wobei der zweite Steuerschlitz 8 des zweiten Zylinderraums bei einer Rotation der Zylindertrommel in Richtung 9 hinter dem ersten Steuerschlitz 7 des ersten Zylinderraums angeordnet ist und somit der zweite Zylinderraum dem ersten Zylinderraum nachfolgt.
In der Fig. 1 bildet die erste Steueröffnung 3 die Niederdruckseite und die zweite Steueröffnung 5 die Hochdruckseite der Verdrängereinheit.
Erfindungsgemäß ist am Steuerspiegel 2 zwischen der ersten Steueröffnung 3 und der zweiten Steueröffnung 5 und somit im Umsteuerbereich von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite eine Umsteueröffnung 10 angeordnet, die als Steuerkerbe 11 ausgebildet ist. Die Steuerkerbe 11 ist hierbei angrenzend an die erste Steueröffnung 3 angeordnet und erstreckt sich bis vor den Bereich des unteren Totpunktes UT.
Die Steuerkerbe 11 weist hierbei einen in Umfangsrichtung, d. h. in Richtung 9, zunehmenden Querschnitt auf.
An der Ausnehmung 4c der ersten Steueröffnung 3 ist weiterhin eine auf die Steueröffnung 5 gerichtete Umsteuerkerbe 15 angeordnet, die einen in Umfangsrichtung sich verringernden Querschnitt aufweist. An der Ausnehmung 6a der zweiten Steueröffnung 5 kann eine weitere Umsteuerkerbe 16 angeordnet sein, die einen in Umfangsrichtung zunehmenden Querschnitt aufweist.
Im Umsteuerbereich von der zweiten Steueröffnung 5 auf die erste Steueröffnung 3 und somit im Umsteuerbereich von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite können an den Steueröffnungen 5, 6 weitere Umsteuerkerben 17, 18 angeordnet werden. Die Umsteuerkerbe 17 steht hierbei mit der Ausnehmung 6c der zweiten Steueröffnung in Verbindung und weist einen in Umfangsrichtung abnehmenden Querschnitt auf. Mit der Ausnehmung 4a steht die Umsteuerkerbe 18 in Verbindung, wobei die Umsteuerkerbe 18 mit einem in Umfangsrichtung zunehmenden Querschnitt versehen ist.
Die Umsteuerkerben 17, 18 erstrecken sich hierbei jeweils bis vor den Bereich des oberen Totpunkts OT und ermöglichen somit, dass bei der Umsteuerung des Zylinderraums von der zweiten Steueröffnung 5 auf die erste Steueröffnung 3 im Bereich des oberen Totpunktes OT der Steuerschlitz des entsprechenden Zylinderraums mit der an der ersten Steueröffnung 3 angeordneten Umsteuerkerbe 18 und der an der zweiten Steueröffnung 5 angeordneten Umsteuerkerbe 17 in Verbindung steht.
Anhand den Fig. 2 und 3 wird das mit der erfindungsgemäßen Steuerkerbe 11 erzielte Umsteuerverhalten der Verdrängereinheit beschrieben.
Die Fig. 2 zeigt die Umsteuerfläche U_A eines Zylinderraums zur ersten Steuerniere 3 über den Drehwinkel ω.
In der Fig. 3 ist der Zylinderdruck P eines Zylinderraums über den Drehwinkel ω aufgetragen.
Beim Umsteuern des ersten Zylinderraums mit dem ersten Steuerschlitz 7 von der ersten Steueröffnung 3 auf die zweite Steueröffnung 5 und somit von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite wird die Umsteuerfläche zur Niederdruckseite entsprechend dem absteigenden Ast A der Fig. 2 verringert, wenn der Steuerschlitz 7 bei einer Rotation in Richtung 9 die Ausnehmung 4c verlässt und die Umsteuerkerbe 15 ansteuert. Der Druck P im Zylinderraum steigt hierbei von dem Druck P_ND der Niederdruckseite gemäß Verlauf F sinusförmig mit geringer Steigung an.
Beim Ansteuern der Umsteuerkerbe 15 steuert der Steuerschlitz 7 gleichzeitig die Steuerkerbe 11 an. Nach der Trennung von der Ausnehmung 4c gelangt der Steuerschlitz 7 in Verbindung mit der Umsteuerkerbe 16. Der Steuerschlitz 7 steht somit mit der Umsteuerkerbe 15, der Steuerkerbe 11 und der Umsteuerkerbe 16 in Verbindung.
Befindet sich der Steuerschlitz 7 im Bereich des unteren Totpunktes UT ist die Verbindung mit der Umsteuerkerbe 15 getrennt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist im unteren Totpunkt UT die Verbindung zur ersten Steueröffnung 3 gesperrt, die Umsteuerfläche U_A ist null. Im Zylinderraum steht hierbei ein zwischen dem Druck der Niederdruckseite P_ND und dem Druck der Hochdruckseite P_HD liegender Druck an.
Bei der weiteren Rotation des Steuerschlitzes 7 gelangt der nachfolgende Steuerschlitz 8, der noch mit der ersten Steueröffnung 3 und somit der Niederdruckseite in Verbindung steht, - wie in der Fig. 1 dargestellt ist - mit der Steuerkerbe 11 in Verbindung und gibt einen sich über den Drehwinkel vergrößernden Querschnitt frei. Der mit dem Steuerschlitz 7 versehene Zylinderraum steht somit über die Steuerkerbe 11 und den nachfolgenden Steuerschlitz 8, der die Steuerkerbe 11 ansteuert, mit der Niederdruckseite in Verbindung. Durch den Verlauf der Steuerkerbe 11 ergibt sich eine allmählich vergrößernde Umsteuerfläche U_A des mit dem Steuerschlitz 7 versehenen Zylinderraums zur Niederdruckseite gemäß dem Verlauf B in Fig. 2. Der Druck im Zylinderraum mit der Steuerschlitz 7 nimmt hierbei weiterhin sinusförmig zu.
Bei der weiteren Bewegung des Steuerschlitzes 7 steuert dieser durch eine Verbindung mit der Ausnehmung 4a die Hochdruckseite an. Hierbei wird durch den Steuerschlitz 7 die Verbindung zur Steuerkerbe 11 und somit zur Niederdruckseite schlagartig gemäß Verlauf C in Fig. 2 geschlossen. Im Zylinderraum steht somit der Druck an der Hochdruckseite P_HD an, wobei insgesamt ein sinusförmiger Druckanstieg von P_ND auf P_HD erzielt und eine Drucküberhöhung wirksam vermieden wird. Die Umsteuerkerben 15, 16 ermöglichen hierbei einen sanften Verlauf des Druckanstiegs mit einer geringen Steigung zu Beginn des Druckanstiegs (Bereich F in Fig. 3). Durch die Verbindung mit der Niederdruckseite durch die Steuerkerbe 11 mit einem sich allmählichen vergrößernden Umsteuerfläche U_A, die schlagartig verschlossen wird (Verlauf B und C in Fig. 2), kann zum Ende des Druckanstiegs (Bereich G in Fig. 3) ein sinusförmiger Verlauf sichergestellt werden und eine Drucküberhöhung in dem Zylinderraum vermieden werden.
Bei weiterer Rotation, während der der Steuerschlitz 7 mit der Hochdruckseite in Verbindung steht, ist gemäß Bereich D der Fig. 2 die Umsteuerfläche U_A null.
Gelangt der Steuerschlitz 7 in den Umsteuerbereich von der zweiten Steueröffnung 5 zur ersten Steueröffnung 3 und somit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite, wird gemäß Bereich E in Fig. 2 über die Umsteuerkerbe 18 ein sich vergrößernder Umsteuerfläche U_A zur Niederdruckseite freigegeben. Die Umsteuerkerben 17 und 18 sind hierbei derart bemessen, dass sofern sich der Steuerschlitz 7 im Bereich des oberen Totpunktes OT befindet, eine Verbindung zu beiden Umsteuerkerben 17, 18 und somit eine Verbindung des Zylinderraums von der Niederdruckseite zur Hochdruckseite hergestellt ist. Hierdurch kann auf einfache Weise erzielt werden, dass der Druckabbau von P_HD auf P_ND beim Umsteuern von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite ebenfalls einen sinusförmigen Verlauf (Bereich H in Fig. 3) aufweist.
Die Umsteuerkerben 15, 16, 17, 18 und die Steuerkerbe 11 können hierbei auf einfache Weise in dem Steuerspiegel 2 ausgebildet und hergestellt werden. An den Steuerschlitzen 7, 8 der Zylinderräume sind hierbei keine aufwendigen Ausnehmungen erforderlich. Der sinusförmige Druckanstieg und Druckabbau in den Zylinderräumen kann somit mit geringem Herstellaufwand erzielt werden.

Claims

1. Hydrostatische Verdrängereinheit, insbesondere Axial- oder Radialkolbenmaschine, mit mehreren Kolben, die in Zylinderbohrungen einer Zylindertrommel längsverschiebbar gelagert sind und Zylinderräume bilden, und einem Steuerelement, insbesondere einem Steuerspiegel, an dem eine erste Steueröffnung und eine zweite Steueröffnung ausgebildet ist, wobei an dem Steuerelement zwischen der ersten und der zweiten Steueröffnung eine Umsteueröffnung angeordnet ist mittels der der Zylinderraum beim Umsteuern von der ersten Steueröffnung auf die zweite Steueröffnung nach der Trennung von der ersten Steueröffnung mit der ersten Steueröffnung in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteueröffnung (10) als in dem Steuerelement (1) angeordnete Steuerkerbe (11) ausgebildet ist, die bei der Umsteuerung eines ersten Zylinderraums von der ersten Steueröffnung (3) auf die zweite Steueröffnung (5) mittels eines dem ersten Zylinderraum nachfolgenden zweiten Zylinderraums eine Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steueröffnung (3) ermöglicht.

2. Hydrostatische Verdrängereinheit nach Anspruch 1, wobei jeder Zylinderraum einen dem Steuerelement (1) zugewandten Steuerschlitz (7; 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkerbe (11) bei der Umsteuerung des ersten Zylinderraums von der ersten Steueröffnung (3) auf die zweite Steueröffnung (5) mit dem Steuerschlitz (7) des ersten Zylinderraums und dem Steuerschlitz (8) des dem ersten Zylinderraum nachfolgenden zweiten Zylinderraums in Verbindung steht, wobei der zweite Steuerschlitz (8) mit der ersten Steueröffnung (3) in Verbindung steht.

3. Hydrostatische Verdrängereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steueröffnung (3) mit dem Steuerschlitz (8) des zweiten Zylinderraums steuerbar ist.

4. Hydrostatische Verdrängereinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkerbe (11) derart angeordnet ist, dass der Steuerschlitz (8) des zweiten Zylinderraums die Verbindung mit der Steuerkerbe (11) herstellt, wenn der erste Zylinderraum im Bereich des Totpunktes (UT) ist.

5. Hydrostatische Verdrängereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Verbindung des ersten Zylinderraums mit der ersten Steueröffnung (3) mit dem Steuerschlitz (7) des ersten Zylinderraums steuerbar ist.

6. Hydrostatische Verdrängereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkerbe (11) derart angeordnet ist, dass nach der Verbindung des Steuerschlitzes (7) des ersten Zylinderraums mit der zweiten Steueröffnung (5) der Steuerschlitz (7) des ersten Zylinderraums die Verbindung zur Steuerkerbe (11) verschließt.

7. Hydrostatische Verdrängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkerbe (11) angrenzend an die erste Steueröffnung (3) angeordnet ist.

8. Hydrostatische Verdrängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkerbe (11) einen in Umfangsrichtung zunehmenden Querschnitt aufweist.

9. Hydrostatische Verdrängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Umsteuerbereich von der ersten Steueröffnung (3) auf die zweite Steueröffnung (5) an der ersten Steueröffnung (3) eine Umsteuerkerbe (15) ausgebildet ist.

10. Hydrostatische Verdrängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Umsteuerbereich von der ersten Steueröffnung (3) auf die zweite Steueröffnung (5) an der zweiten Steueröffnung (5) eine weitere Umsteuerkerbe (16) ausgebildet ist.

11. Hydrostatische Verdrängereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderraum im Bereich des Totpunktes (UT) mit der an der zweiten Steueröffnung (5) angeordneten Umsteuerkerbe (16) in Verbindung steht.

12. Hydrostatische Verdrängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Steuerelement (1) im Umsteuerbereich von der zweiten Steueröffnung (5) auf die erste Steueröffnung (3) an der ersten Steueröffnung (3) und/oder der zweiten Steueröffnung (5) eine Umsteuerkerbe (17; 18) angeordnet ist.

13. Hydrostatische Verdrängereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteuerkerben (17, 18) derart angeordnet sind, dass bei der Umsteuerung des Zylinderraums von der zweiten Steueröffnung (5) auf die erste Steueröffnung (3) im Bereich des Totpunktes (OT) der Steuerschlitz (7; 8) des Zylinderraums mit der an der ersten Steueröffnung (3) angeordneten Umsteuerkerbe (18) und der an der zweiten Steueröffnung (5) angeordneten Umsteuerkerbe (17) in Verbindung steht.