DE10247982A1

DE10247982A1 - Hydraulic piston machine

Info

Publication number: DE10247982A1
Application number: DE10247982A
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-29
Also published as: DE50301135D1; EP1411245B1; EP1411245A1

Abstract

Hydraulische Kolbenmaschine, umfassend einen oder mehrere Zylinder (23) mit darin geführtem Förderkolben (1), wobei die Zylinder (23) ein Einlass- (13) und ein Auslassventil (17) sowie einen Elementenraum (16) aufweisen und mit einer Fördermengenregelung und einer Antriebswelle (8) zur Ansteuerung der Förderkolben (1), wobei eine Steuerwalze (3) vorgesehen ist, die über die Antriebswelle (8) angetrieben und in axialer Richtung verschieblich ist, wobei die Steuerwalze (3) an ihrem Umfang eine Steuerkante (4) aufweist, die einen solchen Verlauf hat, dass je nach axialer Position der Steuerwalze (3) eine Bypassbohrung (15) in den Zylindern (23) verschlossen oder während eines Förderzyklus des Förderkolbens (1) ganz oder teilweise zeitlich freigegeben ist.Hydraulic piston machine, comprising one or more cylinders (23) with a delivery piston (1) guided therein, the cylinders (23) having an inlet (13) and an outlet valve (17) as well as an element chamber (16) and with a delivery rate control and Drive shaft (8) for controlling the delivery pistons (1), a control roller (3) being provided which is driven via the drive shaft (8) and displaceable in the axial direction, the control roller (3) having a control edge (4) on its circumference has a course such that, depending on the axial position of the control roller (3), a bypass bore (15) is closed in the cylinders (23) or is completely or partially released in time during a delivery cycle of the delivery piston (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolbenmaschine umfassend einen oder mehrere Zylinder mit darin geführten Förderkolben, wobei die Zylinder ein Ein- und ein Auslassventil sowie einen Elementenraum aufweisen, umfassend eine Fördermengenregelung und eine Antriebswelle zur Ansteuerung der Förderkolben.The invention relates to a hydraulic Piston machine comprising one or more cylinders with delivery pistons guided therein, the cylinders having an intake and exhaust valve and an element space have, comprising a flow control and a drive shaft for controlling the delivery pistons.

Stand der TechnikState of technology

Derartige hydraulische Kolbenmaschinen sind bekannt, bspw. aus der DE 199 54 639 A1 , die eine hydraulische Kolbenpumpe offenbart, insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme, wobei die Kolbenpumpe einen oder mehrere axial oder radial angeordnete Zylinder aufweist, die ring- oder sternförmig angeordnet sind und eine Fördermengenregelung über an den Kolben befindlichen schrägen Steuerkanten. Hierbei ist vorgesehen, die Kolben aller Zylinder zugleich und in gleicher Weise zu verdrehen, wobei die Fördermenge einstellende schräge Steuerkanten an der Stirnseite der Kolben angeordnet sind. Über die Verdrehung der Kolben kann dann das zur Verfügung stehende Einspritzvolumen in dem Elementenraum variiert werden. Je nachdem, ob über die Steuerkante die Einlassbohrung geschlossen oder offen ist, kann eine Null- oder eine Vollförderung bzw. jede dazwischen liegende Teilfördermenge eingestellt werden.Such hydraulic piston machines are known, for example from DE 199 54 639 A1 , which discloses a hydraulic piston pump, in particular for common rail injection systems, the piston pump having one or more axially or radially arranged cylinders which are arranged in a ring or star shape and a flow rate control via oblique control edges located on the pistons. It is provided here that the pistons of all cylinders are rotated at the same time and in the same way, the oblique control edges which adjust the delivery quantity being arranged on the end face of the pistons. The injection volume available in the element space can then be varied by rotating the pistons. Depending on whether the inlet bore is closed or open via the control edge, zero or full delivery or any intermediate delivery volume in between can be set.

Nachteilig bei dem Stand der Technik ist hierbei, dass die verschiedenen Kolben aufwändig miteinander bezüglich ihrer Verdrehbewegung synchronisiert werden müssen und eine Verdrehbewegung vieler Teile notwendig ist. Derartige Systeme sind verschleißanfällig.A disadvantage of the prior art is that the different pistons are complex with respect to each other Twisting movement must be synchronized and a twisting movement of many Parts is necessary. Such systems are susceptible to wear.

Des Weiteren ist aus der US-PS 5,603,609 eine Axialkolbenpumpe bekannt, bei der der Antrieb der Kolben ebenfalls wie bei der DE 199 54 639 A1 über einen Taumelscheibenantrieb erfolgt. Es ist hierbei vorgesehen, die Steuerung der Einspritzmenge, die durch die Kolben auf Hochdruck gebracht wird, mittels Schiebern zu regeln, die Durchtrittsöffnungen in den einzelnen Zylindern ganz oder teilweise verschließen bzw. öffnen. Ebenfalls wie beim vorgenannten Stand der Technik besteht hierbei der Nachteil, dass alle Schieber separat angesteuert werden müssen, wodurch ein erhöhter Steuerungsaufwand und eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit entsteht.Furthermore, from the U.S. Patent 5,603,609 an axial piston pump is known, in which the drive of the piston also as in the DE 199 54 639 A1 via a swashplate drive. Provision is made here to regulate the control of the injection quantity, which is brought to high pressure by the pistons, by means of slides which completely or partially close or open the passage openings in the individual cylinders. As with the aforementioned prior art, there is the disadvantage that all slides have to be controlled separately, which results in an increased control effort and a higher probability of error.

Der vorliegenden Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine hydraulische Kolbenmaschine der vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, bei der eine Bedarfssteuerung auf einfache Weise zu realisieren ist, die nur einen geringen Aufwand bezüglich der anzusteuernden und der beweglichen Teile besitzt.The present invention provides the task now is a hydraulic piston machine of the above to provide the type described, in which a demand control can be realized in a simple manner, which requires only little effort in terms of the parts to be controlled and the moving parts.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine hydraulische Kolbenmaschine umfassend einen oder mehrere Zylinder mit darin geführten Förderkolben, wobei die Zylinder ein Ein- und ein Auslassventil sowie einen Elementenraum aufweisen, umfassend eine Fördermengenregelung und eine Antriebswelle zur Ansteuerung der Förderkolben, wobei eine Steuerwalze vorgesehen ist, die über die Antriebswelle angetrieben wird und in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei die Steuerwalze an ihrem Umfang eine Steuerkante aufweist, die einen solchen Verlauf hat, dass sie je nach axialer Position der Steuerwalze eine Bypassbohrung in dem wenigstens einen Zylinder verschließt oder während eines Förderzyklusses des Förderkolbens ganz oder teilweise zeitlich freigibt.The invention solves this problem by a hydraulic Piston machine comprising one or more cylinders with delivery pistons guided therein, wherein the cylinders an on and have an outlet valve and an element space, comprising one flow control and a drive shaft for controlling the delivery pistons, a control roller is provided over the drive shaft is driven and displaceable in the axial direction is, the control roller has a control edge on its circumference, which has such a course that it depends on the axial position the control roller has a bypass hole in the at least one cylinder closes or during a funding cycle of the delivery plunger fully or partially releases time.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass aufgrund einer insbesondere zentrisch zwischen den stern- oder ringförmig angeordneten Zylindern vorgesehenen einzelnen Steuerwalze alle Kolben bzw. Zylinder gleichzeitig angesteuert werden können. Die Steuerkante ist dabei so ausgelegt, dass sie es für alle zugeordneten Zylinder ermöglicht, im zeitlichen Verlauf über einen Förderzyklus, also eine Hub- und eine Saugphase des Förderkolbens, die in der Regel einer Umdrehung der Antriebswelle entspricht, eine Bypassbohrung, die im Zylinder neben der Ein- und Auslassbohrung vorgesehen ist, vollständig oder aber auch nur während eines Teiles des Förderzyklusses zu verschließen. Alternativ kann die Öffnung auch ganz freigegeben werden. Insbesondere erfolgt ein Öffnen der Bypassbohrung, wenn lediglich eine Teilförderung erfolgen soll, während der Hubphase des Kolbens. Dabei ist der verbleibende Resthub des Förderkolbens nach vollständig verschlossenem Querschnitt der Bypassbohrung bestimmend für die sich einstellende Fördermenge des Zylinders.The invention has the advantage that due to a particular center between the star or annular arranged cylinders provided individual control roller all pistons or cylinders can be controlled simultaneously. The control edge is there designed to be there for everyone assigned cylinder allows over time a funding cycle, So a stroke and a suction phase of the delivery piston, which is usually one Rotation of the drive shaft corresponds to a bypass hole that is provided in the cylinder next to the inlet and outlet bore, completely or even only during part of the funding cycle to close. Alternatively, the opening can also be released entirely. In particular, the Bypass drilling if only partial funding is to take place during the Piston stroke phase. Here is the remaining stroke of the delivery piston after complete closed cross-section of the bypass hole determining for itself adjusting delivery rate of the cylinder.

Über die Wahl der Form und den Verlauf der Steuerkante kann die Charakteristik beim Schließvorgang der Bypassbohrung bestimmt werden, wodurch eine pulsationsarme kantengesteuerte Bedarfssteuerung realisiert werden kann.about the choice of the shape and the course of the control edge can be the characteristic during the closing process the bypass hole can be determined, creating a low-pulsation edge-controlled Demand control can be realized.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerung der Förderkolben über eine mit der Antriebswelle verbundene Taumelscheibe erfolgt. Denkbar sind jedoch auch andere hydraulische Kolbenmaschinen mit nicht rotierenden Zylindern. D. h. die Zylinder sind relativ zum Gehäuse ortsfest.In a first embodiment it can be provided that the control of the delivery piston via a drive shaft connected swashplate. However, others are also conceivable hydraulic piston machines with non-rotating cylinders. D. H. the cylinders are stationary relative to the housing.

Die Zylinder können dabei axial ausgerichtet sein, d. h. ihre Längserstreckung bzw. die Längsachse der Zylinder verläuft in Richtung der Antriebsachse beziehungsweise in Richtung der Steuerwalzenachse. Auf diese Weise ist ein Antrieb der einzelnen Kolben besonders einfach zu verwirklichen. Alternativ ist jedoch auch erfindungsgemäß möglich, eine Radialkolbenpumpe zu verwenden, bei der die. Kolben und Zylinder sternförmig angeordnet sind und radial nach außen weisen. Dabei werden die einzelnen Zylinder . nacheinander durch die Steuerkante angesteuert, bei konstanter axialer Verschiebung, wobei die Ansteuerung mit der Ansteuerung insbesondere der Kolben über z. B. die Taumelscheibe synchronisiert ist.The cylinders can be aligned axially, ie their longitudinal extension or the longitudinal axis of the cylinders runs in the direction of the drive axis or in the direction of the control roller axis. In this way, driving the individual pistons is particularly easy to implement. Alternatively, however, it is also possible according to the invention to use a radial piston pump in which the. Pistons and cylinders are arranged in a star shape and point radially outwards. The individual cylinders. consecutively through the control edge controls, with constant axial displacement, the control with the control in particular the piston via z. B. the swash plate is synchronized.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Steuerkante bei maximaler Fördermenge, also Vollförderung, die Bypassbohrung während des gesamten Förderzyklusses, insbesondere während der Hubphase des Kolbens verschließt.In particular, it can be provided that the control edge at maximum delivery rate, so Full delivery, the bypass hole during the entire funding cycle, especially during the Piston stroke phase closes.

Während einer Nullförderung, d. h. es wird kein Kraftstoff bzw. anderes hydraulisches Fluid durch den Kolben gefördert, ist die Steuerwalze derart axial verschoben, dass während der gesamten Umdrehung der Steuerwalze die Steuerkante die Bypassbohrung ganz oder teilweise freigibt.While zero funding, d. H. no fuel or other hydraulic fluid is passed through promoted the piston, the control roller is axially displaced such that during the entire rotation of the control roller, the control edge of the bypass hole fully or partially releases.

Schließlich kann eine Teilförderung vorgesehen sein, wobei die Steuerkante derartig gestaltet ist, dass sie im Laufe der Hubphase von einer geschlossenen zu einer offenen Bypassöffnung verstellt werden kann durch die Umdrehung der Steuerwalze. Hierzu kann vorgesehen sein, eine sog. schräge Steuerkante vorzusehen, so dass durch die Umdrehung der Steuerwalze die Bypassbohrung zunächst ganz oder teilweise geöffnet ist und dann im Verlauf der weiteren Umdrehung ganz oder teilweise geschlossen wird. Die Steuerkante läuft dabei um den gesamten Umfang der Steuerwalze um.Finally, partial funding be provided, the control edge being designed such that they move from closed to open during the lifting phase bypass opening can be adjusted by turning the control roller. For this can be provided to provide a so-called oblique control edge, so that bypassing the control roller, the bypass hole is completely or partially open is and then in whole or in part in the course of the further rotation is closed. The control edge runs around the entire circumference the control roller.

Es kann hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass das Verschließen der Bypassöffnung kontinuierlich zunehmend erfolgt, d. h., dass keine plötzlichen Sprünge wie ein plötzliches Verschließen der Bypassbohrung vorgenommen werden.In particular, it can be provided that closing the bypass opening continuously increasing, d. that is, no sudden jumps like a sudden close the bypass hole.

Über den Umfang und die Steigung, die die Abschrägung der Steuerkante besitzt, kann die Bedarfssteuerung weiter variiert werden.about the extent and the slope that the bevel of the control edge has, the demand control can be varied further.

Die axiale Verschiebung der Steuerwalze kann bspw. über einen Proportionalmagneten oder einen Piezoaktor erfolgen. Dabei kann die Position der Steuerkante relativ zur Bypassbohrung über die Bestromungsstärke des Proportionalmagneten bzw. die Aktorspannung des Piezoaktors eingestellt werden. Wird bspw. eine sehr große Spannung an den Piezoaktor angelegt, so dehnt sich dieser infolge der Spannung aus und die Bewegung kann gekoppelt oder ungekoppelt und/oder verstärkt auf die Steuerwalze übertragen werden. Auf analoge Weise erfolgt dies über die Einstellung der Bestromungsstärke für den Proportionalmagneten.The axial displacement of the control roller can e.g. over a proportional magnet or a piezo actuator. there can the position of the control edge relative to the bypass hole on the current level of the Proportional magnets or the actuator voltage of the piezo actuator are set become. For example, a very large voltage is applied to the piezo actuator applied, it expands due to the tension and the Movement can be coupled or uncoupled and / or intensified the control roller transferred become. This is done in an analogous manner by setting the current intensity for the proportional magnet.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Steuerwalze mit der Antriebswelle unmittelbar gekoppelt ist, d. h. dass pro Umdrehung der Antriebswalze eine Umdrehung der Steuerwalze erfolgt.It can be provided that the control roller is directly coupled to the drive shaft, d. H. that one revolution of the control roller per revolution of the drive roller he follows.

Durch die vorliegende Erfindung ist die Ansteuerung für eine beliebige Anzahl von Kolben über ein einziges Steuerelement, nämlich die Steuerwalze möglich. Auf diese Weise kann eine erhebliche Teilereduzierung und damit Kosteneinsparung insbesondere bei der Umsetzung einer Volumenstromsteuerung bei Mehrzylinderpumpen erfolgen.By the present invention the control for one any number of pistons over a only control, namely the control roller possible. In this way, a significant reduction in parts and thus Cost savings especially when implementing volume flow control with multi-cylinder pumps.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung soll im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigen:The invention is intended to be explained below closer to a drawing explained become. Show:

1 eine erfindungsgemäße hydraulische Kolbenmaschine in einer Stellung der Steuerwalze zur Vollförderung; 1 a hydraulic piston machine according to the invention in a position of the control roller for full delivery;

2 die Kolbenmaschine gemäß 1 in einem Teilförderbetrieb; 2 the piston engine according to 1 in a partial conveyor;

3 die Kolbenmaschine gemäß 1 in einem Nullförderbetrieb; 3 the piston machine according to 1 in a zero conveyor operation;

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Konstantdruckpumpe. 4 a further embodiment of the invention in the form of a constant pressure pump.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Kolbenmaschine in unbestromtem Zustand. Die Kolbenmaschine umfasst hierbei mehrere Förderkolben, die mit l bezeichnet sind. Die Förderkolben 1 sind in Zylindern 23 angeordnet und hierin rotationsfest zum Gehäuse 2 festgelegt. Der Antrieb der Förderkolben 1 erfolgt über eine Antriebswelle 8, wobei die Förderkolben l mit der Antriebswelle 8 über eine Taumelscheibe 7 in Verbindung stehen und in axialer Richtung angeordnet sind. Treibt man die gezeigte Kolbenmaschine über die Antriebswelle 8 an, so wird die Drehung über die Taumelscheibe 7 auf Gleitschuhe 12 übertragen, wodurch eine axiale Bewegung der Förderkolben 1 je nach Lage der Taumelscheibe 7 in der Bildrichtung nach rechts bzw. in der Bildrichtung nach links erfolgt. Hierdurch kann eine Hub- und eine Saugbewegung des Kolbens 1 erzielt werden. 1 shows a piston machine according to the invention in the de-energized state. The piston machine here comprises a plurality of delivery pistons, which are designated by 1. The delivery pistons 1 are in cylinders 23 arranged and rotationally fixed to the housing 2 established. The drive of the delivery pistons 1 takes place via a drive shaft 8th , wherein the delivery piston l with the drive shaft 8th over a swashplate 7 communicate and are arranged in the axial direction. The piston machine shown is driven via the drive shaft 8th on, the rotation is over the swashplate 7 on sliding shoes 12 transmitted, causing an axial movement of the delivery piston 1 depending on the position of the swashplate 7 in the image direction to the right or in the image direction to the left. This allows a stroke and a suction movement of the piston 1 be achieved.

Mit Beginn eines Förderhubes schließt sich ein Einlassventil 13 des Kolbens, über den dieser mit einem Hyraulikfluidreservoir in Verbindung steht, insbesondere mit einem Kraftstoffreservoir, sofern die Kolbenmaschine bspw. in einem Common-Rail-System eingesetzt ist. Über die Drehung der Antriebswelle 8 erfolgt eine Verdrehung der Taumelscheibe und über die Bewegung des Kolbens 1 wird ein Elementenraum 16 unter Druck gesetzt. Ist der Enddruck erreicht, öffnet sich ein Auslassventil 17 und das vom Kolben verdrängte Medium wird in einen Ringraum 18r gefördert, von wo aus es an einen angeschlossenen Verbraucher, insbesondere ein Common-Rail-Modul weitergeleitet wird.An inlet valve closes at the start of a delivery stroke 13 of the piston, via which it is connected to a hydraulic fluid reservoir, in particular to a fuel reservoir, if the piston engine is used, for example, in a common rail system. About the rotation of the drive shaft 8th the swashplate rotates and the piston moves 1 becomes an element space 16 put under pressure. When the final pressure is reached, an outlet valve opens 17 and the medium displaced by the piston becomes an annular space 18r promoted from where it is forwarded to a connected consumer, in particular a common rail module.

Beim Rückhub des Förderkolbens 1 schließt das Auslassventil 17 wieder und über das Einlassventil wird neues Medium aus einem Reservoir, bspw. einem Triebwerksraum 18 angesaugt.On the return stroke of the delivery piston 1 closes the exhaust valve 17 again and via the inlet valve, new medium becomes a reservoir, for example an engine room 18 sucked.

Zentrisch und ebenfalls in axialer Richtung angeordnet befindet sich von dem Förderkolben 1 umgeben eine Steuerwalze 3, die eine Steuerkante 4 aufweist. Die Steuerwalze 3 ist mit der Antriebswelle 8 über einen Mitnahmestift 5, der in eine Nut 6 eingreift, mit der Taumelscheibe 7 verbunden und wird hierdurch angetrieben. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Taumelscheibe 7 und die Steuerwalze 3 mit der gleichen Drehzahl drehen und die Winkellage der Steuerkante 4 relativ zum Kolbenhub fixiert ist. Das heißt, einer Winkellage der Steuerkante 4 ist stets ein spezifischer Kolbenhub zugeordnet. Die Steuerwalze 3 lässt sich axial verschieben. Hierzu ist im Bereich der Taumelscheibe 7 eine sich an der Taumelscheibe abstützende Feder 9 vorgesehen, die die Steuerwalze 3 in axialer Richtung – in der 1 nach rechts – gegen einen Stößel 10 eines feststehenden Proportionalmagneten 11 drückt.The delivery piston is located centrally and also in the axial direction 1 surround a control roller 3 that have a control edge 4 having. The control roller 3 is with the drive shaft 8th via a driving pin 5 that in a groove 6 engages with the swashplate 7 connected and is thereby driven. This ensures that the swashplate 7 and the control roller 3 rotate at the same speed and the angular position of the control edge 4 is fixed relative to the piston stroke. That is, an angular position of the control edge 4 a specific piston stroke is always assigned. The control roller 3 can be moved axially. This is in the area of the swashplate 7 a spring supported on the swashplate 9 provided the control roller 3 in the axial direction - in the 1 to the right - against a pestle 10 of a fixed proportional magnet 11 suppressed.

Ist nun wie in 1 dargestellt eine Vollförderung, also eine maximale Förderung durch die Kolbenmaschine erwünscht, so bleibt der Proportionalmagnet 11 unbestromt, wodurch die Steuerwalze in der im Bild dargestellten ganz rechten Position zu liegen kommt. Die Steuerkante 4 ist dabei so ausgestaltet, dass sie in diesem unbestromten Zustand nicht in den Bereich einer Bypassbohrung 15 hineinragt, die den Elementenraum 16 mit der Walze 3 und einer Walzennut 19 und hierüber mit dem Triebwerksraum 18 verbindet. Vielmehr verschließt die Steuerwalze 3 in dieser Position die Bypassbohrung 15 vollständig. Das heißt, sämtliches durch das Einlassventil eingeströmte Medium wird im Elementenraum 16 komprimiert und durch das Auslassventil in das System eingespritzt. Der Absteuerquerschnitt 14, der der Auslassöffnung der Bypassöffnung 15 im Bereich der Steuerwalze 3 entspricht, bleibt hierbei über den gesamten Förderzyklus, der einer Umdrehung der Taumelscheibe 7 entspricht, geschlossen.Now like in 1 If full delivery, i.e. maximum delivery by the piston machine is desired, the proportional magnet remains 11 deenergized, causing the control roller to lie in the rightmost position shown in the picture. The control edge 4 is designed so that it does not enter the area of a bypass hole in this deenergized state 15 protrudes into the element space 16 with the roller 3 and a roller groove 19 and over it with the engine room 18 combines. Rather, the control roller closes 3 in this position the bypass hole 15 Completely. This means that all the medium that has flowed in through the inlet valve is in the element space 16 compressed and injected into the system through the exhaust valve. The tax cross section 14 that of the outlet opening of the bypass opening 15 in the area of the control roller 3 corresponds to one swashplate rotation over the entire delivery cycle 7 corresponds, closed.

2 zeigt die Kolbenmaschine gemäß 1 in einer Teilförderungsbetriebsweise. Hierzu wird der Proportionalmagnet 11 derart bestromt, dass sich der Stößel 10 im Bild nach links bewegt und auf die Steuerwalze 3 wirkt und diese gegen die Kraft der Feder 9 im Bild ebenfalls nach links verschiebt. Hierdurch wird in einer ersten hier gezeigten Stellung der Antriebswelle 8 und damit der Steuerwalze 3 die Bypassbohrung 15 freigegeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bestromungsstärke des Proportionalmagneten 11 derart eingestellt, dass die Steuerkante 4 teilweise auf der in der Bildebene linken Seite der Bypassbohrung 15 zu liegen kommt, wodurch die Bypassbohrung 15 vollständig freigegeben wird. Über die Bestromungsstärke kann eine beliebige Position der Walze 3 mit der Steuerkante 4 relativ zur Bypassbohrung 15 eingestellt werden. In 2 ist der Proportionalmagnet 11 in einer Mittelstellung dargestellt. Zum Hubbeginn, der in der 2 gezeigt ist, ist die Bypassbohrung vollständig geöffnet. Mit zunehmendem Hub und damit zunehmender Drehung der Antriebswelle 8 und hierdurch der Steuerwalze 3 verschließt sich der Absteuerquerschnitt 14 der Bypassbohrung 15 aufgrund der in axialer Richtung schräg verlaufenden Steuerkante 4. Hierdurch wird erreicht, dass während der Hubphase des Förderkolbens 1 Medium so lange über den Absteuerquerschnitt 14 und durch die Walzennut 19 über eine Rücklaufbohrung 20 in den Triebwerksraum 18 zurückfließt, bis die Walze 3 über die Steuerkante 4 den Absteuerquerschnitt 14 vollständig verschließt. 2 shows the piston machine according to 1 in a partial funding mode. For this, the proportional magnet 11 so energized that the plunger 10 moved to the left in the picture and onto the steering roller 3 acts and this against the force of the spring 9 also shifted to the left in the picture. As a result, the drive shaft is in a first position shown here 8th and thus the control roller 3 the bypass hole 15 Approved. In the exemplary embodiment shown, the current intensity of the proportional magnet is 11 set so that the control edge 4 partly on the left side of the bypass hole in the image plane 15 comes to rest, causing the bypass hole 15 is fully released. Any position of the roller can be adjusted via the current intensity 3 with the control edge 4 relative to the bypass hole 15 can be set. In 2 is the proportional magnet 11 shown in a middle position. At the start of the stroke, which in the 2 is shown, the bypass bore is fully open. With increasing stroke and thus increasing rotation of the drive shaft 8th and thereby the control roller 3 the tax cross section closes 14 the bypass hole 15 due to the control edge sloping in the axial direction 4 , This ensures that during the lifting phase of the delivery piston 1 Medium over the cross section of the discharge 14 and through the roller groove 19 via a return hole 20 in the engine room 18 flows back until the roller 3 over the control edge 4 the tax cross section 14 completely closed.

Sobald die Bypassbohrung 15 vollständig verschlossen ist, beginnt die Forderphase der Kolbenmaschine. Das Auslassventil 17 wird dann geöffnet und das verbleibende Hubvolumen vom Förderkolben 1 wird in den Ringraum 18 in der zuvor beschriebenen Weise gefördert. Es kann von hieraus an angeschlossene Verbraucher weitergeleitet werden.Once the bypass hole 15 is completely closed, the piston machine starts to start the process. The exhaust valve 17 is then opened and the remaining stroke volume of the delivery piston 1 is in the annulus 18 promoted in the manner described above. From here it can be forwarded to connected consumers.

Die Steuerkante 4 ist hierbei so ausgelegt, dass es zu einem kontinuierlich zunehmenden Verschließen der Bypassbohrung 15 während der Umdrehung der Steuerwalze 3 kommt. Hierdurch kann eine besonders pulsationsarme Bedarfssteuerung realisiert werden.The control edge 4 is designed so that there is a continuously increasing closure of the bypass hole 15 during the rotation of the control roller 3 comes. This enables a particularly low-pulsation demand control to be implemented.

Schließlich zeigt 3 die Kolbenmaschine gemäß 1 in einer Betriebsweise für eine Nullförderung. Hierbei ist der Proportionalmagnet 11 maximal bestromt, so dass der Stößel 10 in seiner maximalen Position in der Zeichnungsebene nach links verfahren ist. Die Walze 3 wird hierbei weiter verstärkt gegen die Federkraft 9 in der Zeichnungsebene nach links bewegt, bis sie mit dem Mitnahmestift 5 in einem Nutgrund 21 der Nut 6 anliegt. Die Walze 3 ist hierbei derartig weit verschoben, dass beim gesamten Förderzyklus die Steuerkante 4 stets in der Bildebene links von der Bypassbohrungsöffnung, nämlich dem Absteuerquerschnitt 14 verbleibt. Ein Verschließen des Absteuerquerschnitts 14 findet während des gesamten Förderzyklusses nicht statt. Hierdurch kann beim Förderhub im Elementenraum 16 kein Druck aufgebaut werden, da das gesamte Hubvolumen des Förderkolbens 1 über die Bypassbohrung 15, die Walzennut 19 und die Rücklaufbohrung 20 in den Triebwerksraum 18 zurückfließt. Beim Saughub des Förderkolbens 1, also dem zweiten Teil des Förderzyklusses, wird der Elementenraum 16 über das Einlassventil 13 sowie über den oben beschriebenen Absteuerpfad, nämlich die Rücklaufbohrung, die Walzennut und die Bypassbohrung wieder mit Medium gefüllt.Finally shows 3 the piston machine according to 1 in a zero funding mode. Here is the proportional magnet 11 energized to the maximum, so that the plunger 10 has moved to the left in its maximum position in the drawing plane. The roller 3 is further reinforced against the spring force 9 moved to the left in the plane of the drawing until it was dragged with 5 in a groove bottom 21 the groove 6 is applied. The roller 3 is so far shifted that the control edge for the entire delivery cycle 4 always in the image plane to the left of the bypass bore opening, namely the discharge cross-section 14 remains. A closing of the tax cross section 14 does not take place during the entire funding cycle. As a result, during the conveying stroke in the element space 16 no pressure can be built up because of the total stroke volume of the delivery piston 1 via the bypass hole 15 who have favourited Roll Groove 19 and the return hole 20 in the engine room 18 flowing back. During the suction stroke of the delivery piston 1 , the second part of the funding cycle, becomes the element space 16 via the inlet valve 13 as well as filled with medium via the above-mentioned control path, namely the return bore, the roller groove and the bypass bore.

Ein Druckaufbau findet in diesem Zustand nicht statt.A pressure build-up takes place in this Condition does not take place.

Bei der in 1 – 3 dargestellten Kolbenmaschine prallt bei Teil- bzw. Nullförderung der Absteuerstrahl des Mediums, der aus dem Absteuerquerschnitt 14 austritt, auf die schräg verlaufende Stirnfläche der Walze 3. Hieraus resultiert eine Axialkraftkomponente, die gegen die Federkraft der Feder 9 der Steuerwalze 3 wirkt. Hierbei ist die Anströmung der an die Steuerkante 4 angrenzenden Stirnfläche der Walze 3 über die Bypassbohrung 15 entscheidend für die auf die Walze 3 resultierenden Strömungskräfte. Über die Form und Lage der Bypassbohrung 15 und Planfläche der Steuerwalze 3 lassen sich dabei die hydraulischen Walzenkräfte beeinflussen.At the in 1 - 3 Piston machine shown bounces with partial or zero delivery of the control jet of the medium from the control cross section 14 emerges on the sloping face of the roller 3 , This results in an axial force component that acts against the spring force of the spring 9 the control roller 3 acts. Here the flow is against the control edge 4 adjacent end face of the roller 3 via the bypass hole 15 crucial for getting on the roller 3 resulting flow forces. About the shape and location of the bypass hole 15 and flat surface of the control roller 3 the hydraulic roller forces can be influenced.

Um einen Verschleiß zwischen der rotierenden Steuerwalze 3 und dem stehenden Stößel 10 des Proportionalmagneten 11 zu vermeiden, kann weiterhin vorgesehen sein, die Steuerwalze 3 und den Stößel 10 aus einem Stück herzustellen. Der Stößel 10 rotiert mit der Steuerwalze 3. Stößel 10 und Anker 22 laufen in dem stillstehenden Spulenkörper um. Der Verschleiß kann hierdurch gesenkt werden.To prevent wear between the rotating control roller 3 and the standing pestle 10 of the proportional magnet 11 To avoid, the control roller can also be provided 3 and the pestle 10 made from one piece. The pestle 10 rotates with the control roller 3 , tappet 10 and anchor 22 run in the stationary bobbin around. This can reduce wear.

Schließlich zeigt 4 eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine gemäß 1–3. Es wird hier die Anwendung der Steuerwalze 3 bei einer Konstantdruckpumpe gezeigt. In diesem Fall wird der Proportionalmagnet 11, der in den 1–3 dargestellt ist, ersetzt durch eine Kolbenanordnung 28, wobei ein Kolben 27 unmittelbar mit der Steuerwalze 3 verbunden ist und wobei eine Abdichtung eines Absteuerraumes 30, über den bei Null- oder Teilförderung Fluid in den Triebwerksraum 18 zurückfließen kann, von einem Kolbenraum 25 erfolgt. Der Kolben 27 ist dabei über eine Kolbenabdichtung 24 als Trennglied vorgesehen. Der Kolbenraum 25 wird über eine Querbohrung 26, die mit einem Ringraum 29 verbunden ist, befüllt und entleert. Liegt im Ringraum 29 kein Druck an, so schiebt die Feder 9 die Walze 3 in der Figur ganz nach rechts. Dies entspricht der Walzenposition gemäß 1. Der Absteuerquerschnitt 14 der Bypassbohrung 15 bleibt verschlossen. Die Kolbenmaschine arbeitet mit Vollförderung. Mit steigendem Druck im Ringraum 29, der über die Querbohrung 26 der auf den Kolben 27 wirkt, wird die Walze 3 gegen die Kraft der Feder 9 so lange in der Bildebene nach links verschoben, dass der Bereich der Teilförderung erreicht wird. Eine Verschiebung erfolgt so lange, bis sich die Federkraft der Feder 9 und der Druck im Kolbenraum 25 gegeneinander aufheben und im Gleichgewicht stehen. Über die Abstimmung der Federvorspannung und die Kolbenfläche lässt sich hiermit ein beliebiger Druck einstellen, der von der Kolbenmaschine konstant gehalten wird. Auf diese Weise kann besonders einfach der Proportionalmagnet bzw. ein anderer Aktor zur Verschiebung der Walze 3 ersetzt werden. Der Ringraum 29 kann mit dem Ringraum 18r in Verbindung stehen.Finally shows 4 a further alternative embodiment of the piston machine according to the invention 1 - 3 , It is here that the control roller is used 3 shown with a constant pressure pump. In this case the proportional magnet 11 who in the 1 - 3 is shown, replaced by a piston assembly 28 , being a piston 27 directly with the control roller 3 is connected and wherein a seal of a control room 30 , via which fluid in the engine room during zero or partial delivery 18 can flow back from a piston chamber 25 he follows. The piston 27 is a piston seal 24 provided as a separator. The piston chamber 25 is about a cross hole 26 that with an annulus 29 connected, filled and emptied. Is in the annulus 29 no pressure, so the spring pushes 9 the roller 3 to the far right in the figure. This corresponds to the roller position 1 , The tax cross section 14 the bypass hole 15 remains closed. The piston machine works with full delivery. With increasing pressure in the annulus 29 that over the cross hole 26 the one on the piston 27 acts, the roller 3 against the force of the spring 9 shifted to the left in the image plane so that the area of partial funding is reached. A shift takes place until the spring force of the spring 9 and the pressure in the piston chamber 25 cancel each other out and be in balance. By adjusting the spring preload and the piston surface, any pressure can be set that is kept constant by the piston machine. In this way, the proportional magnet or another actuator for displacing the roller can be particularly easily 3 be replaced. The annulus 29 can with the annulus 18r stay in contact.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen, die Merkmale sind hierbei einzeln und in beliebiger Kombination miteinander für die Erfindung wesentlich.Other advantages and features of Invention result from the rest Registration documents, the characteristics are individual and in any Combination with each other for the invention essential.

Claims

Hydraulic piston machine comprising one or more cylinders ( 23 ) with delivery piston inside ( 1 ), the cylinders ( 23 ) an inlet ( 13 ) and an outlet valve ( 17 ) as well as an element space ( 16 ) and with a flow control and a drive shaft ( 8th ) to control the delivery pistons ( 1 ), characterized in that a control roller ( 3 ) is provided, which via the drive shaft ( 8th ) is driven and displaceable in the axial direction, the control roller ( 3 ) a control edge at its circumference ( 4 ) which has such a course that, depending on the axial position of the control roller ( 3 ) a bypass hole ( 15 ) in the cylinders ( 23 ) closed or during a delivery cycle of the delivery piston ( 1 ) is fully or partially released.

Hydraulic piston machine according to claim 1, characterized in that the control of the delivery pistons ( 1 ) via a with the drive shaft ( 8th ) connected swashplate ( 7 ) he follows.

Hydraulic piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinders ( 23 ) are arranged axially and they are spaced radially around the control roller, which is in particular arranged centrally ( 3 ) run.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control edge ( 4 ) at maximum flow rate the bypass hole ( 15 ) is closed during the entire funding cycle.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control edge ( 4 ) if a partial quantity is delivered at the beginning of the delivery cycle, the bypass hole ( 15 ) at least partially releases and during the stroke phase of the delivery piston ( 1 ) in the delivery cycle, depending on the delivery volume, the bypass bore ( 15 ) due to the rotation of the control roller ( 3 ) relative to the cylinder ( 23 ) closes.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control edge ( 4 ) in the case of zero extraction, the bypass bore ( 15 ) at least partially releases during the entire funding cycle.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control edge ( 4 ) has a continuous, bevelled course and the bypass hole ( 15 ) is increasingly closed during partial funding.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the axial displacement of the control roller over a Proportional magnets or a piezo actuator is realized.

Hydraulic piston machine according to claim 8, characterized in that the position of the control edge ( 4 ) relative to the bypass hole ( 15 ) about the current intensity of the proportional magnet ( 11 ) or the actuator voltage of the piezo actuator is adjustable.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the displacement of the control roller ( 3 ) via a piston which is acted upon by a hydraulic medium.

Hydraulic piston machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control roller ( 3 ) with the drive shaft ( 8th ) is directly coupled.