Die
Erfindung betrifft eine hydrostatische Maschine, insbesondere eine
Axialkolbenmaschine, die als Hydropumpe oder als Hydromotor arbeiten
kann.The
The invention relates to a hydrostatic machine, in particular a
Axial piston machine, which work as a hydraulic pump or as a hydraulic motor
can.
Eine
hydrostatische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspuches 1 ist
z.B. aus der DE 22 08
890 A bekannt. Wie bei hydrostatischen Maschinen in Schiefscheibenbauweise üblich, sind
mehrere mit einer Schiefscheibe zusammenwirkende Kolben vorgesehen,
die zwischen zwei Totpunkten beweglich geführt sind. Ferner ist eine Steuerplatte
vorgesehen, um das Druckmedium in einem ersten Drehwinkelbereich
einer relativen Rotationsbewegung zwischen der Steuerplatte und
den Zylindern aus einer Hochdruckleitung zuzuführen und in einem zweiten Drehwinkelbereich
der Zylinder zur Niederdruckleitung hin abzuführen.A hydrostatic machine according to the preamble of Anspuches 1 is for example from DE 22 08 890 A known. As is usual with hydrostatic machines in a slab design, several pistons cooperating with a swash plate are provided, which are movably guided between two dead centers. Further, a control plate is provided to supply the pressure medium in a first rotation angle range of a relative rotational movement between the control plate and the cylinders from a high pressure line and dissipate in a second rotation angle range of the cylinder to the low pressure line.
Um
eine vollständige
Füllung
der Zylinder bei gleichzeitiger Kavitationsverminderung und Geräuschreduzierung
zu erreichen, wird in der DE
22 08 890 A vorgeschlagen, sowohl die Hochdruck-Steueröffnung als
auch die Niederdruck-Steueröffnung
in Rotationsrichtung geringfügig
gegenüber
der Kolbentotpunktlage symmetrisch zu verdrehen, so daß der Öffnungsdrehwinkelbereich
sich geringfügig über die durch
die Kolbentotpunktlage definierte Winkelstellung hinauserstreckt.In order to achieve a complete filling of the cylinders with simultaneous cavitation reduction and noise reduction, is in the DE 22 08 890 A proposed to turn both the high pressure control port and the low pressure control port in the direction of rotation slightly symmetrically with respect to the Kolbentotlage, so that the opening rotational angle range extends slightly beyond the defined by the Kolbentotlage angular position.
Dagegen
wird in der DE 21 52
524 A vorgeschlagen, die Abdeckbereiche zwischen den Steueröffnungen
mit Hilfsdurchlässen
zu versehen und somit im Umschaltbereich eine weichere Steuerung
zu erzielen. Zu einem ähnlichen
Zweck wird in der DE 14
03 813 A vorgeschlagen, in den Abdeckbereichen zwischen
den Steueröffnungen
axiale Kanäle
vorzusehen, um Hochdruckimpulse zu dämpfen und somit einer möglichen
Kavitationsschädigung
entgegenzuwirken.In contrast, in the DE 21 52 524 A proposed to provide the cover areas between the control openings with auxiliary passages and thus to achieve a softer control in the switching area. For a similar purpose, in the DE 14 03 813 A proposed to provide in the coverage areas between the control ports axial channels to dampen high pressure pulses and thus counteract possible cavitation damage.
In
der Druckschrift US
2,780,170 A wird eine hydrostatische Pumpe beschrieben,
bei der ein Kolben eine Ansaugbewegung vollzieht, wobei während der
Ansaugbewegung die Verbindung eines durch den Kolben begrenzten
Zylinderraumes mit der Steueröffnung
unterbrochen wird. Um einer Kavitation in dem Zylinderraum entgegenzuwirken,
wird das Druckmedium in dem Zylinderraum kurz bevor der Zylinderraum
von der Steueröffnung
getrennt wird, durch Einspritzen von zusätzlichem Druckmedium in den
Zylinderraum verdichtet. Das Einspritzen von Druckmedium erfolgt
dabei bei einer quasistatischen Stellung des Kolbens in dem Zylinder.
Daher wird während
des Einspritzvorgangs nur ein geringes Volumen an Druckmedium in
den Zylinderraum eingespritzt.In the publication US 2,780,170 A a hydrostatic pump is described in which a piston performs an intake movement, wherein during the intake movement, the connection of a cylinder space defined by the piston is interrupted with the control port. In order to counteract cavitation in the cylinder space, the pressure medium in the cylinder space is compressed by injecting additional pressure medium into the cylinder space just before the cylinder space is separated from the control opening. The injection of pressure medium takes place at a quasi-static position of the piston in the cylinder. Therefore, only a small volume of pressure medium is injected into the cylinder chamber during the injection process.
Weiterer
Stand der Technik findet sich in den Druckschriften DE 42 02 631 C1 , DE 11 01 895 C und AT 312 424 .Further prior art can be found in the documents DE 42 02 631 C1 . DE 11 01 895 C and AT 312 424 ,
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerplatte
einer hydrostatischen Maschine so weiterzubilden, daß durch
geringfügige Änderung
der Steuerplatte bei ansonsten unveränderter konstruktiver Ausgestaltung
der Maschine das Förder-
bzw. Schluckvolumen variiert werden kann.Of the
present invention is based on the object, the control plate
a hydrostatic machine so educate that by
slight change
the control plate with otherwise unchanged structural design
the machine the conveyor
or swallowing volume can be varied.
Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The
The object is solved by the features of claim 1.
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Verlängern der
Niederdruck-Steueröffnung oder
der Hochdruck-Steueröffnung über die Totpunktlage
der Kolben hinaus und gleichzeitiger Verkürzung der Hochdruck-Steueröffnung bzw.
der Niederdruck-Steueröffnung eine
Variation des effektiven Förder-
bzw. Schluckvolumens erzielt werden kann. Im Pumpbetrieb geschieht
dies dadurch, daß ein
Teil des über
die Niederdruck-Steueröffnung angesaugten
Druckmediums nach Überschreiten
der oberen Totpunktlage der Kolben wieder in die Niederdruckleitung
ausgestoßen
bzw. oder aus der Hochdruckleitung zurückgesaugt wird. Beim Motorbetrieb wird
ein ähnlicher
Effekt dadurch erzielt, daß ein
Teil des in die Niederdruckleitung ausgestoßenen Druckmediums nach Überschreiten
des unteren Totpunkts der Kolben wieder in die Zylinder zurückströmt bzw. wieder
in die Hochdruckleitung ausgestoßen wird.Of the
Invention is based on the finding that by extending the
Low pressure control port or
the high-pressure control opening on the dead center
the piston addition and simultaneous shortening of the high-pressure control orifice
the low-pressure control opening a
Variation of effective funding
or swallowing volume can be achieved. In pumping happens
this by the fact that a
Part of over
the low-pressure control port sucked
Pressure medium after exceeding
the top dead center of the piston back into the low pressure line
pushed out
or is sucked back from the high pressure line. When the engine is running
a similar one
Effect achieved by a
Part of the ejected into the low pressure line pressure medium after exceeding
the bottom dead center of the piston flows back into the cylinder or again
is ejected into the high pressure line.
Die
Ansprüche
2 bis 8 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The
claims
2 to 8 relate to advantageous developments of the invention.
Entsprechend
Anspruch 3 kann der jeweils andere Totpunkt-Drehwinkel zwischen
den beiden Steueröffnungen
liegen. Gemäß Anspruch
4 können die
Steueröffnungen
in an sich bekannter Weise nierenförmig ausgebildet sein und entlang
von konzentrischen Teilkreisabschnitten angeordnet sein. Die Ansprüche 5 und
6 betreffen die Betriebsweise als Hydropumpe bzw. als Hydromotor,
wobei für
den Betrieb als Hydropumpe der obere Totpunkt der Kolben im Drehwinkelbereich
der längeren
Steueröffnung liegt,
während
für den
Betrieb als Hydromotor der untere Totpunkt im Bereich der längeren Steueröffnung liegt.Corresponding
Claim 3, the respective other dead center rotation angle between
the two control openings
lie. According to claim
4 can the
control openings
be kidney-shaped in a conventional manner and along
be arranged by concentric pitch circle sections. Claims 5 and
6 relate to the mode of operation as a hydraulic pump or as a hydraulic motor,
being for
the operation as a hydraulic pump, the top dead center of the piston in the rotation angle range
the longer one
Control opening is located,
while
for the
Operation as a hydraulic motor, the bottom dead center in the region of the longer control port is located.
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:following
The invention will be described with reference to preferred embodiments with reference to
the drawing closer
explained.
Show it:
1A eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenpumpe
in Schrägachsenbauweise, 1A a schematic view of an inventively designed axial piston pump in Bent-axis design,
1B eine
Aufsicht auf die Steuerplatte entsprechend 1A, 1B a view of the control plate accordingly 1A .
1C die
Ansicht nach 1A mit verdrehter Zylindertrommel, 1C the view after 1A with twisted cylinder drum,
2A einen
Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkolbenmotor
in Schiefscheibenbauweise, 2A a section through an inventively designed axial piston motor in a swash plate design,
2B eine
Aufsicht auf die Steuerplatte entsprechend 2A. 2 B a view of the control plate accordingly 2A ,
Die 1A bis 1C zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung für
den Einsatz in einer Axialkolbenpume in Schrägachsenbauweise. Der grundsätzliche
Aufbau von Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise ist bekannt
und beispielsweise in der DE 42 02
631 C1 der gleichen Anmelderin beschrieben. Die Darstellung
des grundsätzlichen
Aufbaus von Schrägachsen-Axialkolbenmaschinen
erübrigt
sich daher, so daß nachfolgend lediglich
auf die erfindungsgemäßen Unterschiede Bezug
genommen wird.The 1A to 1C show a first embodiment of the invention for use in a Axialkolbenpume in Schrägachsenbauweise. The basic structure of axial piston machines in bent-axis design is known and, for example, in the DE 42 02 631 C1 the same applicant described. The representation of the basic structure of oblique-axis axial piston machines is therefore unnecessary, so that in the following reference is made only to the differences according to the invention.
In 1A ist
eine Schrägachsen-Axialkolbenmaschine
schematisch dargestellt. Die Zylinder 2, 3 sind
in gleichmäßigen Abständen radial
verteilt in einer Zylindertrommel 1 angeordnet, welche
um eine Rotationsachse 4 rotiert. Dies ist durch den Pfeil 5 angedeutet.
Der Antrieb erfolgt mittels einer Antriebswelle 6, die
um eine Rotationsachse 7 rotiert und in Lagerblöcken 32 und 33 gelagert
ist. Die Zylindertrommel 1 ist in dem Kugelkopf 8 des
Mittelzapfens 9 unter einem festen Verschwenkungswinkel α, den die Rotationsachse 4 der
Zylindertrommel 1 mit der Rotationsachse 7 der
Antriebswelle 6 bildet, gelagert. In den Zylindern 2, 3 sind
Kolben 10, 11 beweglich geführt und stützen sich in Kugelköpfen 12, 13 an
der Endplatte der Antriebswelle 6 ab. Durch die Rotationsbewegung
der Antriebswelle 6 und der Zylindertrommel 1 um
ihre zueinander verschwenkten Rotationsachsen 4, 7 werden
die Kolben 10, 11 periodisch zwischen einem oberen
Totpunkt 14 und einem unteren Totpunkt 15 hin
und her bewegt. In 1A befindet sich der Kolben 10 in
der Lage des unteren Totpunkts 15, während sich der Kolben 11 in
der Lage des oberen Totpunkts 14 befindet. In der Lage
des oberen Totpunkts 14 erreichen die Kolben jeweils ihren
maximalen Kolbenhub, während
die Kolben in der Lage des unteren Totpunkts 15 ihren minimalen Kolbenhub
erreichen. Der maximal erzielbare Förderhub ist daher durch die
Lage der Kolben in dem oberen Totpunkt 14 und dem unteren
Totpunkt 15 vorgegeben und mit dem Bezugszeichen 16 kenntlich
gemacht.In 1A is a bent axis axial piston machine shown schematically. The cylinders 2 . 3 are distributed radially at regular intervals in a cylinder drum 1 arranged around an axis of rotation 4 rotates. This is by the arrow 5 indicated. The drive takes place by means of a drive shaft 6 around a rotation axis 7 rotated and in storage blocks 32 and 33 is stored. The cylinder drum 1 is in the ball head 8th of the center pin 9 at a fixed Verschwenkungswinkel α, the axis of rotation 4 the cylinder drum 1 with the rotation axis 7 the drive shaft 6 forms, stored. In the cylinders 2 . 3 are pistons 10 . 11 movably guided and supported in ball heads 12 . 13 at the end plate of the drive shaft 6 from. By the rotational movement of the drive shaft 6 and the cylinder drum 1 around their mutually pivoted rotation axes 4 . 7 become the pistons 10 . 11 periodically between a top dead center 14 and a bottom dead center 15 moved back and forth. In 1A is the piston 10 in the position of bottom dead center 15 while the piston 11 in the position of top dead center 14 located. In the position of top dead center 14 The pistons each reach their maximum piston stroke while the pistons are in the position of bottom dead center 15 reach their minimum piston stroke. The maximum achievable delivery stroke is therefore due to the position of the piston in the top dead center 14 and bottom dead center 15 given and with the reference numeral 16 indicated.
Die
Zylinder 2, 3 sind über Verbindungskanäle 17, 18 mit
einer im Ausführungsbeispiel
sphärisch konvex
ausgebildeten, feststehenden Steuerplatte 19 verbunden.
Die Steuerplatte 19 weist in bekannter Weise eine Niederdruck-Steueröffnung 20 und
eine Hochdruck-Steueröffnung 21 auf,
um die Zylinder 2, 3 während des Saughubs mit der
lediglich schematisch dargesellten Niederdruckleitung 22 und
während
des Förderhubs
mit der ebenfalls lediglich schematisch dargestellten Hochdruckleitung 23 zu
verbinden. Da die Steuerplatte 19 nicht mit der Zylindertrommel 1 rotiert,
sondern feststeht, werden die Zylinder 2, 3 entsprechend
ihrer Winkelstellung während des
Umlaufs um die Rotationsachse 4 periodisch mit der Niederdruckleitung 22 und
der Hochdruckleitung 23 verbunden, wodurch eine ventilartige
Steuerwirkung entsteht.The cylinders 2 . 3 are via connection channels 17 . 18 with a spherically convex in the embodiment, fixed control plate 19 connected. The control plate 19 has a known manner, a low pressure control port 20 and a high pressure control port 21 on to the cylinders 2 . 3 during the suction stroke with the only schematically illustrated low pressure line 22 and during the delivery stroke with the also shown only schematically high-pressure line 23 connect to. Because the control panel 19 not with the cylinder drum 1 rotates, but firmly, become the cylinders 2 . 3 according to their angular position during circulation around the axis of rotation 4 periodically with the low pressure line 22 and the high pressure line 23 connected, whereby a valve-like control effect arises.
Die
Erfindung betrifft die drehwinkelbezogene Ausbildung der Steueröffnungen 20, 21 in
der Steuerplatte 19. Diesbezüglich wird nachfolgend auf die 1B Bezug
genommen.The invention relates to the rotation angle-related design of the control openings 20 . 21 in the control panel 19 , In this regard, the following is the 1B Referenced.
Die
Niederdruck-Steueröffnung 20 und
die Hochdruck-Steueröffnung 21 sind
im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel nierenförmig ausgebildet
und auf zu einem gemeinsamen Hauptkreis 24 gehörenden Teilkreisabschnitten
in Rotationsrichtung versetzt angeordnet. Die in der 1B senkrecht
durch den Mittelpunkt der Steuerplatte 19 geführte strichpunktierte
Linie 25 deutet die Lage der Totpunkte 14 und 15 an.
Ein Kolben 10, 11 erreicht gerade dann die Lage
des oberen Totpunkts 14, wenn die steuerplattenseitige Öffnung des
zum zugehörigen
Zylinder 2, 3 gehörenden Verbindungskanals 17, 18 bezüglich der
Steuerplatte 19 einen in 1B mit
dem Bezugszeichen 26 kenntlich gemachten oberen Totpunkt-Drehwinkel
erreicht. Umgekehrt nehmen die Kolben 10, 11 die
Lage des unteren Totpunkts 15 genau dann ein, wenn der
zu dem zugehörigen
Zylinder 2, 3 gehörende Verbindungskanal 17, 18 die
Lage des in 1B mit dem Bezugszeichen 27 versehenen
unteren Totpunkt-Drehwinkels 27 erreicht.The low pressure control port 20 and the high pressure control port 21 are kidney-shaped in the illustrated preferred embodiment and on to a common main circuit 24 belonging pitch segments arranged offset in the direction of rotation. The in the 1B perpendicular through the center of the control plate 19 Guided dash-dotted line 25 indicates the location of the dead centers 14 and 15 at. A piston 10 . 11 just then reaches the position of top dead center 14 when the control panel side opening of the associated cylinder 2 . 3 belonging connection channel 17 . 18 with respect to the control plate 19 one in 1B with the reference number 26 indicated top dead center rotation angle achieved. Conversely, take the pistons 10 . 11 the position of bottom dead center 15 if and only to the associated cylinder 2 . 3 belonging connection channel 17 . 18 the location of in 1B with the reference number 27 provided bottom dead center rotation angle 27 reached.
Bei
hydrostatischen Maschinen war es bislang üblich, in der Position des
oberen Totpunkt-Drehwinkels 26 und
des unteren Totpunkt-Drehwinkels 27 Abdeckbereiche als
geschlossene Fläche
vorzusehen, um die Zylinder im Bereich der Totpunkte umzusteuern,
d.h. von der Niederdruckleitung zu trennen und mit der Hochdruckleitung
zu verbinden bzw. umgekehrt von der Hochdruckleitung zu trennen
und mit der Niederdruckleitung zu verbinden. Da sich in den Totpunkten 14, 15 die
Bewegungsrichtung der Kolben 10, 11 von dem Saughub
in den Förderhub
bzw. umgekehrt von dem Förderhub
in den Saughub umkehrt, wird auf diese Weise der maximale Förderhub 16 der
hydrostatischen Pumpe ausgenutzt. Sofern jedoch nur eine gegenüber der
maximalen Fördermenge
reduzierte Fördermenge
benötigt
wird, kann dies bei bekannten hydrostatischen Pumpen nur durch eine
Reduzierung des Schwenkwinkels α,
den die Rotationsachse 4 der Zylindertrommel 1 mit
der Rotationsachse 7 der Antriebswelle 6 bildet,
oder durch Veränderung
der Kolbendurchmesser erreicht werden.In hydrostatic machines, it has been customary in the position of top dead center rotation angle 26 and bottom dead center rotation angle 27 Provide cover areas as a closed surface to control the cylinder in the dead center, ie separate from the low pressure line and connect to the high pressure line or vice versa to disconnect from the high pressure line and connect to the low pressure line. Because in the dead centers 14 . 15 the direction of movement of the pistons 10 . 11 from the suction stroke to the delivery stroke or vice versa from the delivery stroke in the suction stroke, in this way, the maximum delivery stroke 16 exploited the hydrostatic pump. If only one compared to the maximum flow reduced Flow rate is required, this can in known hydrostatic pumps only by reducing the pivot angle α, the axis of rotation 4 the cylinder drum 1 with the rotation axis 7 the drive shaft 6 forms, or can be achieved by changing the piston diameter.
Bei
sogn. Konstanteinheiten, d.h. hydrostatischen Pumpen mit konstantem,
nicht variablem Schwenkwinkel, bedeutet eine Variation der Fördermenge
daher einen hohen konstruktiven Aufwand, da die Aufhängung der
Zylindertrommel 1 verändert werden
muß, um
den Schwenkwinkel α zu
reduzieren. Um diesen hohen konstruktiven Aufwand zu vermeiden,
schlägt
die vorliegende Erfindung vor, statt einer Variation des Schwenkwinkels α eine Variation der
Anordnung und Ausbildung der Steueröffnungen 20, 21 in
der Steuerplatte 19 vorzusehen. Dabei wird im Ausführungsbeispiel
die Niederdrucköffnung 20 um
einen Winkelbereich β verlängert und
gleichzeitig die Hochdruck-Öffnung 21 um
den gleichen Winkelbereich β verkürzt. Die
Verbindungskanäle 17, 18 sind
dabei in einem ersten Winkelbereich γ über die verkürzte Hochdruck-Steueröffnung 21 mit
der Hochdruckleitung 23 verbunden und in einem zweiten Drehwinkelbereich δ über die
Niederdruck-Steueröffnung 20 mit
der Niederdruckleitung 22 verbunden. Dabei ist die Ausdehnung
der steuerplattenseitigen Öffnungen
der Verbindungskanäle 17, 18 zu
berücksichtigen,
die zur Verdeutlichung in 1B ebenfalls eingezeichnet
sind. Dabei schließt
der zweite Drehwinkelbereich δ,
in welchem die Zylinder 2, 3 mit der Niederdruckleitung 22 verbunden
sind, einen der beiden Totpunkt-Drehwinkel 26, 27 ein.
Für den
Fall, daß die
hydrostatische Maschine wie im Ausführungsbeispiel der 1A und 1B als
Hydropumpe arbeitet, ist dies der Totpunkt-Drehwinkel 26,
der dem oberen Totpunkt 14 der Kolben 10, 11 entspricht.At sogn. Constant units, ie hydrostatic pumps with constant, non-variable swivel angle, a variation of the flow rate therefore means a high design effort, since the suspension of the cylinder drum 1 must be changed in order to reduce the pivot angle α. To avoid this high design effort, the present invention proposes, instead of a variation of the pivot angle α, a variation of the arrangement and design of the control openings 20 . 21 in the control panel 19 provided. In the embodiment, the low pressure opening 20 extended by an angular range β and at the same time the high-pressure opening 21 shortened by the same angular range β. The connection channels 17 . 18 are in a first angular range γ on the shortened high-pressure control port 21 with the high pressure line 23 connected and in a second rotation angle range δ via the low pressure control port 20 with the low pressure line 22 connected. In this case, the extent of the control plate-side openings of the connecting channels 17 . 18 to be taken into account for clarification in 1B are also shown. This closes the second rotation angle range δ, in which the cylinder 2 . 3 with the low pressure line 22 are connected, one of the two dead center rotation angle 26 . 27 one. In the event that the hydrostatic machine as in the embodiment of 1A and 1B works as a hydraulic pump, this is the dead center angle of rotation 26 , the top dead center 14 The piston 10 . 11 equivalent.
Die
erfindungsgemäße Ausbildung
der Steuerplatte bewirkt folgendes:
Nach Passieren des Totpunktwinkels 27 sind
die Zylinder 2, 3 über die Niederdruck-Steueröffnung 20 mit der
Niederdruckleitung 22 verbunden und werden bis zum Erreichen
des Totpunkt-Drehwinkels 26, der dem oberen Totpunkt 14 der
Kolben 10, 11 entspricht, gefüllt. Nach Überschreiten des Totpunkt-Drehwinkels 26 bewegen
sich die Kolben 10, 11 bereits wieder in Richtung
auf die Steuerplatte 19 und drücken einen Teil des sich in
den Zylindern, 2, 3 befindlichen Druckmediums über die
Niederdruck-Öffnung 20 der Steuerplatte 19 in
die Niederdruckleitung 22 zurück. In dem in 1A mit
dem Bezugszeichen 28 versehenen Kolbenhubbereich entsteht
daher ein Blindhub, der den maximalen Förderhub 16 auf einen
reduzierten Förderhub 29 verkürzt. Bei
Erreichen der Kolbenposition 30, die einem in 1B dargestellten Drehwinkel 31 entspricht,
erfolgt die Umsteuerung von der Niederdruckleitung 22 auf
die Hochdruckleitung 23, so daß während des reduzierten Förderhubs 29 das
Druckmedium in die Hochdruckleitung 23 über die Hochdruck-Steueröffnung 21 der
Steuerplatte 19 gepreßt
wird.The inventive design of the control plate causes the following:
After passing the dead center angle 27 are the cylinders 2 . 3 via the low pressure control port 20 with the low pressure line 22 connected and until reaching the dead center angle of rotation 26 , the top dead center 14 The piston 10 . 11 corresponds, filled. After exceeding the dead center rotation angle 26 the pistons move 10 . 11 Already back towards the control panel 19 and push a part of itself in the cylinders, 2 . 3 located pressure medium via the low-pressure opening 20 the control panel 19 in the low pressure line 22 back. In the in 1A with the reference number 28 Provided Kolbenhubbereich therefore creates a blind stroke, the maximum delivery stroke 16 on a reduced delivery stroke 29 shortened. When reaching the piston position 30 one in 1B illustrated angle of rotation 31 corresponds, the reversal takes place from the low pressure line 22 on the high pressure line 23 so that during the reduced delivery stroke 29 the pressure medium in the high pressure line 23 over the high pressure control port 21 the control panel 19 is pressed.
Zur
besseren Verdeutlichung ist in 1C die
Position des Kolbens 11 am Umsteuerpunkt, an dem der Kolben 11 die
Position 30 einnimmt und der Zylinder 3 den in 1B gezeigten
Drehwinkel 31 erreicht, dargestellt. Wie aus 1C zu
erkennen, hat sich durch Verdrehen der Zylindertrommel 1 von
dem Totpunkt-Drehwinkel 25 zum Drehwinkel 31 hin
die Lage des Kolbens 11 von dem Totpunkt 14 zur
Position 30 hin verschoben, was dem vorher beschriebenen
Blindhub entspricht.For better clarity is in 1C the position of the piston 11 at the Umsteuerpunkt at which the piston 11 the position 30 occupies and the cylinder 3 the in 1B shown rotation angle 31 reached, shown. How out 1C To recognize, by twisting the cylinder drum 1 from the dead center angle of rotation 25 to the angle of rotation 31 towards the position of the piston 11 from the dead center 14 to the position 30 shifted, which corresponds to the previously described blind stroke.
Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Variation der Steuerplatte 19 hat den Vorteil, daß sie konstruktiv
wesentlich leichter realisierbar ist als eine Variation des Schwenkwinkels α. Insbesondere
können das
Gehäuse
und die Lagereinrichtungen für
die Antriebswelle 6 und die Zylindertrommel 1 unverändert bleiben.
Durch Auswechseln der Steuerplatten kann das effektive Fördervolumen
der Hydropumpe einfach und kostengünstig an vorgegebene Spezifikationen
angepaßt
werden. Für
einen bestimmten Pumpentyp können
hinsichtlich des Winkelbereichs der Niederdruck- und Hochdruck-Steueröffnung abgestufte
Steuerplatten zur Verfügung
stehen, um die Fördermenge
an den zum Einsatzfall geforderten Bedarf anzupassen.The inventively proposed variation of the control plate 19 has the advantage that it is structurally much easier to implement than a variation of the swivel angle α. In particular, the housing and the bearing means for the drive shaft 6 and the cylinder drum 1 remain unchanged. By replacing the control plates, the effective displacement of the hydraulic pump can be easily and inexpensively adapted to predetermined specifications. For a particular type of pump, graduated control plates may be available with regard to the angular range of the low pressure and high pressure control ports to adjust the flow rate to the demand demanded of the application.
In
den 2A und 2B ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung zur Erläuterung der
Motorbetriebsweise dargestellt.In the 2A and 2 B is a further embodiment of the invention for explaining the engine operation shown.
2A zeigt
einen Schnitt durch einen Axialkolbenmotor in Schiefscheibenbauweise.
Da Axialkolbenmaschinen in Schiefscheibenbauart hinreichend bekannt
und z.B. in der DE
42 02 631 C1 der gleichen Anmelderin beschrieben sind,
wird nachfolgend lediglich auf die erfindungsgemäßen Besonderheiten eingegangen. 2A shows a section through an axial piston motor in a swash plate design. Since axial piston machines in Schiefscheibenbauart sufficiently well known and eg in the DE 42 02 631 C1 are described in the same applicant, will be discussed below only the features of the invention.
In
der Schnittdarstellung nach 2A ist eine
Zylindertrommel 1 mit einer Antriebsachse 40 drehfest
verbunden. In der Zylindertrommel 1 sind gleichmäßig radial
versetzt Zylinder 2, 3 vorgesehen, in denen Kolben 10, 11 zwischen
einem oberen Totpunkt 14 und einem unteren Totpunkt 15 bewegbar geführt sind.
Die Kolben 10, 11 weisen Kugelköpfe 12, 13 auf,
die in Gleitschuhen 41, 42 gelagert sind und sich
an der ortsfesten Schiefscheibe 43 abstützen. Die Schiefscheibe 43 ist
gegenüber
der Rotationsachse 4 der Antriebswelle 40 und
der Zylindertrommel 1 entsprechend einem Schwenkwinkel α verschwenkt.
Die Zylinder 2, 3 sind über Verbindungskanäle 17, 18 mit
der Steuerplatte 19 verbunden, die wie im Ausführungsbeispiel
nach den 1A bis 1C eine
Niederdruck-Steueröffnung 20,
zum Verbinden der Zylinder 2, 3 mit der Niederdruckleitung 22 und
einer Hochdruck-Steueröffnung 21,
zum Verbinden der Zylinder 2, 3 mit der Hochdruckleitung 23 aufweist.
Die Hochdruck- und Niederdruckleitung 22, 23 sind
lediglich schematisiert eingezeichnet. Die Wirkungsweise der ortsfesten Steuerplatte 19 ist
im wesentlichen die gleiche wie im Ausführungsbeispiel nach den 1A bis 1C.In the sectional view to 2A is a cylinder drum 1 with a drive axle 40 rotatably connected. In the cylinder drum 1 are even radially offset cylinder 2 . 3 provided in which pistons 10 . 11 between a top dead center 14 and a bottom dead center 15 are movably guided. The pistons 10 . 11 have ball heads 12 . 13 on, in sliding shoes 41 . 42 are stored and attached to the fixed swash plate 43 support. The swash plate 43 is opposite to the axis of rotation 4 the drive shaft 40 and the cylinder drum 1 pivoted in accordance with a pivot angle α. The cylinders 2 . 3 are via connection channels 17 . 18 with the control plate 19 connected, as in the embodiment of the 1A to 1C a low pressure control port 20 , for connecting the cylinders 2 . 3 with the low pressure line 22 and a high pressure control port 21 , for connecting the cylinders 2 . 3 with the high pressure line 23 having. The high pressure and low pressure line 22 . 23 are shown only schematically. The operation of the fixed control plate 19 is substantially the same as in the embodiment of the 1A to 1C ,
Die
Ausbildung der Steuerplatte 19 wird nachfolgend anhand
der Aufsicht nach 2B beschrieben.The formation of the control plate 19 will subsequently follow the supervision 2 B described.
Im
Ausführungsbeispiel
ist die Niederdruck-Steueröffnung 20 gegenüber einer
konventionell ausgebildeten Steuerplatte um den Drehwinkel β verlängert, während die
Hochdruck-Steueröffnung 21 gegenüber einer
konventionell ausgebildeten Steuerplatte um den Drehwinkel β verkürzt ist.
Die Steuerplatte 19 ist daher im wesentlichen genauso wie
im Ausführungsbeispiel
nach 1B ausgebildet, jedoch um 180° verdreht angeordnet. Auch in 2B liegen
die beiden Totpunkt-Drehwinkel 26, 27 auf der vertikalen
Geraden 25. Dabei bezieht sich der Totpunkt-Drehwinkel 26 auf
den oberen Totpunkt 14 der Kolben 10, 11,
bei welchem die Kolben 10, 11 ihren maximalen
Kolbenhub erreichen, und der Totpunkt-Drehwinkel 27 auf
den unteren Totpunkt 15, bei welchem die Kolben 10, 11 ihren
minimalen Kolbenhub erreichen. Auch im Ausführungsbeispiel nach 2B ist
wesentlich, daß der
erste Drehwinkelbereich γ,
in welchem die Zylinder 2, 3 über die Verbindungskanäle 17, 18 über die
Hochdruck-Steueröffnung 21 mit
der Hochdruckleitung 23 verbunden sind, kleiner bemessen
ist als der zweite Drehwinkelbereich δ, in welchem die Zylinder 2, 3 über die
Verbindungskanäle 17, 18 und
die Niederdruck-Steueröffnung 20 mit
der Niederdruckleitung 22 verbunden sind. Darüberhinaus
ist wesentlich, daß der
zweite Drehwinkelbereich δ,
in welchem die Zylinder 2, 3 über die Niederdruck-Steueröffnung 20 mit
der Niederdruckleitung 22 verbunden sind, den Totpunkt-Drehwinkel 27 einschließt, welcher
sich auf den unteren Totpunkt 15 der Kolben 10, 11 bezieht.In the embodiment, the low pressure control port 20 extended relative to a conventionally formed control plate by the rotation angle β, while the high-pressure control port 21 compared to a conventionally formed control plate is shortened by the rotation angle β. The control plate 19 is therefore essentially the same as in the embodiment according to 1B formed, however, arranged rotated by 180 °. Also in 2 B are the two dead center rotation angle 26 . 27 on the vertical line 25 , In this case, the dead center rotation angle refers 26 on the top dead center 14 The piston 10 . 11 in which the pistons 10 . 11 reach their maximum piston stroke, and the dead center angle of rotation 27 to the bottom dead center 15 in which the pistons 10 . 11 reach their minimum piston stroke. Also in the exemplary embodiment 2 B is essential that the first rotation angle range γ, in which the cylinder 2 . 3 over the connection channels 17 . 18 over the high pressure control port 21 with the high pressure line 23 are smaller, is smaller than the second rotation angle range δ, in which the cylinder 2 . 3 over the connection channels 17 . 18 and the low pressure control port 20 with the low pressure line 22 are connected. Moreover, it is essential that the second rotation angle range δ, in which the cylinder 2 . 3 via the low pressure control port 20 with the low pressure line 22 are connected, the dead center rotation angle 27 which is at bottom dead center 15 The piston 10 . 11 refers.
Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Steuerplatte 19 wird folgendes bewirkt.:
Nach Überschreiten
des oberen Totpunkts 14, der dem Totpunkt-Drehwinkel 26 entspricht,
werden die Zylinder 2, 3 von der Hochdruckleitung 23 getrennt und über die
Niederdruck-Steueröffnung 20 mit
der Niederdruckleitung 22 verbunden. Die Verbindung mit
der Niederdruckleitung 22 bleibt auch nach Erreichen des
unteren Totpunkts 15, der dem Totpunkt-Drehwinkel 27 entspricht,
erhalten. Dadurch wird erreicht, daß bei Bewegungsumkehr der Kolben 10, 11 in
ihrem unteren Totpunkt 15 bis zum Erreichen des Umschalt-Drehwinkels 44,
der einem in 2A dargestellten Kolbenhub 45 entspricht, Druckmittel
aus der Niederdruckleitung 22 angesaugt wird. Im Drehwinkelbereich β werden die
Kolben 10, 11 daher nicht mit dem Arbeitsdruck
der Hochdruckleitung 23 beaufschlagt. Die Verbindung mit
der Hochdruckleitung 23 erfolgt erst beim Umsteuerdrehwinkel 44,
so daß der
in 2A mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnete
maximale Arbeitshub h durch einen Blindhub 47 im Drehwinkelbereich β auf einen reduzierten
Arbeitshub 48 im Drehwinkelbereich γ reduziert ist.Due to the inventive design of the control plate 19 the following is done:
After exceeding the top dead center 14 , the dead center angle of rotation 26 matches, the cylinders become 2 . 3 from the high pressure line 23 separated and via the low pressure control port 20 with the low pressure line 22 connected. The connection with the low pressure line 22 remains even after reaching bottom dead center 15 , the dead center angle of rotation 27 corresponds, received. This ensures that when reversing the movement of the piston 10 . 11 in its bottom dead center 15 until reaching the switching angle of rotation 44 one in one 2A illustrated piston stroke 45 corresponds, pressure medium from the low pressure line 22 is sucked. In the rotation angle range β, the pistons 10 . 11 therefore not with the working pressure of the high pressure line 23 applied. The connection with the high pressure line 23 takes place only at Umsteuerdrehwinkel 44 so that the in 2A with the reference number 46 designated maximum stroke h by a blind stroke 47 in the rotation angle range β to a reduced working stroke 48 is reduced in the rotation angle range γ.
Durch
entsprechende Dimensionierung der Niederdruck-Steueröffnung 20 und
der Hochdruck-Steueröffnung 21 und
somit der zugeordneten Drehwinkelbereiche γ und δ läßt sich daher der effektive
Arbeitshub und somit das Schluckvolumen und die Leistung des Hydromotors
verändern.
Für einen bestimmten
Hydromotortyp können
verschiedene Steuerplatten 19 zur Verfügung stehen, die je nach Anforderungen
im Bedarfsfall in den Hydromotor eingebaut werden.By appropriate dimensioning of the low pressure control port 20 and the high pressure control port 21 and thus the associated rotational angle ranges γ and δ can therefore change the effective stroke and thus the displacement and the power of the hydraulic motor. Different control plates can be used for a given type of hydromotor 19 are available, which are installed according to requirements in case of need in the hydraulic motor.
Es
ist ohne weiteres erkennbar, daß die
erfindungsgemäße Weiterbildung
nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
sind. Insbesondere kann die Erfindung bei hydrostatischen Maschinen
unterschiedlicher Bauart und sowohl bei Hydropumpen als auch bei
Hydromotoren eingesetzt werden. Neben dem vorstehend beschriebenen
Einsatz im Zusammenhang mit Schrägachsen
bzw. Schiefscheibenmaschinen ist ohne weiteres auch der Einsatz
bei Taumelscheibenmaschinen möglich.
Ferner kann sowohl bei Hydropumpen als auch bei Hydromotoren statt
der Niederdruck-Steueröffnung
die Hochdruck-Steueröffnung langer
ausgebildet sein. Dies bewirkt im Pumpenbetrieb, daß während des Blindhubs
ein Teil der Fördermenge
aus der Hochdruckleitung zurückgesaugt
wird, während
im Motorbetrieb ein Teil der Fördermenge
wieder in die Hochdruckleitung ausgestoßen wird.It
is readily apparent that the
inventive development
not to the described embodiments
limited
are. In particular, the invention in hydrostatic machines
different design and both hydraulic pumps and in
Hydromotors are used. In addition to the above
Use in connection with bent axles
or swash plate machines is readily the use
possible with swashplate machines.
Furthermore, it can take place both in hydraulic pumps and in hydraulic motors
the low pressure control port
the high-pressure control opening longer
be educated. This causes during pump operation that during the blind stroke
a part of the flow rate
sucked back from the high pressure line
will, while
During engine operation, a part of the flow rate
is ejected back into the high pressure line.
