EP1172553A2 - Hydrotransformator - Google Patents

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Publication number
EP1172553A2
EP1172553A2 EP01115826A EP01115826A EP1172553A2 EP 1172553 A2 EP1172553 A2 EP 1172553A2 EP 01115826 A EP01115826 A EP 01115826A EP 01115826 A EP01115826 A EP 01115826A EP 1172553 A2 EP1172553 A2 EP 1172553A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
windows
hydrotransformer
connection
control body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01115826A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1172553A3 (de
Inventor
Rudolf SCHÄFFER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG, Bosch Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of EP1172553A2 publication Critical patent/EP1172553A2/de
Publication of EP1172553A3 publication Critical patent/EP1172553A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B1/128—Driving means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2042—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/26—Control
    • F04B1/28—Control of machines or pumps with stationary cylinders
    • F04B1/29—Control of machines or pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B1/295—Control of machines or pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/109—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers
    • F04B9/117—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having plural pumping chambers the pumping members not being mechanically connected to each other

Definitions

  • the invention relates to a hydrotransformer the preamble of claim 1.
  • a hydrotransformer is a unit in which an energy flow Q 1 xp 1 is converted into an energy flow Q 2 xp 2 by hydraulic coupling of a hydraulic motor and a pump. In this case, only as much hydraulic energy is drawn from an existing pressure supply as is required to drive a consumer connected to the pump.
  • Such hydraulic transformers can be designed as radial piston machines or as axial piston machines.
  • US 3,188,963 shows one as a swash plate machine executed hydrotransformer, in which in a rotatable Cylinder-guided displacers on a fixed swash plate are supported.
  • the angle of attack of the swashplate determines the piston stroke of the displacer.
  • the pressure medium supply and removal takes place via a control disc with four control kidneys, one pair of control kidneys each is assigned to the motor or the pump.
  • WO 97/31185 A1 are two of the three control kidneys by one Control recess formed over a slidable Bridge is divided into the two control kidneys.
  • the web can move along the control recess the effective control length (effective length) of the control kidneys Gear ratio setting can be changed.
  • the guidance and sealing of the control bridge is however relatively difficult, so this solution is difficult is feasible.
  • the invention is based on the object to create a hydrotransformer where the setting the gear ratio compared to the one described above State of the art is simplified.
  • the hydrotransformer according to the invention is equipped with a Control body provided in the two radial to the displacement spaces a control window arranged are.
  • Control window offset on the front in the axial direction Displacement rooms trained. Due to the radially offset Relative arrangement of the control body can this comparatively simply on the outer circumference or in an axial bore of the Rotors are stored. Because the control window is pocket-shaped are formed, the control body is in the axial direction Pressure equalized so that no reaction forces are transmitted become.
  • the change in the effective tax length of the two Control window is preferably through one in the axial direction running relative movement between control body and Rotor, preferably the control body with respect to Rotor is moved axially. In principle, however, it is also possible to close the rotor with reference to the fixed control body move.
  • the design of the two control windows is special simply if this is through an approximately rectangular control recess with an approximately diagonal direction Web are formed.
  • This diagonal web can be straight or curved, for example helical.
  • the two are on a diagonal web separate control window the tank connection and the Supply port assigned while a third, larger Control window assigned to the work or consumer connection is.
  • this can be the work connection assigned control window also - similar to that State of the art described at the beginning - on a control disk be formed.
  • the relative position of this Control window with reference to the dead center positions of the displacers cannot be changed.
  • the in the control window trained control window two more Transitional breakthroughs are assigned via the dead center positions the transition between the load pressure at the work connection and the supply pressure or the tank pressure can be produced is.
  • the control of the gear ratio takes place via the control body.
  • the invention can be used in constructions in axial and radial piston design, in the latter Case vane units can be used particularly advantageously are.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a hydrotransformer 1, which is designed in axial piston design is.
  • This has one in a housing, not shown guided cylinder drum 2 in the a variety of cylinder bores 4 are formed, in which displacer 6 are axially displaceable.
  • the displacers 6 and the cylinder bores 4 delimit displacement spaces 8 which alternately with a dashed line in FIG Tank connection T, a supply connection P and a Work or consumer connection A can be connected.
  • the Displacers 6 are on the foot side against an inclined surface 10 a swash plate 12 biased so that with a relative rotation between swash plate 12 and drum 2 Displacers 6 can be set in a lifting movement.
  • the drum 2 is penetrated by an axial bore 14, in which a control body displaceable in the axial direction 16 is sealingly guided.
  • the control body 16 is bolt-shaped trained and has on its outer peripheral surface three control windows 18, 20 (see Figure 1) and 22 (see Figure 2).
  • the two control windows 18, 20 are not over channels shown in the rotor or in the control body 16 with connected to the tank connection T or the supply connection P, while the rear control window 22 in FIG. 1 via a corresponding channel with the work or Consumer connection A is connected.
  • control windows 18, 20, 22 are through three webs 24, 26, 28 separated from each other, the web between the two control windows 18, 20 formed as a diagonal web 24 is.
  • a radial channel 30 extends so that the displacement spaces 8 alternately with the control windows 18, 20, 22 are connectable.
  • FIGS. 3 and 4 16 Details of the control body are shown in FIGS. 3 and 4 16 explained.
  • Figure 3 shows a settlement of Control body 16 with a rectangular control window 22 and the two approximately triangular control windows 18, 20 separated by the diagonal web 24 are.
  • the two webs 24, 26 extending in the axial direction separate the control window 24 from the two triangular ones Control windows 18, 20, the dividing line of the settlement divides the web 24 in the middle.
  • the section plane AA shown in FIG. 1 is also shown in the development according to FIG. 3.
  • the control windows 18, 20, 24 are passed over by the cross sections of the mouth of the radial channels 30 along the section line AA.
  • Each displacement chamber 8 is connected to the control window 20 for the length l 1 and thus to the supply connection P and to the tank connection T for the length l 2 .
  • the corresponding radial channel 30 passes over the control window 22, so that a connection to the consumer connection is established.
  • the length l 1 corresponds to the length l 2 , so that a corresponding transmission ratio is established.
  • the transmission ratio is changed by axially displacing the control body 24 in the direction of the arrow according to FIG. 1, as a result of which the line AA in FIG. 3 shifts accordingly.
  • an axial position of the control body 16 is indicated with a double dotted line, in which the length l 1 'is substantially greater than the effective control length l 2 ' during which the displacement space in question is connected to the tank connection T - the transmission ratio becomes approximately proportional changed to the ratio of the new effective control lengths l 1 'and l 2 '.
  • FIG. 4 shows a section along the line AA in FIG. 3, from which the ratios of the effective control lengths l 1 , l 2 can be seen.
  • the effective length of the rectangular control window 22 remains unchanged.
  • an arbitrarily curved, for example helically curved web 24 can alternatively be used, so that a non-linear change in the effective control lengths l 1 , l 2 can be set.
  • FIG. 1 A variant is indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, according to which a control disk 32 is assigned to the drum 2 is via which the pressure medium supply to the work connection A is controlled.
  • the control body 16 is then corresponding only with the two remaining connections, the Tank connection T and the supply connection P assigned Control windows 18, 20 provided.
  • Figure 5 shows a schematic View of the end indicated in Figure 1 Control disc 32.
  • the control window 22 as Control kidney trained, which is roughly between the two Dead center positions OT and UT extends. From the control window 22 seen from the dead center positions OT and UT are two comparatively short transition openings 38, 40 are formed, the transition when the dead center positions are exceeded to the supply connection (transition opening 40) or to the tank connection (transition breakthrough 38). that is, in this variant, the control disk 32 are unchanged permanent tax windows / tax breaks, while in the control body 16 by axial displacement variable control window 18, 20 arranged are.
  • the pressure medium supply from the displacement spaces 8 to the in the control disc 32 formed control window 22 or the transition openings 38, 40 take place via axial channels 42 (indicated by dashed lines in FIG. 1) the displacement rooms 8 open. That is, with this variant A radial channel 30 and open into each displacement space 8 Axial channel 42 through which in connection to the control windows 18, 20 or 22 can be produced.
  • these pressure compensation pockets axially offset from the control windows 18, 20, 22 are formed.
  • control body arranged radially to the displacement spaces also with other types of hydrotransformer, for example Vane cell units can be used.
  • control body for example be arranged in an axial bore of the rotor, which Radial holes are connected to the displacement spaces.
  • Disclosed is a hydrotransformer with a rotor, in which a large number of displacers is guided.
  • the the Displacer-absorbing displacement spaces are above one Control device with at least three control windows a work connection, a supply connection or a Connectable tank connection.
  • the control unit has a control body in which at least two of the control windows are radial are offset to the displacement rooms.

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Abstract

Offenbart ist ein Hydrotransformator mit einem Rotor, in dem eine Vielzahl von Verdrängern geführt ist. Die die Verdränger aufnehmenden Verdrängerräume sind über eine Steuereinrichtung mit zumindest drei Steuerfenstern mit einem Arbeitsanschluß, einem Versorgungsanschluß oder einem Tankanschluß verbindbar. Die Steuereinheit hat einen Steuerkörper, in dem zumindest zwei der Steuerfenster radial versetzt zu den Verdrängerräumen ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrotransformator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Hydrotransformator ist eine Einheit, bei der durch hydraulische Kopplung eines Hydromotors und einer Pumpe ein Energiestrom Q1 x p1 in einen Energiestrom Q2 x p2 umgewandelt wird. Dabei wird einer vorhandenen Druckversorgung nur so viel hydraulische Energie entnommen, wie zum Antrieb eines an die Pumpe angeschlossenen Verbrauchers erforderlich ist. Derartige Hydrotransformatoren können als Radialkolbenmaschine oder als Axialkolbenmaschine ausgeführt sein.
Die US 3,188,963 zeigt einen als Schrägscheibenmaschine ausgeführten Hydrotransformator, bei dem in einem drehbaren Zylinder geführte Verdränger an einer feststehenden Schrägscheibe abgestützt sind. Der Anstellwinkel der Schrägscheibe bestimmt den Kolbenhub der Verdränger. Die Druckmittelzufuhr und -abfuhr erfolgt über eine Steuerscheibe mit vier Steuernieren, wobei jeweils ein Steuernierenpaar dem Motor bzw. der Pumpe zugeordnet ist.
In der US 3,079,864 ist ein Hydrotransformator in Flügelzellenbauweise offenbart. Bei dieser Lösung sind eine Vielzahl von in Radialrichtung verschiebbaren Verdrängern in einem Rotor gelagert und gegen einen Hubring vorgespannt. Die Druckmittelzu- und abfuhr erfolgt ähnlich wie bei der vorbeschriebenen Lösung über eine stirnseitig angeordnete Steuerscheibe.
Aus der WO 97/31185 A1 und der Druckschrift "Ein neuer alter Bekannter - der Hydrotransformator", Siegfried Rotthäuser, Peter Achten; O+P "Ölhydraulik und Pneumatik" 42 (1998) Nr. 6; S. 374 ff. ist der sogenannte INNAS-Hydrotransformator bekannt, bei dem das Übersetzungsverhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen dem Versorgungsdruck und dem Lastdruck des Verbrauchers veränderbar ist. Hierzu ist die Steuerscheibe mit drei Steuernieren versehen, deren Relativposition zu den Totpunktlagen der Verdränger durch Verdrehen der Steuerscheibe gegenüber der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine veränderbar ist.
Bei einem in der WO 97/31185 A1 offenbarten Ausführungsbeispiel sind zwei der drei Steuernieren durch eine Steuerausnehmung ausgebildet, die über einen verschiebbaren Steg in die beiden Steuernieren unterteilt ist. Durch Verschiebung des Steges entlang der Steuerausnehmung kann die wirksame Steuerlänge (Wirklänge) der Steuernieren zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses verändert werden. Die Führung und Abdichtung des Steuersteges ist jedoch relativ schwierig, so daß diese Lösung nur mit hohem Aufwand realisierbar ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydrotransformator zu schaffen, bei dem die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses gegenüber dem vorbeschriebenen Stand der Technik vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Hydrotransformator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Hydrotransformator ist mit einem Steuerkörper versehen, in dem zwei radial zu den Verdrängerräumen eines Rotors angeordnete Steuerfenster ausgebildet sind.
Im Gegensatz dazu sind bei der bekannten Lösung die Steuerfenster stirnseitig in Axialrichtung versetzt zu den Verdrängerräumen ausgebildet. Durch die radial versetzte Relativanordnung des Steuerkörpers kann dieser vergleichsweise einfach am Außenumfang oder in einer Axialbohrung des Rotors gelagert werden. Da die Steuerfenster taschenförmig ausgebildet sind, ist der Steuerkörper in Axialrichtung mit Druck ausgeglichen, so daß keine Reaktionskräfte übertragen werden.
Die Veränderung der wirksamen Steuerlänge der beiden Steuerfenster erfolgt vorzugsweise durch eine in Axialrichtung verlaufende Relativbewegung zwischen Steuerkörper und Rotor, wobei vorzugsweise der Steuerkörper mit Bezug zum Rotor axial verschoben wird. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, den Rotor mit Bezug zum ortsfesten Steuerkörper zu verschieben.
Die Ausbildung der beiden Steuerfenster ist besonders einfach, wenn diese durch eine etwa rechteckförmige Steuerausnehmung mit einem etwa in Diagonalrichtung verlaufenden Steg gebildet werden. Dieser Diagonalsteg kann gradlinig oder gebogen, beispielsweise wendelförmig ausgebildet sein.
Um ein Verkanten des mit Bezug zum Rotor bewegbaren Steuerkörpers zu verhindern, können den Steuerfenstern Druckausgleichstaschen in der Umfangswandung des Steuerkörpers zugeordnet sein, so daß die Druckkräfte in Radialrichtung ausgeglichen werden. Diese Druckausgleichstaschen werden vorzugsweise in Axialrichtung versetzt zu den Steuerfenstern ausgebildet.
Bei einer Variante sind die beiden über einen Diagonalsteg getrennten Steuerfenster dem Tankanschluß und dem Versorgungsanschluß zugeordnet, während ein drittes, größeres Steuerfenster dem Arbeits- oder Verbraucheranschluß zugeordnet ist.
Bei einer alternativen Variante kann das dem Arbeitsanschluß zugeordnete Steuerfenster auch - ähnlich wie bei dem eingangs beschriebenen Stand der Technik - an einer Steuerscheibe ausgebildet werden. Die Relativposition dieses Steuerfensters mit Bezug zu den Totpunktlagen der Verdränger ist nicht veränderbar. Bei dieser Variante sind dem in der Steuerscheibe ausgebildeten Steuerfenster noch zwei Übergangsdurchbrüche zugeordnet, über die in den Totpunktlagen der Übergang zwischen dem Lastdruck am Arbeitsanschluß und dem Versorgungsdruck bzw. dem Tankdruck herstellbar ist. Die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt über den Steuerkörper.
Die Erfindung läßt sich bei Konstruktionen in Axial- und Radialkolbenbauweise realisieren, wobei im letztgenannten Fall Flügelzelleneinheiten besonders vorteilhaft anwendbar sind.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
  • Figuren 1 und 2 Prinzipdarstellungen eines erfindungsgemäßen Hydrotransformators in Axialkolbenbauweise;
  • Figur 3 eine Abwicklung eines Steuerkörpers des Hydrotransformators aus Figur 1;
  • Figur 4 ein Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 3;
  • Figur 5 eine Steuerscheibe eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrotransformators und
  • Figur 6 eine schematisierte Abwicklung eines Hydrotransformators zur Erläuterung des zweiten Ausführungsbeispiels.
    • Die folgenden Abbildungen sind lediglich Prinzipskizzen, anhand denen die Funktion des erfindungsgemäßen Hydrotransformators 1 mit radial angeordneter Steuerung erläutert werden sollen.
    Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Hydrotransformator 1, der in Axialkolbenbauweise ausgeführt ist. Dieser hat eine in einem nicht dargestellten Gehäuse geführte Zylinder-Trommel 2 in der eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 4 ausgebildet sind, in denen Verdränger 6 axial verschiebbar aufgenommen sind. Die Verdränger 6 und die Zylinderbohrungen 4 begrenzen Verdrängerräume 8, die wechselweise mit einem in Figur 2 gestrichelt angedeuteten Tankanschluß T, einem Versorgungsanschluß P und einem Arbeits- oder Verbraucheranschluß A verbindbar sind. Die Verdränger 6 sind fußseitig gegen eine Schrägfläche 10 einer Schrägscheibe 12 vorgespannt, so daß bei einer Relativverdrehung zwischen Schrägscheibe 12 und Trommel 2 die Verdränger 6 in eine Hubbewegung versetzt werden.
    Die Trommel 2 wird von einer Axialbohrung 14 durchsetzt, in der ein in Axialrichtung verschiebbarer Steuerkörper 16 dichtend geführt ist. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steuerkörper 16 bolzenförmig ausgebildet und hat an seiner Außenumfangsfläche drei Steuerfenster 18, 20 (siehe Figur 1) und 22 (siehe Figur 2). Die beiden Steuerfenster 18, 20 sind über nicht dargestellte Kanäle im Rotor oder im Steuerkörper 16 mit dem Tankanschluß T bzw. dem Versorgungsanschluß P verbunden, während das in Figur 1 rückwärtige Steuerfenster 22 über einen entsprechenden Kanal mit dem Arbeits- oder Verbraucheranschluß A verbunden ist.
    Die Steuerfenster 18, 20, 22 sind durch drei Stege 24, 26, 28 voneinander getrennt, wobei der Steg zwischen den beiden Steuerfenstern 18, 20 als Diagonalsteg 24 ausgebildet ist.
    Zwischen jedem Verdrängerraum 8 und der Axialbohrung 14 erstreckt sich ein Radialkanal 30, so daß die Verdrängerräume 8 wechselweise mit den Steuerfenstern 18, 20, 22 verbindbar sind.
    Anhand der Figuren 3 und 4 seien Einzelheiten des Steuerkörpers 16 erläutert. Figur 3 zeigt eine Abwicklung des Steuerkörpers 16 mit einem rechteckförmigen Steuerfenster 22 und den beiden etwa dreieckförmigen Steuerfenstern 18, 20, die durch den Diagonalsteg 24 voneinander getrennt sind. Die beiden in Axialrichtung verlaufenden Stege 24, 26 trennen das Steuerfenster 24 von den beiden dreieckförmigen Steuerfenstern 18, 20, wobei die Trennlinie der Abwicklung den Steg 24 mittig teilt.
    Die in Figur 1 dargestellte Schnittebene A-A ist auch in der Abwicklung gemäß Figur 3 eingezeichnet. In der in Figur 1 dargestellten Relativposition zwischen Steuerkörper 16 und Trommel 2 werden die Steuerfenster 18, 20, 24 entlang der Schnittlinie A-A von den Mündungsquerschnitten der Radialkanäle 30 überfahren. Dabei wird jeder Verdrängerraum 8 während der Länge l1 mit dem Steuerfenster 20 und damit mit dem Versorgungsanschluß P und während der Länge l2 mit dem Tankanschluß T verbunden. Bei einer weiteren Verdrehung der Trommel 2 mit Bezug zum Steuerkörper 16 überfährt der entsprechende Radialkanal 30 das Steuerfenster 22, so daß eine Verbindung mit dem Verbraucheranschluß hergestellt ist.
    In der dargestellten Relativposition entspricht die Länge l1 der Länge l2, so daß sich ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis einstellt. Die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt durch Axialverschiebung des Steuerkörpers 24 in Pfeilrichtung gemäß Figur 1, wodurch sich die Linie A-A in Figur 3 entsprechend verschiebt. In Figur 3 ist mit einer zweifach gepunkteten Linie eine Axialposition des Steuerkörpers 16 angedeutet, in der die Länge l1' wesentlich größer als die wirksame Steuerlänge l2' ist während der der betreffende Verdrängerraum mit dem Tankanschluß T verbunden ist - das Übersetzungsverhältnis wird etwa proportional zu dem Verhältnis der neuen wirksamen Steuerlängen l1' und l2' verändert. Figur 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 3, aus dem sich die Verhältnisse der wirksamen Steuerlängen l1, l2 entnehmen lassen. Die Wirklänge des rechteckigen Steuerfensters 22 bleibt unverändert.
    Anstelle des geraden, in Diagonalrichtung verlaufenden Steges 24 kann alternativ auch ein beliebig gekrümmter, beispielsweise wendelförmig gekrümmter Steg 24 verwendet werden, so daß eine nicht lineare Änderung der wirksamen Steuerlängen l1, l2 einstellbar ist.
    Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind die drei Steuerfenster 18, 20, 22 zur Verbindung der Verdrängerräume 8 mit den Anschlüssen P, T und A im Steuerkörper 16 ausgebildet.
    In Figur 1 ist strichpunktiert eine Variante angedeuetet, gemäß der der Trommel 2 eine Steuerscheibe 32 zugeordnet ist, über die die Druckmittelzufuhr zum Arbeitsanschluß A gesteuert wird. Der Steuerkörper 16 ist dann entsprechend lediglich mit den beiden verbleibenden Anschlüssen, dem Tankanschluß T und dem Versorgungsanschluß P zugeordneten Steuerfenstern 18, 20 versehen. Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht der in Figur 1 angedeuteten, stirnseitigen Steuerscheibe 32. In dieser ist das Steuerfenster 22 als Steuerniere ausgebildet, die sich etwa zwischen den beiden Totpunktlagen OT und UT erstreckt. Von dem Steuerfenster 22 aus gesehen jenseits der Totpunktlagen OT und UT sind zwei vergleichsweise kurze Übergangsdurchbrüche 38, 40 ausgebildet, über die bei Überschreiten der Totpunktlagen der Übergang zum Versorgungsanschluß (Übergangsdurchbruch 40) bzw. zum Tankanschluß (Übergangsdurchbruch 38) erfolgt. D.h., bei dieser Variante sind in der Steuerscheibe 32 die unverändert bleibenden Steuerfenster/Steuerdurchbrüche ausgebildet, während in dem Steuerkörper 16 die durch Axialverschiebung veränderlichen Steuerfenster 18, 20 angeordnet sind.
    Die Druckmittelzufuhr von den Verdrängerräumen 8 zu dem in der Steuerscheibe 32 ausgebildeten Steuerfenster 22 bzw. den Übergangsdurchbrüchen 38, 40 erfolgt über Axialkanäle 42 (gestrichelt angedeutet in Figur 1) die stirnseitig in den Verdrängerräumen 8 münden. D.h., bei dieser Variante münden in jedem Verdrängerraum 8 ein Radialkanal 30 und ein Axialkanal 42, über die in die Verbindung zu den Steuerfenstern 18, 20 bzw. 22 herstellbar ist.
    Bei dieser Lösung ist es besonders einfach, an den diametral zu den Steuerfenstern 18, 20 angeordneten Umfangsflächenabschnitten des Steuerkörpers 16 nicht dargestellte Druckausgleichtaschen auszubilden, die dafür sorgen, daß der Steuerkörper 16 durch den Druck am Versorgungsanschluß P nicht einseitig gegen die Innenumfangswandung der Axialbohrung 14 gedrückt wird, so daß ein leichtes Verschieben des Steuerkörpers 16 möglich ist.
    Bei der erstbeschriebenen Variante müssen diese Druckausgleichstaschen axial versetzt zu den Steuerfenstern 18, 20, 22 ausgebildet werden.
    Das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Hydrotransformators sei abschliessend anhand von Figur 6 erläutert. Diese zeigt eine Abwicklung der Trommel 2 des letztbeschriebenen Ausführungsbeispiel. In der Abwicklung bildet die Schrägfläche 10 der Schrägscheibe 12 eine etwa sinusförmige Steuerkurve, die von den Verdrängern 8 überfahren wird. Gemäß Figur 5 ist an der von der Schrägscheibe 12 abgewandten Stirnfläche der Trommel 2 die Steuerscheibe 32 angeordnet, in der das nierenförmige Steuerfenster 22 ausgebildet ist. In der stark vereinfachten Darstellung gemäß Figur 6 sind die veränderlichen Steuerfenster 18, 20 der Einfachheithalber ebenfalls in der Steuerscheibe 32 angedeutet, wobei die wirksame Steuerlänge durch Axialverschiebung des lediglich schematisch angedeuteten Steuerkörpers 16 erfolgt. D.h. durch ein Verschieben des Steuerkörpers 16 in der Darstellung gemäß Figur 6 nach links, wird die wirksame Steuerlänge des Steuerfensters 20 verringert, während die wirksame Steuerlänge des Steuerfensters 18 gegenläufig vergrößert wird.
    Wie aus der Darstellung gemäß Figur 6 hervorgeht, ist der an das Steuerfenster 22 angeschlossene Verbraucheranschluß A während der Aufwärtsbewegung der Verdränger 6 mit den Verdrängerräumen 8 verbunden. Bei Erreichen der oberen Totpunktlage (OT) wird die Verbindung des jeweiligen Verdrängerraums 8 mit dem Steuerfenster 22 zugesteuert und nach Überfahren des Steges 36 aufgesteuert, so daß die Verdrängerräume mit dem im Steuerkörper 16 ausgebildeten Steuerfenster 20 mit dem Versorgungsanschluß P verbunden sind. Je nach Einstellung des Steuerkörpers 16 wird dann auf dem Weg zum unteren Totpunkt UT der entsprechende Verdrängerraum mit dem Steuerfenster 18 und damit mit dem Tankanschluß T verbunden. Bei Erreichen des unteren Totpunktes und Überfahren des Steges 34 erfolgt die Verbindung des Verdrängerraums 8 mit dem Arbeitsanschluß - der Zyklus beginnt von neuem.
    Wie bereits erwähnt, ist das erfindungsgemäße Prinzip mit einem radial zu den Verdrängerräumen geordneten Steuerkörper auch bei anderen Hydrotransformatorbauarten, beispielsweise Flügelzelleneinheiten einsetzbar. Bei einer derartigen Variante könnte der Steuerkörper beispielsweise in einer Axialbohrung des Rotors angeordnet sein, die über Radialbohrungen mit den Verdrängerräumen verbunden ist.
    Offenbart ist ein Hydrotransformator mit einem Rotor, in dem eine Vielzahl von Verdrängern geführt ist. Die die Verdränger aufnehmenden Verdrängerräume sind über eine Steuereinrichtung mit zumindest drei Steuerfenstern mit einem Arbeitsanschluß, einem Versorgungsanschluß oder einem Tankanschluß verbindbar. Die Steuereinheit hat einen Steuerkörper, in dem zumindest zwei der Steuerfenster radial versetzt zu den Verdrängerräumen ausgebildet sind.
    Bezugzeichenliste
    1
    Hydrotransformator
    2
    Trommel
    4
    Zylinderbohrung
    6
    Verdränger
    8
    Verdrängerraum
    10
    Schrägfläche
    12
    Schrägscheibe
    14
    Axialbohrung
    16
    Steuerkörper
    18
    Steuerfenster
    20
    Steuerfenster
    22
    Steuerfenster
    24
    Diagonalsteg
    26
    Stege
    28
    Stege
    30
    Radialkanal
    32
    Stege
    34
    Stege
    36
    Stege
    38
    Übergangsdurchbrüche
    40
    Übergangsdurchbrüche
    42
    Axialkanal

    Claims (10)

    1. Hydrotransformator mit einem Rotor (2), in dessen Verdrängerräumen Verdränger (6) geführt sind, die zur Steuerung eines Hubbewegung an einem Hubelement (12) abgestützt sind, und mit einer Steuereinrichtung (16, 32) mit zumindest drei Steuerfenstern (18, 20, 22), die mit einem Versorgungsanschluß (P), einem Arbeitsanschluß (A) bzw. einem Tankanschluß (T) verbunden sind und die wechselweise mit den die Verdränger (6) aufnehmenden Verdrängerräumen (8) in Überdeckung bringbar sind, wobei das Druckverhältnis durch Verändern der wirksamen Steuerlängen (1) der Steuerfenster (18, 20) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Steuerkörper (16) hat, in dem zumindest zwei radial zu den Verdrängerräumen (8) versetzte Steuerfenster (18, 20) ausgebildet sind, die mit den Verdrängerräumen (8) über Verbindungskanäle (30) verbunden sind und deren Geometrie derart gewählt ist, daß die wirksame Steuerlänge (1) der Steuerfenster (18, 20) bei einer Verstellung des Steuerkörpers (16) gegenläufig veränderbar ist.
    2. Hydrotransformator nach Patentanspruch 1, wobei der Steuerkörper (16) in Axialrichtung mit Bezug zum Rotor (2) verschiebbar ist.
    3. Hydrotransformator nach Patentanspruch 2, wobei der Steuerkörper (16) in einer Axialbohrung (14) des Rotors (2) geführt ist.
    4. Hydrotransformator nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei die beiden Steuerfenster (18, 20) durch eine Steuerausnehmung mit einem Diagonalsteg (24) gebildet sind.
    5. Hydrotransformator nach Patentanspruch 4, wobei der Diagonalsteg (24) wendelförmig ausgebildet ist.
    6. Hydrotransformator nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Steuerkörper (16) Druckausgleichstaschen zur Kompensation des in den Steuerfenstern (18, 20) wirkenden Druckes ausgebildet sind.
    7. Hydrotransformator nach Patentanspruch 6, wobei die Druckausgleichtaschen diametral zu oder axial versetzt zu den Steuerfenstern (18, 20) angeordnet sind.
    8. Hydrotransformator nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das dem Arbeitsanschluß (A) zugeordnete Steuerfenster (22) am Steuerkörper (16) ausgebildet ist.
    9. Hydrotransformator nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei das dem Arbeitsanschluß (A) zugeordnete Steuerfenster (22) an einer stirnseitigen Steuerscheibe (32) ausgebildet ist, in der auch zwei dem Tankanschluß (T) und dem Versorgungsanschluß (P) zugeordnete Übergangsdurchbrüche (38, 40) ausgebildet sind.
    10. Hydrotransformator nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei dieser in Axialkolbenbauweise oder in Radialkolbenbauweise, vorzugsweise als Flügelzelleneinheit ausgeführt ist.
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