EP1462647A2 - Rotary cylinder fluid pressure machine - Google Patents

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Publication number
EP1462647A2
EP1462647A2 EP04004296A EP04004296A EP1462647A2 EP 1462647 A2 EP1462647 A2 EP 1462647A2 EP 04004296 A EP04004296 A EP 04004296A EP 04004296 A EP04004296 A EP 04004296A EP 1462647 A2 EP1462647 A2 EP 1462647A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating
piston
longitudinal axis
inclination
control
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP04004296A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1462647A3 (en
EP1462647B1 (en
Inventor
Rainer Behrendt
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.)
Sauer Bibus GmbH
Original Assignee
Sauer Bibus GmbH
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 Sauer Bibus GmbH filed Critical Sauer Bibus GmbH
Publication of EP1462647A2 publication Critical patent/EP1462647A2/en
Publication of EP1462647A3 publication Critical patent/EP1462647A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1462647B1 publication Critical patent/EP1462647B1/en
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Expired - Lifetime 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
    • F04B1/26—Control
    • F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
    • F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks 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
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/04—Pressure in the outlet chamber

Definitions

  • Such a variable pump unit for pumping a working fluid is in the DE 693 05 836 T2 described.
  • This includes a housing with attached at the ends Lids as finishing elements.
  • a cylinder block is arranged with the rotor, which with the rotor about the longitudinal axis rotates.
  • the cylinder block is parallel to the longitudinal axis and distributed around the circumference Cylinder spaces in which the working pistons can be moved parallel to the longitudinal axis.
  • an adjusting disc is arranged centered on the longitudinal axis. Their inclination can be changed in relation to the longitudinal axis.
  • the pistons are supported on the adjusting disc from.
  • There are first actuating means which have an actuating piston with a first Include piston area. This is determined by the prevailing one in the pump unit Working pressure applied.
  • the adjusting means further comprise a first adjusting spring, which is offset to the longitudinal axis and thus the actuating piston is diametrically offset to take its retracted position, in which the adjusting disk takes the greatest deflection starting from the zero position, applied.
  • the regulation takes place in such a way that the swash plate is at the maximum Swivel angle remains deflected, i.e. the pump maximum flow delivers as long as the set pressure has not yet been reached.
  • the invention has for its object to propose a control pump unit, which is a more favorable behavior with regard to adjusting to a selectable funding volume at a specifiable maximum pressure.
  • the advantage of this training is that due to the direct adjustment the desired funding volume the time until this funding volume is reached is significantly reduced.
  • the measurement of the volume flow over the inclination of the adjusting disc by a linear path measurement and derived from it the direct influence the control unit via the second control device to the pivot position correcting the adjusting disc leads to an improved, i.e. more precise regulation.
  • the inclination measuring device is represented by a distance meter, which is coupled to the first actuating piston and the respective position of the first actuating piston as representative of the inclination of the adjusting disc as an electrical measured variable.
  • the control valve is a continuous control valve in servo quality is. With these valves, the input signal is continuously converted into a proportional one hydraulic output signal converted.
  • the actuator itself is preferred as an electromagnetic actuator educated.
  • control valve it is provided that this is a control piston has, which is acted upon by a control spring to its initial position.
  • the control spring is used to set the starting position of the control piston in the zero position adjustable in their axial position.
  • a favorable embodiment provides that the first control piston and the second Control pistons in cylinder spaces are adjustable, which in a closing element of the Housing are arranged.
  • a preferred embodiment of the invention is in the drawing, the one Longitudinal section of the variable displacement pump unit and, for this purpose, schematically indicates the control means, shown.
  • the drawing shows the housing 1, which is connected to it in one piece first end element 2 at one end and by a detachable with the Housing 1 connected termination element 3 on the first termination element 2 opposite end is completed.
  • first closing element 2 there is a first bearing bore 4 and in the second closure element 3 a second bearing bore 5.
  • Both bearing bores 4, 5 are on the longitudinal axis 6 centered.
  • an axis 8 can be rotated by means of bearings 7 stored.
  • the bearings 7 can for example be in the form of plain or needle bearings be designed.
  • a stator 9 of an electric motor is fixedly mounted in the housing 1.
  • This Stator 9 rotates the rotor 10 of the electric motor around the cylinder block 11 is arranged around the longitudinal axis 6.
  • the cylinder block 11 sits on the axis 8.
  • rotor 10 and cylinder block 11 are rotatably connected to each other and are by the Axis 8 carried, so that the cylinder block 11 is rotatably driven by the rotor 10 when the electric motor is switched on.
  • In the cylinder block 11 are around Longitudinal axis 6 distributed cylinder spaces 12, which are parallel to the longitudinal axis 6 extend and are each open via a channel 17 to a valve plate 16 via which either the individual cylinder spaces 12 by means of the associated channel 17 the outlet 18 or the inlet 19 are connectable.
  • a pressure measuring device 20 is connected, via which the respectively pending in the system Working pressure is measured and converted into an electrical measurement.
  • a working piston 13 is movable parallel to the longitudinal axis 6 of each cylinder chamber 12 added.
  • the working pistons 13 act on them from the cylinder space 12 each emerging end of an adjusting disc 14, which is about a pivot axis 15 is pivotally and non-rotatably held in the housing.
  • adjusting disc 14 i.e.
  • the adjusting disc 14 is predetermined by first actuating means 21, which have a first actuating piston 22 include first piston surface F1, its associated cylinder space constantly via the connecting line 23 and channels in the second termination element 3 with the Outlet 18 are connected, acted upon by the existing working pressure.
  • the adjusting disc 14 Under this Working pressure and due to the eccentric arrangement of the first control piston 22 to the pivot axis 15 of the adjusting disc 14, the adjusting disc 14 is in the direction to take their maximum swivel position at which the largest delivery volume is reached.
  • An actuating spring 24 acts on the first actuating piston 22, which also in the depressurized state, the first actuating piston 22 to take its extended Position acted out and thus the adjusting disc 24 to the maximum inclination moved with respect to the longitudinal axis 6.
  • the cylinder space in which the second control piston 26 is adjustable, is via the control valve 29 with the connecting channel 30 optionally connected and subject to it, depending on the position of the control valve 29, the working pressure prevailing in the variable pump unit or is from this separated.
  • the starting position of the control piston 36 of the control valve 29 is adjustable via a control spring 31.
  • the control spring 31 is in its axial position adjustable to regulate the zero position of the control piston 36.
  • the first control device 28 further comprises an actuating unit 32, via which the control piston 36 can be moved into the open position, in which the connecting channel 30 is connected to the cylinder space for the second actuating piston 26 is.
  • An inclination measuring device 27 is assigned to the first actuating piston 22, which the respective inclination position and thus the respective inclination angle A of the adjusting disc 14 out of the way that the first adjusting piston 22 has traveled has determined. This takes the form of an electrical control signal that is transmitted via a first control line 37 of the second control device 33 is supplied.
  • the second Control device 33 is also connected to the pressure measuring device via a second control line 38 20 and connected to the actuating unit 32 via a third control line 39. Furthermore, the second control device 33 has an input 34 for the working pressure to be maintained and an input 35 for the maximum delivery volume on.
  • the mode of operation is described below.
  • the adjusting disc 14 takes its maximum swung out inclination, which corresponds to the largest possible delivery volume.
  • the electric motor is switched on, the result is within a short rotation range a pressure build-up and the adjusting disc 14 is at the zero position moves, which means that the adjusting disc 14, the longitudinal axis 6 with an angle of inclination A, which corresponds to a right angle, where the stroke of the Working piston 13 is almost zero.
  • the control valve 29 is located in the Closed position.
  • the adjusting disk 14 is moved by the first adjusting piston 22 acting system pressure and the first actuating spring 24 acting on it Position held.
  • the position is adjusted with the aid of the inclination measuring device 27, which the respective inclination A of the adjusting disc 14 and supplies the second control device 33 with the a control algorithm determines whether the respective tilt position of the adjusting disc 14 corresponds to the preset funding volume. As long as not that the given delivery volume is given the corresponding inclination position, that remains Control valve 29 in the open position, so that due to the larger area F2 of second actuating piston 26 opposite the piston surface F1 of the first actuating piston 22 the adjusting disc 14 is pivoted.

Abstract

The hydraulic machine has a casing (1) containing a rotating cylinder block (11) in a rotor (10) of an electric motor. The stator (9) of the motor is fastened to the inside surface of the housing. The machine is used for pumping fluid. As the rotor turns, the working pistons (13) are made to reciprocate in their cylinders (12) by a tilting plate (14) fixed to the housing. Hydraulic pistons (22,26) are connected to control members (28,33) to adjust the tilt of the plate defining the stroke of the working pistons. There is a tilt measurement device (27) for the tilting plate and a pressure sensor (20) for the high-pressure output from the working cylinders.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstellpumpeneinheit zur Förderung einer Arbeitsflüssigkeit umfassend

  • ein Gehäuse mit an den Enden angebrachten Abschlusselementen,
  • einen in dem Gehäuse angeordneten Elektromotor mit einem in dem Gehäuse ortsfest angebrachten Stator und mit einem koaxial dazu in dem Stator um eine Längsachse drehbar angeordneten Rotor,
  • einen in dem Rotor aufgenommenen und mit diesem um die Längsachse rotierenden Zylinderblock, wobei in dem Zylinderblock parallel zur Längsachse und um diese umfangverteilt Zylinderräume angeordnet sind, in denen Arbeitskolben parallel zur Längsachse bewegbar sind,
  • eine Stellscheibe, deren Neigung im Verhältnis zur Längsachse veränderbar ist und an der sich die Arbeitskolben abstützen, und
  • Stellmittel.
The invention relates to a variable displacement pump unit for conveying a working fluid
  • a housing with end elements attached at the ends,
  • an electric motor arranged in the housing with a stator fixedly mounted in the housing and with a rotor arranged coaxially therewith in the stator about a longitudinal axis,
  • a cylinder block accommodated in the rotor and rotating therewith about the longitudinal axis, cylinder spaces being arranged in the cylinder block parallel to the longitudinal axis and distributed around it, in which working pistons can be moved parallel to the longitudinal axis,
  • a setting disc, the inclination of which can be changed in relation to the longitudinal axis and on which the working pistons are supported, and
  • Extenders.

Eine solche Verstellpumpeneinheit zur Förderung einer Arbeitsflüssigkeit ist in der DE 693 05 836 T2 beschrieben. Diese umfasst ein Gehäuse mit an den Enden angebrachten Deckeln als Abschlusselemente. In dem Gehäuse ist ein Elektromotor angeordnet. Dieser umfasst einen in dem Gehäuse ortsfest angebrachten Stator und einen koaxial in dem Stator um eine Längsachse drehbar angeordneten Rotor. In dem Rotor ist ein Zylinderblock angeordnet, der mit dem Rotor um die Längsachse rotiert. Der Zylinderblock weist parallel zur Längsachse und um diese umfangsverteilt Zylinderräume auf, in denen Arbeitskolben parallel zur Längsachse bewegbar sind. Ferner ist eine Stellscheibe auf der Längsachse zentriert angeordnet. Deren Neigung ist im Verhältnis zur Längsachse veränderbar. Die Kolben stützen sich an der Stellscheibe ab. Es sind erste Stellmittel vorhanden, die einen Stellkolben mit einer ersten Kolbenfläche umfassen. Dieser wird von dem jeweilig in der Pumpeneinheit herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt. Die Stellmittel umfassen ferner eine erste Stellfeder, die versetzt zur Längsachse angeordnet ist und damit den Stellkolben, der diametral versetzt dazu angeordnet ist, zur Einnahme seiner eingefahrenen Position, in der die Stellscheibe ausgehend von der Nulllage die größte Auslenkung einnimmt, beaufschlagt. Die Regelung erfolgt dergestalt, dass die Schrägscheibe auf den maximalen Schwenkwinkel ausgelenkt bleibt, d.h. die Pumpe maximalen Förderstrom liefert, solange der eingestellte Druck noch nicht erreicht ist. Bei Erreichen des eingestellten Druckes wird der Winkel der Schrägscheibe und damit der Förderstrom solange verringert, dass der eingestellte Druck erhalten bleibt. Sinkt der Systemdruck unter den eingestellten Druck ab, verschwenkt der Stellkolben die Stellscheibe wieder auf ihren maximalen Schwenkwinkel. Eine solche Steuerung ist träge.Such a variable pump unit for pumping a working fluid is in the DE 693 05 836 T2 described. This includes a housing with attached at the ends Lids as finishing elements. There is an electric motor in the housing arranged. This includes a stator and fixed in the housing a rotor arranged coaxially in the stator about a longitudinal axis. In a cylinder block is arranged with the rotor, which with the rotor about the longitudinal axis rotates. The cylinder block is parallel to the longitudinal axis and distributed around the circumference Cylinder spaces in which the working pistons can be moved parallel to the longitudinal axis. Furthermore, an adjusting disc is arranged centered on the longitudinal axis. Their inclination can be changed in relation to the longitudinal axis. The pistons are supported on the adjusting disc from. There are first actuating means which have an actuating piston with a first Include piston area. This is determined by the prevailing one in the pump unit Working pressure applied. The adjusting means further comprise a first adjusting spring, which is offset to the longitudinal axis and thus the actuating piston is diametrically offset to take its retracted position, in which the adjusting disk takes the greatest deflection starting from the zero position, applied. The regulation takes place in such a way that the swash plate is at the maximum Swivel angle remains deflected, i.e. the pump maximum flow delivers as long as the set pressure has not yet been reached. When the set one is reached Pressure is the angle of the swash plate and thus the flow reduced so long that the set pressure is retained. The system pressure drops below the set pressure, the actuating piston swivels the actuating disk again to their maximum swivel angle. Such control is sluggish.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellpumpeneinheit vorzuschlagen, die ein günstigeres Verhalten hinsichtlich der Einregelung auf ein wählbares Fördervolumen bei vorgebbarem Maximaldruck aufweist.The invention has for its object to propose a control pump unit, which is a more favorable behavior with regard to adjusting to a selectable funding volume at a specifiable maximum pressure.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verstellpumpeneinheit zur Förderung einer Arbeitsflüssigkeit, die dadurch gekennzeichnet ist,

  • dass die Stellmittel
    • erste Stellmittel aufweisen, die einen ersten Stellkolben mit einer vorgegebenen ersten Kolbenfläche , welche von dem jeweilig an der Pumpeneinheit anstehenden Arbeitsdruck beaufschlagt ist, und eine Stellfeder, die den ersten Stellkolben unabhängig vom Arbeitsdruck versetzt zur Längsachse zur Stellscheibe hin beaufschlagt, umfassen und
    • zweite Stellmittel aufweisen, die einen zweiten Stellkolben umfasst, der eine zweite Kolbenfläche besitzt und die Stellscheibe diametral zum ersten Stellkolben beaufschlagt, wobei die zweite Kolbenfläche größer bemessen ist als die erste Kolbenfläche ,
  • dass eine Neigungsmesseinrichtung vorgesehen ist, mit der die jeweilige Neigung der Stellscheibe feststellbar und als elektrische Messgröße ausgebbar ist,
  • dass eine Druckmesseinrichtung vorgesehen ist, mit der der jeweilige Arbeitsdruck feststellbar und als elektrische Messgröße ausgebbar ist,
  • dass eine erste Steuereinrichtung vorgesehen ist, die ein Stellventil aufweist, über das der zweite Stellkolben mit der unter dem Arbeitsdruck stehenden Arbeitsflüssigkeit beaufschlagbar oder von der Versorgung mit Arbeitsflüssigkeit trennbar ist, und welches über eine Stelleinheit verstellbar ist und
  • dass eine zweite Steuereinrichtung vorgesehen ist, welcher der einzuhaltende Arbeitsdruck als elektrische Führungsgröße vorgebbar ist, welcher ein maximales Fördervolumen frei wählbar vorgebbar ist, welche unterhalb des einzuhaltenden Arbeitsdrucks über die Stelleinheit und den zweiten Stellkolben die Stellscheibe zur Einnahme einer Neigung zur Längsachse veranlasst, die dem jeweils vorgegebenen maximalen Fördervolumen entspricht, und die bei Überschreitung des jeweils vorgegebenen Arbeitsdrucks über die Stelleinheit und den zweiten Stellkolben die Stellscheibe zur Einnahme einer Neigung zur Längsachse verstellt, die einer Verringerung des Fördervolumens entspricht.
This task is solved by a variable pump unit for conveying a working fluid, which is characterized in that
  • that the adjusting means
    • have first actuating means, which comprise a first actuating piston with a predetermined first piston surface, which is acted upon by the respective working pressure applied to the pump unit, and an actuating spring, which displaces the first actuating piston independently of the working pressure towards the longitudinal axis towards the actuating disk, and
    • have second actuating means, which comprises a second actuating piston, which has a second piston surface and acts on the adjusting disk diametrically to the first actuating piston, the second piston surface being dimensioned larger than the first piston surface,
  • that an inclination measuring device is provided with which the respective inclination of the adjusting disk can be determined and output as an electrical measurement variable,
  • that a pressure measuring device is provided with which the respective working pressure can be determined and output as an electrical measurement variable,
  • that a first control device is provided which has a control valve, via which the second control piston can be acted upon by the working fluid under the working pressure or can be separated from the supply of working fluid, and which can be adjusted via an adjusting unit and
  • that a second control device is provided, to which the working pressure to be maintained can be predefined as an electrical command variable, which is freely selectable to specify a maximum delivery volume which, below the working pressure to be complied with, via the actuating unit and the second actuating piston causes the adjusting disc to assume an inclination to the longitudinal axis, which corresponds in each case to the predetermined maximum delivery volume, and which, when the respectively specified working pressure is exceeded, via the actuating unit and the second actuating piston adjusts the adjusting disk to assume an inclination to the longitudinal axis which corresponds to a reduction in the delivery volume.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, dass durch die unmittelbare Einregulierung auf das gewünschte Fördervolumen die Zeit bis zur Erreichung dieses Fördervolumens deutlich verringert ist. Die Messung des Volumenstroms über die Neigung der Stellscheibe durch eine lineare Wegmessung und davon abgeleitet die unmittelbare Beeinflussung der Stelleinheit über die zweite Steuereinrichtung, um die Schwenkstellung der Stellscheibe zu korrigieren, führt zu einer verbesserten, d.h. genaueren Einregulierung. The advantage of this training is that due to the direct adjustment the desired funding volume the time until this funding volume is reached is significantly reduced. The measurement of the volume flow over the inclination of the adjusting disc by a linear path measurement and derived from it the direct influence the control unit via the second control device to the pivot position correcting the adjusting disc leads to an improved, i.e. more precise regulation.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Neigungsmesseinrichtung durch einen Wegmesser dargestellt ist, der mit dem ersten Stellkolben gekoppelt ist und die jeweilige Stellung des ersten Stellkolbens als repräsentativ für die Neigung der Stellscheibe als elektrische Messgröße erfasst. Somit kann über eine einfache Umrechnung das Fördervolumen in der zweiten Steuereinrichtung ermittelt werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Stellventil ein Stetig-Stellventil in Servoqualität ist. Bei diesen Ventilen wird das Eingangssignal stufenlos in ein proportionales hydraulisches Ausgangssignal umgewandelt.In an embodiment of the invention it is provided that the inclination measuring device is represented by a distance meter, which is coupled to the first actuating piston and the respective position of the first actuating piston as representative of the inclination of the adjusting disc as an electrical measured variable. Thus, a simple Conversion of the delivery volume can be determined in the second control device. It is preferably provided that the control valve is a continuous control valve in servo quality is. With these valves, the input signal is continuously converted into a proportional one hydraulic output signal converted.

Die Stelleinheit selbst ist bevorzugt als elektromagnetisch arbeitende Stelleinheit ausgebildet.The actuator itself is preferred as an electromagnetic actuator educated.

Zur Ausgestaltung des Stellventils ist vorgesehen, dass dies einen Steuerkolben aufweist, der von einer Steuerfeder zu seiner Ausgangslage beaufschlagt ist. Zur Einstellung der Ausgangslage des Steuerkolbens in der Nullstellung ist die Steuerfeder in ihrer Axiallage einstellbar.To design the control valve, it is provided that this is a control piston has, which is acted upon by a control spring to its initial position. to The control spring is used to set the starting position of the control piston in the zero position adjustable in their axial position.

Eine günstige Ausgestaltung sieht vor, dass der erste Steuerkolben und der zweite Steuerkolben in Zylinderräumen verstellbar sind, die in einem Abschlusselement des Gehäuses angeordnet sind.A favorable embodiment provides that the first control piston and the second Control pistons in cylinder spaces are adjustable, which in a closing element of the Housing are arranged.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung, die einen Längsschnitt der Verstellpumpeneinheit und dazu die Steuermittel schematisch angibt, dargestellt.A preferred embodiment of the invention is in the drawing, the one Longitudinal section of the variable displacement pump unit and, for this purpose, schematically indicates the control means, shown.

Aus der Zeichnung ist das Gehäuse 1 ersichtlich, das durch ein einstückig damit verbundenes erstes Abschlusselement 2 an einem Ende und durch ein lösbar mit dem Gehäuse 1 verbundenes Abschlusselement 3 an dem dem ersten Abschlusselement 2 gegenüberliegenden Ende abgeschlossen ist. In dem ersten Abschlusselement 2 befindet sich eine erste Lagerbohrung 4 und in dem zweiten Abschlusselement 3 eine zweite Lagerbohrung 5. Beide Lagerbohrungen 4, 5 sind auf der Längsachse 6 zentriert. In den beiden Lagerbohrungen 4, 5 ist eine Achse 8 mittels Lager 7 drehbeweglich gelagert. Die Lager 7 können beispielsweise in Form von Gleit- oder Nadellagern gestaltet sein.The drawing shows the housing 1, which is connected to it in one piece first end element 2 at one end and by a detachable with the Housing 1 connected termination element 3 on the first termination element 2 opposite end is completed. In the first closing element 2 there is a first bearing bore 4 and in the second closure element 3 a second bearing bore 5. Both bearing bores 4, 5 are on the longitudinal axis 6 centered. In the two bearing bores 4, 5, an axis 8 can be rotated by means of bearings 7 stored. The bearings 7 can for example be in the form of plain or needle bearings be designed.

In dem Gehäuse 1 ist ein Stator 9 eines Elektromotors fest angebracht. In diesem Stator 9 rotiert der Rotor 10 des Elektromotors, der um den Zylinderblock 11 herum angeordnet ist, um die Längsachse 6. Der Zylinderblock 11 sitzt auf der Achse 8. Rotor 10 und Zylinderblock 11 sind drehfest miteinander verbunden und werden von der Achse 8 getragen, so dass der Zylinderblock 11 vom Rotor 10 drehend angetrieben wird, wenn der Elektromotor angeschaltet ist. In dem Zylinderblock 11 sind um die Längsachse 6 verteilt Zylinderräume 12 angeordnet, die sich parallel zur Längsachse 6 erstrecken und jeweils über einen Kanal 17 zu einer Ventilplatte 16 offen sind, über die die einzelnen Zylinderräume 12 mittels des zugehörigen Kanals 17 entweder mit dem Auslass 18 bzw. dem Einlass 19 verbindbar sind. Mit dem Auslass 18 ist auch eine Druckmesseinrichtung 20 verbunden, über welche der im System jeweils anstehende Arbeitsdruck gemessen und in eine elektrische Messgröße umgesetzt wird. In jedem Zylinderraum 12 ist ein Arbeitskolben 13 parallel zur Längsachse 6 beweglich aufgenommen. Die Arbeitskolben 13 beaufschlagen mit ihrem aus dem Zylinderraum 12 jeweils austretenden Ende eine Stellscheibe 14, die um eine Schwenkachse 15 im Gehäuse schwenkbar und undrehbar gehalten ist. Je nach Schrägstellung der Stellscheibe 14, d.h. je nach Neigung derselben um einen Winkel A gegenüber der Längsachse 6 tauchen die Arbeitskolben 13 mehr oder weniger tief in die Zylinderräume 12 ein und fördern ein aus dem durchmessenen Hub, dem Querschnitt der Zylinderräume sowie der Drehzahl ermittelbares Fördervolumen. Die Stellscheibe 14 wird durch erste Stellmittel 21, die einen ersten Stellkolben 22 mit einer vorgegebenen ersten Kolbenfläche F1 umfassen, dessen zugehöriger Zylinderraum ständig über die Verbindungsleitung 23 und Kanäle im zweiten Abschlusselement 3 mit dem Auslass 18 verbunden sind, vom anstehenden Arbeitsdruck beaufschlagt. Unter diesem Arbeitsdruck und aufgrund der exzentrischen Anordnung des ersten Stellkolbens 22 zur Schwenkachse 15 der Stellscheibe 14 wird die Stellscheibe 14 in Richtung zur Einnahme ihrer maximalen Schwenkstellung, bei der das größte Fördervolumen erreicht wird, hin beaufschlagt. Der Zylinderraum, in dem die Kolbenfläche F1 des ersten Stellkolbens 22 liegt, ist mittels eines Verbindungskanals 30 mit dem Gehäuse eines Stellventils 29, in dem der Steuerkolben 36 verschiebbar angeordnet ist, leitungsmäßig verbunden. Auf den ersten Stellkolben 22 wirkt eine Stellfeder 24 ein, die auch im drucklosen Zustand den ersten Stellkolben 22 zur Einnahme seiner ausgefahrenen Position hin beaufschlagt und damit die Stellscheibe 24 zur Maximalneigung gegenüber der Längsachse 6 bewegt.A stator 9 of an electric motor is fixedly mounted in the housing 1. In this Stator 9 rotates the rotor 10 of the electric motor around the cylinder block 11 is arranged around the longitudinal axis 6. The cylinder block 11 sits on the axis 8. rotor 10 and cylinder block 11 are rotatably connected to each other and are by the Axis 8 carried, so that the cylinder block 11 is rotatably driven by the rotor 10 when the electric motor is switched on. In the cylinder block 11 are around Longitudinal axis 6 distributed cylinder spaces 12, which are parallel to the longitudinal axis 6 extend and are each open via a channel 17 to a valve plate 16 via which either the individual cylinder spaces 12 by means of the associated channel 17 the outlet 18 or the inlet 19 are connectable. With the outlet 18 is too a pressure measuring device 20 is connected, via which the respectively pending in the system Working pressure is measured and converted into an electrical measurement. In A working piston 13 is movable parallel to the longitudinal axis 6 of each cylinder chamber 12 added. The working pistons 13 act on them from the cylinder space 12 each emerging end of an adjusting disc 14, which is about a pivot axis 15 is pivotally and non-rotatably held in the housing. Depending on the inclination of the Adjusting disc 14, i.e. depending on the inclination of the same by an angle A with respect to Longitudinal axis 6 plunge the working pistons 13 more or less deeply into the cylinder spaces 12 and promote a from the diameter stroke, the cross section of the Cylinder rooms and the speed of the flow rate that can be determined. The adjusting disc 14 is predetermined by first actuating means 21, which have a first actuating piston 22 include first piston surface F1, its associated cylinder space constantly via the connecting line 23 and channels in the second termination element 3 with the Outlet 18 are connected, acted upon by the existing working pressure. Under this Working pressure and due to the eccentric arrangement of the first control piston 22 to the pivot axis 15 of the adjusting disc 14, the adjusting disc 14 is in the direction to take their maximum swivel position at which the largest delivery volume is reached. The cylinder space in which the piston surface F1 of the first actuating piston 22 is connected to the housing by means of a connecting channel 30 a control valve 29 in which the control piston 36 is arranged displaceably, connected by line. An actuating spring 24 acts on the first actuating piston 22, which also in the depressurized state, the first actuating piston 22 to take its extended Position acted out and thus the adjusting disc 24 to the maximum inclination moved with respect to the longitudinal axis 6.

Diametral bezogen auf die Längsachse 6 sind zu dem ersten Stellkolben 22 der ersten Stellmittel 21 zweite Stellmittel 25 angeordnet, die einen zweiten Stellkolben 26 umfassen, der in einem Zylinderraum des zweiten Abschlusselementes 3 parallel zur Längsachse 6 verstellbar ist und eine zweite Kolbenfläche F2 aufweist, die größer ist als die erste Kolbenfläche F1 des ersten Stellkolbens 22. Der Zylinderraum, in dem der zweite Stellkolben 26 verstellbar ist, wird über das Stellventil 29 mit dem Verbindungskanal 30 wahlweise verbunden und unterliegt damit, je nach Stellung des Stellventils 29, dem in der Verstellpumpeneinheit herrschenden Arbeitsdruck oder ist von diesem getrennt. Die Ausgangsstellung des Steuerkolbens 36 des Stellventils 29 ist über eine Steuerfeder 31 einregulierbar. Die Steuerfeder 31 ist in ihrer axialen Lage verstellbar, um die Nullstellung des Steuerkolbens 36 einzuregulieren.Diametrically with respect to the longitudinal axis 6 are the first actuating piston 22 of the first Positioning means 21 arranged second positioning means 25, the second actuating piston 26 comprise, which is in a cylinder space of the second closure element 3 parallel to Longitudinal axis 6 is adjustable and has a second piston surface F2, which is larger than the first piston surface F1 of the first actuating piston 22. The cylinder space in which the second control piston 26 is adjustable, is via the control valve 29 with the connecting channel 30 optionally connected and subject to it, depending on the position of the control valve 29, the working pressure prevailing in the variable pump unit or is from this separated. The starting position of the control piston 36 of the control valve 29 is adjustable via a control spring 31. The control spring 31 is in its axial position adjustable to regulate the zero position of the control piston 36.

Die erste Steuereinrichtung 28 umfasst neben dem Stellventil 29 ferner eine Stelleinheit 32, über die der Steuerkolben 36 in die Offenposition überführbar ist, in welcher der Verbindungskanal 30 mit dem Zylinderraum für den zweiten Stellkolben 26 verbunden ist. Dem ersten Stellkolben 22 ist eine Neigungsmesseinrichtung 27 zugeordnet, welche die jeweilige Neigungsstellung und damit den jeweiligen Neigungswinkel A der Stellscheibe 14 aus dem Weg, den der erste Stellkolben 22 zurückgelegt hat, ermittelt. Dies erfolgt in Form eines elektrischen Steuersignals, das über eine erste Steuerleitung 37 der zweiten Steuereinrichtung 33 zugeführt wird. Die zweite Steuereinrichtung 33 ist ferner über eine zweite Steuerleitung 38 mit der Druckmesseinrichtung 20 und über eine dritte Steuerleitung 39 mit der Stelleinheit 32 verbunden. Des weiteren weist die zweite Steuereinrichtung 33 eine Eingabe 34 für den einzuhaltenden Arbeitsdruck und eine Eingabe 35 für das maximale Fördervolumen auf.In addition to the control valve 29, the first control device 28 further comprises an actuating unit 32, via which the control piston 36 can be moved into the open position, in which the connecting channel 30 is connected to the cylinder space for the second actuating piston 26 is. An inclination measuring device 27 is assigned to the first actuating piston 22, which the respective inclination position and thus the respective inclination angle A of the adjusting disc 14 out of the way that the first adjusting piston 22 has traveled has determined. This takes the form of an electrical control signal that is transmitted via a first control line 37 of the second control device 33 is supplied. The second Control device 33 is also connected to the pressure measuring device via a second control line 38 20 and connected to the actuating unit 32 via a third control line 39. Furthermore, the second control device 33 has an input 34 for the working pressure to be maintained and an input 35 for the maximum delivery volume on.

Die Funktionsweise wird nachfolgend beschrieben. Im ausgeschalteten Zustand des Elektromotors aus Stator 9 und Rotor 10 nimmt die Stellscheibe 14 ihre maximal ausgeschwenkte Neigung ein, welche dem größtmöglichen Fördervolumen entspricht. Beim Einschalten des Elektromotors ergibt sich innerhalb eines kurzen Umdrehungsbereiches ein Druckaufbau und die Stellscheibe 14 wird auf die Nullstellung bewegt, das bedeutet, dass die Stellscheibe 14 die Längsachse 6 mit einem Neigungswinkel A, der einem rechten Winkel entspricht, schneidet, wobei der Hub der Arbeitskolben 13 nahezu Null ist. Dabei befindet sich das Stellventil 29 in der Schließstellung. Die Stellscheibe 14 wird durch den auf den ersten Stellkolben 22 wirkenden Systemdruck und die diesen beaufschlagende erste Stellfeder 24 in dieser Position gehalten. Im Arbeitsbetrieb, in dem ein Verbraucher zugeschaltet ist, folgt dann ausgehend von der Nullstellung eine Verstellung auf die Neigung A der Stellscheibe 14 zur Längsachse 6, bei der infolge der Vorgabe des Fördervolumens, und darauf folgend von der zweiten Steuereinrichtung 33 ein Befehl über die dritte Steuerleitung 39 an die Stelleinheit 32 zur Überführung des Stellventils 29 in die Offenposition, so dass eine Druckbeaufschlagung mit dem anstehenden Arbeitsdruck über die Verbindung des Verbindungskanals 30 zum Zylinderraum der ersten Stellmittel 21, der über die Verbindungsleitung 23 mit dem am Auslass 18 anstehenden Druck beaufschlagt ist, erfolgt. Die Einregulierung der Position erfolgt unter Zuhilfenahme der Neigungsmesseinrichtung 27, die die jeweilige Neigung A der Stellscheibe 14 erfasst und der zweiten Steuereinrichtung 33 zuführt, die über einen Regelalgorithmus ermittelt, ob die jeweilige Neigungsstellung der Stellscheibe 14 dem voreingestellten Fördervolumen entspricht. Solange noch nicht die dem eingestellten Fördervolumen entsprechende Neigungsstellung gegeben ist, bleibt das Stellventil 29 in der Offenposition, so dass aufgrund der größeren Fläche F2 des zweiten Stellkolbens 26 gegenüber der Kolbenfläche F1 des ersten Stellkolbens 22 die Stellscheibe 14 verschwenkt wird. Ist die dem eingegebenen Fördervolumen entsprechende Neigung A der Stellscheibe 14 erreicht und wird durch einen Vergleich in der zweiten Steuereinrichtung 33 ermittelt, dass der voreingestellte Arbeitsdruck den an der Druckmesseinrichtung 20 anstehenden Arbeitsdruck überschreitet, veranlasst die zweite Steuereinrichtung 33, dass über die dritte Steuerleitung 39 ein Impuls an die Stelleinheit 32 gegeben wird, mit der das Stellventil 29 in Offenposition überführt wird, so dass unter dem höheren Arbeitsdruck der zweite Stellkolben 26 die Stellscheibe 24 so weit in Richtung Nullstellung bewegt, bis sich ein Gleichgewicht ergibt. Im Auszustand befindet sich das Stellventil 29 in der Grundstellung, so dass der Verbindungskanal 30 mit dem Zylinderraum des Stellmittels 25 verbunden ist. The mode of operation is described below. When the Electric motor from stator 9 and rotor 10, the adjusting disc 14 takes its maximum swung out inclination, which corresponds to the largest possible delivery volume. When the electric motor is switched on, the result is within a short rotation range a pressure build-up and the adjusting disc 14 is at the zero position moves, which means that the adjusting disc 14, the longitudinal axis 6 with an angle of inclination A, which corresponds to a right angle, where the stroke of the Working piston 13 is almost zero. The control valve 29 is located in the Closed position. The adjusting disk 14 is moved by the first adjusting piston 22 acting system pressure and the first actuating spring 24 acting on it Position held. In the work mode in which a consumer is switched on follows then, starting from the zero position, an adjustment to the inclination A of the adjusting disc 14 to the longitudinal axis 6, in which due to the specification of the delivery volume, and then a command from the second control device 33 via the third Control line 39 to the actuator 32 for transferring the control valve 29 in the Open position, so that pressurization with the upcoming working pressure via the connection of the connecting channel 30 to the cylinder space of the first Actuating means 21, which is connected via the connecting line 23 to the outlet 18 pressure is applied. The position is adjusted with the aid of the inclination measuring device 27, which the respective inclination A of the adjusting disc 14 and supplies the second control device 33 with the a control algorithm determines whether the respective tilt position of the adjusting disc 14 corresponds to the preset funding volume. As long as not that the given delivery volume is given the corresponding inclination position, that remains Control valve 29 in the open position, so that due to the larger area F2 of second actuating piston 26 opposite the piston surface F1 of the first actuating piston 22 the adjusting disc 14 is pivoted. Is the corresponding to the entered funding volume Inclination A of the adjusting disc 14 is reached and is compared by a comparison in of the second control device 33 determines that the preset working pressure working pressure present at the pressure measuring device 20 is caused the second control device 33 sends a pulse via the third control line 39 the actuating unit 32 is given with which the control valve 29 transfers to the open position is, so that under the higher working pressure, the second actuating piston 26, the adjusting disc 24 moved towards zero until there is equilibrium. In the off state, the control valve 29 is in the basic position, so that the connecting channel 30 is connected to the cylinder space of the actuating means 25.

Die Rückführung des Arbeitsmediums aus dem Zylinderraum, in dem sich der zweite Stellkolben 26 befindet, erfolgt über den Kanal 40 im zweiten Abschlusselement 3 in das Gehäuse 1 und von dort in die Leckölleitung. The return of the working fluid from the cylinder space in which the second Actuating piston 26 is located via the channel 40 in the second end element 3 in the housing 1 and from there into the drain line.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäusecasing
22
erstes Abschlusselementfirst finishing element
33
zweites Abschlusselementsecond finishing element
44
erste Lagerbohrungfirst bearing bore
55
zweite Lagerbohrungsecond bearing bore
66
Längsachselongitudinal axis
77
Lagercamp
88th
Achseaxis
99
Statorstator
1010
Rotorrotor
1111
Zylinderblockcylinder block
1212
Zylinderraumcylinder space
1313
Arbeitskolbenworking piston
1414
Stellscheibeadjusting disk
1515
Schwenkachseswivel axis
1616
Ventilplattevalve plate
1717
Kanalchannel
1818
Auslassoutlet
1919
Einlassinlet
2020
Druckmesseinrichtung Pressure measuring device
2121
erste Stellmittelfirst adjusting means
2222
Erster StellkolbenFirst actuating piston
2323
Verbindungsleitungconnecting line
2424
Stellfederspring
2525
zweite Stellmittelsecond actuating means
2626
zweiter Stellkolbensecond actuating piston
2727
NeigungsmesseinrichtungInclination measuring device
2828
erste Steuereinrichtungfirst control device
2929
StellventilControl valve
3030
Verbindungskanalconnecting channel
3131
Steuerfedercontrol spring
3232
Stelleinheitactuator
3333
zweite Steuereinrichtungsecond control device
3434
Eingabe für den einzuhaltenden ArbeitsdruckEntry for the working pressure to be observed
3535
Eingabe für das FördervolumenInput for the funding volume
3636
Steuerkolbenspool
3737
erste Steuerleitungfirst control line
3838
zweite Steuerleitungsecond control line
3939
dritte Steuerleitungthird control line
4040
Kanalchannel
F1F1
erste Kolbenflächefirst piston surface
F2F2
zweite Kolbenflächesecond piston surface
AA
NeigungTilt

Claims (7)

Verstellpumpeneinheit zur Förderung einer Arbeitsflüssigkeit umfassend ein Gehäuse (1) mit an den Enden angebrachten Abschlusselementen (2, 3), einen in dem Gehäuse (1) angeordneten Elektromotor mit einem in dem Gehäuse (1) ortsfest angebrachten Stator (9) und mit einem koaxial dazu in dem Stator (9) um eine Längsachse (6) drehbar angeordneten Rotor (10), einen in dem Rotor (10) aufgenommenen und mit diesem um die Längsachse (6) rotierenden Zylinderblock (11), wobei in dem Zylinderblock (11) parallel zur Längsachse (6) und um diese umfangverteilt Zylinderräume (12) angeordnet sind, in denen Arbeitskolben (13) parallel zur Längsachse (6) bewegbar sind, eine Stellscheibe (14), deren Neigung (A) im Verhältnis zur Längsachse (6) veränderbar ist und an der sich die Arbeitskolben (13) abstützen, und Stellmittel    dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel erste Stellmittel (21) aufweisen, die einen ersten Stellkolben (22) mit einer vorgegebenen ersten Kolbenfläche (F1), welche von dem jeweilig an der Pumpeneinheit anstehenden Arbeitsdruck beaufschlagt ist, und eine Stellfeder (24), die den ersten Stellkolben (22) unabhängig vom Arbeitsdruck versetzt zur Längsachse (6) zur Stellscheibe (14) hin beaufschlagt, umfassen und zweite Stellmittel (25) aufweisen, die einen zweiten Stellkolben (26) umfasst, der eine zweite Kolbenfläche (F2) besitzt und die Stellscheibe (14) diametral zum ersten Stellkolben (22) beaufschlagt, wobei die zweite Kolbenfläche (F2) größer bemessen ist als die erste Kolbenfläche (F1), dass eine Neigungsmesseinrichtung (27) vorgesehen ist, mit der die jeweilige Neigung (A) der Stellscheibe (14) feststellbar und als elektrische Messgröße ausgebbar ist, dass eine Druckmesseinrichtung (20) vorgesehen ist, mit der der jeweilige Arbeitsdruck feststellbar und als elektrische Messgröße ausgebbar ist, dass eine erste Steuereinrichtung (28) vorgesehen ist, die ein Stellventil (29) aufweist, über das der zweite Stellkolben (26) mit der unter dem Arbeitsdruck stehenden Arbeitsflüssigkeit beaufschlagbar oder von der Versorgung mit Arbeitsflüssigkeit trennbar ist, und welches über eine Stelleinheit (32) verstellbar ist und dass eine zweite Steuereinrichtung (33) vorgesehen ist, welcher der einzuhaltende Arbeitsdruck als elektrische Führungsgröße vorgebbar ist, welcher ein maximales Fördervolumen frei wählbar vorgebbar ist, welche unterhalb des einzuhaltenden Arbeitsdrucks über die Stelleinheit (32) und den zweiten Stellkolben (26) die Stellscheibe (14) zur Einnahme einer Neigung (A) zur Längsachse (6) veranlasst, die dem jeweils vorgegebenen maximalen Fördervolumen entspricht, und die bei Überschreitung des jeweils vorgegebenen Arbeitsdrucks über die Stelleinheit (32) und den zweiten Stellkolben (26) die Stellscheibe (14) zur Einnahme einer Neigung (A) zur Längsachse (6) verstellt, die einer Verringerung des Fördervolumens entspricht. Variable pump unit for pumping a working fluid a housing (1) with end elements (2, 3) attached to the ends, an electric motor arranged in the housing (1) with a stator (9) fixed in the housing (1) and with a rotor (10) rotatably arranged coaxially in the stator (9) about a longitudinal axis (6), a cylinder block (11) received in the rotor (10) and rotating therewith about the longitudinal axis (6), cylinder cylinders (12) in which working pistons are arranged in the cylinder block (11) parallel to the longitudinal axis (6) and distributed around it (13) can be moved parallel to the longitudinal axis (6), an adjusting disc (14), the inclination (A) of which can be changed in relation to the longitudinal axis (6) and on which the working pistons (13) are supported, and actuating means characterized, that the adjusting means have first actuating means (21), which have a first actuating piston (22) with a predetermined first piston surface (F1) which is acted upon by the working pressure applied to the pump unit, and an actuating spring (24) which independently controls the first actuating piston (22) offset from the working pressure to the longitudinal axis (6) towards the adjusting disc (14), and have second actuating means (25) which comprises a second actuating piston (26) which has a second piston surface (F2) and acts on the adjusting disc (14) diametrically to the first actuating piston (22), the second piston surface (F2) being larger than the first piston surface (F1), that an inclination measuring device (27) is provided, with which the respective inclination (A) of the adjusting disc (14) can be determined and output as an electrical measurement variable, that a pressure measuring device (20) is provided, with which the respective working pressure can be determined and output as an electrical measurement variable, that a first control device (28) is provided, which has an actuating valve (29), via which the second actuating piston (26) can be acted upon by the working fluid under the working pressure or can be separated from the supply of working fluid, and which is actuated via an actuating unit (32 ) is adjustable and that a second control device (33) is provided, to which the working pressure to be maintained can be predefined as an electrical command variable, which is freely selectable to specify a maximum delivery volume which, below the working pressure to be maintained, via the actuating unit (32) and the second actuating piston (26) the adjusting disc ( 14) causes an inclination (A) to the longitudinal axis (6) which corresponds to the respectively specified maximum delivery volume and which, when the respectively specified working pressure is exceeded via the actuating unit (32) and the second actuating piston (26), the adjusting disc (14) adjusted to take an inclination (A) to the longitudinal axis (6), which corresponds to a reduction in the delivery volume. Verstellpumpeneinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungsmesseinrichtung (27) durch einen Wegmesser dargestellt ist, der mit dem ersten Stellkolben (22) gekoppelt ist und die jeweilige Stellung des ersten Stellkolbens (22) als repräsentativ für die Neigung (A) der Stellscheibe (14) als elektrische Messgröße erfasst.Variable displacement pump unit according to claim 1,
characterized in that the inclination measuring device (27) is represented by a displacement meter which is coupled to the first actuating piston (22) and the respective position of the first actuating piston (22) is representative of the inclination (A) of the actuating disc (14) as electrical Measured variable recorded. Verstellpumpeneinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stellventil (29) ein Stetig-Ventil in Servoqualität ist.Variable displacement pump unit according to claim 1,
characterized in that the control valve (29) is a continuous servo-quality valve. Verstellpumpeneinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (32) eine elektromagnetisch arbeitende Stelleinheit ist.Variable displacement pump unit according to claim 1,
characterized in that the control unit (32) is an electromagnetic control unit. Verstellpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stellventil (29) einen Steuerkolben (36) aufweist, der von einer Steuerfeder (31) zu seiner Ausgangslage beaufschlagt ist.Variable displacement pump unit according to one of claims 1 or 3,
characterized in that the control valve (29) has a control piston (36) which is acted upon by a control spring (31) to its initial position. Verstellpumpeneinheit nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lage der Steuerfeder (31) einstellbar ist.Variable displacement pump unit according to claim 5,
characterized in that the axial position of the control spring (31) is adjustable. Verstellpumpeneinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stellkolben (22) und der zweite Stellkolben (26) in Zylinderräumen verstellbar sind, die einem Abschlusselement (3) zugeordnet sind.Variable displacement pump unit according to claim 1,
characterized in that the first actuating piston (22) and the second actuating piston (26) are adjustable in cylinder spaces which are associated with a closure element (3).
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