WO2008025413A1 - Steuereinrichtung für eine hydraulische kolbenmaschine mit veränderbarem volumenstrom - Google Patents

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WO2008025413A1
WO2008025413A1 PCT/EP2007/006417 EP2007006417W WO2008025413A1 WO 2008025413 A1 WO2008025413 A1 WO 2008025413A1 EP 2007006417 W EP2007006417 W EP 2007006417W WO 2008025413 A1 WO2008025413 A1 WO 2008025413A1
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WO
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pistons
volume flow
control device
piston
stroke
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PCT/EP2007/006417
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Inventor
Michael Gaumnitz
Thomas Neubert
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Robert Bosch Gbmh
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    • F04B2201/0206—Length of piston stroke

Definitions

  • the invention is based on a control device for a hydraulic piston engine, which can be designed as a hydraulic pump or as a hydraulic motor and the time-averaged volume flow is variable and which has a plurality of pistons, each defining a working space whose volume changes with the stroke of a piston and which is connectable via a first valve to a first port and via a second valve to a second port. At least one of the two valves of a working space is actively electrically actuated.
  • the control device comprises a control device, in particular an electronic control device, with which the actively actuable valves of the work spaces in a Leerhubmodus in which the piston stroke is not used, in a Fariiaihubmodus in which only a part of the piston stroke is used, and in a Butlerhubmodus, in which the full piston stroke is used, are operable.
  • Such a control device is known from EP 1 537 333 B1. At volumetric flow zero, of course, all pistons are operated in idle stroke mode and at maximum volumetric flow all pistons are in full-stroke mode. It is further stated in the document that, starting from a zero volume flow at a low volume flow, the operating sequence consists of partial stroke mode and idle stroke mode and, as the volume flow requirement increases, the proportion of the partial stroke mode increases compared to the idle stroke mode. If the volume flow continues to increase, the control device occasionally inserts full strokes between idle and partial strokes. Starting from the maximum volume flow, in which, of course, all pistons are operated in full-stroke mode, idle strokes are pushed in between as the volume flow demand decreases. Below a fixed or variable Threshold begins to mix the controller, idle stroke mode, partial stroke mode and full stroke mode.
  • the set target is achieved by operating a reduced number of pistons in the partial stroke mode and the other pistons in the idle stroke mode in a first volume flow range in a partial flow mode and in a subsequent second volume flow range.
  • the limiting volume flow between the two volume flow ranges is an integer multiple of the full-stroke volume flow of the reduced number of pistons.
  • the limiting volume flow should be between the second and the third volume flow range of the volume flow, in which the volume flow pulsation during operation of all pistons in Partialhubmodus is smaller than the volume flow pulsation when operating the reduced number of pistons in Partialhubmodus.
  • all pistons will be operated in the partial stroke mode since the volumetric flow pulsation is likely to be the lowest when each piston makes a contribution to the total volumetric flow.
  • Partialhubmodus pistons are all operated the same. This means that with constant flow rate per machine cycle, all active pistons contribute the same subset to the total volumetric flow, and no one active piston delivers or swallows more than another active piston. Of course, this can be different when the volume flow changes. The subsets may change from one active piston to the next active piston.
  • the total number of pistons of the reciprocating engine is a multiple of three and at least nine and so is preferably the one reduced number of pistons three and the other reduced number of pistons six.
  • An embodiment of a controller according to the invention is in the
  • FIG. 1 shows a unwound piston housing a valve-controlled axial piston machine with nine pistons and the associated control unit and
  • Figure 2 is a diagram in which the phase angle of three piston groups and the volume flow pulsation is plotted against the volume flow using these three piston groups.
  • an axial piston machine has a stationary housing part 10 which has nine blind bores 11 distributed uniformly around a central axis.
  • Each piston 12.n is supported via a piston shoe 14 on an inclined surface 15 of a swash plate, not shown, which is fixedly connected to a shaft, also not shown. So that the piston shoes remain securely on the inclined surface 15, a spring can be provided for each piston, which presses the piston shoe with a certain force against the swash plate.
  • the delivery rate depends solely on the rotational speed.
  • a piston 12.n moves out of a blind bore in the suction stroke, the corresponding working space 13.n.
  • the suction valve 19.n opens and pressure fluid flows from the tank line 18 into the working space.
  • the direction of movement of the piston reverses and the working space decreases in the following delivery stroke.
  • the pressure in the working space increases until the pressure valve opens 17.n.
  • pressure fluid is displaced to the top dead center of the piston via the pressure valve in the pressure line 16.
  • the delivery volume of the hydraulic pump which is the flow rate per revolution, is maximum. To reduce the delivery volume of the hydraulic pump, the
  • Suction valves 19.n are kept open by working spaces 13.n over the entire or part of the delivery stroke of the pistons 12.n. How this is done in the embodiment in dependence on the delivery volume or as a function of the volume flow at a certain speed, it is apparent from the diagram of Figure 2.
  • the phase angle is zero for all nine pistons, so the suction valves are not kept open at all during the delivery stroke.
  • the angle at which the suction valves 19 are kept open from bottom dead center increases more and more, and finally at flow rate zero, at which the suction valves are kept open over the entire delivery stroke, 180 degrees.
  • the dot-dash line 42 shows for a promotion only with six pistons whose phase angle.
  • the maximum flow is now only two-thirds of the maximum flow with nine pistons.
  • Line 42 therefore encounters the abscissa at 70 l / min.
  • the phase angle for the six conveying pistons is zero, of course, at zero flow again 180 degrees.
  • the six promotional pistons are, for example, the pistons 12.1, 12.2, 12.4, 12.5, 12.7 and 12.8, so you have a threefold symmetry in the promotion, after every 120 degrees repeated the conveyor pattern.
  • the dot-dashed line 44 shows for a promotion only with three pistons whose phase angle.
  • the maximum flow is now only one third of the maximum flow with nine pistons.
  • the line 44 therefore encounters at 35 l / min on the abscissa.
  • the phase angle for the three promotional pistons is zero, of course, at zero flow again 180 degrees.
  • the three promotional pistons are, for example, the pistons 12.1, 12.4, and 12.7, so you have again a threefold symmetry in the promotion, after every 120 degrees repeated the delivery pattern.
  • the dashed line 50 shows the volume flow pulsation over the entire volume flow range, if it is conveyed with all nine pistons and corresponding Pha ⁇ enanites.
  • the dashed line 52 shows the volume flow pulsation over the entire possible volume flow range from zero to 70 l / min when pumping with six pistons and a corresponding phase angle.
  • the dashed line 54 shows the volume flow pulsation over the entire possible volume flow range when conveying with three pistons and a corresponding phase angle. The line ends at 35 l / min even further above the abscissa.
  • the curve 52 starting from its end point at 70 l / min, initially lies below the curve 50, but runs steeper and finally intersects the curve 50. The intersection is about 58 l / min. For smaller volume flows, the curve 52 remains above the curve 50. It can also be seen that the curve 54, starting from its end point at 35 l / min with the abscissa, is initially below the curve 50, but runs steeper and finally intersects the curve 50. The intersection is around 27 l / min. For smaller volume flows, the curve 54 remains above the curve 50.
  • volume flow pulsation is lower than in the promotion with six Koiben and less strong phase gating. If the required volume flow finally drops to the maximum volume flow which can be conveyed with three fully conveying pistons, in the present case to 35 l / min, then only one third piston is used. The suction valves of the other six pistons are kept open during the entire delivery stroke of these pistons. With three pistons is up to promoted to the flow rate at which the curves 50 and 54 intersect. With a smaller volume flow, all nine pistons with a corresponding phase control are used again for production.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine hydraulische Kolbenmaschine. Deren zeitgemittelter Volumenstrom ist veränderbar. Die Kolbenmaschine besitzt eine Vielzahl von Kolben, die jeweils einen Arbeitsraum begrenzen, dessen Volumen sich mit dem Hub eines Kolbens verändert und der über ein erstes Ventil mit einem ersten Anschluss und über ein zweites Ventil mit einem zweiten Anschluss verbindbar ist. Wenigstens eines der beiden Ventile eines Arbeitsraums ist aktiv elektrisch betätigbar. Die Steuereinrichtung weist ein elektronisches Steuergerät auf, von dem die aktiv betätigbaren Ventile der Arbeitsräume in einem Leerhubmodus, in dem der Kolbenhub nicht genutzt wird, in einem Partialhubmodus, in dem nur ein Teil des Kolbenhubs genutzt wird, und in einem Vollhubmodus, in dem der volle Kolbenhub genutzt wird, betreibbar sind. Für einen Betrieb mit pulsationsarmen Volumenstrom ist vorgesehen, dass in einem ersten Volumenstrombereich alle Kolben im Partialhubmodus und in einem daran anschließenden, zweiten Volumenstrombereich eine verringerte Anzahl von Kolben im Partialhubmodus und die anderen Kolben im Leerhubmodus betrieben werden.

Description

Beschreibung
Steuereinrichtung für eine hydraulische Kolbenmaschine mit veränderbarem Volumenstrom
Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung für eine hydraulische Kolbenmaschine, die als Hydropumpe oder als Hydromotor ausgebildet sein kann und deren zeitgemittelter Volumenstrom veränderbar ist und die eine Vielzahl von Kolben aufweist, die jeweils einen Arbeitsraum begrenzen, dessen Volumen sich mit dem Hub eines Kolbens verändert und der über ein erstes Ventil mit einem ersten Anschluss und über ein zweites Ventil mit einem zweiten Anschluss verbindbar ist. Wenigstens eines der beiden Ventile eines Arbeitsraums ist aktiv elektrisch betätigbar. Die Steuereinrichtung umfasst ein Steuergerät, insbesondere ein elektronischen Steuergerät, mit dem die aktiv betätigbaren Ventile der Arbeitsräume in einem Leerhubmodus, in dem der Kolbenhub nicht genutzt wird, in einem Fariiaihubmodus, in dem nur ein Teil des Kolbenhubs genutzt wird, und in einem Vollhubmodus, in dem der volle Kolbenhub genutzt wird, betreibbar sind.
Eine derartige Steuereinrichtung ist aus der EP 1 537 333 B1 bekannt. Bei Volumenstrom null werden selbstverständlich alle Kolben im Leerhubmodus und bei maximalem Volumenstrom alle Kolben im Vollhubmodus betrieben. In der Schrift ist weiter ausgeführt, dass sich ausgehend von einem Volumenstrom null bei einem geringen Volumenstrom die Betriebssequenz aus Partialhubmo- dus und Leerhubmodus zusammensetzt und mit zunehmender Volumenstromanforderung der Anteil des Partialhubmodus gegenüber dem Leerhubmodus steigt. Bei weiter ansteigendem Volumenstrom fügt die Steuereinrichtung ab und zu Vollhübe zwischen Leer- und Partialhübe ein. Ausgehend von maximalem Volumenstrom, bei dem natürlich alle Kolben im Vollhubmodus betrieben werden, werden bei abnehmender Volumenstromanforderung Leerhübe dazwischen geschoben. Unterhalb einer festen oder variablen Schwelle beginnt das Steuergerät, Leerhubmodus, Partialhubmodus und Vollhubmodus zu mischen.
Es stellt sich die Aufgabe, eine Steuerung für eine hydraulische Kolbenmaschine, deren zeitgemittelter Volumenstrom veränderbar ist und die die sonstigen Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, zu finden, die den Volumenstrom der Kolbenmaschine sehr pulsationsarm, also sehr gleichmäßig sein lässt.
Das gesetzte Ziel wird dadurch erreicht, dass in einem ersten Volumenstrombe- reich alle Kolben im Partialhubmodus und in einem daran anschließenden, zweiten Volumenstrombereich eine verringerte Anzahl von Kolben im Partialhubmodus und die anderen Kolben im Leerhubmodus betrieben werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung kann man den Unteransprüchen entnehmen.
Besonders bevorzugt wird eine Ausbildung, nach der der Grenzvolumenstrom zwischen den beiden Volumenstrombereichen ein ganzzahliges Vielfaches des Vollhubvolumenstroms der verringerten Anzahl von Kolben ist. Das bedeutet, dass im zweiten Volumenstrombereich bei zunehmender Volumenstromanfor- derung die Art der Ansteuerung der Ventile beibehalten wird, bis die fördernden oder schluckenden Kolben alle im Vollhub arbeiten. Dann kann mit diesen Kolben allein der Volumenstrom nicht mehr vergrößert werden. Der Betriebsmodus wird geändert. Alle Kolben werden im Partialhubmodus betrieben.
Es ist als günstig gefunden worden, dass in einem dritten Volumenstrombereich, der sich an den zweiten Volumenstrombereich anschließt, wieder alle Kolben im Partialhubmodus betrieben werden. Um die Pulsation möglichst gering zu halten, sollte gemäß Patentanspruch 4 der Grenzvolumenstrom zwischen dem zweiten und dem dritten Volumenstrombereich der Volumen- ström sein, bei der die Volumenstrompulsation bei Betrieb aller Kolben im Partialhubmodus kleiner als die Volumenstrompulsation bei Betrieb der verringerten Anzahl von Kolben im Partialhubmodus wird.
Vorzugsweise werden in einem sich an den Volumenstrom null anschließenden Volumenstrombereich alle Kolben im Partialhubmodus betrieben werden, da die Volumenstrompulsation am geringsten sein dürfte, wenn jeder Kolben einen Beitrag zum Gesamtvolumenstrom leistet.
Über den gesamten Volumenstrombereich von null bis maximal betrachtet, erscheint es günstig, wenn es wenigstens drei Volumenstrombereiche gibt, in denen alle Kolben im Partialhubmodus betrieben werden, und wenn es zwischen zweien dieser drei Volumenstrombereiche einen Volumenstrombereich gibt, in dem eine verringerte Anzahl von Kolben im Partialhubmodus und die anderen Kolben im Leerhubmodus betrieben werden, und zwischen zwei anderen dieser drei Volumenstrombereiche einen Volumenstrombereich gibt, in dem eine andere veninyerie Anzahi von Koiben im Partialhubmodus und die anderen Kolben im Leerhubmodus betrieben werden.
Bevorzugt werden gemäß Patentanspruch 7 die im Partialhubmodus betriebenen Kolben jeweils alle gleich betrieben. Das bedeutet, dass bei konstantem Volumenstrom pro Maschinenzyklus alle aktiven Kolben dieselbe Teilmenge zum gesamten Volumenstrom beitragen und nicht ein aktiver Kolben mehr fördert oder schluckt als ein anderer aktiver Kolben. Bei sich änderndem Volumenstrom kann dies natürlich anders sein. Die Teilmengen können sich von einem aktiven Kolben zum nächsten aktiven Kolben ändern.
Ist die Gesamtzahl der Kolben der Kolbenmaschine ein Vielfaches von drei und mindestens neun und so ist vorzugsweise die eine verringerte Anzahl von Kolben drei und die andere verringerte Anzahl von Kolben sechs. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerung ist in den
Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 ein abgewickeltes Kolbengehäuse einer ventilgesteuerten Axialkolbenmaschine mit neun Kolben und das zugehörige Steuergerät und
Figur 2 ein Diagramm, in dem der Phasenwinkel von drei Kolbengruppen und die Volumenstrompulsation bei Benutzung dieser drei Kolbengruppen gegen den Volumenstrom aufgetragen ist.
Nach Figur 1 besitzt eine Axialkolbenmaschine ein feststehendes Gehäuseteil 10, das gleichmäßig um eine Mittelachse herum verteilt neun Sackbohrungen 11 aufweist. In jede Sackbohrung 1 1 taucht ein Kolben 12.n (n=1 bis 9) ein, der in der Sackbohrung einen Arbeitsraum 13.n (n=1 bis 9) begrenzt, dessen Volumen εich ändert, wenn sich der einiauchende Koiben in Achsrichtung der Sackbohrung bewegt. Jeder Kolben 12.n stützt sich über einen Kolbenschuh 14 an einer Schrägfläche 15 einer nicht näher dargestellten Taumelscheibe ab, die fest mit einer ebenfalls nicht dargestellten Welle verbunden ist. Damit die Kolbenschuhe an der Schrägfläche 15 sicher verbleiben, kann für jeden Kolben eine Feder vorgesehen sein, die den Kolbenschuh mit einer gewissen Kraft gegen die Taumelscheibe drückt.
Zwischen jedem Arbeitsraum 13.n und einer an die Axialkolbenmaschine angeschlossenen, allen Arbeitsräumen gemeinsamen Druckleitung 16 ist ein zum Arbeitsraum hin sperrendes Rückschlagventil 17.n (n=1 bis 9) angeordnet, das das Druckventi! eines Arbeitsraums darstellt. Alle Druckventile werden allein von der Druckdifferenz zwischen dem jeweiligen Arbeitsraum und der Druckleitung und einer eventuell vorhandenen, in Schließrichtung wirkenden, schwachen Feder, also rein passiv gesteuert. Da somit nur ein Druckmittelfluss von einem Arbeitsraum in die Druckleitung möglich ist, ist die gezeigte Maschine eine Hydropumpe. Zwischen jedem Arbeitsraum 13.n und einer anodie Axialkolbenmaschine angeschlossenen, allen Arbeitsräumen gemeinsamen Tankleitung 18 ist ein zum Arbeitsraum hin öffnendes Rückschlagventil 19.n (n=1 bis 9) angeordnet, das das Saugventil eines Arbeitsraums darstellt. Zu jedem Saugventil gehört ein Elektromagnet 20. n (n=1 bis 9), mit dem das Saugventil direkt oder elektrohydraulisch vorgesteuert offen gehalten werden kann. Die Saugventile sind also aktiv gesteuerte Ventile.
Ihrer Steuerung dient ein elektronisches Steuergerät 25, das über eine Eingangsleitung 26 einen Sollwert für die Größe des Volumenstroms in der Druckleitung 16 erhält. An diese ist ein elektrischer Sensor 27 angeschlossen, der die Größe des Volumenstroms in der Druckleitung erfasst und über eine Leitung 28 ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 25 abgibt. Dem Steuergerät wird außerdem über eine Leitung 29 noch ein Signal zugeführt, das dem Drehwinke! der Taurneisci ieibe bzw. der Antriebsweiie der Hydropumpe entspricht. Aus diesem Signal wird durch Differentiation auch die Drehzahl der Hydropumpe ermittelt. Vom Steuergerät führt zu jedem Elektromagnet 20. n eine Steuerleitung 30. n (n=1 bis 9).
Werden bei der Hydropumpe nach Figur 1 die Saugventile 19.n nicht aktiv gesteuert, so hängt die Fördermenge allein von der Drehzahl ab. Wenn sich ein Kolben 12.n aus einer Sackbohrung im Saughub herausbewegt, vergrößert sich der entsprechende Arbeitsraum 13.n. Das Saugventil 19.n öffnet sich und es strömt Druckflüssigkeit aus der Tankleitung 18 in den Arbeitsraum hinein. Im unteren Totpunkt kehrt sich die Bewegungsrichtung des Kolbens um und der Arbeitsraum verkleinert sich im folgenden Förderhub. Der Druck im Arbeitsraum steigt an, bis sich das Druckventil 17.n öffnet. Dann wird bis zum oberen Totpunkt des Kolbens Druckflüssigkeit über das Druckventil in die Druckleitung 16 verdrängt. Das Fördervolumen der Hydropumpe, das ist die Fördermenge pro Umdrehung, ist maximal. Um das Fördervolumen der Hydropumpe zu verringern, werden nun die
Saugventile 19.n von Arbeitsräumen 13.n über den gesamten oder einen Teil des Förderhubs der Kolben 12.n offen gehalten. Wie dies beim Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit vom Fördervolumen bzw. in Abhängigkeit vom Volumenstrom bei einer bestimmten Drehzahl gemacht wird, geht aus dem Diagramm nach Figur 2 hervor.
In diesem Diagramm ist zunächst dargestellt, über welchen Phasenwinkel des gesamten Förderhubs, der sich über eine halbe Umdrehung der Taumelscheibe, also über 180 Grad erstreckt, die Saugventile von allen neun Kolben, von sechs Kolben und von drei Kolben offen gehalten werden müssten, wenn man ausgehend von dem mit der entsprechenden Anzahl von Kolben maximalen Volumenstrom den Volumenstrom verringern will oder wenn man ausgehend vom Volumenstrom null den Volumenstrom mit der genannten Anzahl von Kolben auf den mit dieser Anzahl möglichen maximalen Volumenstrom erhöhen will. Dabei werden die Saugventiie der drei, sechs oder neun Kolben ausgehend vom unteren Totpunkt eines Kolbens jeweils den gleichen Phasenwinkel offen gehalten. Die strichpunktiert gezeichnete Kurve 40 zeigt den Phasenwinkel für eine Förderung mit allen neun Kolben. Soll die maximale Menge gefördert werden, die beim Ausführungsbeispiel bei einer üblichen Drehzahl bei 105 l/min liegen möge, so ist für alle neun Kolben der Phasenwinkel null, die Saugventile werden also während des Förderhubs überhaupt nicht offen gehalten. Mit abnehmender Fördermenge nimmt der Winkel, über den die Saugventile 19 ausgehend vom unteren Totpunkt offen gehalten werden, immer mehr zu und ist schließlich bei Fördermenge null, bei der die Saugventile über den gesamten Förderhub offen gehalten werden, 180 Grad.
Die strichpunktiert gezeichnete Linie 42 zeigt für eine Förderung nur mit sechs Kolben deren Phasenwinkel. Die maximale Fördermenge beträgt jetzt nur zwei Drittel der maximalen Fördermenge mit neun Kolben. Die Linie 42 stößt deshalb bei 70 l/min auf die Abszisse. Bei 70 l/min ist der Phasenwinkel für die sechs fördernden Kolben null, bei Fördermenge null natürlich wieder 180 Grad. Die sechs fördernden Kolben sind dabei zum Beispiel die Kolben 12.1 , 12.2, 12.4, 12.5, 12.7 und 12.8, man hat also eine dreizählige Symmetrie in der Förderung, nach jeweils 120 Grad wiederholt sich das Fördermuster.
Die strichpunktiert gezeichnete Linie 44 zeigt für eine Förderung nur mit drei Kolben deren Phasenwinkel. Die maximale Fördermenge beträgt jetzt nur ein Drittel der maximalen Fördermenge mit neun Kolben. Die Linie 44 stößt deshalb bei 35 l/min auf die Abszisse. Bei 35 l/min ist der Phasenwinkel für die drei fördernden Kolben null, bei Fördermenge null natürlich wieder 180 Grad. Die drei fördernden Kolben sind dabei zum Beispiel die Kolben 12.1 , 12.4, und 12.7, man hat also wieder eine dreizählige Symmetrie in der Förderung, nach jeweils 120 Grad wiederholt sich das Fördermuster.
Die gestrichelte Linie 50 zeigt die Volumenstrompulsation über den gesamten Volumenstrombereich, wenn mit allen neun Kolben und entsprechendem Phaεenanschnitt gefördert wird. Die Linie endei bei l ύb l/mm knapp oberhalb der Abszisse, weil bei neun aktiven Kolben im Vollhub schon eine gewisse Volumenstrompulsation vorhanden ist. Die gestrichelte Linie 52 zeigt die Volumenstrompulsation über den gesamten möglichen Volumenstrombereich von null bis 70 l/min, wenn mit sechs Kolben und entsprechendem Phasenan- schnitt gefördert wird. Die Linie endet bei 70 l/min weiter oberhalb der Abszisse als die Linie 50, da bei sechs aktiven Kolben im Vollhub die Volumenstrompulsation stärker ist als bei neun im Vollhub fördernden Kolben. Die gestrichelte Linie 54 schließlich zeigt die Volumenstrompulsation über den gesamten möglichen Volumenstrombereich, wenn mit drei Kolben und entsprechendem Phasenanschnitt gefördert wird. Die Linie endet bei 35 l/min noch weiter oberhalb der Abszisse.
Man sieht, dass die Kurve 52 beginnend von ihrem Endpunkt bei 70 l/min zunächst unterhalb der Kurve 50 liegt, jedoch steiler verläuft und schließlich die Kurve 50 schneidet. Der Schnittpunkt liegt bei etwa 58 l/min. Bei kleineren Volumenströmen bleibt die Kurve 52 oberhalb der Kurve 50. Man sieht außerdem, dass die Kurve 54 beginnend von ihrem Endpunkt bei 35 l/min mit der Abszisse zunächst unterhalb der Kurve 50 liegt, jedoch steiler verläuft und schließlich die Kurve 50 schneidet. Der Schnittpunkt liegt bei etwa 27 l/min. Bei kleineren Volumenströmen bleibt die Kurve 54 oberhalb der Kurve 50.
Anhand der Kurve 60 sei nun erklärt, wie über den gesamten Volumenstrombereich die Saugventile der Kolben angesteuert werden, um die Volumenstrompulsation möglichst gering zu halten. Bei maximalem Volumen- ström werden die Saugventile nicht angesteuert. Alle neun Kolben verdrängen während des gesamten Förderhubs Druckfluid in die Druckleitung. Mit abnehmendem geforderten Volumenstrom werden die Saugventile aller neun Kolben jeweils vom unteren Totpunkt eines Kolbens ab über einen bestimmten Phasenwinkel offen gehalten, der für alle Kolben gleich ist. Nur wenn sich der Volurncnstrorn ändert, kann sich auch der Phasenwinkel von einem Kolben zum nachfolgenden Kolben ändern.. Wenn der geforderte Volumenstrom 70 l/min erreicht, ist die Förderung durch nur sechs Kolben pulsationsärmer als eine Förderung mit allen neun Kolben. Für jeden dritten Kolben wird deshalb nun das Saugventil 19 während des gesamten Förderhubs offen gehalten, so dass diese Kolben nichts mehr zum Volumenstrom beitragen. Bis zum Schnittpunkt der Kurven 50 und 52 wird jetzt nur mit sechs Kolben gefördert, wobei mit abnehmendem Volumenstrom deren Saugventile ausgehend vom unteren Totpunkt über einen immer größer werdenden Phasenwinkel offen gehalten werden. Ab dem Schnittpunkt werden wieder alle neun Kolben mit entspre- chendem Phasenanschnitt für die Förderung eingesetzt, da dann die
Volumenstrompulsation geringer ist als bei der Förderung mit sechs Koiben und weniger starken Phasenanschnitt. Sinkt der geforderte Volumenstrom schließlich auf den mit drei voll fördernden Kolben maximal förderbaren Volumenstrom, vorliegend also auf 35 l/min ab, so wird nur noch mit jedem dritten Kolben gefördert. Die Saugventile der anderen sechs Kolben werden während des gesamten Förderhubs dieser Kolben offen gehalten. Mit drei Kolben wird bis zu dem Volumenstrom gefördert, bei dem sich die Kurven 50 und 54 schneiden. Bei kleinerem Volumenstrom werden wieder alle neun Kolben mit entsprechendem Phasenanschnitt zu Förderung verwandt.

Claims

Patentansprüche
1. Steuereinrichtung für eine hydraulische Kolbenmaschine, deren zeitgemittelter Volumenstrom veränderbar ist und die eine Vielzahl von Kolben (12) aufweist, die jeweils einen Arbeitsraum (13) begrenzen, dessen Volumen sich mit dem Hub eines Kolbens (12) verändert und der über ein über ein erstes Ventil (17) mit einer ersten Leitung (16) und über ein zweites Ventil (19) mit einer zweiten Leitung (18) verbindbar ist, wobei wenigstens eines der beiden Ventile eines Arbeitsraums aktiv elektrisch betätigbar ist, mit einem insbesondere elektronischen Steuergerät (25), von dem die aktiv betätigbaren Ventile (19) der Arbeitsräume (13) in einem Leerhubmodus, in dem der Kolbenhub nicht genutzt wird, in einem Partialhubmodus, in dem nur ein Teil des Kolbenhubs genutzt wird, und in einem Vollhubmodus, in dem der volle Kolbenhub genutzt wird, betreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Volumenstrombereich alle Kolben (12) im Partiaihübmoduö und in einem daran anschließenden, zweiten Volumenstrombereich eine verringerte Anzahl von Kolben (12) im Partialhubmodus und die anderen Kolben im Leerhubmodus betrieben werden.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzvolumenstrom zwischen den beiden Volumenstrombereichen ein ganzzahliges Vielfache des Vollhubvolumenstroms der verringerten Anzahl von Kolben (12) ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Volumenstrombereich, der sich an den zweiten Volumen- Strombereich anschließt, alle Kolben (12) im Partialhubmodus betrieben werden.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzvolumenstrom zwischen dem zweiten und dem dritten Volumen- Strombereich der Volumenstrom ist, bei der die Volumenstrompulsation bei Betrieb aller Kolben (12) im Partialhubmodus kleiner als die Volumenstrompul- sation bei Betrieb der verringerten Anzahl von Kolben (12) im Partialhubmodus wird.
5. Steuereinrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem minimalen Volumenstrom alle Kolben (12) im Partialhubmodus betrieben werden.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens drei Volumenstrombereiche gibt, in denen alle Kolben (12) im Partialhubmodus betrieben werden, und dass es zwischen zweien dieser drei Volumenstrombereiche einen Volumenstrombereich gibt, in dem eine verringerte Anzahl von Kolben (12) im Partialhubmodus und die anderen Kolben (12) im Leerhubmodus betrieben werden, und zwischen zwei anderen dieser drei Volumenstrombereiche einen Volumenstrombereich gibt, in dem eine andere verringerte Anzahl von Kolben (12) im Partialhubmodus und die anderen Kolben (12) im Leerhubrnodus betrieben werden.
7. Steuereinrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die im Partialhubmodus betriebenen Kolben (12) jeweils alle gleich betrieben werden.
8. Steuereinrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzahl der Kolben (12) ein Vielfaches von drei und mindestens neun ist und dass die eine verringerte Anzahl von Kolben (12) drei und die andere verringerte Anzahl von Kolben (12) sechs ist.
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