WO2012069118A1 - Axialkolbeneinheit mit veränderbarem verdrängungsvolumen - Google Patents

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WO2012069118A1
WO2012069118A1 PCT/EP2011/005408 EP2011005408W WO2012069118A1 WO 2012069118 A1 WO2012069118 A1 WO 2012069118A1 EP 2011005408 W EP2011005408 W EP 2011005408W WO 2012069118 A1 WO2012069118 A1 WO 2012069118A1
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engine
displacement
constant
adjusting drive
displacement volume
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PCT/EP2011/005408
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Udo Buedel
Heino Foersterling
Joerg Dantlgraber
David Breuer
Alexander Mark
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • F04B1/22—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 having two or more sets of cylinders or pistons
    • F04B1/24—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 having two or more sets of cylinders or pistons inclined to the main shaft axis
    • 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
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    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2064—Housings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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

Definitions

  • Displacement volume means displacement volume when the unit or an engine is operated as a pump, and displacement volume when the unit or an engine is operated as a motor.
  • An axial piston unit for conveying a fluid from at least one low pressure source into a pressure line having a variable displacement volume is e.g. in European Patent Application EP 1 705 372 A1.
  • This back-to-back axial piston unit in floating-cup technology for delivering a fluid from a tank to a consumer or to operate as a hydraulic motor has two adjustment engines, the pistons are mounted in a rotor plate which is rotatably connected to a drive shaft.
  • the pistons plunge with their head portions in each case an inner space of a cylinder sleeve, which bear against pivotable drum discs.
  • the adjustment drives promote the fluid from the tank into a common pressure line, wherein two possibilities are generally known for changing the displacement volume.
  • the adjusting engines can be coupled mechanically or hydraulically.
  • each adjusting drive can have a single electric-hydraulic adjustment with an electrical swivel angle detection.
  • a realization of these possibilities is relatively expensive.
  • German patent application DE 35 37 421 A1 for conveying a fluid from a tank into a pressure line to use an adjusting drive and a constant-displacement engine, which are driven by a common motor. In this case, at least a partial flow of the delivery flow of the constant-displacement engine can be absorbed by the adjusting drive. If, however, as shown in the German patent application DE 10 2006 045 442 A1, an axial piston unit is operated with an adjustment and a constant-displacement engine, a second pressure line is provided so that the adjusting drive and the constant-displacement engine each promote their own pressure line or from one each own pressure line can be fed.
  • Object of the present invention is to further develop an axial piston unit with the features of the preamble of claim 1, which eliminates the aforementioned disadvantages and requires a reduced regulatory and control effort.
  • An axial piston unit according to the invention with a variable displacement volume has two hydrostatic thrusters each having a plurality of axial pistons which are fixed in receptacles of a rotatably connected to a drive shaft rotor plate and dive with head portions in cylindrical sleeves, which bear against each one of two co-rotated drum discs.
  • two hydrostatic thrusters each having a plurality of axial pistons which are fixed in receptacles of a rotatably connected to a drive shaft rotor plate and dive with head portions in cylindrical sleeves, which bear against each one of two co-rotated drum discs.
  • Adjusting engine formed which is operable in pump operation and in engine operation.
  • the solution according to the invention allows a continuous adjustment of the displacement volume of the axial piston unit without having to adjust both engines.
  • the control and control effort or the effort for the adjustment is significantly reduced compared to two adjustable engines that need to be synchronized. For example, basically only one adjustment device and only one control valve are necessary.
  • the flow of the axial piston unit is reduced by a pivoting back of the adjusting drive or by swinging out of the pump operation in the engine operation.
  • the flow rate of the constant-displacement engine can be generatively absorbed by the adjusting drive.
  • the adjusting drive at respective maximum adjustment in the pump operation on a displacement volume which is equal to its displacement volume in engine operation, so that the adjustment unit has a symmetrical behavior with respect to the displacement volume zero.
  • the maximum stroke volume in pump operation and the maximum displacement in engine operation are thus identical, which creates a variability in terms of the total delivery flow delivered into the pressure line or the amount of pressure medium withdrawn from the pressure line. This is achieved by a fürschwenkhus the adjustment in both directions to 100%.
  • the displacement volume of the variable displacement engine corresponds to a displacement volume of the constant displacement engine.
  • the displacement volume of the constant-displacement engine can be completely absorbed by the adjusting engine during engine operation, so that the total displacement volume of the axial piston unit is equal to zero.
  • the displacement volume of the constant-displacement engine can be doubled by the adjusting drive, so that the total displacement volume of the axial piston unit corresponds to twice the displacement volume of the constant-displacement engine.
  • the constant displacement engine has a displacement volume that is smaller than the displacement volume of the variable displacement engine.
  • the axial piston unit can be used for decompressing a hydraulic system.
  • the axial piston unit can be used for decompressing a closing side of a plastic injection molding machine.
  • the constant-displacement engine and the adjustment engine can each have their own low-pressure connection and their own high-pressure connection, wherein the high-pressure connections are in fluid communication with one another via a connecting line, from which the pressure line extends.
  • the engines are each directly with the low pressure source and the pressure line in connection.
  • the fluid connection of one engine with the low-pressure source and the pressure line can be effected indirectly via the other engine, whereby such an axial piston unit basically has a simplified construction and a smaller number of parts.
  • the constant-displacement engine is directly associated with the low-pressure source and the pressure line, and the fluid connection of the adjusting drive takes place indirectly via the constant-displacement engine. This eliminates the relatively complicated commutation of the adjusting drive via its adjusting device.
  • the indirect fluid connection of the adjusting drive via the constant-displacement engine can be realized, for example, via connecting channels which pass through the axial pistons of the engines for establishing a fluid connection between cylinder spaces of the cylinder drum delimited by the head sections.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of an axial piston unit according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a second embodiment of the axial piston unit according to the invention.
  • the engines 2, 4 each have a low-pressure connection 8, 10 for connection to the tank and in each case a high-pressure connection 12, 14, which are in direct fluid communication with one another via a connection line 16, from which the pressure line 6 extends.
  • the engines 2, 4 each have a plurality of pistons 18 and 22, respectively, disposed on opposite sides of a rotor plate 26 axially of one another.
  • the rotor plate 26 is rotatably connected to a shaft shaft portion of a drive shaft 28 which rotatably supported in the housing via bearings 30, 32 about a rotational axis 34.
  • the pistons 18 and 22 each have a piston head 36, 38, with which they each dive into a bottom-side open cylinder sleeve 40 and 44 respectively. These are on a drum pulley 48 and 50 and limit with this and with the piston a cylinder chamber 52 and 54th
  • the drum disk 48 of the constant-motion engine 2 is mounted on a swash plate, not shown, which is fixed in position in the housing, so that the drum disk 48 is arranged with its drum disk axis 56 at a constant angle or constant swash plate angle to the axis of rotation 34.
  • a swash plate In the swash plate two fluid channels are formed, on the basis of the rotational position of the drum disc 48 of a cylinder chamber 52 connects to the tank or the pressure line 6 is made to promote fluid from the tank via the cylinder chambers 52 to a consumer ,
  • the drum disk 50 of the adjusting drive 4 is mounted on an adjusting device or pivoting cradle 58, so that its drum disk axis 60 is pivotable relative to the axis of rotation 34.
  • the drum disc 50 are analogous to the formation of the drum disc 48 one of the number of cylinder sleeves 44 corresponding number of Fluid channels, not shown, formed via the function of the rotational position of the drum disc 50 via two channels, also not shown in the pivoting cradle 58, a connection to the tank or the pressure line 6 to fluid from the tank via the cylinder chambers 54 to a consumer or to guide pressurized fluid through the cylinder chambers 54 into the tank.
  • the adjustment device 58 allows a pivoting of the cylinder drum 50 by 100% in both adjustment directions, so that the adjustment device 58 has the same displacement volume with maximum adjustment in both operating modes. This means that the maximum displacement volume in pump operation is the same or corresponds to the maximum
  • the Verstelitiebieb 4 is operated in the negative pivoting range as a pump, so that this promotes together with the constant-displacement engine 2 fluid from the tank into the pressure line 6 and the constant displacement volume of the constant-displacement engine 2 by the set displacement volume of Adjustment engine 4 is increased.
  • the displacement volume of the constant-displacement engine 2 can be doubled if the maximum negative swivel angle of the adjustable engine part corresponds to the swashplate angle of the constant engine part.
  • the adjusting drive 4 In a zero position, in which the drum disk axis 60 of the drum disk 50 is congruent to the axis of rotation 34 and thus the pivoting angle is equal to 0 °, the adjusting drive 4 is operated at idle, so that the entire displacement Volume of the axial piston unit 1 corresponds to the displacement volume of the constant-displacement engine 2.
  • the adjusting drive 4 In a second working position after passing over the zero position, the adjusting drive 4 is operated as a motor in the positive pivoting range. In this operating mode, it at least partially absorbs the flow rate of the constant-displacement engine 2 and delivers fluid back into the tank. The flow rate of the constant-displacement engine 2 is completely absorbed by the adjusting drive 4 when the positive maximum swivel angle corresponds to the constant swashplate angle.
  • the adjusting drive 4 can be indirectly connected to the tank and the pressure line 6 via the constant-displacement engine 2.
  • 18 and 20 connecting channels 62 are formed in the respective opposite axial piston, which pass through the pistons 18 and 20 and the rotor plate 26 in the axial direction and thus establish a fluid connection between the cylinder chambers 52, 54 of the cylinder sleeves 40 and 44.
  • an axial piston unit for conveying a fluid from at least one low-pressure source in a pressure line with two hydrostatic engines, one of which is designed as a constant-displacement engine and the other as an adjustment, which acts as a function of its pivot angle as a pump or as a motor.

Abstract

Offenbart ist eine Axialkolbeneinheit zum Fördern eines Fluids aus zumindest einer Niederdruckquelle in eine Druckleitung mit zwei hydrostatischen Triebwerken, von denen das eine als ein Konstanttriebwerk und das andere als ein Verstelltriebwerk ausgebildet ist, das in Abhängigkeit von seinem Schwenkwinkel als Pumpe oder als Motor wirkt.

Description

Axialkolbeneinheit mit veränderbarem Verdrängungsvolumen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialkolbeneinheit mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Verdrängungsvolumen bedeutet dabei Verdrängungsvolumen, wenn die Einheit oder ein Triebwerk als Pumpe betrieben wird, und Schluckvolumen, wenn die Einheit oder ein Triebwerk als Motor betrieben wird.
Eine Axialkolbeneinheit zum Fördern eines Fluids aus zumindest einer Niederdruckquelle in eine Druckleitung mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen ist z.B. in der europäischen Patentanmeldung EP 1 705 372 A1 gezeigt. Diese back-to-back Axialkolbeneinheit in Floating-Cup-Technology zum Fördern eines Fluids aus einem Tank zu einem Verbraucher oder zum Betrieb als Hydromotor hat zwei Verstelltriebwerke, deren Kolben in einer Rotorplatte befestigt sind, die drehfest mit einer Triebwelle verbunden ist. Die Kolben tauchen mit ihren Kopfabschnitten in jeweils einen Innenraum einer Zylinderhülse ein, die an verschwenkbaren Trommelscheiben anliegen. Die Verstelltriebwerke fördern das Fluid aus dem Tank in eine gemeinsame Druckleitung, wobei zur Änderung des Verdrängungsvolumens generell zwei Möglichkeiten bekannt sind. Zum einen können die Verstelltriebwerke mechanisch oder hydraulisch gekoppelt werden. Zum anderen kann jedes Verstelltriebwerk eine einzelne elektrischhydraulische Verstellung mit einer elektrischen Schwenkwinkelerfassung aufweisen. Eine Realisierung dieser Möglichkeiten ist jedoch verhältnismäßig aufwändig.
Ferner ist es aus der deutschen Patentanmeldung DE 35 37 421 A1 bekannt, zum Fördern eines Fluids aus einem Tank in eine Druckleitung ein Verstelltriebwerk und ein Konstanttriebwerk zu verwenden, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden. Dabei kann zumindest ein Teilstrom des Förderstroms des Konstanttriebwerks von dem Verstelltriebwerk aufgenommen werden. Wenn jedoch, wie in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 045 442 A1 gezeigt, eine Axialkolbeneinheit mit einem Verstelltriebwerk und einem Konstanttriebwerk betrieben wird, wird eine zweite Druckleitung vorgesehen, so dass das Verstelltriebwerk und das Konstanttriebwerk jeweils in eine eigene Druckleitung fördern oder aus einer jeweils eigenen Druckleitung gespeist werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Axialkolbeneinheit mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuentwickeln, das die vorgenannten Nachteile beseitigt und einen reduzierten Regelungs- und Steuerungsaufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Axialkolbeneinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Eine erfindungsgemäße Axialkolbeneinheit mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen hat zwei hydrostatische Triebwerke, die jeweils eine Vielzahl von Axialkolben aufweisen, die in Aufnahmen einer drehfest mit einer Triebwelle verbundenen Rotorplatte fixiert sind und mit Kopfabschnitten in Zylinderhülsen eintauchen, die an jeweils einer von zwei mitgedrehten Trommelscheiben anliegen. Erfindungsgemäß ist das eine
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Verstelltriebwerk ausgebildet, das im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb betreibbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine stufenlose Verstellung des Verdrängungsvolumens der Axialkolbeneinheit, ohne dass beide Triebwerke verstellt werden müssen. Der Regelungs- und Steuerungsaufwand bzw. der Aufwand für die Verstellung wird dadurch im Vergleich zu zwei verstellbaren Triebwerken, die synchronisiert werden müssen, deutlich reduziert. So sind beispielsweise grundsätzlich nur eine VerStelleinrichtung und nur ein Regelventil notwendig. Der Förderstrom der Axialkolbeneinheit wird durch ein Zurückschwenken des Verstelltriebwerks bzw. durch ein Durchschwenken aus dem Pumpenbetrieb in den Motorbetrieb reduziert. Der Förderstrom des Konstanttriebwerks kann generativ durch das Verstelltriebwerk aufgenommen werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Verstelltriebwerk bei jeweiliger maximaler Verstellung im Pumpenbetrieb ein Verdrängungsvolumen auf, das gleich seinem Verdrängungsvolumen im Motorbetrieb ist, so dass die Verstelleinheit ein symmetrisches Verhalten bezüglich des Verdrängungsvolumens null aufweist. Das maximale Hubvolumen im Pumpenbetrieb und das maximale Schluckvolumen im Motorbetrieb sind somit identisch, wodurch eine Variabilität bzgl. des in die Druckleitung geförderten gesamten Förderstroms oder der aus der Druckleitung entnommenen Druckmittelmenge geschaffen ist. Erreicht wird dies durch eine Durchschwenkbarkeit des Verstelltriebwerks in beide Verstellrichtung zu 100%.
Bei einem Ausführungsbeispiel entspricht das Verdrängungsvolumen des Verstelltriebwerks einem Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks. Hierdurch kann das Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks durch das Verstelltriebwerk im Motorbetrieb vollständig aufgenommen werden, so dass das gesamte Verdrängungsvolumen der Axialkolbeneinheit gleich Null ist. Ebenso kann bei entsprechender Durchschwenkung des Verstelltriebwerks in den Pumpenbetrieb das Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks durch das Verstelltriebwerk verdoppelt werden, so dass das gesamte Verdrängungsvolumen der Axialkolbeneinheit dem zweifachen Wert des Verdrängungsvolumens des Konstanttriebwerks entspricht.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Konstanttriebwerk ein Verdrängungsvolumen auf, das kleiner als das Verdrängungsvolumen des Verstelltriebwerks ist. Hierdurch kann die Axialkolbeneinheit zum Dekomprimieren eines Hydrauliksystems verwendet werden. Beispielsweise kann die Axialkolbeneinheit zum Dekomprimieren einer Schließseite einer Kunststoffspritzgießmaschine eingesetzt werden.
Das Konstanttriebwerk und das Verstelltriebwerk können jeweils einen eigenen Nieder- druckanschluss und einen eigenen Hochdruckanschluss aufweisen, wobei die Hochdruckanschlüsse über eine Verbindungsleitung in Fluidverbindung miteinander stehen, von der sich die Druckleitung erstreckt. Somit stehen die Triebwerke jeweils unmittelbar mit der Niederdruckquelle und der Druckleitung in Verbindung. Alternativ kann die Fluidverbindung des einen Triebwerks mit der Niederdruckquelle und der Druckleitung mittelbar über das andere Triebwerk erfolgen, wodurch eine derartige Axialkolbeneinheit grundsätzlich einen vereinfachten Aufbau und geringere Teilevielfalt aufweist.
Bevorzugterweise ist das Konstanttriebwerk unmittelbar der Niederdruckquelle und der Druckleitung zugeordnet, und die Fluidverbindung des Verstelltriebwerks erfolgt mittelbar über das Konstanttriebwerk. Hierdurch entfällt die verhältnismäßig aufwendige Kommutierung des Verstelltriebwerks über seine VerStelleinrichtung.
Technisch einfach realisiert werden kann die mittelbare Fluidverbindung des Verstelltriebwerks über das Konstanttriebwerk beispielsweise über Verbindungskanäle, die die Axialkolben der Triebwerke zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen von den Kopfabschnitten begrenzten Zylinderräumen der Zylindertrommel durchsetzen.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand vereinfachter schematischer Darstellungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbeneinheit, und
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Axialkolbeneinheit.
Wie in Figur 1 gezeigt ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbeneinheit 1 mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen als eine back-to- back-Doppelkolbeneinheit in Flow-Cup-Technology mit einem Konstanttriebwerk 2 und einem stufenlos verstellbaren Verstelltriebwerk 4 ausgeführt. Die Triebwerke 2, 4 sind in einem nicht gezeigten Gehäuse angeordnet und mit einem nicht gezeigten Tank sowie einer zu einem Verbraucher führenden gemeinsamen Druckleitung 6 fluidisch verbunden. Das Konstanttriebwerk 2 wirkt als Pumpe, wohingegen das Verstelltriebwerk 4 je nach seiner Verstellrichtung als Pumpe oder als Motor wirkt.
Die Triebwerke 2, 4 haben jeweils einen Niederdruckanschluss 8, 10 zur Verbindung mit dem Tank und jeweils einen Hochdruckanschluss 12, 14, die über eine Verbindungsleitung 16, von der sich die Druckleitung 6 erstreckt, in unmittelbar Fluidverbin- dung miteinander stehen.
Die Triebwerke 2, 4 haben jeweils eine Vielzahl von Kolben 18 bzw. 22, die an entgegengesetzten Seiten einer Rotorplatte 26 axial zueinander angeordnet sind. Die Rotorplatte 26 ist drehfest mit einem Wellenschaftabschnitt einer Triebwelle 28 verbunden, die in dem Gehäuse über Lager 30, 32 drehbar um eine Drehachse 34 gelagert.
Die Kolben 18 bzw. 22 haben jeweils einen Kolbenkopf 36, 38, mit dem sie jeweils in eine bodenseitig geöffnete Zylinderhülse 40 bzw. 44 eintauchen. Diese liegen an einer Trommelscheibe 48 bzw. 50 an und begrenzen mit dieser und mit den Kolben einen Zylinderraum 52 bzw. 54.
Die Trommelscheibe 48 des Konstanttriebwerks 2 ist an einer nicht gezeigten Schrägscheibe gelagert, die in dem Gehäuse lagefixiert ist, so dass die Trommelscheibe 48 mit ihrer Trommelscheibenachse 56 in einem konstanten Winkel bzw. konstanten Schrägscheibenwinkel zur Drehachse 34 angeordnet ist. In der Schrägscheibe sind zwei Fluid- kanäle ausgebildet, über die in Abhängigkeit von der Drehposition der Trommelscheibe 48 von einem Zylinderraum 52 eine Verbindung mit dem Tank oder der Druckleitung 6 hergestellt wird, um Fluid aus dem Tank über die Zylinderräume 52 zu einem Verbraucher zu fördern.
Die Trommelscheibe 50 des Verstelltriebwerks 4 ist an einer Versteileinrichtung bzw. Schwenkwiege 58 gelagert, so dass ihre Trommelscheibenachse 60 relativ zur Drehachse 34 verschwenkbar ist. In der Trommelscheibe 50 sind analog zur Ausbildung der Trommelscheibe 48 eine der Anzahl der Zylinderhülsen 44 entsprechende Anzahl von nicht gezeigten Fluidkanälen ausgebildet, über die in Abhängigkeit von der Drehposition der Trommelscheibe 50 über zwei ebenfalls nicht gezeigte Kanäle in der Schwenkwiege 58 eine Verbindung mit dem Tank oder der Druckleitung 6 hergestellt wird, um Fluid aus dem Tank über die Zylinderräume 54 zu einem Verbraucher zu fördern oder um druckbeaufschlagtes Fluid über die Zylinderräume 54 in den Tank zu führen. Die Versteileinrichtung 58 erlaubt eine Verschwenkung der Zylindertrommel 50 um 100 % in beide Verstellrichtungen, so dass die Versteileinrichtung 58 bei maximaler Verstellung in beiden Betriebsmodi das gleiche Verdrängungsvolumen aufweist. D.h. das maximale Verdrängungsvolumen im Pumpenbetrieb ist gleich bzw. entspricht dem maximalen
Schluckvolumen im Motorbetrieb. Um eine Dekomprimierung der Druckleitung 6 zu ermöglichen, ist das maximale Verdrängungsvolumen bzw. Verdrängungs- und Schluckvolumen des Verstelltriebwerks 4 größer als das Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks 2.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Funktionsweise der erfindungsgemäßen Axialkolbeneinheit 1 beschrieben, wobei zum verbesserten Verständnis die Verstelleinheit im negativen Schwenkbereich als Pumpe und im positiven Schwenkbereich als Motor betrieben wird.
In einer ersten, in Figur 1 gezeigten Arbeitsposition wird das Verstelitriebwerk 4 im negativen Schwenkbereich als eine Pumpe betrieben, so dass dieses zusammen mit dem Konstanttriebwerk 2 Fluid aus dem Tank in die Druckleitung 6 fördert und das konstante Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks 2 um das eingestellte Verdrängungsvolumen des Verstelltriebwerks 4 vergrößert wird. Das Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks 2 kann verdoppelt werden, wenn der maximale negative Schwenkwinkel des verstellbaren Triebwerkteils dem Schrägscheibenwinkel des konstanten Triebwerkteils entspricht.
In einer Nullstellung, in der die Trommelscheibenachse 60 der Trommelscheibe 50 deckungsgleich zur Drehachse 34 verläuft und somit der Schwenkwinkel gleich 0° beträgt, wird das Verstelltriebwerk 4 im Leerlauf betrieben, so dass das gesamte Verdrängungs- volumen der Axialkolbeneinheit 1 dem Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks 2 entspricht.
In einer zweiten Arbeitsposition nach dem Überfahren der Nullstellung wird das Verstelltriebwerk 4 als Motor im positiven Schwenkbereich betrieben. In diesem Betriebsmodus nimmt es den Förderstrom des Konstanttriebwerks 2 zumindest teilweise auf und fördert Fluid zurück in den Tank. Der Förderstrom des Konstanttriebwerks 2 wird von dem Verstelltriebwerk 4 vollständig aufgenommen, wenn der positive maximale Schwenkwinkel dem konstanten Schrägscheibenwinkel entspricht.
Gemäß dem in Figur 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialkolbeneinheit 1 kann das Verstelltriebwerk 4 mittelbar über das Konstanttriebwerk 2 mit dem Tank und der Druckleitung 6 verbunden sein. Hierzu sind in den jeweils voneinander abgewandten axialen Kolben 18 bzw. 20 Verbindungskanäle 62 ausgebildet, die die Kolben 18 bzw. 20 und die Rotorplatte 26 in axialer Richtung durchsetzen und somit eine Fluidverbindung zwischen den Zylinderräumen 52, 54 der Zylinderhülsen 40 und 44 herstellen. Hierdurch erfolgt die Kommutierung des Verstelltriebwerks 4 über das Konstanttriebwerk 2 durch die Kolben 18 bzw. 20 hindurch, so dass die in Figur 1 gezeigten verstelltriebwerksseitigen separaten Fluidanschlüsse 10, 14 entfallen und lediglich ein konstanttriebwerksseitiger Niederdruckanschluss 8 und ein konstant- triebwerksseitiger Hochdruckanschluss 12 erforderlich ist, der über die Verbindungsleitung 16 mit der Druckleitung 6 kommuniziert.
Offenbart ist eine Axialkolbeneinheit zum Fördern eines Fluids aus zumindest einer Niederdruckquelle in eine Druckleitung mit zwei hydrostatischen Triebwerken, von denen das eine als ein Konstanttriebwerk und das andere als ein Verstelltriebwerk ausgebildet ist, das in Abhängigkeit von seinem Schwenkwinkel als Pumpe oder als Motor wirkt.

Claims

Patentansprüche
1. Axialkolbeneinheit (1 ) mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen, mit zwei hydrostatischen Triebwerken (2, 4), die an eine gemeinsame Druckleitung (6) angeschlossen sind und die jeweils eine Vielzahl von Axialkolben (18, 20, 22, 24) aufweisen, die in Aufnahmen einer drehfest mit einer Triebwelle (28) verbundenen Rotorplatte (26) fixiert sind und mit einem Kopfabschnitt (36, 38) in Zylinderhülsen (40, 44) eintauchen, die an jeweils einer von zwei mitgedrehten Trommelscheiben (48, 50) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Triebwerk als Konstanttriebwerk (2) und das andere Triebwerk als über null verstellbares Verstelltriebwerk (4) ausgebildet ist, das im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb betreibbar ist.
2. Axialkolbeneinheit nach Anspruch 1 , wobei das Verstelltriebwerk (4) bei maximaler Verstellung im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb ein gleiches Verdrängungsvolumen hat.
3. Axialkolbeneinheit nach Anspruch 2, wobei das maximale Verdrängungsvolumen des Verstelltriebwerks (4) gleich dem Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks (2) ist.
4. Axialkolbeneinheit nach Anspruch 2, wobei das Verdrängungsvolumen des Konstanttriebwerks (2) kleiner als das maximale Verdrängungsvolumen des Verstelltriebwerks (4) ist.
5. Axialkolbeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Konstanttriebwerk (2) und das Verstelltriebwerk (4) jeweils einen eigenen Niederdruckanschluss (8, 10) haben und sich die Druckleitung (6) von einer Verbindungsleitung (16) erstreckt, die eine Fluidverbindung zwischen einem Hochdruckanschluss (12) des Konstanttriebwerks (2) und einem Hochdruckanschluss (14) des Verstelltriebwerks (4) ausbildet.
6. Axialkolbeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Fluidverbindung des einen Triebwerks (2, 4) mit einer Niederdruckquelle und mit der Druckleitung (6) mittelbar über das andere Triebwerk (4, 2) erfolgt.
7. Axialkolbeneinheit nach Anspruch 6, wobei das Konstanttriebwerk (2) unmittelbar der Niederdruckquelle und der Druckleitung (6) zugeordnet ist und die Fluidverbindung des Verstelltriebwerks (4) mittelbar über das Konstanttriebwerk (2) erfolgt.
8. Axialkolbeneinheit nach Anspruch 5 oder 6, wobei in den Axialkolben (18, 22) der Triebwerke (2, 4) die Rotorplatte (26) durchsetzende Verbindungskanäle (62) zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen von den Kopfabschnitten (36, 38) und den Zylinderhülsen (40, 44) begrenzten Zylinderräumen (52, 54) der Trommelscheiben (48, 50) ausgebildet sind.
PCT/EP2011/005408 2010-11-25 2011-10-27 Axialkolbeneinheit mit veränderbarem verdrängungsvolumen WO2012069118A1 (de)

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DE201010052559 DE102010052559A1 (de) 2010-11-25 2010-11-25 Axialkolbeneinheit mit veränderbarem Verdrängungsvolumen
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Citations (7)

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