DE4439899A1

DE4439899A1 - Variable output volume displacement hydraulic machine

Info

Publication number: DE4439899A1
Application number: DE19944439899
Authority: DE
Inventors: Werner Prof Dr Ing Moeller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-09

Abstract

The hydraulic pump is designed to give a variable output. During a cycle of the opposed stroke pump units, the respective suction stroke chamber portions are filled by fluid portions displaced in the pressure stroke without the occurrence of a loss of working pressure to the suction pressure. The stroke volume of one pump unit is pressure-dependently divided into two portions. There is an active displacement portion, which is directed to the user equipment, and a passive displacement portion which is circulated inside the displacement machine as an idling flow.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selbsttätigen Ändern des Fördervolumens einer Verdrängermaschine in Abhängigkeit der momen tanen Belastung eines angeschlossenen Verbrauchers in einer hydro statischen Anlage durch hydromechanische Veränderung des Förder hubes und eine zugehörige Verdrängermaschine, insbesondere eine Hydrokolbenpumpe.The invention relates to a method for automatically changing the Delivery volume of a displacement machine depending on the torque tan load of a connected consumer in a hydro static system by hydromechanical change of the conveyor hubes and an associated displacement machine, especially one Hydro piston pump.

Unterschiedliche, in kurzer Zeitfolge wechselnde Betriebszustände, führen oftmals beim Antrieb und bei der Regelung von Arbeitsma schinen zu Problemen. So sind z. B. Pressen dadurch charakteri siert, daß ihr Laufzeug in zeitlicher Folge einen Eilvorlauf, einen Arbeitshub und einen Eilrücklauf ausführt. Dabei treten extreme Betriebsbedingungen, eine große Geschwindigkeit/sehr klei ner Widerstand und kleine Geschwindigkeit/großer Mediendruck, auf.Different operating states that change in short succession, often lead to the drive and the regulation of labor seem to be problems. So z. B. Press characteri siert that their running gear in a rapid advance, performs a working stroke and a rapid return. Kick extreme operating conditions, a high speed / very small resistance and low speed / high media pressure, on.

Es ist ein Verfahren zum selbsttätigen Ändern des Fördervolu menstroms bekannt (DE 28 20 548 A1). Eine echte Volumenregelung ist dabei nicht möglich. Vielmehr ist eine Leistungsbegrenzung und eine Leistungsverminderung nach Überschreiten eines vorge gebenen maximalen Druckes gegeben. Unterhalb des Maximaldrucks arbeitet die bekannte Pumpe wie eine übliche Verdrängermaschine und nach Überschreiten des Maximaldruckes ist nur eine Nullför derung möglich.It is a procedure for automatically changing the funding volume menstroms known (DE 28 20 548 A1). A real volume control is not possible. Rather, it is a power limitation and a reduction in performance after exceeding a pre given maximum pressure. Below the maximum pressure the known pump works like a conventional positive displacement machine and after exceeding the maximum pressure is only a zero convey possible.

Bei der Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie oder umgekehrt treten erhebliche Schwierigkeiten in den Hydromaschinen auf, zumal wenn höhere Drücke und eine Re gelung angestrebt werden.When converting mechanical energy into hydraulic Energy or vice versa encounter considerable difficulties the hydraulic machines, especially when higher pressures and a re success should be sought.

Zur Erzeugung der in hydrostatischen Anlagen, z. B. hydraulischen Pressen, erforderlichen hydraulischen Energie werden die unter schiedlichsten Verdrängerpumpen eingesetzt. Eine Hydrokolbenma schine, wie z. B. eine Verdrängerpumpe, ist als Schubkolbenmaschine für eine selbsttätige Änderung des Fördervolumens in Abhängigkeit der momentanen Belastung eines angeschlossenen Verbrauchers ausge führt. Die Verbraucher in solchen Anlagen sind für gewöhnlich Hy draulik-Motoren, von denen dem Prinzip nach dieselben Bauarten zum Einsatz kommen, wie bei den Hydropumpen.To generate the in hydrostatic systems, for. B. hydraulic Pressing, the hydraulic energy required will be under various displacement pumps used. A hydro piston engine machine, such as B. a positive displacement pump is as a thrust piston machine for an automatic change of the delivery volume depending the current load of a connected consumer leads. The consumers in such systems are usually Hy draulic motors, of which, in principle, the same types Use, as with the hydraulic pumps.

In diesem Zusammenhang ist von den Verdrängermaschinen die Gruppe der Schubkolbenmaschinen von Interesse, von denen z. B. die Bauar ten Tauchkolbenmaschinen, Kolbenmaschinen, Parallel-Kolbenmaschi nen, Axialkolbenmaschinen und Radialkolbenmaschinen in Betracht kommen. Die Höhe des Volumenstroms kann bei diesen Maschinen durch Änderung der Drehzahl, der Füllzeit (Teilfüllung bei Drehzahlerhö hung) oder des Kolbenhubes bewirkt werden.In this context is the group of the displacement machines the thrust piston machines of interest, of which e.g. B. the Bauar plunger machines, piston machines, parallel piston machines axial piston machines and radial piston machines come. The volume flow rate on these machines can vary Change in speed, filling time (partial filling when speed increases hung) or the piston stroke.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren und eine Vorrichtung zu finden, durch die eine selbsttätige Regelung des Volumenstromes in Abhängigkeit der momentanen Bela stung des Verbrauchers erfolgt.The present invention has for its object a method ren and to find a device through which an automatic Regulation of the volume flow depending on the current load power of the consumer.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrensgemäß auf der Grundlage der eingangs bezeichneten Gattung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einer mehrzylindrigen Verdrängermaschine zwischen paar weisen im Gegentakt arbeitenden Pumpeinheiten während eines Spiels der Pumpeinheiten jeweils Saughub-Raumanteile durch im Druckhub verdrängte Flüssigkeitsanteile aufgefüllt werden, ohne daß ein Abbau des Arbeitsdrucks auf den Saughub hin erfolgt. Dieser Lehre liegt die Idee zugrunde, nicht den Kolbenhub zu verändern, sondern unterschiedliche Volumina in einem Zylinder- und in einem Arbeitsraum zu bewegen, wobei im einfachsten Fall eine Federkraft der, auf dem die Räume trennenden Teil lastenden, Druckkraft das Gleichgewicht hält. Im Saughub wird dieses Bauteil durch den Arbeitsdruck solange gegen den Arbeitskolben gepreßt, bis Kräftegleichgewicht zwischen der Druckkraft und der Gegenkraft in axialer Richtung eingetreten ist. Während dieser Phase des Saughubes laufen Arbeitskolben und Relativkörper synchron in ge meinsamer Richtung. Sobald das System im Kräftegleichgewicht ist, kommt das betreffende Bauteil zum Stillstand, so daß es nun zu einer Relativbewegung zwischen dem Arbeitskolben und dem erwähnten Teil bis in die untere Totpunktlage des Kolbens kommt.The task is performed on the basis of the procedure solved genus according to the invention characterized in that that in a multi-cylinder displacement machine between couple have pump units operating in push-pull mode during a Game of the pump units each suction stroke space by im Displacement of displaced liquid can be filled without that the working pressure is reduced to the suction stroke. This teaching is based on the idea of not increasing the piston stroke change, but different volumes in a cylinder and move in a work room, in the simplest case a spring force of the load on the part separating the rooms, Pressure force keeps the balance. This component is in the suction stroke pressed against the working piston by the working pressure, to a balance of forces between the pressure force and the counterforce occurred in the axial direction. During this phase of Suction strokes run synchronously in working piston and relative body common direction. Once the system is in balance, the component in question comes to a standstill, so that it is now closed a relative movement between the working piston and the mentioned Part comes to the bottom dead center position of the piston.

Der Arbeitskolben saugt während dieser Phase des Saughubes das im anschließenden Arbeitshub zu fördernde Volumen an. Im Arbeits hub bewegen sich zunächst der Arbeitskolben und das erwähnte Teil gemeinsam und ohne Relativbewegung zueinander in Richtung des oberen Totpunktes, bis das betreffende Teil in der oberen Tot punktlage zum Stehen kommt. Nun beginnt die Verdrängung eines Fördervolumens aus dem Zylinderraum in den umgebenden Arbeitsraum und von hier in eine Arbeitsleitung.The working piston sucks this during this phase of the suction stroke volume to be funded in the subsequent working stroke. In work stroke the working piston and the mentioned part move first together and without relative movement to each other in the direction of top dead center until the part in question in top dead center point position comes to a standstill. Now the repression begins Delivery volume from the cylinder area to the surrounding work area and from here to a work management.

Das während der Versatzphase im Arbeitshub verdrängte Hubvolumen wird in dem hier beschriebenen einfachsten Fall im Arbeitsraum nur als Pendelvolumen verschoben, da die zugehörige zweite Pump einheit genau gegenläufig arbeitet. Damit füllt das von dem er wähnten Teil verdrängte Pendelvolumen der ersten Pumpeinheit genau den Raum aus, der von einem analogen Teil der zweiten Pumpeinheit während seines Saughubes freigegeben wird.The stroke volume displaced during the offset phase in the working stroke is in the simplest case described here in the work room only shifted as a pendulum volume, since the associated second pump unit works in exactly the opposite direction. With that, he fills that part of the displaced pendulum volume of the first pump unit the space from an analog part of the second pumping unit is released during its suction stroke.

Während des Arbeitsspieles einer Pumpeinheit gelangt also nur ein druckabhängig-variables Fördervolumen in die Arbeitsleitung, das zwischen dem Wert Null und dem Kolbenhubvolumen schwanken kann, je nach Stellung des erwähnten Teils zum Kolben. Damit kann auch bei hohen Drücken der Fördervolumenstrom schnell und ohne zu sätzliche mechanische Verstelleinrichtung den Erfordernissen des jeweiligen Verbrauchers angepaßt werden.During the working cycle of a pump unit, therefore, only one comes in pressure-dependent variable delivery volume in the work management, the can fluctuate between zero and the piston stroke volume, depending on the position of the mentioned part to the piston. With that, too at high pressures the delivery volume flow quickly and without additional mechanical adjustment device the requirements of be adapted to the respective consumer.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß das Hubvolumen einer Pumpeinheit jeweils druckabhängig in einen aktiven Fördervolumen anteil, der zu dem Verbraucher geführt wird, und einen passiven Volumenanteil aufgeteilt wird, wobei der passive Volumenanteil als Blindstrom innerhalb der Verdrängermaschine zirkuliert wird. Damit kann das während eines Arbeitsspieles bewegte Pendelvolumen in einen momentan ruhenden Anteil, dessen Größe nur bei einer ar beitsseitigen Druckänderung variiert wird und in einen dynamischen Anteil aufgeteilt werden, der seinerseits aus zwei Teilvolumina besteht. Das eine Teilvolumen pendelt im arbeitsseitigen Bereich, während das andere Teilvolumen zwischen Zylinderringräumen zirku liert.According to further features, it is provided that the stroke volume is one Pump unit each pressure-dependent in an active delivery volume Share that is led to the consumer and a passive one Volume share is divided, with the passive volume share as Reactive current is circulated within the displacement machine. In order to can the pendulum volume moved during a work cycle in a currently dormant portion, the size of which only ar pressure-side change is varied and in a dynamic Share be divided, which in turn from two sub-volumes consists. One part of the volume commutes in the work area, while the other part of the volume circulates between the cylinder annuli liert.

Vorteilhaft ist ferner, daß ein druckabhängig-variabler Anteil des passiven Fördervolumenanteils in einem gesonderten Raum als Stellvolumen zwischengespeichert wird. Dadurch ist ein variables Fördervolumen bei variablem Druck möglich.It is also advantageous that a pressure-dependent variable portion the passive funding volume share in a separate room as Storage volume is temporarily stored. This makes it a variable Delivery volume possible with variable pressure.

Weitere verfahrensmäßige Merkmale bestehen darin, daß die Größe des Zylinderraums der jeweiligen Pumpeinheit durch eine Druck kraft verändert wird, der durch eine Federkraft vorherbestimmter Größe und Kennlinie das Gleichgewicht gehalten wird. Dadurch kann eine mit verschiedenen Mitteln erzeugte Federkraft einge setzt werden.Other procedural features are that the size of the cylinder space of the respective pump unit by a pressure force is changed, which is predetermined by a spring force Size and characteristic curve is kept in balance. Thereby can be a spring force generated by various means be set.

Außerdem ist vorteilhaft, daß verfahrens- und/oder vorrichtungs bedingte Leckölmengen innerhalb der Verdrängermaschine kontinuier lich aus einem Ölvorrat ersetzt werden.It is also advantageous that the process and / or device Conditional leakage oil quantities within the displacement machine continuously Lich be replaced from an oil supply.

Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsgemäß auf der Grundlage der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Zylinderblock jeweils ein Paar komplementärer Pump einheiten an einen Hubantrieb angeschlossen sind, daß jede Pump einheit mit einem mittels eines koaxial zum Arbeitskolben beweg lichen Schwimmkörpers veränderbaren Zylinderraum versehen ist, daß jede Pumpeinheit jeweils einen Arbeitsraum aufweist, daß die Arbeitsräume miteinander verbunden sind, und daß der Schwimmkör per entweder unmittelbar gegen eine Federkraft einer zur Pumpein heit gehörenden Kennlinienfeder verschiebbar ist oder daß der Schwimmkörper mittelbar über eine Hydraulische Welle gegen eine außerhalb des jeweiligen Arbeitsraumes angeordnete, für mehrere Pumpeinheiten gleichermaßen wirksame Federkraft einer Zentralfe der relativ zum Arbeitskolben verschiebbar ist, wobei jede Pump einheit einen Zylinderringraum aufweist und alle Zylinderringräume miteinander verbunden sind. Dadurch ist im Bereich der Auslegungs daten eine selbsttätige Änderung des Fördervolumenstroms in Ab hängigkeit der Belastung des jeweiligen Verbrauchers ohne zusätz liche mechanische Verstelleinrichtung möglich.The task is performed on the basis of the device solved at the beginning of the genus according to the invention, that in each cylinder block a pair of complementary pumps units are connected to a linear actuator that each pump unit with a by means of a coaxial to the working piston changeable cylinder space is provided, that each pump unit has a working space that the Workrooms are connected to each other, and that the float by either directly against a spring force to pump one unit characteristic spring is displaceable or that the Floats indirectly against a hydraulic shaft arranged outside the respective work area, for several Pump units equally effective spring force of a central spring which is displaceable relative to the working piston, each pump unit has a cylinder annulus and all cylinder annuli are interconnected. This is in the area of design data an automatic change in the flow rate in Ab dependence of the load of the respective consumer without additional mechanical adjustment device possible.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Pumpein heit einen mit einem Saugkanal und einem Saugventil versehenen Arbeitskolben und einen zugehörigen, mit einem Druckventil ver sehenen Schwimmkörper, aufweist. Dadurch werden Saugventil und Druckventil jeweils mit dem Trägerelement mitgeführt.In an embodiment of the invention it is provided that each pump unit with a suction channel and a suction valve Working piston and an associated ver with a pressure valve see floating body. This will suction valve and Pressure valve carried along with the support element.

Ferner ist es vorteilhaft, daß der Schwimmkörper jeweils in den Zylinderblock geführt ist.It is also advantageous that the floating body in each case Cylinder block is guided.

Eine Weiterentwicklung sieht vor, daß in einem Stellvolumen- Speicher die Zentralfeder in einem Federraum angeordnet ist. Da durch werden die einzelnen Kennlinienfedern unter dem jeweiligen Schwimmkörper eingespart. A further development provides that in a control volume Memory the central spring is arranged in a spring chamber. There through the individual characteristic springs under the respective Float saved.

Eine Verbesserung besteht darin, daß die Arbeitsräume durch eine Arbeitsringleitung und alle Zylinderringräume durch einen Ring kanal verbunden sind und zumindest das halbe größtmögliche Ring raum-Hubvolumen aller Zylinderringräume einem Stellvolumen- Speicherraum entspricht. Somit können sehr kompakte Hydrokolben maschinen, bei entsprechender Anzahl von Pumpeinheiten prak tisch in jeder gewünschten Größe, gebaut werden.An improvement is that the work rooms by a Working ring line and all cylinder ring spaces through a ring are connected to the channel and at least half the largest possible ring displacement volume of all cylinder annulus spaces Storage space corresponds. This means that very compact hydraulic pistons can be used machines, with a suitable number of pump units practical table in any desired size.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß eine Leckölausgleichsvor richtung vorgesehen ist, die einen Federraum und einen Leckölraum aufweist, der mit dem Stellvolumen-Speicherraum des Stellvolumen- Speichers verbunden ist. Durch entsprechende Dimensionierung kann auch bei größtem Leckölverlust der Druck im System gehalten wer den.Another embodiment provides that leakage oil compensation direction is provided, the spring chamber and a leak oil chamber has, which with the control volume storage space of the control volume Memory is connected. By appropriate dimensioning can even with the greatest leakage oil loss, the pressure in the system is maintained the.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß durch eine Stichleitung der Federraum des Stellvolumenspeichers und der Fe derraum der Leckölausgleichsvorrichtung an die Arbeitsringleitung und durch eine Stellvolumenleitung der Speicherraum im Stellvolu menspeicher an den Ringkanal angeschlossen sind. Somit bildet der Ringkanal zusammen mit der Stellvolumenleitung eine Hydraulische Welle zwischen den Zylinderräumen und dem Stellvolumen-Speicher raum. Da ferner alle Leitungen als Leitungsbohrungen ausführbar sind, kann eine kompakte. Baueinheit mit sämtlichen Funktionen geschaffen werden.Further features of the invention are that by a Branch line of the spring space of the actuating volume memory and the Fe the space of the leak oil compensation device to the working ring line and through a control volume line the storage space in the control volume memory are connected to the ring channel. Thus the Ring channel together with the control volume line a hydraulic Wave between the cylinder rooms and the storage volume memory room. Since all lines can also be designed as line bores are compact. Unit with all functions be created.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgeschlagen, daß die Gegenkraft der Zentralfeder im Stellvolumenspeicher zumindest teilweise mit tels einer Gasfeder in einem Gasfeder-Speicherraum erzeugbar ist. Hierdurch wird eine Annäherung der Pumpen-Kennlinie an die ideale Zugkrafthyperbel erreicht.In a further embodiment it is proposed that the counterforce the central spring in the control volume memory at least partially means of a gas spring can be generated in a gas spring storage space. This will bring the pump characteristic curve closer to the ideal one Traction hyperbola reached.

Die Erfindung ist ferner dadurch weiter entwickelt, daß eine Pumpeinheit als Leckölpumpe ausgeführt ist, deren Zylinderraum über eine Leckölförderleitung mit dem Leckölraum der Leckölaus gleichsvorrichtung und diese mit dem Stellvolumen-Speicherraum verbunden ist. Dadurch werden der systembedingte Leckölstrom kontinuierlich ersetzt und, durch die Vereinheitlichung von Bau teilen erzielbare, fertigungstechnische Vorteile genutzt.The invention is further developed in that a Pump unit is designed as a leak oil pump, the cylinder space via a leak oil delivery line to the leak oil chamber of the leak oil same device and this with the storage volume storage space connected is. This causes the system-related leakage oil flow continuously replaced and, by standardizing construction share achievable manufacturing advantages.

Die Weiterbildung der Erfindung führt dazu, daß die Leckölaus gleichsvorrichtung und der Stellvolumenspeicher zu einem Saugvo lumenregler derart zusammengeführt sind, daß ein gemeinsamer Lecköl-/Stellvolumen-Speicherraum vorhanden ist und die Lecköl förderleitung unmittelbar an den Ringkanal und weiter über eine Stellvolumenleitung an den gemeinsamen Lecköl-/Stellvolumen-Spei cherraum angeschlossen ist.The development of the invention leads to the leak oil same device and the control volume memory to a Saugvo Lumens are brought together in such a way that a common Leak oil / storage volume storage space is present and the leak oil delivery line directly to the ring channel and further via a Control volume line to the common leak oil / control volume storage is connected.

Vorteilhaft ist außerdem, daß die Pumpeinheit als eine leicht ein- und ausbaubare Kartusche ausgebildet ist, die eine Lauf buchse, den Schwimmkörper, den Arbeitskolben, die Kennlinienfeder und ggfs. eine Rückstellfeder und einen Gleitschuh aufweist. Das System kann dadurch auf völlig unterschiedliche Hydrokolbenma schinen-Bauarten übertragen werden.It is also advantageous that the pump unit is lightweight built-in and removable cartridge is designed that a barrel bushing, the float, the working piston, the characteristic spring and possibly a return spring and a slide shoe. The This allows the system to operate on completely different hydraulic piston dimensions machine types are transferred.

Es ist ferner hinsichtlich des Einsatzbereiches vorteilhaft, daß eine oder mehrere Pumpeinheiten als ungeregelte Kolbenpumpen, sog. Grundlastpumpen, eingesetzt sind.It is also advantageous with regard to the area of application that one or more pump units as unregulated piston pumps, so-called Base load pumps are used.

Die Antriebsübertragung auf die Pumpeinheiten erfordert einen Kraftschluß zu einer Antriebshubfläche, der normalerweise durch Rückstellfedern bewirkt wird. Vorteilhafterweise wird dieser Kraftschluß nun dadurch erreicht, daß die Arbeitskolben der Pumpeinheiten, der Arbeitskolben als Grundlastpumpe und der Arbeitskolben der Leckölpumpe als Stufenkolben für eine hydrau lische Andrückung der Arbeitskolben gegen die Antriebshubfläche ausgeführt sind.The drive transmission to the pump units requires one Traction to a drive hub, which is normally caused by Return springs is effected. This is advantageous Non-positive now achieved that the working piston of the Pump units, the working piston as a base load pump and the Working piston of the leakage oil pump as a step piston for a hydrau pressure of the working pistons against the drive lifting surface are executed.

Des weiteren ist es wirtschaftlich, bezüglich Herstellung, Ersatz teilhaltung und Wartung, daß die Pumpeinheiten, die Leckölpumpe, die Grundlastpumpen, die Leckölausgleichsvorrichtung, der Saugvo lumenregler, der Stellvolumenspeicher und/oder der Gasfederspei cher jeweils in Kartuschenform ausgeführt und alle Baueinheiten innerhalb eines Pumpengehäuses einbaubar sind. Dadurch kann ein entsprechendes Baukastensystem zur Anwendung in verschiedenartigen Hydrokolbenmaschinen geschaffen werden.Furthermore, it is economical in terms of manufacture, replacement maintenance and that the pump units, the leak oil pump, the base load pumps, the leak oil compensation device, the Saugvo lumen controller, the actuating volume memory and / or the gas spring valve cher each in cartridge form and all units can be installed within a pump housing. This can be a corresponding modular system for use in various types Hydro piston machines are created.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing represents and are described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine Axialkolbenmaschine in Boxeranordnung mit Blockschaltung, Fig. 1 is an axial cross-section through an axial piston engine in boxer arrangement block circuit

Fig. 2 einen axialen Querschnitt wie Fig. 1 durch eine Hydrokol benmaschine (Reihen- oder Axialkolbenmaschine) mit Saug volumenregler im Blockschaltbild, Fig. 2 is an axial cross-section as Fig. 1 by a Hydrokol benmaschine (row or axial piston machine) with suction volume control in the block diagram,

Fig. 3 einen axialen Querschnitt einer als Radialkolbenpumpe ausgeführten Hydrokolbenmaschine, Fig. 3 is an axial cross section of a hydraulic piston machine configured as a radial piston pump,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine Pumpeneinheit in Kar tuschenbauweise und Fig. 4 shows an axial section through a pump unit in cartridge construction and

Fig. 5 einen axialen Querschnitt einer als Axialkolbenpumpe ausgeführten Hydrokolbenmaschine. Fig. 5 is an axial section of a hydraulic piston machine configured as a axial piston pump.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird das Verfahren nachstehend erläu tert: Die Hydrokolbenmaschine besitzt einen Zylinderblock 1, in dem zumindest zwei Pumpeinheiten 4a und 4b in einem Arbeitsraum 7a, 7b angeordnet und an einen Hubantrieb 5 angeschlossen sind. . With reference to FIG method is tert below erläu 1 and 2: The hydraulic piston engine has a cylinder block 1, in which at least two pump units 4 a and 4 b in a working space 7 a, 7 are disposed b and connected to a lifting drive. 5

Jede der komplementären Pumpeinheiten 4a und 4b besitzt einen, im Zylinderblock 1 geführten, Arbeitskolben 2a, 2b und einen hierzu koaxialen Schwimmkörper 6a und 6b.Each of the complementary pump units 4 a and 4 b has a working piston 2 a, 2 b, which is guided in the cylinder block 1 , and a floating body 6 a and 6 b coaxial with this.

Die Schwimmkörper 6a und 6b sind zu den Arbeitskolben 2a und 2b und die Pumpeinheiten 4a und 4b sind zum Zylinderblock 1 jeweils relativ axial bewegbar.The floats 6 a and 6 b are to the working pistons 2 a and 2 b and the pump units 4 a and 4 b are each relatively axially movable to the cylinder block 1 .

Der Arbeitskolben 2a, 2b führt jeweils einen Saughub und nachfol gend einen Druckhub aus, wobei Flüssigkeit aus einem Saugraum 38a, 38b über einen Saugkanal 11 in einen jeweiligen Zylinderraum 3a, 3b gesaugt und als Fördervolumen aus diesem in den Arbeitsraum 7a, 7b gedrängt wird. Sowohl die Zylinderräume 3a, 3b als auch die Ar beitsräume 7a, 7b sind druckabhängig in ihrer Größe veränderbar, indem sich der axial verschiebbare Schwimmkörper 6a, 6b unmittel bar jeweils gegen eine Federkraft seiner zu einer Pumpeinheit 4a, 4b gehörenden Kennlinienfeder 8a, 8b oder mittelbar über eine Hy draulische Welle gegen eine außerhalb des jeweiligen Arbeitsraumes 7a, 7b angeordneten für alle Pumpeinheiten 4a, 4b gleichermaßen wirksamen Federkraft einer Zentralfeder 9 abstützt.The working piston 2 a, 2 b each perform a suction stroke and subsequently a pressure stroke, liquid being sucked from a suction chamber 38 a, 38 b via a suction channel 11 into a respective cylinder chamber 3 a, 3 b and as a delivery volume from this into the working space 7 a, 7 b is pushed. Both the cylindrical chambers 3 a, 3 b and the Ar beitsräume 7 a, 7 b are pressure-dependent variable in size by the axially movable float 6 a, 6 b immediacy bar in each case against a spring force of its to a pumping unit 4 a, 4 b belonging characteristic spring 8 a, 8 b or indirectly via a hydraulic shaft against an outside of the respective working space 7 a, 7 b arranged for all pump units 4 a, 4 b equally effective spring force of a central spring 9 .

In einer solchen mehrzylindrischen Verdrängermaschine arbeiten die Pumpeinheiten 4a und 4b im Gegentakt. Während eines Spiels der Pumpeinheiten 4a und 4b werden Saughub-Raumanteile durch im Druck hub verdrängte Flüssigkeitsanteile aufgefüllt, ohne daß ein Abbau des Arbeitsdruckes auf den Saughub hin erfolgt.In such a multi-cylinder displacement machine, the pump units 4 a and 4 b work in push-pull. During a game of the pump units 4 a and 4 b, suction stroke space portions are filled up by liquid portions displaced in the pressure stroke without the working pressure being reduced to the suction stroke.

Bei der unmittelbaren Abstützung eines Schwimmkörpers 6a, 6b auf der Kennlinienfeder 8a, 8b gleitet der Schwimmkörper 6a, 6b auf dem Arbeitskolben 2a, 2b in axialer Richtung im Arbeitsraum 7a, 7b hin und her.When a floating body 6 a, 6 b is supported directly on the characteristic spring 8 a, 8 b, the floating body 6 a, 6 b slides back and forth on the working piston 2 a, 2 b in the axial direction in the working space 7 a, 7 b.

Jede Pumpeinheit 4a, 4b weist den mit einem Saugkanal 11 und einem Saugventil 12 versehenen Arbeitskolben 2a, 2b und den zugehörigen mit einem Druckventil 13 versehenen Schwimmkörper 6a, 6b auf.Each pump unit 4 a, 4 b has the working piston 2 a, 2 b provided with a suction channel 11 and a suction valve 12 and the associated floating body 6 a, 6 b provided with a pressure valve 13 .

Soweit die druckabhängige Stellung des Schwimmkörpers 6a, 6b dieses zuläßt, saugt der Arbeitskolben 2a, 2b während des Saug hubes über den Saugkanal 11 bei geöffnetem Saugventil 12 das Medium an und drückt es während des Arbeitshubes bei geöffnetem Druckventil 13 in den Arbeitsraum 7, in eine Arbeitsringleitung 16 und von dort über ein Rückschlagventil 39 in eine zum Verbraucher führende Arbeitsleitung 40. Stützt sich hingegen der Schwimmkörper 6a, 6b mittelbar über eine Hydraulische Welle gegen die Federkraft der Zentralfeder 9 ab, dann sind die Schwimmkörper 6a, 6b im Zylin derblock 1 geführt. Entstandene, veränderbare Zylinderringräume 10a, 10b sind alle untereinander durch einen Ringkanal 17 verbun den. Die jeweils entstandenen, ebenfalls veränderbaren Arbeits räume 7a, 7b sind durch die Arbeitsringleitung 16 untereinander verbunden. Der Druckhub sei gemäß Fig. 1 für die Pumpeinheit 4b über den Hubantrieb 5 abgeschlossen. Demgegenüber ist für die komplementäre Pumpeinheit 4a der Saughub, der durch die Kraft einer Rückstellfeder 32 bewirkt wird, beendet. Der Arbeitskolben 2a erzeugt im Zylinderraum 3a einen Unterdruck, wodurch das Druckmedium durch den Saugkanal 11 in den Zylinderraum 3a gesaugt wird. Nun beginnt der Druckhub über den Hubantrieb 5 (linke Seite) und fördert das Druckmedium über das Druckventil 13 im Schwimmkör per 6a in den Arbeitsraum 7 und von dort durch die Arbeitsringlei tung 16 in die Arbeitsleitung 40. Dabei wird das Hubvolumen der Pumpeinheit 4a, 4b jeweils druckabhängig in einen aktiven Förder volumenanteil, der in die Arbeitsleitung 40 geführt wird, und einen passiven Volumenanteil aufgeteilt, wobei der passive Volu menanteil als Blindstrom innerhalb der Verdrängermaschine zirku liert wird. Ein druckabhängig-variabler Anteil des passiven Volu menanteils wird in einem Stellvolumenspeicher 14 und dort in einem Stellvolumen-Speicherraum 18 zwischengespeichert.As far as the pressure-dependent position of the float 6 a, 6 b allows this, the working piston 2 a, 2 b sucks the medium during the suction stroke via the suction channel 11 with the suction valve 12 open and presses it during the working stroke with the pressure valve 13 open into the work space 7 , into a working ring line 16 and from there via a check valve 39 into a working line 40 leading to the consumer. On the other hand, the float 6 a, 6 b is supported indirectly via a hydraulic shaft against the spring force of the central spring 9 , then the float 6 a, 6 b in the cylinder block 1 are guided. Arisen, changeable cylinder annular spaces 10 a, 10 b are all connected to one another by an annular channel 17 . The resulting, also changeable work spaces 7 a, 7 b are connected by the working ring line 16 . The pressure stroke is concluded according to FIG. 1 for the pump unit 4 b via the stroke drive 5 . In contrast, the suction stroke, which is brought about by the force of a return spring 32 , has ended for the complementary pump unit 4 a. The working piston 2 a generates a negative pressure in the cylinder chamber 3 a, whereby the pressure medium is sucked through the suction channel 11 into the cylinder chamber 3 a. Now the pressure stroke begins via the stroke drive 5 (left side) and conveys the pressure medium via the pressure valve 13 in the float by 6 a into the working space 7 and from there through the working ring line 16 into the working line 40 . The stroke volume of the pump unit 4 a, 4 b is each pressure-dependent into an active delivery volume portion, which is fed into the working line 40 , and a passive volume portion, the passive volume portion being circulated as reactive current within the displacement machine. A pressure-dependent variable portion of the passive volume portion is temporarily stored in a control volume memory 14 and there in a control volume storage space 18 .

Die Größe des Zylinderraums 3a, 3b der jeweiligen Pumpeinheit 4a, 4b wird durch eine Druckkraft verändert, der durch eine Feder kraft, der Kennlinienfeder 8a, 8b oder alternativ durch die Zen tralfeder 9 das Gleichgewicht gehalten wird, wobei Kennlinienver lauf und -größe der Federn vorgegeben und festgelegt sind.The size of the cylinder chamber 3 a, 3 b of the respective pump unit 4 a, 4 b is changed by a compressive force, which is held by a spring force, the characteristic spring 8 a, 8 b or alternatively by the central spring 9, the balance ver The run and size of the springs are specified and specified.

Nach einem weiteren Verfahrensschritt werden verfahrens- und/oder vorrichtungsbedingte Leckölmengen innerhalb der Verdrängermaschine kontinuierlich über eine mit einem Rückschlagventil 41 versehenen Leckölförderleitung 28 und eine Leckölausgleichsvorrichtung 19 ersetzt.After a further process step, process and / or device-related leakage oil quantities within the displacement machine are continuously replaced via a leakage oil delivery line 28 provided with a check valve 41 and a leakage oil compensation device 19 .

In dem Stellvolumenspeicher 14 ist die Zentralfeder 9 in einem (ersten) Federraum 15 angeordnet. Zumindest das halbe größtmög liche Ringraum-Hubvolumen aller Zylinderringräume 10a, 10b ent spricht einem Stellvolumen-Speicherraum 18. In dem Stellvolumen- Speicherraum 18 gleitet ein Stellkolben 42, der sich über die Zentralfeder 9 und einem Trennkolben 43 auf einer Gasfeder 24 ab stützt. Somit ist die Gegenkraft der Zentralfeder 9 zumindest teilweise mittels der Gasfeder 24 im Gasfeder-Speicherraum 25 er zeugbar.In the control volume memory 14, the central spring 9 is arranged in a (first) spring chamber 15 °. At least half the largest possible annulus stroke volume of all cylinder annuli 10 a, 10 b corresponds to a control volume storage space 18 . In the actuating volume storage space 18 , an actuating piston 42 slides, which is supported via a central spring 9 and a separating piston 43 on a gas spring 24 . Thus, the counterforce of the central spring 9 is at least partially testable by means of the gas spring 24 in the gas spring storage space 25 .

Durch die Stellvolumenleitung 23 ist der Stellvolumen-Speicher raum 18 an den Ringkanal 17 und damit an den jeweiligen Zylin derringraum 10a, 10b angeschlossen. Eine sich verzweigende Stich leitung 22 verbindet die Arbeitsringleitung 16 mit dem (ersten) Federraum 15 des Stellvolumenspeichers 14 und einem (zweiten) Federraum 20 einer Leckölausgleichsvorrichtung 19.Through the control volume line 23 , the control volume storage space 18 is connected to the ring channel 17 and thus to the respective cylinder derringraum 10 a, 10 b. A branching branch line 22 connects the working ring line 16 with the (first) spring chamber 15 of the actuating volume memory 14 and a (second) spring chamber 20 of a leakage compensation device 19th

Es ist ferner die Leckölausgleichsvorrichtung 19 vorhanden, in der sich ein Stufenkolben 44 befindet, der mit seiner kleineren Kolbenfläche einen Leckölraum 21 und mit seiner größeren Kolben fläche den Federraum 20, in den eine Stellfeder 45 vorgespannt eingesetzt ist, begrenzt. There is also the leakage oil compensation device 19 , in which there is a stepped piston 44 , with its smaller piston area a leakage oil chamber 21 and with its larger piston area, the spring chamber 20 , in which an adjusting spring 45 is inserted biased, limited.

Der Leckölraum 21 ist mit dem Federraum 20 durch einen mit einem Rückschlagventil 46 versehenen Umführungskanal 47 verbunden. Die Verbindung des Leckölraumes 21 mit dem Stellvolumen-Speicher raum 18 des Stellvolumenspeichers 14 ist durch eine Drosselrück schlagventil-Leitung 48 hergestellt.The leakage oil chamber 21 is connected to the spring chamber 20 by a bypass channel 47 provided with a check valve 46 . The connection of the oil leakage space 21 with the control volume storage space 18 of the control volume storage 14 is made by a throttle return check valve line 48 .

Jede Pumpeinheit 4a, 4b kann als Leckölpumpe 26 ausgeführt sein, deren Leckölpumpen-Zylinderraum 27 über eine Leckölförderleitung 28 mit dem Leckölraum 21 der Leckölausgleichsvorrichtung 19 und diese mit dem Stellvolumen-Speicherraum 18 verbunden ist.Each pump unit 4 a, 4 b can be designed as a leak oil pump 26 , the leak oil pump cylinder chamber 27 of which is connected via a leak oil delivery line 28 to the leak oil chamber 21 of the leak oil compensation device 19 and the latter to the actuating volume storage chamber 18 .

Gemäß Fig. 2 sind der Stellvolumenspeicher 14 und die Leckölaus gleichsvorrichtung 19 zu einer Einheit als Saugvolumenregler 29 zusammengezogen dargestellt. Hierzu sind der Stellvolumen-Spei cherraum 18 und der Leckölraum 21 derart zusammengeführt, daß ein gemeinsamer Lecköl-/Stellvolumenspeicherraum entsteht, wobei die Leckölförderleitung 28 unmittelbar an den Ringkanal 17 und weiter über die Stellvolumenleitung 23 an den gemeinsamen Leck öl-/Stellvolumenspeicherraum angeschlossen ist. Der gemeinsame Lecköl-/Stellvolumen-Speicherraum und der Federraum 20 sind eben falls durch den mit dem Rückschlagventil 46 versehenen Umführungs kanal 47 verbunden. Die sich verzweigende Stichleitung 22 schließt hier ebenfalls an den Umführungskanal 47 und an den Federraum 15 an.According to Fig. 2 of the memory control volume 14 and the Leckölaus same device shown pulled together to form a unit 19 as Saugvolumenregler 29th For this purpose, the actuating volume storage space 18 and the leakage oil space 21 are brought together in such a way that a common leakage oil / actuating volume storage space is created, the leakage oil delivery line 28 being connected directly to the annular channel 17 and further via the actuating volume line 23 to the common leakage oil / actuating volume storage space. The common leakage oil / control volume storage space and the spring space 20 are just if connected by the bypass valve 46 provided with the bypass channel 47 . The branching branch line 22 here also connects to the bypass duct 47 and to the spring chamber 15 .

Der Zylinderblock 1 ist mittels eines Gehäusedeckels bzw. -ringes 49 verschlossen, in dem die Arbeitsringleitung 16 sowie die zum Verbraucher führende Arbeitsleitung 40 und das Rückschlagventil 39 angeordnet sind. The cylinder block 1 is closed by means of a housing cover or ring 49 , in which the working ring line 16 as well as the working line 40 leading to the consumer and the check valve 39 are arranged.

Gemäß Fig. 3 wird das Verfahren auf die konstruktive Gestaltung einer Radialkolbenpumpe übertragen. Die Radialkolbenpumpe ist ventilgesteuert. Eine Antriebswelle 50 ist als Exzenterwelle ausgebildet, wodurch der Hubantrieb 5 erhalten wird.Referring to FIG. 3, the process is transferred to the structural design of a radial piston pump. The radial piston pump is valve-controlled. A drive shaft 50 is designed as an eccentric shaft, whereby the linear drive 5 is obtained.

Auf der Antriebswelle 50 sind jeweils durch Lagerdeckel 51 und 52 axial gesicherte Wellenlager 53 und 54 angeordnet. Zwischen den als Wälzlager ausgeführten Wellenlagern 53, 54 sind beidseitig Aus wuchtscheiben 55 und 56 angeordnet und zwischen diesen ist ein Exzenterring 57 mit einem Exzenterlager 58 vorgesehen. An dem Ex zenterlager 58 ist die schon erwähnte Antriebshubfläche 37 vor handen.Axially secured shaft bearings 53 and 54 are arranged on the drive shaft 50 by bearing covers 51 and 52 , respectively. Between the shaft bearings 53 , 54 designed as roller bearings, balancing disks 55 and 56 are arranged on both sides, and an eccentric ring 57 with an eccentric bearing 58 is provided between them. At the Ex center bearing 58 , the already mentioned drive lifting surface 37 is available.

Die Pumpeinheit 4a, 4b ist als eine leicht ein- und ausbaufähige Kartusche 30 ausgebildet und im Zylinderblock 1 eingesetzt. Der Zylinderblock 1 wird von einem Gehäusering 49 umgeben und die vorhandene Trennfuge von Dichtringen 59 abgedichtet. Im Zylinder block 1 sind ein Arbeitsleitungsanschluß 60 und ein Saugleitungs anschluß 61 vorgesehen.The pump unit 4 a, 4 b is designed as a cartridge 30 that is easy to install and remove and is inserted in the cylinder block 1 . The cylinder block 1 is surrounded by a housing ring 49 and the existing joint is sealed by sealing rings 59 . In the cylinder block 1 , a working line connection 60 and a suction line connection 61 are provided.

An dem Zylinderblock 1 ist ferner ein Flanschrohr 62 zur Aufnahme eines nicht gezeigten Antriebsmotors befestigt. Der Saugraum 38 ist durch die gestufte Bohrungswandung 63 und durch die Lager deckel 51, 52 begrenzt und mit dem Saugleitungsanschluß 61 verbun den.A flange tube 62 for receiving a drive motor, not shown, is also attached to the cylinder block 1 . The suction chamber 38 is bounded by the stepped bore wall 63 and by the bearing cover 51 , 52 and connected to the suction line connection 61 .

Die Pumpeinheiten 4a, 4b sind jeweils als Kartuschen 30 ausgeführt und sternförmig im Zylinderblock 1 angeordnet. Die Kartuschen 30 beinhalten in der Regel ihrerseits jeweils eine Pumpeinheit 4a, 4b usw., können aber auch eine Grundlastpumpe 34, eine Leckölaus gleichsvorrichtung 19, einen Stellvolumenspeicher 14, einen Gasfe derspeicher 24 oder einen Saugvolumenregler 29 aufnehmen. Der Ar beitskolben 2a ist durch den, den Hub erzeugenden Exzenterring 57, in die obere Totpunktlage gedrückt. In dieser Stellung hat der Ar beitskolben 2b im Saughub seine untere Totpunktlage erreicht.The pump units 4 a, 4 b are each designed as cartridges 30 and arranged in a star shape in the cylinder block 1 . The cartridges 30 usually in turn each contain a pump unit 4 a, 4 b etc., but can also accommodate a base load pump 34 , a leak oil leveling device 19 , a control volume accumulator 14 , a Gasfe derspeicher 24 or a suction volume regulator 29 . The Ar beitskolben 2 a is pressed into the top dead center position by the eccentric ring 57 which generates the stroke. In this position, the Ar beitskolben 2 b reached its bottom dead center in the suction stroke.

Beide Pumpeinheiten 4a, 4b sind über den im Zylinderblock 1 ange ordneten Ringkanal 17 miteinander verbunden, an den auch weitere Pumpeinheiten angeschlossen sind.Both pump units 4 a, 4 b are connected to one another via the ring channel 17 arranged in the cylinder block 1 , to which further pump units are also connected.

Soweit nun die druckabhängige Stellung eines Schwimmkörpers 6a, 6b es zuläßt, saugt der Arbeitskolben 2a, 2b usw. während des Saughubes über den Saugkanal 11 das Medium an und drückt es während des Arbeitshubes in den veränderbaren Arbeitsraum 7a, 7b bzw. in die Arbeitsringleitung 16 und von hier zum Arbeitslei tungsanschluß 60. Die Arbeitsräume 7a, 7b der einzelnen Pumpeinhei ten 4a, 4b sind durch den in den Gehäusering 49 eingearbeiteten erweiterten Arbeitsraum 7, der gleichzeitig die Arbeitsringleitung 16 darstellt, miteinander verbunden.As far as the pressure-dependent position of a float 6 a, 6 b allows it, the working piston 2 a, 2 b etc. sucks the medium during the suction stroke via the suction channel 11 and presses it into the changeable working space 7 a, 7 b during the working stroke or in the working ring line 16 and from here to the Arbeitslei line connection 60th The working spaces 7 a, 7 b of the individual Pumpeinhei th 4 a, 4 b are connected to each other by the enlarged working space 7 incorporated into the housing ring 49 , which simultaneously represents the working ring line 16 .

Nachstehend werden die inneren Vorgänge anhand der Fig. 4 (bzw. der übrigen Figuren) näher erläutert, in der eine Pumpeinheit 4a oder 4b als Schwimmzylinderpumpe in Kartuschenbauweise dargestellt ist.The internal processes are explained in more detail below with reference to FIG. 4 (or the other figures), in which a pump unit 4 a or 4 b is shown as a floating cylinder pump in a cartridge construction.

Der konstante Hub eines Arbeitskolbens 2 (2a, 2b) wird über die Antriebshubfläche 37 eingeleitet, auf der sich der als Gleitschuh 33 ausgebildete Fuß des betreffenden Arbeitskolbens 2 (2a, 2b) ab stützt. Der Arbeitskolben 2 (2a, 2b) ist jeweils als Hohlkolben ausgeführt und, wie dargestellt, als zweiteiliger, stufenförmig abgesetzter Arbeitskolben konstruiert.The constant stroke of a working piston 2 ( 2 a, 2 b) is introduced via the drive lifting surface 37 , on which the foot of the relevant working piston 2 ( 2 a, 2 b) designed as a sliding shoe 33 is supported. The working piston 2 ( 2 a, 2 b) is designed as a hollow piston and, as shown, constructed as a two-part, stepped working piston.

Im Bereich seines größeren Durchmessers ist er direkt in einer Laufbuchse 31 gleitend gelagert. Der eigentliche Arbeitskolben 2 (2a, 2b) ist einseitig in den Fußkolbenbereich eingepreßt. Auf seinem freien Ende gleitet der Schwimmkörper 6 (6a, 6b) in Form eines Schwimmzylinders, der seinerseits in einer kleineren Bohrung der Laufbuchse 31 gleitend gelagert ist. Im Arbeitskolben 2 (2a, 2b) ist das Saugventil 12 angeordnet und in dem Schwimmkörper 6 (6a, 6b) das zugehörige Druckventil 13 plaziert. Die Einbaustelle des Saugventils 12 und die des Druckventils 13 kann in axialer Richtung zumindest für das Saugventil 12 nach konstruktiven Erfor dernissen variieren.In the area of its larger diameter, it is slidably mounted directly in a bushing 31 . The actual working piston 2 ( 2 a, 2 b) is pressed into the foot piston area on one side. On its free end, the floating body 6 ( 6 a, 6 b) slides in the form of a floating cylinder which is in turn slidably mounted in a smaller bore in the bushing 31 . The suction valve 12 is arranged in the working piston 2 ( 2 a, 2 b) and the associated pressure valve 13 is placed in the floating body 6 ( 6 a, 6 b). The installation location of the suction valve 12 and that of the pressure valve 13 can vary in the axial direction at least for the suction valve 12 according to structural requirements.

Im Saughub zieht der Arbeitskolben 2 (2a, 2b) über den Saugkanal 11 und das Saugventil 12 das Medium aus dem Saugraum 38 in den Zylin derraum 3 (3a, 3b) hinein. Im vorliegenden Fall wird die Rückstel lung des Arbeitskolbens 2 (2a, 2b) nicht wie normalerweise üblich durch eine Rückstellfeder 32 bewirkt, sondern erfolgt durch eine hydraulische Krafteinwirkung auf die Ringfläche 64 des stufenför mig abgesetzten Arbeitskolbens 2 (2a, 2b) im Bereich des Zylinder ringraumes 10 (10a, 10b). Diese Druckkraft hält den Kraftschluß zwischen der Antriebshubfläche 37 und den jeweiligen Arbeitskolben 2 (2a, 2b) ständig aufrecht.In the suction stroke, the working piston 2 ( 2 a, 2 b) pulls the medium from the suction chamber 38 into the cylinder chamber 3 ( 3 a, 3 b) via the suction channel 11 and the suction valve 12 . In the present case, the resetting of the working piston 2 ( 2 a, 2 b) is not effected as usual by a return spring 32 , but takes place by a hydraulic force acting on the annular surface 64 of the stepped working piston 2 ( 2 a, 2 b) in the area of the cylinder annulus 10 ( 10 a, 10 b). This compressive force constantly maintains the frictional connection between the drive stroke surface 37 and the respective working piston 2 ( 2 a, 2 b).

Die Größe des momentanen Saugvolumens ist abhängig von der rela tiven Stellung des Schwimmkörpers 6 (6a, 6b) zum Arbeitskolben 2 (2a, 2b). The size of the current suction volume depends on the rela tive position of the float 6 ( 6 a, 6 b) to the working piston 2 ( 2 a, 2 b).

Diese Stellung wird vom Arbeitsdruck und der Charakteristik der Zentralfeder 9 bestimmt. Pro Pumpeinheit 4a bzw. 4b und Arbeits spiel kann ein beliebiges Volumen zwischen Null und dem abmes sungsbedingten Arbeitskolben-Hubvolumen gefördert werden. Das Arbeitsspiel ist unterteilt in eine Versatzphase und eine Saugpha se im Saughub sowie in eine Versatzphase und eine Ausstoßphase im Arbeitshub.This position is determined by the working pressure and the characteristics of the central spring 9 . For each pump unit 4 a or 4 b and working game, any volume between zero and the dimension-related working piston stroke volume can be conveyed. The work cycle is divided into an offset phase and a suction phase in the suction stroke as well as an offset phase and an exhaust phase in the working stroke.

Während der Versatzphasen wird das Pendelvolumen innerhalb des je weiligen Bereiches von einer Pumpeinheit 4a zur anderen Pumpein heit 4b verschoben. In der Saug- und Ausstoßphase hingegen wird das Fördervolumen durch den hohlen Arbeitskolben 2a bzw. 2b und den Zylinderraum 3a bzw. 3b vom Saugraum 38 in den Arbeitsraum 7 transportiert. Für den Fall, daß eine hydraulische Anpressung des Arbeitskolbens 2a bzw. 2b an die Antriebshubfläche 37 vorgesehen ist, findet auch während dieser Phasen auf der Seite des Zylinder ringraumes 10a bzw. 10b ein Pendelvolumenaustausch statt.During the offset phases, the pendulum volume is shifted within the respective range from one pump unit 4 a to the other pump unit 4 b. In the suction and exhaust phase, however, the delivery volume is transported from the suction chamber 38 into the working chamber 7 through the hollow working piston 2 a or 2 b and the cylinder chamber 3 a or 3 b. Is provided for the case that a hydraulic pressing of the working piston 2 a and 2 b of the Antriebshubfläche 37, is also during these phases on the side of the cylinder annular space 10 a and 10 b a pendulum volume exchange instead.

Die Funktionsfähigkeit der Hydrokolbenpumpe beruht auf der Zirku lationsfähigkeit von Pendelvolumenanteilen im Arbeitsraum 7 und im Zylinderringraum 10a bzw. 10b sowie einer Variation des Stell volumens in Abhängigkeit des momentan erforderlichen Arbeits druckes.The functionality of the hydraulic piston pump is based on the circulatory ability of pendulum volume portions in the working space 7 and in the cylindrical annulus 10 a or 10 b and a variation of the actuating volume depending on the currently required working pressure.

Des weiteren ist ein Saugvolumenregler 29 vorhanden, der befähigt ist, ein momentan nicht benötigtes Pendelvolumen als Stellvolumen aus dem Kreislauf vorübergehend in einen Lecköl-/Stellvolumen- Speicherraum 18, 21 aufzunehmen, um es bei veränderten Betriebsbe dingungen wieder in die Zylinderringräume 10a bzw. 10b abzugeben, wobei die Veränderungen automatisch und druckabhängig erfolgen. Der Saugvolumenregler 29 kann ebenfalls in Kartuschenbauweise gestaltet werden.Furthermore, there is a suction volume controller 29 which is capable of temporarily accommodating a pendulum volume that is not currently required as the control volume from the circuit into a leakage oil / control volume storage space 18 , 21 , in order to change it back into the cylinder annulus 10 a or changed operating conditions. 10 b to deliver, the changes taking place automatically and depending on the pressure. The suction volume regulator 29 can also be designed in a cartridge design.

In dem zylinderringraumseitigen Kanal-und Leitungssystem zirku liert zunächst das entsprechende Pendelvolumen von einer Pumpein heit 4a zur anderen Pumpeinheit 4b, solange den Pumpeinheiten von der Verbraucherseite her ein momentan quasistationärer Arbeits druck aufgeprägt wird.In the cylinder annulus-side duct and line system, the corresponding pendulum volume circulates from one pump unit 4 a to the other pump unit 4 b, as long as the pump units are subjected to a quasi-steady-state working pressure from the consumer side.

Für den Fall, daß eine Druckänderung im Arbeitsraum 7 eintritt, wird bei einer Druckerhöhung ein Teil des Pendelvolumens als Stellvolumen in den Lecköl-/Stellvolumen-Speicherraum gedrückt, bis wiederum Gleichgewicht zwischen der von der Federkraft der Zentralfeder 9 und der speicherraumseitigen Druckkraft besteht. Bei einer Abnahme des betriebsbedingten Arbeitsdruckes findet der umgekehrte Vorgang statt, d. h. ein entsprechender Anteil des aus dem Pendelverkehr abgezogenen und im Stellvolumen-Speicherraum 18 ruhiggestellten Stellvolumens wird wieder in den Zirkulations kreislauf als Pendelvolumen eingebracht.In the event that a pressure change occurs in the working space 7 , part of the pendulum volume is pressed as a control volume into the leakage oil / control volume storage space when there is an increase in pressure until there is again a balance between the spring force of the central spring 9 and the pressure force on the storage space side. With a decrease in the operational working pressure, the reverse process takes place, ie a corresponding portion of the actuating volume withdrawn from the shuttle traffic and immobilized in the actuating volume storage space 18 is reintroduced into the circulation circuit as an alternating volume.

Die hierzu erforderliche Verschiebekraft resultiert aus der nun überwiegenden Federkraft der Zentralfeder 9.The displacement force required for this results from the now predominant spring force of the central spring 9 .

Die bisher beschriebenen Bauteile dienen der Realisierung einer druckabhängigen Volumenstromregelung unter der theoretischen Voraussetzung einer leckölfreien Konstruktion. Funktions- und fertigungstechnisch bedingt können leckölfreie Geräte nicht realisiert werden. Die nachstehend beschriebene Lösung ersetzt einen ständig abfließenden Verlustvolumenstrom kontinuierlich. Hierzu sind die Leckölpumpe 26 (Leckölpumpen-Arbeitskolben 36, Leckölpumpen-Zylinderraum 27) und die Leckölausgleichsvorrichtung 19 vorgesehen.The components described so far are used to implement pressure-dependent volume flow control under the theoretical requirement of a leak-free construction. Leak-free devices cannot be implemented due to functional and production-related reasons. The solution described below continuously replaces a continuously flowing loss volume flow. For this purpose, the leakage oil pump 26 (leakage oil pump working piston 36 , leakage oil pump cylinder chamber 27 ) and the leakage oil compensation device 19 are provided.

Die Leckölpumpe 26 ist in den Zylinderblock 1 integriert. Die Leckölausgleichsvorrichtung 19 ist Bestandteil des Saugvolumenreg lers 29.The leakage oil pump 26 is integrated in the cylinder block 1 . The leakage oil compensation device 19 is part of the suction volume controller 29 .

Der Lecköl-/Stellvolumen-Speicherraum des Saugvolumenreglers 29 muß nicht nur das maximale Stellvolumen aufnehmen können, sondern auch eine erforderliche Volumenmenge speichern, die während des Saughubes der Leckölpumpe zum Ausgleich der während dieser Zeit anfallenden Leckölverluste im System dient. Im Lecköl-/Stellvolu men-Speicherraum sind von der Leckölausgleichsvorrichtung 19 der Stufenkolben 44 (Druckwaage) sowie von dem Stellvolumenspeicher 14 der Stellkolben 42 und die Zentralfeder 9 untergebracht.The leak oil / control volume storage space of the suction volume controller 29 must not only be able to accommodate the maximum control volume, but also to store a required volume that is used during the suction stroke of the leak oil pump to compensate for the leakage oil losses occurring during this time in the system. In the leak oil / Stellvolu men storage space of the leak oil compensation device 19 of the step piston 44 (pressure compensator) as well as from the control volume memory 14 of the control piston 42 and the central spring 9 are housed.

Bei einer Überschußförderung der Leckölpumpe weicht der Stufenkol ben 44 in Richtung des Federraumes 20 aus und überschüssiges Leckölfördervolumen der Leckölpumpe 26 wird über den Umführungs kanal 47 und das Rückschlagventil 46 in die Stichleitung 22 und damit in die Arbeitsleitung 16 abgeleitet.In the event of excess delivery of the leakage oil pump, the Stufenkol ben 44 moves in the direction of the spring chamber 20 and excess leakage oil delivery volume of the leakage oil pump 26 is channeled via the bypass channel 47 and the check valve 46 into the branch line 22 and thus into the working line 16 .

Während der Saugphase hingegen wird, durch das Druckübersetzungs verhältnis des Stufenkolbens 44 und der Kraft der Stellfeder 45 bedingt, ein Volumenverlust im System ausgeglichen. During the suction phase, however, a volume loss in the system is compensated for by the pressure ratio of the stepped piston 44 and the force of the actuating spring 45 .

Gemäß Fig. 5 weist eine Axialkolbenpumpe einen Zylinderblock 1 mit den Pumpeinheiten 4a bzw. 4b auf, deren Arbeitskolben 2a, 2b durch einen Hubantrieb 5 angetrieben werden, der aus einem Taumelschei benantrieb besteht. Die Antriebswelle 50 ist in, im Zylinderblock 1 und im Lagerdeckel 51 angeordneten Wellenlagern 53, 54 und einem Axiallager 65 gelagert. Die Wellendurchführung ist mittels einer Wellendichtung 66 abgedichtet. Ebenso sind der Gehäusedeckel 49 und der Lagerdeckel 51 mittels Dichtringen 59 gegen Mediumsaus tritt abgedichtet.According to Fig. 5 has an axial piston pump includes a cylinder block 1 with the pump units 4 a and 4 b on whose working piston 2 a, 2 b are driven by a linear actuator 5, which consists of a swash benantrieb ticket. The drive shaft 50 is mounted in shaft bearings 53 , 54 and an axial bearing 65 arranged in the cylinder block 1 and in the bearing cover 51 . The shaft bushing is sealed by means of a shaft seal 66 . Likewise, the housing cover 49 and the bearing cover 51 are sealed by means of sealing rings 59 against medium out.

Im Zylinderblock 1 sind mehrere, über den Umfang gleichmäßig verteilte Pumpeinheiten 4a, 4b usw. eingesetzt. Der Hubantrieb 5 befindet sich in einem Saugraum 38 mit dem Saugleitungsanschluß 61. Im Zylinderblock 1 liegt der Ringkanal 17 und mit diesem ver bunden ein Anschluß 67 für die Stellvolumenleitung 23, für den Fall, daß der Saugvolumenregler 29 außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet werden soll.In the cylinder block 1 , several pump units 4 a, 4 b, etc., are distributed evenly over the circumference. The stroke drive 5 is located in a suction space 38 with the suction line connection 61 . In the cylinder block 1 is the ring channel 17 and connected with this a connection 67 for the control volume line 23 , in the event that the suction volume controller 29 is to be arranged outside the pump housing.

Die Arbeitskolben 2a, 2b liegen am Hubantrieb 5 an, wobei die un terschiedliche Hubstellung der Arbeitskolben 2a, 2b erkennbar ist. Die veränderbaren Arbeitsräume 7a, 7b usw. der Pumpeinheiten 4a, 4b usw. stehen in offener Verbindung mit dem erweiterten Arbeitsraum 7, der gleichzeitig als Arbeitsringleitung 16 fungiert. In dem Ge häuse-Deckel 49 befindet sich ein Arbeitsleitungsanschluß 60 für die Arbeitsleitung 40. Die Axialkolbenpumpe arbeitet in der zu den Fig. 1 bis 4 gegebenen Beschreibung.The working pistons 2 a, 2 b rest on the stroke drive 5 , the un different stroke position of the working pistons 2 a, 2 b being recognizable. The changeable work spaces 7 a, 7 b etc. of the pump units 4 a, 4 b etc. are in open connection with the expanded work space 7 , which also functions as a work ring line 16 . In the Ge housing cover 49 there is a working line connection 60 for the working line 40th The axial piston pump operates in the description given for FIGS. 1 to 4.

BezugszeichenlisteReference list

1 Zylinderblock
2 Arbeitskolben
2a Arbeitskolben
2b Arbeitskolben
3 Zylinderraum
3a Zylinderraum
3b Zylinderraum
4a Pumpeinheit
4b Pumpeinheit
5 Hubantrieb
6 Schwimmkörper
6a Schwimmkörper
6b Schwimmkörper
7 veränderbarer Arbeitsraum
7a veränderbarer Arbeitsraum
7b veränderbarer Arbeitsraum
8a Kennlinienfeder
8b Kennlinienfeder
9 Zentralfeder
10 Zylinderringraum
10a Zylinderringraum
10b Zylinderringraum
11 Saugkanal
12 Saugventil
13 Druckventil
14 Stellvolumenspeicher
15 (erster) Federraum
16 Arbeitsringleitung
17 Ringkanal
18 Stellvolumen-Speicherraum
19 Leckölausgleichsvorrichtung
20 (zweiter) Federraum
21 Leckölraum
22 Stichleitung
23 Stellvolumenleitung
24 Gasfeder
25 Gasfeder-Speicherraum
26 Leckölpumpe
27 Leckölpumpen-Zylinder raum
28 Leckölförderleitung
29 Saugvolumenregler
30 Kartusche
31 Laufbuchse
32 Rückstellfeder
33 Gleitschuh
36 Arbeitskolben/Leckölpumpe
37 Antriebshubfläche
38 Saugraum
38a Saugraum
38b Saugraum
39 Rückschlagventil
40 Arbeitsleitung
41 Rückschlagventil
42 Stellkolben
43 Trennkolben
44 Stufenkolben
45 Stellfeder
46 Rückschlagventil
47 Umführungskanal
48 Drosselrückschlagventil-Leitung
49 Gehäusedeckel bzw. -ring
50 Antriebswelle
51 Lagerdeckel
52 Lagerdeckel
53 Wellenlager
54 Wellenlager
55 Auswuchtscheibe
56 Auswuchtscheibe
57 Exzenterring
58 Exzenterlager
59 Dichtring
60 Arbeitsleitungsanschluß
61 Saugleitungsanschluß
62 Flanschrohr
63 Bohrungswandung
64 Ringfläche
65 Axiallager
66 Wellendichtung
67 Anschluß 1 cylinder block
2 working pistons
2 a working piston
2 b working piston
3 cylinder space
3 a cylinder space
3 b cylinder space
4 a pump unit
4 b pump unit
5 linear actuator
6 floats
6 a float
6 b float
7 changeable work space
7 a changeable work space
7 b changeable work space
8 a characteristic spring
8 b characteristic spring
9 central spring
10 cylinder annulus
10 a cylinder annulus
10 b cylinder annulus
11 suction channel
12 suction valve
13 pressure valve
14 actuators
15 (first) spring chamber
16 working ring line
17 ring channel
18 storage space
19 Leak oil compensation device
20 (second) spring chamber
21 oil leakage chamber
22 branch line
23 control volume line
24 gas spring
25 Gas spring storage space
26 Leakage oil pump
27 Leak oil pump cylinder room
28 Oil drain line
29 Suction volume regulator
30 cartridges
31 liner
32 return spring
33 sliding shoe
36 working piston / leakage oil pump
37 drive stroke area
38 suction chamber
38 a suction chamber
38 b suction chamber
39 check valve
40 work management
41 check valve
42 actuating pistons
43 separating pistons
44 stepped pistons
45 spring
46 check valve
47 bypass channel
48 Throttle check valve line
49 Housing cover or ring
50 drive shaft
51 bearing cap
52 bearing cap
53 shaft bearings
54 shaft bearings
55 balancing disk
56 balancing disk
57 eccentric ring
58 eccentric bearings
59 sealing ring
60 work line connection
61 Suction line connection
62 flange tube
63 bore wall
64 ring surface
65 thrust bearings
66 shaft seal
67 connection

Claims

1. A method for automatically changing the delivery volume of a displacement machine as a function of the instantaneous load of a connected consumer in a hydrostatic system by hydromechanical change in the delivery stroke, characterized in that in a multi-cylinder displacement machine between paired pumping units, during a game of the pumping units, each suction stroke -Space parts are replenished by displaced liquid parts in the pressure stroke without the working pressure being reduced to the suction pressure.

2. The method according to claim 1, characterized, that the stroke volume of a pump unit in each case depending on pressure an active funding volume share that ge to the consumer leads, and a passive volume share is divided, the passive volume fraction as reactive current within the Displacement machine is circulated.

3. The method according to claim 2, characterized, that a pressure-dependent variable portion of the passive volume share in a separate room as the control volume between is saved.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the size of the cylinder space of each pump unit is changed by a compressive force by a spring the balance due to predetermined size and characteristic is held.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that procedural and / or device-related leakage oil quantities within the displacement machine continuously from one Oil reserve to be replaced.

6. Displacement machine, in particular hydraulic piston pump, such as. B. a thrust piston pump, with an automatic change in the delivery volume depending on the current load of a connected consumer, wherein a piston is axially movable relative to the cylinder and a suction stroke can be generated in a cylinder, and subsequently a delivery volume is displaced from a cylinder chamber in the pressure stroke, thereby characterized in that in a cylinder block ( 1 ) a pair of complementary pump units ( 4 a, 4 b) are connected to a linear actuator ( 5 ), that each pump unit ( 4 a, 4 b) with a by means of a coaxial to the working piston ( 2 a, 2 b) movable float ( 6 a, 6 b) variable cylinder space ( 3 a, 3 b) is provided that each pump unit ( 4 a, 4 b) each has a working space ( 7 a, 7 b), that the working spaces ( 7 a, 7 b) are connected to each other, and that the floating body ( 6 a, 6 b) either directly against a spring force of a characteristic spring ( 8 a, 4 b) belonging to the pump unit ( 4 a, 4 b) 8 b) is displaceable or that the floating body ( 6 a, 6 b) indirectly via a hydraulic shaft against an outside of the respective working space ( 7 a, 7 b) arranged, for several pump units ( 4 a, 4 b) equally effective spring force a central spring ( 9 ) relative to the working piston ( 2 a, 2 b) is displaceable, each pump unit ( 4 a, 4 b) having a cylinder ring space ( 10 a, 10 b) and all cylinder ring spaces ( 10 a, 10 b) are interconnected.

7. displacement machine according to claim 6, characterized in that each pump unit ( 4 a, 4 b) with a suction channel ( 11 ) and a suction valve ( 12 ) provided working piston ( 2 a or 2 b) and an associated, with a pressure valve ( 13 ) provided floating body ( 6 a, 6 b).

8. displacement machine according to one of claims 6 or 7, characterized in that the floating body ( 6 a or 6 b) in each case in the cylinder block ( 1 ) is guided.

9. Displacement machine according to one of claims 6 to 8, characterized in that the central spring is disposed in a spring chamber (15) (9) in an actuating volume reservoir (14).

10. Displacement machine according to one of claims 6 to 9, characterized in that the working spaces ( 7 a, 7 b) by a working ring line ( 16 ) and all cylinder annular spaces ( 10 a, 10 b) are connected by a ring channel ( 17 ) and at least half the largest possible annulus stroke volume of all cylinder annuli ( 10 a, 10 b) corresponds to a control volume storage space ( 18 ).

11. Displacement machine according to one of claims 6 to 10, characterized in that a leakage oil compensation device ( 19 ) is provided which has a spring chamber ( 20 ) and a leakage oil chamber ( 21 ) which stores the actuating volume storage space ( 18 ) of the actuating volume ( 14 ) is connected.

12. Displacement machine according to one of claims 6 to 11, characterized in that through a spur line ( 22 ) the spring chamber ( 15 ) of the actuating volume memory ( 14 ) and the spring chamber ( 20 ) of the leakage oil compensation device ( 19 ) to the working ring line ( 16 ), and through a control volume line ( 23 ) the storage space ( 18 ) in the control volume memory ( 14 ) are connected to the ring channel ( 17 ).

13. Displacement machine according to one of claims 6 to 12, characterized in that the counterforce of the central spring ( 9 ) in the actuating volume memory ( 14 ) can be generated at least partially by means of a gas spring ( 24 ) in a gas spring storage space ( 25 ).

14. Displacement machine according to one of claims 6 to 13, characterized in that a pump unit ( 4 a, 4 b) leads out as a leak oil pump ( 26 ), the cylinder chamber ( 27 ) via a leak oil delivery line ( 28 ) with the leak oil chamber ( 21 ) The leakage oil compensation device ( 19 ) and this is connected to the control volume storage space ( 18 ).

15. Displacement machine according to one of claims 6 to 14, characterized in that the leakage oil compensation device ( 19 ) and the Stellvolu menspeicher ( 14 ) are combined to form a suction volume controller ( 29 ) such that a common leakage oil / actuating volume storage space ( 21 , 18 ) is present and the leakage oil delivery line ( 28 ) is connected directly to the ring channel ( 17 ) and further via the control volume line ( 23 ) to the common leakage oil / control volume storage space ( 21 , 18 ).

16. Displacement machine according to one of claims 6 to 15, characterized in that the pump unit ( 4 a or 4 b) is designed as an easily installable and removable cartridge ( 30 ) which has a bushing ( 31 ), the floating body ( 6 a, 6 b), the working piston ( 2 a, 2 b), the characteristic spring ( 8 ) and possibly a return spring ( 32 ) and a sliding block ( 33 ).

17. Displacement machine according to one of claims 6 to 16, characterized in that one or more pump units ( 4 a, 4 b) are used as unregulated piston pumps, so-called base load pumps.

18. Displacement machine according to one of claims 6 to 17, characterized in that the working piston ( 2 a, 2 b) of the pump units ( 4 a, 4 b), the working piston of the base load pump and the working piston ( 36 ) of the leakage oil pump ( 26 ) as Stepped piston for a hydraulic pressure of the working piston against the drive stroke surface ( 37 ) are executed.

19. Displacement machine according to one of claims 6 to 18, characterized in that the pump units ( 4 a, 4 b), the leakage oil pump ( 26 ), the base load pumps ( 34 ), the leakage oil compensation device ( 19 ), the suction volume regulator ( 29 ), the Control volume memory ( 14 ) and / or the gas spring memory ( 25 ) each in cartridge form and all units within a pump housing can be installed.