EP0935069B1 - Hydrostatic axial piston machine with opening for medium pressure in the control plate - Google Patents
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
- F04B1/2014—Details or component parts
- F04B1/2042—Valves
Definitions
- the invention relates to an axial piston machine according to the preamble of claim 1.
- Such axial piston machines usually have a cylinder drum Cylinder bores in which pistons are axially displaceable.
- the Cylinder bores open out on a control disk via cylinder openings, which to connect the cylinder bores with a low pressure connection and a High pressure connection is used.
- the control disk usually has at least one in approximately kidney-shaped low-pressure opening and also approximately kidney-shaped High pressure opening.
- a disadvantage of this training is that the further Opening is arranged exactly in the area of the dead center.
- the additional injection of Pressure medium causes a pressure pulse here, which creates additional noise causes.
- the pressure in the pre-compression tank is also not at a defined level but depends on the frequency of emptying the Pre-compression tank and thus the speed of the axial piston machine and further from the flow rate of the pressure fluid from the high pressure line and thus from the throttle cross section of the feed line.
- an axial piston machine to be specified, which causes only low operating noises, at which cavitation occurs the control disc is reduced and which is also suitable for very high operating pressures.
- the object is in connection with the characterizing features of claim 1 solved with the generic features.
- the invention is based on the knowledge that both noise development cavitation damage can also be effectively reduced by the fact that a medium pressure opening between the dead center position and the high pressure opening is provided, the pressure on a suitable control device predetermined medium pressure is set, which is lower than that at the high pressure opening prevailing high pressure is.
- This medium pressure level ensures that the Pressure change in the area of reversing does not suddenly change from the low pressure level to the high pressure level, but in at least two stages first of all Low pressure level to the medium pressure level and then from the medium pressure level to the high pressure level. The pressure jumps that occur are therefore smaller and thus are noise and cavitation damage are also reduced.
- predetermined medium pressure at the medium pressure opening ensures that the pressure at the medium pressure opening of leakage losses, the speed of the Axial piston machine and the like is largely independent.
- the mean pressure is preferably the arithmetic mean from the high pressure and low pressure. This ensures that the jump from the low pressure level to the medium pressure level is the same as the jump from that Medium pressure level to the high pressure level and the pressure jumps thus occurring are as low as possible.
- the medium pressure can according to claim 6 of that in the high pressure opening prevailing high pressure can be derived by a pressure control valve between the High pressure opening and the at least one medium pressure opening is arranged. If the Pressure at the medium pressure opening exceeds the specified medium pressure level, the pressure control valve closes until the pressure falls below the specified medium pressure drops. In this way, the medium pressure is exactly at the specified pressure level adjusted.
- the relationship between the high pressure and the medium pressure is given by the Area ratio on a valve spool of the pressure control valve in a simple manner predetermined.
- the pressure in the medium-pressure opening can also be achieved by a conveying process the axial piston machine because every cylinder bore in the area the medium pressure opening arranged between the dead center position and the high pressure opening emits a partial volume flow to the medium pressure opening and thus to the Medium pressure opening builds up a pressure level.
- This pressure level is then appropriate Claim 8 by a suitable pressure relief valve on the given Limit medium pressure.
- a pressure control valve be provided to provide a connection between the medium pressure opening and a hydraulic unit, in particular an adjusting device for adjusting the Displacement of the axial piston machine, then interrupt if the pressure at the medium pressure opening exceeds a predetermined pressure level.
- the medium pressure openings over the Arrange low pressure opening and the high pressure opening radially offset.
- the length of the Cylinder openings in the area of overlap with the medium pressure openings are then determined the time interval during which the respective mean pressure at the cylinder openings is held. From DE 42 29 544 A1 it is known a radial extension of the Use cylinder bores to fill a pre-compression tank. In the In contrast, the present invention will link to the Medium pressure circuit manufactured and by this arrangement the for the multi-stage Reversal of circumferential direction required installation space reduced.
- FIG. 1 shows the typical structure of an axial piston machine, in which the further development according to the invention can be implemented.
- the axial piston machine generally provided with the reference number 1, comprises a Housing 13, in which a cylinder drum 3 is rotatably mounted.
- a cylinder drum 3 In the cylinder drum 3, essentially axially extending cylinder bores 4 are formed, in which pistons 5 are movable, which slide shoes 6 on one in their Support the tilt swashplate 7.
- a connection block In a connection block there is a Low pressure connection 16 and a high pressure connection 17 are formed.
- a control disc 8 is arranged in which has a substantially kidney-shaped high pressure opening 18 and also in the substantially kidney-shaped low pressure opening 19 are formed.
- the cylinder drum 3 is rotatably connected to a shaft 10.
- the shaft 10 is by means of a first bearing 11 and a second bearing 14 in the housing 13 and the connection block 9 rotatable stored.
- An adjustment device 12 is used to adjust the angle of inclination Swashplate 7 and thus for adjusting the displacement volume Axial piston machine 1.
- the invention relates to a development on the control disc 8.
- the direction of rotation Cylinder openings 15 are illustrated by arrow 38.
- the control disk 8 is in accordance with a first embodiment of the invention in Fig. 2 is shown again in a plan view with the hydraulic circuit.
- the Dash-dot line 20 in FIG. 2 marks the first dead center position and the second dead center position 22 of the pistons 5.
- the pistons 5 return at the dead center positions 21 and 22, respectively their direction of movement.
- the pistons 5 reach the first dead center position 21 their maximum piston stroke with the maximum volume of the cylinder bores 4.
- the pressure fluid is released from the Cylinder bores 4 via the cylinder openings 15 shown in FIG. 1 and the Openings of the control disk 8 pushed out.
- the second dead center 22 turns the movement of the pistons 5 in turn and the pistons 5 begin with a suction movement.
- Control device is provided, which the pressure at the medium pressure opening 23 to a predetermined medium pressure MD between the one with the low pressure connection 16 connected low pressure opening 19 prevailing low pressure ND and that at the high pressure opening 18 prevailing high pressure HD regulates. It is preferably at the Medium pressure opening 23 prevailing medium pressure MD approximately the arithmetic mean of the at the high pressure opening 18 prevailing high pressure HD and that at the low pressure opening 19 prevailing low pressure ND or about half of that at the High pressure opening 18 prevailing high pressure HD.
- the control device comprises in the embodiment shown in FIG. 2 a pressure control valve to the medium pressure MD from the high pressure HD derive.
- the pressure control valve 24 is provided with a throttle point 25 first connecting line 26 with the high pressure opening 18 or the high pressure connection 17 and connected to the medium pressure opening 23 via a second connecting line 27.
- first connecting line 26 and the second connecting line 27 there is a valve slide 28, the connection in its right stop position closes between the first connecting line 26 and the second connecting line 27 and when you move to the left, this connection is released.
- the position of the valve slide 28 is determined by the pressure difference between the Pressure in a first valve chamber 29 and the pressure in a second valve chamber 30.
- the first valve chamber 29 is connected to the via a third connecting line 31 Medium pressure port 23 connected, while the second valve chamber 30 via the first Connection line 26 with the high pressure opening 18 or the high pressure connection 17 in Connection is established.
- the valve slide 28 blocks the connection between the High pressure opening 18 and the medium pressure opening 23, if the at the Medium pressure opening prevailing medium pressure multiplied by the area 1 of the Valve slide 28 on the first valve chamber 29 is larger than that on the high pressure opening 18 prevailing high pressure HD multiplied by the area A2 of the valve spool 28 on the second valve chamber 30.
- the valve slide 28 opens this connection when the medium pressure MD is lower.
- the ratio of itself to the Medium pressure opening 23, which adjusts the medium pressure to that at the high pressure opening 18 prevailing high pressure is therefore inversely proportional to the ratio of the Areas A 1 and A2.
- the area A2 is preferably dimensioned twice as large as the area A1, so that the Medium pressure MD half of the high pressure prevailing at the high pressure opening 18 HD is.
- the control device includes that shown in FIG Embodiment also a pressure relief valve 32 to secure the at the Medium pressure opening 23 prevailing medium pressure compared to one through the adjustable Spring 33 predetermined maximum pressure. If the medium pressure MD exceeds this predetermined maximum pressure, the medium pressure MD does not increase even if the high pressure HD at the high pressure opening 18 increases further.
- the pressure relief valve 32 can the pressurized fluid into a pressurized fluid tank 34 and / or via a Connecting line 35 into the low-pressure opening 19 or the low-pressure connection 16 Drain.
- control plate 8 The function of the control plate 8 further developed according to the invention together with the Control device 24, 32 according to the invention is as follows:
- the cylinder openings 15 If the cylinder openings 15 exceed the dead center position 21, they do not immediately connected to the high pressure opening 18, but first to the medium pressure opening 23, at which a predetermined medium pressure level prevails, that is a pressure level between the low pressure ND and the high pressure HD and preferably as arithmetic mean between the high pressure HD and the low pressure ND respectively half of the high pressure HD is dimensioned.
- the change from the low pressure side to the High-pressure side therefore takes place for the cylinder openings 15 in two pressure jumps first from the low pressure level to the medium pressure level and then from that Medium pressure level to the high pressure level. By grading this pressure change the pressure pulsations that occur are reduced and there is less Noise development. Possible cavitation damage is also counteracted.
- the medium pressure is the height by the inventive Control device 24, 32 precisely defined and dependent on the high pressure Leakage losses and the speed of the axial piston machine 1 are largely independent.
- the level of the medium pressure level can therefore be suitably dimensioned Pressure control valve 24 can be optimized.
- the time interval during which the Medium pressure MD acts on the cylinder openings 15 by suitable dimensioning of the Length of the medium pressure opening 23 can be optimized.
- each Medium pressure opening 23 can have a pressure control valve 24 assigned.
- a simplification can be that only that Medium pressure level of the medium pressure opening adjacent to the high pressure opening 18 one pressure control valve 24 is specified and the pressure levels of the other Medium pressure openings each through a throttle section depending on the highest Medium pressure level is set.
- the medium pressure MD obtained by means of the control valve 24 can correspond to one Further development of the invention at the same time to supply additional hydraulic units are used because of their constructive design are not suitable for direct connection to the high pressure connection 17.
- the Task of generating the medium pressure MD for the medium pressure opening 23 and Generation of a suitable reduced pressure to supply the hydraulic Aggregates are then fulfilled simultaneously by a single pressure control valve 24.
- the Connection line for these hydraulic units, especially for the adjustment device 12 of the axial piston machine 1 is in FIG. 2 through the line 36 illustrated.
- the medium pressure MD is about Pressure control valve 24 obtained from the high pressure HD.
- the medium pressure MD generated can be used simultaneously Supply of further hydraulic units, especially the adjustment device 12 serve the axial piston machine 1.
- the aggregate is the pressure control valve 24 provided that the medium pressure prevailing at the medium pressure opening 23 with the high pressure HD prevailing at the high-pressure opening 18. If the exceeds Medium pressure MD a predetermined threshold, which is determined by the area ratio of the two Areas A1 and A2 are specified, the valve slide 28 closes and the to connecting line 36 supplying hydraulic units.
- a second medium pressure opening 40 is provided between the second dead center position 22 opposite the first dead center position 21 and the low pressure opening 19 is arranged.
- the pressure level at this second medium pressure opening 40 is preferably also based on the arithmetic mean the high pressure HD and the low pressure ND or to half the high pressure HD adjusted a control device, not shown.
- the pressure change in the direction of the high pressure HD to the low pressure ND also takes place in two stages, see above that also counteracts a noise development in the area of this reversal becomes.
- the two medium pressure openings 23 and 40 through a connecting line 41 which is preferably a throttle 42 has, connected to each other. Furthermore, at each medium pressure opening 23 or 40 a pressure expansion tank or pressure fluid reservoir 43 or 44 connected.
- a damping device By the throttle 42 of the connecting line 41 and the surge tank 43 and 44 a damping device is formed, the time constant of the damping device by the product of the storage capacity of the pressure expansion tank or pressure fluid storage tank 43 and 44 and the throttle resistance of the throttle 42 is set. This The time constant is preferably designed so that the pressure pulsations are damped quickly he follows.
- FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a control disk designed according to the invention 8. Also here are elements already described with matching reference numerals Mistake.
- the high-pressure opening 18 through a plurality of webs 50 is divided to increase the strength of the high pressure opening 18. Furthermore, both the high-pressure opening 18 and the low-pressure opening 19 counter to the direction of rotation 38 arranged beak-like groove 51 and 52 respectively. This groove 51 and 52 serves also to reduce noise and act to damage cavitation opposite.
- both between the first dead center position 21 and the high pressure opening 18th arranged medium pressure opening 23 as well as between the second dead center position 22 and the low pressure opening 19 arranged medium pressure opening 40 opposite the High pressure opening 18 and the medium pressure opening 19 are offset radially outwards.
- the medium-pressure openings 23 and 40 it is of course also possible for the medium-pressure openings 23 and 40 to move radially inward. 5 is the shape of one of the cylinder openings 15 drawn in dashed lines in a rotational position.
- the cylinder openings 15 are in the embodiment shown in FIG Cross-section approximately L-shaped.
- the cylinder openings 15 have a first one Area 53, which is in a suitable rotational position with the high pressure opening 18 or Low-pressure opening 19 overlaps and a second area 54, which at a suitable Rotation position with the medium pressure openings 23 and 40 overlapped.
- the two areas 53 and 54 are different in their length and their angle of rotation position designed.
- the length l of the area 54 is therefore independent of the length L. of section 53.
- the time interval in which area 54 of cylinder opening 15 overlapped with the medium pressure openings 23 and 40 is therefore independent of that Opening cross section of the cylinder openings 15, as in the overlap area of the High pressure opening 18 and the low pressure opening 19 is required, dimensioned.
- FIG. 6 shows a diagram in which the pressure at the cylinder opening 15 when changing from low pressure ND to high pressure HD is shown as a function of time t.
- the curve 60 marks the conventional change from the low pressure side to the high pressure side without that medium pressure level MD according to the invention during the time interval ⁇ t ND - HD. Relatively large pressure pulsations can be seen after switching to high pressure.
- the pressure profile at the cylinder opening 15 corresponds to that of the invention Further training is illustrated by curve 61.
- the medium pressure level MD is reached.
- the Pressure maintained at the medium pressure level MD.
- the changeover from the medium pressure level MD to the high pressure HD takes place. How out Fig. 6 recognizable, the pressure pulsation due to the smaller step size in the reversal made in two steps much less.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Axialkolbenmaschinen haben üblicherweise eine Zylindertrommel mit
Zylinderbohrungen, in welchen Kolben axial verschiebbar angeordnet sind. Die
Zylinderbohrungen münden über Zylinderöffnungen an einer Steuerscheibe aus, welche
zur Verbindung der Zylinderbohrungen mit einem Niederdruckanschluß und einem
Hochdruckanschluß dient. Dazu weist die Steuerscheibe üblicherweise zumindest eine in
etwa nierenförmige Niederdrucköffnung und eine ebenfalls etwa nierenförmige
Hochdrucköffnung auf.The invention relates to an axial piston machine according to the preamble of
Im Bereich der Umsteuerung zwischen der Niederdrucköffnung und der Hochdrucköffnung im Bereich des oberen und unteren Totpunkts kommt es aufgrund des Druckanstiegs zu einer Geräuschentwicklung. Ferner treten Kavitationsprobleme auf. Aus der DE 42 29 544 A1 ist es bekannt, einen Vorkompressionsbehälter über eine Verbindungsleitung mit der Hochdrucköffnung gedrosselt zu verbinden und an der Steuerscheibe im Bereich der Totpunktlage zwischen der Niederdrucköffnung und der Hochdrucköffnung eine weitere Öffnung vorzusehen, die über einen Verbindungskanal mit dem Vorkompressionsbehälter verbunden ist. Die Zylinderöffnungen weisen jeweils eine radial nach außen gerichtete Kerbe auf, die diese weitere Öffnung der Steuerscheibe im Bereich der Totpunktlage kurzzeitig überstreicht. Dadurch werden die Zylinderbohrungen kurzzeitig mit einem Vorkompressionsdruck beaufschlagt und die Geräuschentwicklung wird etwas vermindert. Nachteilig bei dieser Ausbildung ist jedoch, daß die weitere Öffnung exakt im Bereich der Totpunktlage angeordnet ist. Die zusätzliche Injektion von Druckmittel bewirkt hier einen Druckimpuls, der eine zusätzliche Geräuschentwicklung hervorruft. Der Druck in dem Vorkompressionsbehälter befindet sich ferner nicht auf einem definierten Niveau sondern hängt von der Häufigkeit der Entleerung des Vorkompressionsbehälters und somit von der Drehzahl der Axialkolbenmaschine und ferner von der Nachfließgeschwindigkeit des Druckfluids aus der Hochdruckleitung und somit von dem Drosselquerschnitt der Zuführleitung ab.In the area of reversing between the low pressure opening and the high pressure opening in the area of the top and bottom dead center it occurs due to the pressure increase a noise. Cavitation problems also occur. From the DE 42 29 544 A1 discloses a pre-compression container via a connecting line throttled to connect with the high pressure opening and on the control disc in the Area of the dead center position between the low pressure opening and the high pressure opening to provide a further opening, which via a connecting channel with the Pre-compression container is connected. The cylinder openings each have a radial outward notch on this further opening the control disc in the area briefly sweeps over the dead center position. This will make the cylinder bores briefly applied with a pre-compression pressure and the noise is somewhat diminished. A disadvantage of this training, however, is that the further Opening is arranged exactly in the area of the dead center. The additional injection of Pressure medium causes a pressure pulse here, which creates additional noise causes. The pressure in the pre-compression tank is also not at a defined level but depends on the frequency of emptying the Pre-compression tank and thus the speed of the axial piston machine and further from the flow rate of the pressure fluid from the high pressure line and thus from the throttle cross section of the feed line.
Aus der DE 23 33 380 C2 ist es ebenfalls bekannt, exakt in der Totpunktlage in
Drehrichtung sowohl zwischen der Niederdrucköffnung und der Hochdrucköffnung als
auch zwischen der Hochdrucköffnung und der Niederdrucköffnung jeweils eine weitere
Öffnung vorzusehen. Die beiden weiteren Öffnungen dienen als Akkumulationskammern
und sind über einen Druckausgleichskanal verbunden. Dadurch tritt wie auch bei der
DE 42 29 544 A1 zwar eine gewisse Dämpfungswirkung auf, die jedoch die
Geräuschentwicklung und das Kavitationsproblem nicht wirkungsvoll verringert. It is also known from
In der US 3,956,969 wird eine Axialkolbenmaschine vorgestellt, bei der zwischen der Hochdrucköffnung und der Niederöffnung als auch zwischen der Niederdrucköffnung und der Hochdrucköffnung jeweils eine zusätzlich Öffnung vorgesehen ist. Beide Öffnungen werden über ein Ventilsystem, bestehend aus einem Zweiwegeventil und einer Drosselstelle, auf ein bestimmtes Druckniveau gehalten. Bei der Öffnung zwischen der Hochdrucköffnung und der Niederdrucköffnung befindet sich das Zweiwegeventil im gesperrten Zustand und das Druckniveau an der Öffnung wird über die Geometrie der Drosselstelle auf einen Bruchteil des Hochdruckniveaus an der Hochdrucköffnung reduziert. Das Druckniveau in der Öffnung zwischen der Niederdrucköffnung und der Hochdrucköffnung wird über das Zweiwegeventil, das sich im leitenden Zustand befindet, auf dem Druckniveau an der Niederdrucköffnung gehalten. Nachteilig an dieser Anordnung ist die Tatsache, daß die Druckniveaus der beiden Öffnungen nicht auf einen definierten Wert zwischen dem Hoch- und dem Niederdruck eingeregelt werden und somit die auf die rotierenden Ventilzylinder einwirkenden Druckniveausprünge nicht minimiert sind, was sich in nicht optimierten Geräuschen und Kavitationsschäden bemerkbar macht. In US 3,956,969 an axial piston machine presented at the between the high pressure opening and the Opening as well as between the low pressure opening and an additional opening is provided for the high pressure opening is. Both openings are via a valve system, consisting of a two-way valve and one Throttle point, kept at a certain pressure level. At the opening between the high pressure opening and the The two-way valve is located in the low pressure opening locked state and the pressure level at the opening will about the geometry of the throttle point to a fraction the high pressure level at the high pressure opening is reduced. The pressure level in the opening between the low pressure opening and the high pressure opening is via the two-way valve, which is in the conductive state on which Pressure level maintained at the low pressure opening. adversely with this arrangement is the fact that the pressure levels of the two openings not to a defined value can be adjusted between the high and low pressure and thus on the rotating valve cylinders acting pressure level jumps are not minimized what yourself in non-optimized sounds and Cavitation damage noticeable.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axialkolbenmaschine anzugeben, die nur geringe Betriebsgeräusche verursacht, bei welcher eine Kavitation an der Steuerscheibe vermindert ist und die sich auch für sehr hohe Betriebsdrücke eignet.It is therefore the object of the present invention, an axial piston machine to be specified, which causes only low operating noises, at which cavitation occurs the control disc is reduced and which is also suitable for very high operating pressures.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung
mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.The object is in connection with the characterizing features of
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sowohl eine Geräuschentwicklung als auch eine Kavitationsschädigung wirkungsvoll dadurch vermindert werden kann, daß zwischen der Totpunktlage und der Hochdrucköffnung eine Mitteldrucköffnung vorgesehen wird, deren Druck durch eine geeignete Regeleinrichtung auf einen vorgegebenen Mitteldruck eingeregelt ist, der geringer als der an der Hochdrucköffnung herrschende Hochdruck ist. Durch dieses Mitteldruckniveau wird sichergestellt, daß der Druckwechsel im Bereich der Umsteuerung nicht schlagartig von dem Niederdruckniveau zu dem Hochdruckniveau hin erfolgt, sondern in zumindest zwei Stufen zunächst von dem Niederdruckniveau auf das Mitteldruckniveau und dann von dem Mitteldruckniveau zu dem Hochdruckniveau. Die auftretenden Drucksprünge sind daher geringer und somit sind auch die Geräuschentwicklung und die Kavitationsschädigung vermindert. Durch einen definierten, vorgegebenen Mitteldruck an der Mitteldrucköffnung wird sichergestellt, daß der Druck an der Mitteldrucköffnung von Leckageverlusten, der Drehzahl der Axialkolbenmaschine und dergleichen weitgehend unabhängig ist.The invention is based on the knowledge that both noise development cavitation damage can also be effectively reduced by the fact that a medium pressure opening between the dead center position and the high pressure opening is provided, the pressure on a suitable control device predetermined medium pressure is set, which is lower than that at the high pressure opening prevailing high pressure is. This medium pressure level ensures that the Pressure change in the area of reversing does not suddenly change from the low pressure level to the high pressure level, but in at least two stages first of all Low pressure level to the medium pressure level and then from the medium pressure level to the high pressure level. The pressure jumps that occur are therefore smaller and thus are noise and cavitation damage are also reduced. Through a defined, predetermined medium pressure at the medium pressure opening ensures that the pressure at the medium pressure opening of leakage losses, the speed of the Axial piston machine and the like is largely independent.
In den Ansprüchen 2 bis 12 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Entsprechend Anspruch 2 beträgt der Mitteldruck vorzugsweise das arithmetische Mittel
aus dem Hochdruck und Niederdruck. Dadurch wird sichergestellt, daß der Sprung von
dem Niederdruckniveau zu dem Mitteldruckniveau gleich groß ist wie der Sprung von dem
Mitteldruckniveau zu dem Hochdruckniveau und die auftretenden Drucksprünge somit so
niedrig wie möglich sind.In the
Entsprechend Anspruch 3 ist es auch möglich, zwischen der Niederdrucköffnung und der
Hochdrucköffnung mehrere Mitteldrucköffnungen vorzusehen, die in Drehrichtung der
Zylindertrommel versetzt zueinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß der
Wechsel von der Niederdrucköffnung zu der Hochdrucköffnung in mehr als zwei
Drucksprüngen vollzogen wird. Die Höhe der einzelnen Drucksprünge ist noch geringer
und einer Geräuschentwicklung und Kavitationsschädigung wird noch besser entgegengewirkt.
Bei Verwendung von mehreren Mitteldrucköffnungen ist es entsprechend
Anspruch 4 vorteilhaft, wenn die Drücke an den Mitteldrucköffnungen in Drehrichtung
von der Totpunktlage zu der Hochdrucköffnung hin ansteigen. Die Druckdifferenz
zwischen den einzelnen Mitteldrucköffnungen ist dabei entsprechend Anspruch 5
vorzugsweise konstant, so daß äquidistante Mitteldruck-Niveaus entstehen.According to claim 3, it is also possible between the low pressure opening and the
High pressure opening to provide several medium pressure openings, which are in the direction of rotation
Cylinder drum are arranged offset from one another. This has the advantage that the
Change from the low pressure opening to the high pressure opening in more than two
Pressure jumps is carried out. The height of the individual pressure jumps is even lower
and noise and cavitation damage are counteracted even better.
If several medium pressure openings are used, this is the
Der Mitteldruck kann entsprechend Anspruch 6 von dem in der Hochdrucköffnung herrschenden Hochdruck abgeleitet werden, indem ein Druckregelventil zwischen der Hochdrucköffnung und der zumindest einen Mitteldrucköffnung angeordnet ist. Wenn der Druck an der Mitteldrucköffnung das vorgegebene Mitteldruck-Niveau überschreitet, schließt das Druckregelventil bis der Druck wieder unter dem vorgegebenen Mitteldruck abfällt. Auf diese Weise wird der Mitteldruck exakt auf das vorgegebene Druckniveau eingeregelt. Das Verhältnis zwischen dem Hochdruck und dem Mitteldruck ist durch das Flächenverhältnis an einem Ventilschieber des Druckregelventils in einfacher Weise vorgebbar.The medium pressure can according to claim 6 of that in the high pressure opening prevailing high pressure can be derived by a pressure control valve between the High pressure opening and the at least one medium pressure opening is arranged. If the Pressure at the medium pressure opening exceeds the specified medium pressure level, the pressure control valve closes until the pressure falls below the specified medium pressure drops. In this way, the medium pressure is exactly at the specified pressure level adjusted. The relationship between the high pressure and the medium pressure is given by the Area ratio on a valve spool of the pressure control valve in a simple manner predetermined.
Alternativ kann der Druck in der Mitteldrucköffnung jedoch auch durch einen Fördervorgang der Axialkolbenmaschine gewonnen werden, da jede Zylinderbohrung im Bereich der zwischen der Totpunktlage und der Hochdrucköffnung angeordnete Mitteldrucköffnung einen Teilvolumenstrom an die Mitteldrucköffnung abgibt und somit an der Mitteldrucköffnung ein Druckniveau aufbaut. Dieses Druckniveau ist dann entsprechend Anspruch 8 durch ein geeignetes Druckbegrenzungsventil auf den vorgegebenen Mitteldruck zu begrenzen. Zudem kann entsprechend Anspruch 7 ein Druckregelventil vorgesehen sein, um eine Verbindung zwischen der Mitteldrucköffnung und einem hydraulischen Aggregat, insbesondere einer Verstellvorrichtung zur Verstellung des Verdrängungsvolumens der Axialkolbenmaschine, dann zu unterbrechen, wenn der Druck an der Mitteldrucköffnung ein vorgegebenes Druckniveau überschreitet.Alternatively, the pressure in the medium-pressure opening can also be achieved by a conveying process the axial piston machine because every cylinder bore in the area the medium pressure opening arranged between the dead center position and the high pressure opening emits a partial volume flow to the medium pressure opening and thus to the Medium pressure opening builds up a pressure level. This pressure level is then appropriate Claim 8 by a suitable pressure relief valve on the given Limit medium pressure. In addition, according to claim 7, a pressure control valve be provided to provide a connection between the medium pressure opening and a hydraulic unit, in particular an adjusting device for adjusting the Displacement of the axial piston machine, then interrupt if the pressure at the medium pressure opening exceeds a predetermined pressure level.
Entsprechend Anspruch 9 ist es vorteilhaft, wenn auf zwischen der zweiten, der ersten
Totpunktlage gegenüberliegenden Totpunktlage und der Niederdrucköffnung eine weitere
Mitteldrucköffnung vorgesehen ist. Dann erfolgt auch der Wechsel von der Hochdruckseite
zu der Niederdruckseite in zumindest zwei Stufen, wodurch der Geräuschentwicklung
und Kavitationsschädigung weiter entgegengewirkt wird. Die Mitteldrucköffnung zwischen
der ersten Totpunktlage und der Hochdrucköffnung einerseits und zwischen der zweiten
Totpunktlage und der Niederdrucköffnung andererseits sind dann vorzugsweise
entsprechend Anspruch 10 mittels einer gedrosselten Verbindungsleitung miteinander
verbunden. An den Mitteldrucköffnungen können entsprechend Anspruch 11
Druckausgleichsbehälter bzw. Druckfluidspeicher angeordnet sein. Diese Druckfluidspeicher
bilden zusammen mit Leitungsdrosseln, insbesondere mit einer in der
Verbindungsleitung angeordneten Drossel geeignete Dämpfungsglieder. According to claim 9, it is advantageous if on between the second, the first
Dead center position opposite dead center position and the low pressure opening another
Medium pressure opening is provided. Then there is also a change from the high pressure side
to the low pressure side in at least two stages, which reduces noise
and cavitation damage is further counteracted. The medium pressure opening between
the first dead center position and the high pressure opening on the one hand and between the second
Dead center position and the low pressure opening on the other hand are then preferred
according to
Entsprechend Anspruch 12 ist es vorteilhaft, die Mitteldrucköffnungen gegenüber der
Niederdrucköffnung und der Hochdrucköffnung radial versetzt anzuordnen. Die Länge der
Zylinderöffnungen im Überlappungsbereich mit den Mitteldrucköffnungen bestimmt dann
das Zeitintervall, währenddessen der jeweilige Mitteldruck an den Zylinderöffnungen
gehalten wird. Aus der DE 42 29 544 A1 ist es bekannt, eine radiale Erweiterung der
Zylinderbohrungen zum Füllen eines Vorkompressionsbehälters zu verwenden. Bei der
vorliegenden Erfindung wird im Gegensatz dazu eine Verbindung mit dem
Mitteldruckkreis hergestellt und durch diese Anordnung der für die mehrstufige
Umsteuerung in Umfangsrichtung erforderliche Bauraum reduziert.According to
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Schnitt durch eine Axialkolbenmaschine;
- Fig. 2
- ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerscheibe und der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung;
- Fig. 3
- ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerscheibe und der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung;
- Fig. 4
- ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerscheibe mit einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung;
- Fig. 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerscheibe; und
- Fig. 6
- ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Erfindung.
- Fig. 1
- a section through an axial piston machine;
- Fig. 2
- a first embodiment of the control disk according to the invention and the control device according to the invention;
- Fig. 3
- a second embodiment of the control disk according to the invention and the control device according to the invention;
- Fig. 4
- an embodiment of a control disc according to the invention with a hydraulic damping device;
- Fig. 5
- a further embodiment of a control disc according to the invention; and
- Fig. 6
- a timing diagram for explaining the invention.
Zum besseren Verständnis der Erfindung zeigt Fig. 1 den typischen Aufbau einer Axialkolbenmaschine, bei welcher die erfindungsgemäße Weiterbildung verwirklichbar ist.1 shows the typical structure of an axial piston machine, in which the further development according to the invention can be implemented.
Die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehene Axialkolbenmaschine umfaßt ein
Gehäuse 13, in welchem eine Zylindertrommel 3 drehbar gelagert ist. In der Zylindertrommel
3 sind sich im wesentlichen axial erstreckende Zylinderbohrungen 4 ausgebildet,
in welchen Kolben 5 bewegbar sind, die sich über Gleitschuhe 6 an einer in ihrem
Neigungswinkel verstellbaren Schrägscheibe 7 abstützen. In einem Anschlußblock ist ein
Niederdruckanschluß 16 und ein Hochdruckanschluß 17 ausgebildet. Zwischen dem
Anschlußblock 9 und der Zylindertrommel 3 ist eine Steuerscheibe 8 angeordnet, in
welcher eine im wesentlichen nierenförmige Hochdrucköffnung 18 und eine ebenfalls im
wesentlichen nierenförmige Niederdrucköffnung 19 ausgebildet sind. Die Zylindertrommel
3 ist mit einer Welle 10 drehfest verbunden. Die Welle 10 ist mittels eines ersten Lagers
11 und eines zweiten Lagers 14 in dem Gehäuse 13 bzw. dem Anschlußblock 9 drehbar
gelagert. Eine Verstellvorrichtung 12 dient zum Verstellen des Neigungswinkels der
Schrägscheibe 7 und somit zur Verstellung des Verdrängungsvolumens der
Axialkolbenmaschine 1.The axial piston machine, generally provided with the
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung an der Steuerscheibe 8. Die Drehrichtung der
Zylinderöffnungen 15 ist durch den Pfeil 38 veranschaulicht.The invention relates to a development on the control disc 8. The direction of
Die Steuerscheibe 8 ist entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform in
Fig. 2 in einer Draufsicht mit der hydraulischen Beschaltung nochmals dargestellt. Die
strichpunktierte Linie 20 in Fig. 2 markiert die erste Totpunktlage und die zweite Totpunktlage
22 der Kolben 5. Die Kolben 5 kehren an den Totpunktlagen 21 und 22 jeweils
ihre Bewegungsrichtung um. Bei Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Axialkolbenmaschine
1 als Axialkolbenpumpe erreichen die Kolben 5 an der ersten Totpunktlage 21
jeweils ihren maximalen Kolbenhub mit dem maximalen Volumen der Zylinderbohrungen
4. Nach Überschreiten der ersten Totpunktlage wird das Druckfluid aus den
Zylinderbohrungen 4 über die in Fig. 1 dargestellten Zylinderöffnungen 15 und die
Öffnungen der Steuerscheibe 8 herausgedrückt. An der zweiten Totpunktlage 22 kehrt sich
die Bewegung der Kolben 5 wiederum um und die Kolben 5 beginnen mit einer Saugbewegung.The control disk 8 is in accordance with a first embodiment of the invention in
Fig. 2 is shown again in a plan view with the hydraulic circuit. The
Dash-
Erfindungsgemäß ist zumindest zwischen der ersten Totpunktlage 21 und der mit dem
Hochdruckanschluß 17 verbundenen Hochdrucköffnung 18 eine weitere Öffnung in Form
einer sogenannten Mitteldrucköffnung 23 vorgesehen. Ferner ist erfindungsgemäß eine
Regeleinrichtung vorgesehen, die den Druck an der Mitteldrucköffnung 23 auf einen
vorgegebenen Mitteldruck MD zwischen dem an der mit dem Niederdruckanschluß 16
verbundenen Niederdrucköffnung 19 herrschenden Niederdruck ND und dem an der Hochdrucköffnung
18 herrschenden Hochdruck HD einregelt. Vorzugsweise beträgt der an der
Mitteldrucköffnung 23 herrschende Mitteldruck MD etwa das arithmetische Mittel aus dem
an der Hochdrucköffnung 18 herrschenden Hochdruck HD und dem an der Niederdrucköffnung
19 herrschenden Niederdruck ND bzw. etwa die Hälfte des an der
Hochdrucköffnung 18 herrschenden Hochdrucks HD. According to the invention is at least between the first
Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung umfaßt im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ein Druckregelventil, um den Mitteldruck MD von dem Hochdruck HD
abzuleiten. Das Druckregelventil 24 ist dazu über eine eine Drosselstelle 25 aufweisende
erste Verbindungsleitung 26 mit der Hochdrucköffnung 18 bzw. dem Hochdruckanschluß
17 und über eine zweite Verbindungsleitung 27 mit der Mitteldrucköffnung 23 verbunden.
Zwischen der ersten Verbindungsleitung 26 und der zweiten Verbindungsleitung 27
befindet sich ein Ventilschieber 28, der in seiner rechten Anschlagstellung die Verbindung
zwischen der ersten Verbindungsleitung 26 und der zweiten Verbindungsleitung 27 schließt
und bei einer Verschiebung nach links diese Verbindung freigibt.The control device according to the invention comprises in the embodiment shown in FIG. 2
a pressure control valve to the medium pressure MD from the high pressure HD
derive. For this purpose, the
Die Lage des Ventilschiebers 28 wird bestimmt durch die Druckdifferenz zwischen dem
Druck in einer ersten Ventilkammer 29 und dem Druck in einer zweiten Ventilkammer 30.
Die erste Ventilkammer 29 ist über eine dritte Verbindungsleitung 31 mit der
Mitteldrucköffnung 23 verbunden, während die zweite Ventilkammer 30 über die erste
Verbindungsleitung 26 mit der Hochdrucköffnung 18 bzw. dem Hochdruckanschluß 17 in
Verbindung steht. Der Ventilschieber 28 sperrt die Verbindung zwischen der
Hochdrucköffnung 18 und der Mitteldrucköffnung 23, wenn der an der
Mitteldrucköffnung herrschende Mitteldruck multipliziert mit der Fläche 1 des
Ventilschiebers 28 an der ersten Ventilkammer 29 größer ist als der an der Hochdrucköffnung
18 herrschende Hochdruck HD multipliziert mit der Fläche A2 des Ventilschiebers
28 an der zweiten Ventilkammer 30. Umgekehrt öffnet der Ventilschieber 28
diese Verbindung, wenn der Mitteldruck MD geringer ist. Das Verhältnis des sich an der
Mitteldrucköffnung 23 einstellende Mitteldruck MD zu dem an der Hochdrucköffnung 18
herrschenden Hochdruck HD ist daher umgekehrt proportional zu dem Verhältnis der
Flächen A 1 und A2.The position of the
Vorzugsweise wird die Fläche A2 doppelt so groß bemessen wie die Fläche A1, so daß der
Mitteldruck MD die Hälfte des an der Hochdrucköffnung 18 herrschenden Hochdrucks
HD beträgt. Die Regeleinrichtung umfaßt in dem in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel ferner ein Druckbegrenzungsventil 32 zur Absicherung des an der
Mitteldrucköffnung 23 herrschenden Mitteldrucks gegenüber einem durch die verstellbare
Feder 33 vorgebbaren Maximaldruck. Überschreitet der Mitteldruck MD diesen
vorgegebenen Maximaldruck, steigt der Mitteldruck MD auch dann nicht weiter an, wenn
sich der Hochdruck HD an der Hochdrucköffnung 18 weiter erhöht. Das Druckbegrenzungsventil
32 kann das Druckfluid in einen Druckfluidtank 34 und/oder über eine
Verbindungsleitung 35 in die Niederdrucköffnung 19 bzw. den Niederdruckanschluß 16
ablassen. The area A2 is preferably dimensioned twice as large as the area A1, so that the
Medium pressure MD half of the high pressure prevailing at the high pressure opening 18
HD is. The control device includes that shown in FIG
Embodiment also a
Die Funktion der erfindungsgemäß weitergebildeten Steuerplatte 8 zusammen mit der
erfindungsgemäßen Regeleinrichtung 24, 32 ist folgende:The function of the control plate 8 further developed according to the invention together with the
Überschreiten die Zylinderöffnungen 15 die Totpunktlage 21, so werden sie nicht sofort
mit der Hochdrucköffnung 18 verbunden, sondern zunächst mit der Mitteldrucköffnung
23, an welcher ein vorgegebenes Mitteldruckniveau herrscht, das ein Druckniveau
zwischen dem Niederdruck ND und dem Hochdruck HD hat und vorzugsweise als
arithmetisches Mittel zwischen dem Hochdruck HD und dem Niederdruck ND bzw. auf
die Hälfte des Hochdrucks HD bemessen ist. Der Wechsel von der Niederdruckseite zu der
Hochdruckseite hin erfolgt daher für die Zylinderöffnungen 15 in zwei Drucksprüngen
zunächst von dem Niederdruckniveau auf das Mitteldruckniveau und dann von dem
Mitteldruckniveau auf das Hochdruckniveau. Durch die Abstufung dieses Druckwechsels
werden die auftretenden Druckpulsationen verringert und es tritt eine geringere
Geräuschentwicklung auf. Ferner wird möglichen Kavitationsschädigungen entgegengewirkt.
Der Mitteldruck ist dabei der Höhe nach durch die erfindungsgemäße
Regeleinrichtung 24, 32 in Abhängigkeit von dem Hochdruck exakt festgelegt und von
Leckageverlusten sowie der Drehzahl der Axialkolbenmaschine 1 weitgehend unabhängig.
Die Höhe des Mitteldruckniveaus kann daher durch geeignete Dimensionierung des
Druckregelventils 24 optimiert werden. Ferner kann das Zeitintervall, währenddessen der
Mitteldruck MD auf die Zylinderöffnungen 15 einwirkt, durch geeignete Bemessung der
Länge der Mitteldrucköffnung 23 optimiert werden.If the
Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, anstatt nur einer
Mitteldrucköffnung 23 mehrere zwischen der ersten Totpunktlage 21 und der Hochdrucköffnung
18 versetzt zueinander angeordnete Mitteldrucköffnungen vorzusehen, die sich
jeweils auf einem anderen Mitteldruckniveau befinden. Das Mitteldruckniveau der
einzelnen Mitteldrucköffnungen nimmt aber in Drehrichtung von der ersten Totpunktlage
21 zu der Hochdrucköffnung 18 hin stetig zu. Vorzugsweise ist die Differenz der Mitteldrücke
MD der einzelnen Mitteldrucköffnungen untereinander und die Differenz zwischen
dem Niederdruck und dem Druck der ersten Mitteldrucköffnung sowie zwischen dem
Hochdruck und dem Druck der letzten Mitteldrucköffnung jeweils gleich, so daß die
Drucksprünge äquidistant sind. Dabei kann jeder Mitteldrucköffnung ein Druckregelventil
24 zugeordnet sein. Eine Vereinfachung kann darin bestehen, daß nur das
Mitteldruckniveau der der Hochdrucköffnung 18 benachbarten Mitteldrucköffnung durch
ein Druckregelventil 24 vorgegeben wird und die Druckniveaus der anderen
Mitteldrucköffnungen jeweils durch eine Drosselstrecke in Abhängigkeit zu dem höchsten
Mitteldruckniveau eingestellt wird. According to a development of the invention, it is also possible instead of just one
Medium pressure opening 23 several between the first
Der mittels des Regelventils 24 gewonnene Mitteldruck MD kann entsprechend einer
erfindungsgemäßen Weiterbildung der Erfindung gleichzeitig zur Versorgung weiterer
hydraulischer Aggregate verwendet werden, die aufgrund ihrer konstruktiven Auslegung
nicht zum unmittelbaren Anschluß an den Hochdruckanschluß 17 geeignet sind. Dies ist
insbesondere für Axialkolbenmaschinen 1 mit sehr hohen Arbeitsdrücken vorteilhaft, da
dann der Hochdruck in einem Bereich liegt, der zur Versorgung für die hydraulischen
Aggregate, insbesondere der Verstellvorrichtung 12 zur Verstellung des Verdrängungsvolumens
der Axialkolbenmaschine 1, nicht unmittelbar verwendet werden kann. Die
Aufgabe der Erzeugung des Mitteldrucks MD für die Mitteldrucköffnung 23 und der
Erzeugung eines geeigneten reduzierten Drucks zur Versorgung der hydraulischen
Aggregate wird dann durch ein einziges Druckregelventil 24 gleichzeitig erfüllt. Die
Anschlußleitung für diese hydraulischen Aggregate, insbesondere für die Verstellvorrichtung
12 der Axialkolbenmaschine 1 ist in Fig. 2 durch die Leitung 36
veranschaulicht.The medium pressure MD obtained by means of the
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Mitteldruck MD über das
Druckregelventil 24 aus dem Hochdruck HD gewonnen. Es ist jedoch auch möglich, den
Mitteldruck MD durch einen Fördervorgang aufzubauen. Dies ist in dem in Fig. 3
dargestellten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In Fig. 3 sind bereits beschriebene
Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich insoweit eine
wiederholende Beschreibung erübrigt.In the embodiment shown in Fig. 2, the medium pressure MD is about
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ausgenutzt, daß bei Verwendung
der Axialkolbenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe die Kolben 5 bei Überschreiten der
ersten Totpunktlage 21 einen Teil des Druckfluids in die Mitteldrucköffnung 23 drücken.
Durch diesen Fördervorgang wird in der Mitteldrucköffnung 23 ein Druck aufgebaut, der
durch das Druckbegrenzungsventil 32 auf den vorgegebenen Mitteldruck reguliert wird.
Sobald der Druck an der Mitteldrucköffnung 23 den vorgegebenen Mitteldruck MD
überschreitet, öffnet das Druckbegrenzungsventil 32 und läßt solange Druckfluid zu dem
Druckfluidtank 34 oder zu der Niederdrucköffnung 19 hin ab, bis das Druckniveau an der
Mitteldrucköffnung 23 sich wieder auf den vorgegebenen Mitteldruck MD einstellt.In the embodiment shown in Fig. 3 is exploited that in use
the
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der erzeugte Mitteldruck MD gleichzeitig zur
Versorgung von weiteren hydraulischen Aggregaten, insbesondere der Verstellvorrichtung
12 der Axialkolbenmaschine 1 dienen. Zur weiteren Absicherung dieser hydraulischen
Aggregate ist in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel das Druckregelventil 24
vorgesehen, das den an der Mitteldrucköffnung 23 herrschenden Mitteldruck MD mit dem
an der Hochdrucköffnung 18 herrschenden Hochdruck HD vergleicht. Überschreitet der
Mitteldruck MD eine vorgegebene Schwelle, die durch das Flächenverhältnis der beiden
Flächen A1 und A2 vorgegeben ist, so schließt der Ventilschieber 28 und die zu den
versorgenden hydraulischen Aggregaten führende Verbindungsleitung 36.In this exemplary embodiment, too, the medium pressure MD generated can be used simultaneously
Supply of further hydraulic units, especially the
Fig. 4 zeigt eine weitere Weiterbildung der Erfindung. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit
wurde bei dieser Darstellung die erfindungsgemäße Regeleinrichtung in Form des
Druckregelventils 24 und des Druckbegrenzungsventils 32 der Einfachheit halber
weggelassen. Im übrigen sind bereits beschriebene Elemente mit übereinstimmenden
Bezugszeichen versehen, um die Zuordnung zu erleichtern.4 shows a further development of the invention. To improve clarity
was the control device according to the invention in the form of the
Im Unterschied zu dem bereits anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist neben der zwischen der ersten Totpunktlage 21 und der Hochdrucköffnung 18
angeordneten Mitteldrucköffnung 23 eine zweite Mitteldrucköffnung 40 vorgesehen, die
zwischen der zweiten, der ersten Totpunktlage 21 gegenüberliegenden Totpunktlage 22
und der Niederdrucköffnung 19 angeordnet ist. Das Druckniveau an dieser zweiten Mitteldrucköffnung
40 wird vorzugsweise ebenfalls auf den arithmetischen Mittelwert zwischen
dem Hochdruck HD und dem Niederdruck ND bzw. auf den halben Hochdruck HD durch
eine nicht dargestellte Regeleinrichtung eingeregelt. Der Druckwechsel in Richtung von
dem Hochdruck HD auf den Niederdruck ND erfolgt dabei ebenfalls in zwei Stufen, so
daß auch einer Geräuschentwicklung im Bereich dieser Umsteuerung entgegengewirkt
wird.In contrast to the embodiment already described with reference to FIGS. 2 and 3
is next to that between the first
Entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Weiterbildung sind die beiden Mitteldrucköffnungen
23 und 40 durch eine Verbindungsleitung 41, die vorzugsweise eine Drosselstelle
42 aufweist, miteinander verbunden. Ferner ist an jeder Mitteldrucköffnung 23 bzw.
40 ein Druckausgleichsbehälter oder Druckfluidspeicher 43 bzw. 44 angeschlossen. Durch
die Drossel 42 der Verbindungsleitung 41 und die Druckausgleichsbehälter 43 und 44 wird
eine Dämpfungseinrichtung gebildet, wobei die Zeitkonstante der Dämpfungseinrichtung
durch das Produkt aus der Speicherkapazität der Druckausgleichsbehälter bzw. Druckfluidspeicherbehälter
43 und 44 und dem Drosselwiderstand der Drossel 42 festgelegt ist. Diese
Zeitkonstante wird vorzugsweise so ausgelegt, daß eine schnelle Dämpfung der Druckpulsationen
erfolgt.According to the development shown in Fig. 4, the two
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Steuerscheibe 8. Auch hier sind bereits beschriebene Element mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. 5 shows a further exemplary embodiment of a control disk designed according to the invention 8. Also here are elements already described with matching reference numerals Mistake.
Zunächst ist zu bemerken, daß die Hochdrucköffnung 18 durch mehrere Gitterstege 50
unterteilt ist, um die Festigkeit der Hochdrucköffnung 18 zu erhöhen. Ferner weist sowohl
die Hochdrucköffnung 18 als auch die Niederdrucköffnung 19 eine entgegen der Drehrichtung
38 angeordnete schnabelartige Nut 51 bzw. 52 auf. Diese Nut 51 bzw. 52 dient
ebenfalls zur Verringerung der Geräuschentwicklung und wirkt einer Kavitationsschädigung
entgegen.First, it should be noted that the high-
Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung besteht die in Fig. 5 dargestellte Weiterbildung
darin, daß sowohl die zwischen der ersten Totpunktlage 21 und der Hochdrucköffnung 18
angeordnete Mitteldrucköffnung 23 als auch die zwischen der zweiten Totpunktlage 22 und
der Niederdrucköffnung 19 angeordnete Mitteldrucköffnung 40 gegenüber der
Hochdrucköffnung 18 und der Mitteldrucköffnung 19 radial nach außen versetzt sind. In
entsprechender Weise ist es selbstverständlich auch möglich, die Mitteldrucköffnungen 23
und 40 radial nach innen zu versetzen. In Fig. 5 ist die Form einer der Zylinderöffnungen
15 in einer Drehposition gestrichelt eingezeichnet.With regard to the present invention, there is the further development shown in FIG. 5
in that both between the first
Die Zylinderöffnungen 15 sind bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel im
Querschnitt in etwa L-förmig ausgebildet. Die Zylinderöffnungen 15 weisen einen ersten
Bereich 53, der in geeigneter Drehstellung mit der Hochdrucköffnung 18 bzw. der
Niederdrucköffnung 19 überlappt und einen zweiten Bereich 54 auf, der bei geeigneter
Drehstellung mit den Mitteldrucköffnungen 23 und 40 überlappt.The
Die beiden Bereiche 53 und 54 sind in ihrer Länge und ihrer Drehwinkelposition unterschiedlich
ausgelegt. Die Länge l des Bereichs 54 ist daher unabhängig von der Länge L
des Abschnitts 53. Das Zeitintervall, in welchem der Bereich 54 der Zylinderöffnung 15
mit den Mitteldrucköffnungen 23 und 40 überlappt, ist daher unabhängig von dem
Öffnungsquerschnitt der Zylinderöffnungen 15, wie er im Überlappungsbereich der
Hochdrucköffnung 18 und der Niederdrucköffnung 19 benötigt wird, dimensionierbar.
Durch geeignete Dimensionierung der Länge l kann die Haltezeit, während der an den
Zylinderöffnungen 15 der Mitteldruck MD herrscht, vorgegeben werden und im Hinblick
auf die Geräuschentwicklung und die Kavitationsschädigung optimiert werden.The two
Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung zeigt Fig. 6 ein Diagramm, bei welchem
der Druck an der Zylinderöffnung 15 beim Wechseln von Niederdruck ND auf Hochdruck
HD als Funktion der Zeit t wiedergegeben ist. Die Kurve 60 kennzeichnet dabei den
konventionellen Wechsel von der Niederdruckseite zu der Hochdruckseite ohne das
erfindungsgemäße Mitteldruckniveau MD während des Zeitintervalls Δt ND - HD.
Erkennbar sind relativ große Druckpulsationen nach dem Umsteuern auf den Hochdruck. For a better illustration of the invention, FIG. 6 shows a diagram in which
the pressure at the
Der Druckverlauf an der Zylinderöffnung 15 entsprechend der erfindungsgemäßen
Weiterbildung ist durch die Kurve 61 veranschaulicht. Nach einer Umsteuerzeit Δt ND-MD
wird das Mitteldruckniveau MD erreicht. Während des Zeitintervalls Δt MD wird der
Druck auf dem Mitteldruckniveau MD gehalten. Während des Zeitintervalls Δt MD - HD
erfolgt die Umsteuerung von dem Mitteldruckniveau MD auf den Hochdruck HD. Wie aus
Fig. 6 erkennbar, ist die Druckpulsation aufgrund der kleineren Schrittweite bei der in
zwei Schritten vorgenommenen Umsteuerung wesentlich geringer. Durch die
erfindungsgemäße Weiterbildung kann daher die Geräuschentwicklung und die
Kavitationsschädigung wesentlich verringert werden und die Axialkolbenmaschine ist auch
für sehr hohe Arbeitsdrücke geeignet.The pressure profile at the
Claims (12)
- Axial piston machine (1) with a cylinder drum (3) in which are provided cylinder bores (4) to receive pistons (5), where the cylinder bores (4) are connected via cylinder openings (15) with a plate cam (8), and in the plate cam (8) are provided a low pressure opening (19), a high pressure opening (18) and at least one further opening,
characterised in that
the further opening is a medium pressure opening (23) which in the rotation direction (38) of the cylinder drum (3), in relation to the plate cam (8) is arranged between a first dead centre position (21) at which the axial movement direction of the pistons (5) reverses and the high pressure opening (18), and
that a regulator device (24, 32) is provided which regulates the pressure at the medium pressure opening (23) to a prespecified medium pressure (MD) between the low pressure (ND) predominating at the low pressure opening (19) and the high pressure (HD) predominating at the high pressure opening (18). - Axial piston machine according to claim 1, characterised in that the amount of the medium pressure (MD) is approximately the arithmetic mean of the high pressure (HD) and the low pressure (ND).
- Axial piston machine according to claim 1, characterised in that several medium pressure openings (23) are provided which, in the rotation direction (38) of the cylinder drum (3), in relation to the plate cam (8) are arranged offset to each other between the first dead centre position (21) and the high pressure opening (18).
- Axial piston machine according to claim 3, characterised in that the regulatory device (24, 32) regulates the pressures at the medium pressure openings (23) to the prespecified medium pressures (MD) between the low pressure (ND) and the high pressure (HD), rising in amount in the rotation direction (38).
- Axial piston machine according to claim 4, characterised in that the pressure differences between the medium pressures (MD) of the medium pressure openings (23) are constant.
- Axial piston machine according to any of claims 1 to 5, characterised in that the regulatory device (24, 32) has for each medium pressure opening (23) a pressure regulation valve (24) which is controlled by the pressure difference between the high pressure (HD) and the medium pressure (MD) of the respective medium pressure opening (23) and closes a connection between the high pressure opening (18) and the respective medium pressure opening (23) when the pressure at the respective medium pressure opening (23) exceeds the medium pressure (MD) prespecified for this medium pressure opening (23).
- Axial piston machine according to any of claims 1 to 5, characterised in that the regulatory device (24, 32) has for each medium pressure opening (23) a pressure regulation valve (24) which is controlled by the pressure difference between the high pressure (HD) and the medium pressure (MD) of the respective medium pressure opening (23), and closes a connection between the respective medium pressure opening (23) and a hydraulic device, in particular an adjustment device (12) for adjusting the displacement volume of the axial piston machine (1), when the pressure at the respective medium pressure opening (23) exceeds the medium pressure (MD) prespecified for this medium pressure opening (23).
- Axial piston machine according to any of claim 1 to 7, characterised in that the regulatory device (24, 32) has for each medium pressure opening (23) a pressure limiting valve (32) which limits the respective medium pressure (MD).
- Axial piston machine according to any of claims 1 to 8, characterised in that in the rotation direction (38) of the cylinder drum (3), in relation to the plate cam (8), at least one further medium pressure opening (40) is arranged between the second dead centre position (22) at which the axial movement direction of the pistons reverses and the low pressure opening (19).
- Axial piston machine according to claim 9, characterised in that the medium pressure opening (23) between the first dead centre position (21) and the high pressure opening (18), and the medium pressure opening (40) between the second dead centre position (22) and the low pressure opening (19), are connected together by means of a choked connection line (41).
- Axial piston machine according to any of claims 1 to 10, characterised in that pressure compensation vessels (43, 44) are connected to the medium pressure openings (23, 40).
- Axial piston machine according to any of claims 1 to 11, characterised in that the medium pressure openings (23, 40) are arranged radially offset to the low pressure opening (19) and the high pressure opening (18), and that the length (I) of the cylinder openings (15) in the overlap area (54) with the medium pressure openings (23, 40) is dimensioned such that the medium pressure (MD) of each medium pressure opening (23, 40) is present for a prespecified time interval (Δt MD) at the respective cylinder opening (15).
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