DE102007041021A1 - Control device for hydrostatic piston engine, has multiple pistons, which limit working space, and time average volume flow of control device is changeable, and volume of working space is changed with stroke of piston - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, 2, 3, 4 oder 7. Die Steuereinrichtung ist für die Steuerung einer hydraulische Kolbenmaschine vorgesehen, die als Hydropumpe oder als Hydromotor ausgebildet sein kann und deren zeitgemittelter Volumenstrom veränderbar ist. Die Kolbenmaschine weist eine Vielzahl von Kolben auf, die jeweils einen Arbeitsraum begrenzen, dessen Volumen sich mit dem Hub eines Kolbens verändert und der über ein erstes Ventil mit einem Hochdruckanschluss und über ein zweites Ventil mit einem Niederdruckanschluss verbindbar ist. Wenigstens eines der beiden Ventile eines Arbeitsraums ist aktiv elektrisch betätigbar. Die Steuereinrichtung umfasst ein elektronisches Steuergerät, von dem die aktiv betätigbaren Ventile der Arbeitsräume in einem Partialhubmodus, in dem nur ein verschieden großer Teil des Kolbenhubs genutzt wird, betreibbar sind.The The invention is based on a control device according to the preamble of claim 1, 2, 3, 4 or 7. The control device is for the Control of a hydraulic piston machine provided as Hydraulic pump or can be designed as a hydraulic motor and their time-average flow variable is. The piston engine has a plurality of pistons, the Each limit a work space, the volume of which with the Stroke of a piston changed and the over a first valve with a high pressure port and over second valve with a low pressure port is connectable. At least one of the two valves of a working space is electrically active actuated. The control device comprises an electronic control unit, of which the actively actuated valves the workrooms in a Partialhubmodus, in which only a different sized part the piston stroke is used, are operable.
Eine
Steuereinrichtung gemäß den Oberbegriffen
der genannten Patentansprüche
ist aus der
Es stellt sich die Aufgabe, eine Steuerung für eine hydraulische Kolbenmaschine, deren zeitgemittelter Volumenstrom veränderbar ist und die die sonstigen Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, zu finden, bei der der Regelalgorithmus nicht zu komplex ist, die sich durch einen geringeren Programmieraufwand und einen geringeren Bedarf an Rechnerleistung auszeichnet und für die kostengünstigere Elektronik eingesetzt werden kann.It the object, a control for a hydraulic piston machine, whose time-averaged volume flow is variable and the other Features from the preamble of claim 1, to where the control algorithm is not too complex through less programming and less need characterized by computer power and for the more cost-effective Electronics can be used.
Das
gesetzte Ziel wird auf eine erste Weise gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 dadurch erreicht, dass die aktiv betätigbaren
Ventile nur in dem Partialhubmodus betreibbar sind. Während bei
der aus der
Das gesetzte Ziel wird auf eine zweite Weise gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 dadurch erreicht, dass die aktiv betätigbaren Ventile nur in dem Partialhubmodus und in dem Leerhubmodus betreibbar sind. Dies bedeutet, dass bei einem Volumenstrom, der kleiner ist als der maximale Volumenstrom kein Kolben einen Vollnutzhub ausführt. Erst wenn der maximale Volumenstrom gefordert ist, machen alle Kolben volle Nutzhübe, die jedoch als Grenzfälle des Partialhubmodus zu betrachten sind.The set goal is in a second way according to the characterizing part of claim 2 achieved in that the actively operable Valves operable only in the partial stroke mode and in the Leerhubmodus are. This means that at a volume flow that is smaller as the maximum volume flow no piston performs a Vollnutzhub. First when the maximum flow is required, all pistons do full payloads, but as borderline cases of the partial stroke mode.
Das gesetzte Ziel wird auf eine dritte Weise gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 3 dadurch erreicht, dass die aktiv betätigbaren Ventile nur in dem Partialhubmodus und in dem Vollhubmodus betreibbar sind. Dies bedeu tet, dass bei einem Volumenstrom, der größer null ist kein Kolben einen Leerhub ausführt. Erst wenn kein Volumenstrom gefordert ist, machen alle Kolben volle Leerhübe. Dies ist jedoch als Grenzfall des Partialhubmodus zu betrachten.The set goal is in a third way according to the characterizing part of claim 3 achieved in that the actively operable Valves operable only in the partial stroke mode and in the full-stroke mode are. This means that at a flow rate greater than zero no piston performs a no-lift. Only if no volume flow is required, make all pistons full idle strokes. However, this is a borderline case of the partial stroke mode.
Das gesetzte Ziel wird auf eine vierte Weise gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 4 dadurch erreicht, dass alle drei Modi nur auf eine gegrenzte Anzahl von Arbeitskammern angewendet werden und dass auf die übrigen Arbeitskammern nur der Leerlaufmodus und der Vollhubmodus angewendet werden.The set goal is in a fourth way according to the characterizing part of claim 4 achieved in that all three modes only on a limited number of working chambers are applied and that to the rest Work chambers only applied the idle mode and the full-stroke mode become.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Steuereinrichtung nach Patentanspruch 4 werden gemäß Patentanspruch 5 alle drei Modi nur auf jede zweite Arbeitskammer angewendet und/oder gemäß Patentanspruch 6 immer auf die gleichen Arbeitskammern angewendet.In Advantageous embodiment of the control device according to claim 4 are according to claim 5 apply all three modes only to every second working chamber and / or according to claim 6 always applied to the same working chambers.
Schließlich wird das gesetzte Ziel wird auf eine fünfte Weise gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 7 dadurch erreicht, dass nur die zweiten Ventile, also die niederdruckseitigen Ventile aktiv elektrisch betätigbar sind und alle drei Modi auf alle zweiten Ventile angewendet werden. Hochdruckseitig sind einfache, hydraulisch betätigte Rückschlagventile angeordnet. Die Kolbenmaschine ist dann zwar nur als Hydropumpe betreibbar. Es wird dadurch jedoch ein großer Anwendungsbereich von Hydromaschinen abgedeckt, in dem nur ein Pumpenbetrieb benötigt wird. Durch die Nutzung einfacher Rückschlagventile hochdruckseitig wird eine kompakte Bauweise erhalten. Der Gesamtwirkungsgrad ist insbesondere im Teilförderbereich gut. Vorzugsweise ist eine solche Hydropumpe, die saugseitig elektrisch betätigte Ventile hat, für mobile Anwendungen, wie Baumaschine, Landmaschinen, Bussen und Kommunalfahrzeugen vorgesehen, aber auch für stationäre Versorgungsaggregate einsetzbar.Finally, the set goal is achieved in a fifth way according to the characterizing part of claim 7, characterized in that only the second valves, so the low pressure side valves are actively electrically actuated and all three modes are applied to all the second valves. High-pressure side, simple, hydraulically operated check valves are arranged. The piston engine is then only operated as a hydraulic pump. However, it covers a large field of application of hydraulic machines in which only one pump operation is needed. By using simple non-return valves on the high pressure side, a compact design is obtained. The overall efficiency is good, especially in the partial conveying sector. Preferably, such a hydraulic pump, the suction side has electrically operated valves for mobile applications, such as construction equipment, agricultural machinery, buses and municipal vehicles provided, but also for stationary supply units used.
Gemäß Patentanspruch 8 wählt das elektronische Steuergerät in aufeinander folgenden Zyklen der Kolbenmaschine den Modus und im Partialhubmodus den Nutzhub eines Kolbens jeweils neu aus. Demgegenüber lässt sich der Rechen aufwand reduzieren, wenn gemäß Patentanspruch 9 der für eine Arbeitskammer einmal gewählte Modus über mindestens zwei aufeinander folgende Zyklen der Kolbenmaschine beibehalten wird. Bei einem Betrieb im Partialhubmodus wird dabei vorteilhafterweise auch die Höhe des Nutzhubes über mindestens zwei aufeinander folgenden Zyklen der Kolbenmaschine beibehalten. Dies gilt freilich in erster Linie nur, solange der Volumenstrom konstant ist. Ändert sich der Volumenstrom, kann dies anders sein.According to claim 8 selects the electronic control unit in consecutive cycles of the reciprocating engine the mode and in Partialhubmodus the Nutzhub a piston each new. In contrast, can be reduce the computational effort, if according to claim 9 of a working chamber once chosen Mode over maintained at least two consecutive cycles of the reciprocating engine becomes. When operating in Partialhubmodus is doing advantageously also the height the Nutzhubes over at least two consecutive cycles of the reciprocating engine maintained. This is of course only true as long as the Volume flow is constant. change the volume flow, this can be different.
Insbesondere wenn gemäß Patentanspruch 1 ein Betrieb nur im Partialhubmodus vorgesehen ist, werden bevorzugt alle Kolben jeweils gleich, also mit gleicher Größe des Nutzhubs betrieben. Das bedeutet, dass bei konstantem Volumenstrom pro Maschinenzyklus alle aktiven Kolben dieselbe Teilmenge zum gesamten Volumenstrom beitragen und nicht ein aktiver Kolben mehr fördert oder schluckt als ein anderer aktiver Kolben. Grundsätzlich können auch bei sich änderndem Volumenstrom über einen Maschinenzyklus hinweg die Teilmengen aller Kolben gleich sein und sich von Zyklus zu Zyklus ändern. Im Sinne einer schnellen Anpassung des Volumenstroms erscheint jedoch eine Änderung der Teilmengen innerhalb eines Maschinenzyklus günstiger.Especially if according to claim 1 an operation is provided only in Partialhubmodus are preferred all pistons in each case the same, ie operated with the same size of Nutzhubs. This means that at constant flow rate per machine cycle all active pistons the same subset to the total volume flow contribute and not an active piston promotes or absorbs more than one other active piston. in principle can even with changing Volume flow over A machine cycle across the subsets of all pistons to be the same and change from cycle to cycle. However, in terms of a quick adjustment of the volume flow appears a change the subsets within a machine cycle cheaper.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß angesteuerten Kolbenmaschine sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.Two embodiments an inventively driven Piston engine are shown in the drawings. Based on this Drawings, the invention will now be explained in more detail.
Es zeigenIt demonstrate
Nach
Zwischen
jedem Arbeitsraum
Zwischen
jedem Arbeitsraum
Ihrer
Steuerung dient ein elektronisches Steuergerät
Werden
bei der Hydropumpe nach
Um
das Fördervolumen
der Hydropumpe zu verringern, werden nun in einer ersten Steuerungsvariante
die Saugventile
In
einer zweiten Steuerungsvariante werden, um ausgehend vom maximalen
Fördervolumen
das Fördervolumen
der Hydropumpe zu verringern, in einem Pumpenzyklus, also innerhalb
einer Umdrehung der Taumelscheibe oder des Hubrings, die Saugventile
In
einer dritten Steuerungsvariante sind, um ausgehend vom maximalen
Fördervolumen
das Fördervolumen
der Hydropumpe zu verringern, in einem Pumpenzyklus, also innerhalb
einer Umdrehung der Taumelscheibe bzw. des Hubrings, die Saugventile
In
einer vierten Steuerungsvariante werden, um ausgehend vom maximalen
Fördervolumen
das Fördervolumen
der Hydropumpe zu verringern, in einem Pumpenzyklus, also innerhalb
einer Umdrehung der Taumelscheibe bzw. des Hubrings, alle drei Betriebsmodi,
nämlich
Leerhubmodus, Partialhubmodus und Vollhubmodus, nur auf eine begrenzte
Anzahl von Arbeitskammern angewendet, während die übrigen Arbeitskammern nur im
Leerhubmodus und im Vollhubmodus betrieben werden. Zum Beispiel sind
je nach dem augenblicklichen Fördermengenbedarf
in jedem Pumpenzyklus für
die Kolben
Ein einmal ausgewählter Modus kann auch über mindestens zwei aufeinander folgende Pumpenzyklen beibehalten werden. Ebenso kann für einen im Partialhub betriebenen Kolben der Nutzhub über mindestens zwei Pumpenzyklen beibehalten werden.One once selected Mode can also over at least two consecutive pump cycles are maintained. Likewise, for a operated in Partialhub piston the Nutzhub over at least two pump cycles are maintained.
In
einer fünften
Steuerungsvariante werden für
eine bestimmte, veränderbare
Fördermenge und/oder
einen bestimmten, veränderbaren
Pumpendruck und damit für
ein bestimmtes, veränderbares Fördervolumen
der in
Auch bei dieser Steuerungsvariante kann ein einmal ausgewählter Modus über mindestens zwei aufeinander folgende Pumpenzyklen beibehalten werden. Ebenso kann für einen im Partialhub betriebenen Kolben der Nutzhub über mindestens zwei Pumpenzyklen beibehalten werden.Also With this control variant, a once selected mode can have at least two consecutive pump cycles are maintained. As well can for a operated in Partialhub piston the Nutzhub over at least two pump cycles are maintained.
In
Zwischen
dem Arbeitsraum
Zwischen
dem Arbeitsraum
Die
beiden Elektromagnete
Eine
Maschine nach
Bei
einem Betrieb des Hydromotors mit einem kleineren als dem maximalen
Schluckvolumen, wird der Elektromagnet
Bleibt
während
der gesamten Bewegung des Kolbens
Wie
oben bezüglich
In einer zweiten Steuerungsvariante werden die Kolben nur im Partialhubmodus und im Leerhubmodus betrieben werden.In a second control variant, the pistons are only in Partialhubmodus and operated in Leerhubmodus.
In einer dritten Steuerungsvariante werden die Kolben nur im Partialhubmodus und im Vollhubmodus betrieben.In a third control variant, the pistons are only in Partialhubmodus and operated in full-stroke mode.
In der vierten Steuerungsvariante werden alle Modi, also Leerhubmodus, Partialhubmodus und Vollhubmodus nur auf eine begrenzte Anzahl von Arbeitsräumen angewendet, während die übrigen Arbeitsräume nur im Leerhubmodus und im Vollhubmodus betrieben werden.In the fourth control variant, all modes, ie Leerhubmodus, Partial stroke mode and full stroke mode limited to a limited number of workrooms applied while the remaining workrooms only be operated in idle and full-stroke mode.
Die
Kolbenmaschine nach
Natürlich können in
einer Variante der Kolbenmaschine nach
Ebenso
können
die Auslassseite und die Einlassseite miteinander vertauscht werden,
so dass die Leitung
Denkbar wäre es jedoch auch, das hochdruckseitige Ventil invers zum niederdruckseitigen Ventil auszubilden. Der zugehörige Elektromagnet müsste dann das Ventil nicht unter Last, also gegen den Hochdruck schalten bzw. halten und könnte entsprechend schwächer ausgebildet werden. Allerdings wäre die Ma schine nicht mehr invariant gegen ein Vertauschen von Hochdruck- und Niederdruckleitung.Conceivable would it be however, too, the high-pressure side valve is inverse to the low-pressure side valve train. The associated Electromagnet should then do not switch the valve under load, ie against the high pressure or hold and could correspondingly weaker be formed. However, that would be the machine is no longer invariant against exchanging high-pressure and low pressure line.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007041021A DE102007041021A1 (en) | 2006-09-01 | 2007-08-29 | Control device for hydrostatic piston engine, has multiple pistons, which limit working space, and time average volume flow of control device is changeable, and volume of working space is changed with stroke of piston |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006041086.6 | 2006-09-01 | ||
DE102006041086 | 2006-09-01 | ||
DE102007041021A DE102007041021A1 (en) | 2006-09-01 | 2007-08-29 | Control device for hydrostatic piston engine, has multiple pistons, which limit working space, and time average volume flow of control device is changeable, and volume of working space is changed with stroke of piston |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007041021A1 true DE102007041021A1 (en) | 2008-03-06 |
Family
ID=38989819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007041021A Withdrawn DE102007041021A1 (en) | 2006-09-01 | 2007-08-29 | Control device for hydrostatic piston engine, has multiple pistons, which limit working space, and time average volume flow of control device is changeable, and volume of working space is changed with stroke of piston |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007041021A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2211058A1 (en) * | 2009-01-27 | 2010-07-28 | Sauer-Danfoss ApS | Hydraulic pump |
DE102010008242A1 (en) | 2010-02-17 | 2011-08-18 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Valve controlled hydraulic piston machine in radial piston design, has control electronic or control unit part attached to cylinder units, where electronic or unit is formed with A-quality concerning to increased number of load changes |
DE102010041007A1 (en) | 2010-09-20 | 2012-03-22 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulic piston engine i.e. pump, with variable delivery volume for conveying fuel, has working chamber acting together with control piston, which includes displacement path adjustable by control element |
DE102011115665A1 (en) | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Robert Bosch Gmbh | Valve-controlled hydraulic machine e.g. hydraulic pump has cylinder-piston units that are operated in optimal mode, and are disabled immediately after passing through dead center, and activated during majority of total stroke |
DE102020110002A1 (en) | 2020-04-09 | 2021-10-14 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen | Arrangement of a work system for performing work by means of a pressurized hydraulic fluid and a pumping device |
-
2007
- 2007-08-29 DE DE102007041021A patent/DE102007041021A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102010041007A1 (en) | 2010-09-20 | 2012-03-22 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulic piston engine i.e. pump, with variable delivery volume for conveying fuel, has working chamber acting together with control piston, which includes displacement path adjustable by control element |
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DE102020110002A1 (en) | 2020-04-09 | 2021-10-14 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen | Arrangement of a work system for performing work by means of a pressurized hydraulic fluid and a pumping device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140301 |