DE102008060596A1 - Hydraulic transformer for hydrostatic drive system, has set of displacement bodies guided in rotor and designed as radial pistons, where pressurizing medium inflow and - outflow take place at spaces by rotor axle - Google Patents

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Abstract

The transformer (18) has a displacement body area (44) connected during rotation of a rotor (76) with a motor-sided inlet channel (62), motor-sided drain channel (64), pump-sided pump inlet channel (66) and a pump-sided drain channel. A set of displacement bodies (40) is guided in the rotor and designed as radial pistons, where pressurizing medium inflow and - outflow take place at spaces (54, 56, 58, 60) by a rotor axle (43). The inlet channel, drain channel, pump inlet channel and a consumer channel (68) are arranged in the axle. End sections of the bodies are supported at a cam ring (38).

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrotransformator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a hydraulic transformer according to the Preamble of claim 1.

Ein Hydrotransformator ist eine Einheit, bei der durch hydraulische Kupplung eines Hydromotors und einer Pumpe ein Energiestrom Q1 × p1 in einen Energiestrom Q2 × p2 umgewandelt wird. Dabei wird einer vorhandenen Druckversorgung nur so viel hydraulische Energie entnommen, wie zum Antrieb eines an die Pumpe angeschlossenen Verbrauchers erforderlich ist.One Hydrotransformer is a unit in which by hydraulic Coupling of a hydraulic motor and a pump an energy flow Q1 × p1 is converted into an energy flow Q2 × p2. It becomes one existing pressure supply only so much hydraulic energy taken as required to drive a consumer connected to the pump is.

Die US 3,188,963 zeigt einen als Schrägscheibenmaschine ausgeführten Hydrotransformator, bei dem in einem drehbaren Zylinder geführte Verdränger an einer feststehenden Schrägscheibe abgestützt sind. Der Anstellwinkel der Schrägscheibe bestimmt den Kolbenhub der Verdränger. Die Druckmittelzufuhr und/-abfuhr erfolgt über eine Steuerscheibe mit vier Steuernieren, wobei jeweils ein Steuernierenpaar dem Motor bzw. der Pumpe zugeordnet ist.The US 3,188,963 shows a designed as a swash plate machine hydraulic transformer in which in a rotatable cylinder guided displacers are supported on a fixed swash plate. The angle of attack of the swash plate determines the piston stroke of the displacer. The pressure medium supply and / discharge takes place via a control disk with four control units, wherein one control pair of steerers is assigned to the motor or the pump.

Aus der WO 9731185 A1 ist der so genannte INNAS-Hydrotransformator bekannt, bei dem das Übersetzungsverhältnis, d. h. das Verhältnis zwischen dem Eingangsdruck und dem zur Versorgung des Verbrauchers vorgesehen Druck veränderbar ist. Hierzu ist ein Steuerspiegel mit drei Steuernieren vorgesehen, dessen Relativposition zu den Totpunktlagen der Verdränger durch Verdrehen gegenüber der Schrägscheibe einer Axialkolbenmaschine veränderbar ist.From the WO 9731185 A1 is the so-called INNAS hydrotransformer known in which the transmission ratio, ie the ratio between the inlet pressure and the pressure to supply the consumer provided variable. For this purpose, a control level is provided with three control, whose relative position to the dead center of the displacer is variable by turning against the swash plate of an axial piston.

In der US 3,079,864 ist ein Hydrotransformator in Flügenzellenbauweise offenbart. Bei dieser Lösung ist eine Vielzahl von in Radialrichtung verschiebbaren Verdrängern in einem Rotor gelagert und gegen einen Hubring vorgespannt. Die Druckmittelzu- und -abfuhr erfolgt ähnlich wie bei der vorbeschriebenen Lösung über eine stirnseitig angeordnete Steuerscheibe.In the US 3,079,864 discloses a hydrotransformer in flight cell construction. In this solution, a plurality of displaceable in the radial direction displacers are mounted in a rotor and biased against a cam ring. The pressure medium supply and removal takes place similar to the above-described solution via an end face arranged control disc.

In der DE 101 90 888 T5 ist ein Hydrotransformator in Flügelzellenbauweise gezeigt, bei dem das Übersetzungsverhältnis durch Relativverschiebung des Rotors zum Hubring veränderbar ist.In the DE 101 90 888 T5 a vane-type hydrotransformer is shown, in which the transmission ratio is variable by relative displacement of the rotor to the lifting ring.

Nachteilig bei den eingangs beschriebenen Axialkolbenmaschinen ist, dass aufgrund der erforderlichen Steuernieren und der aufwändigen Lagerung des Zylinders und der Schrägscheibe ein vergleichsweise hoher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist. Des Weiteren zeigte es sich, dass diese Hydrotransformatoren eine erhebliche Geräuschemission verursachen, die im Wesentlichen durch die auf der Schrägscheibe abgleitenden Verdrängen verursacht ist.adversely in the axial piston machines described above is that due the necessary control and the expensive storage of the cylinder and the swash plate a comparatively high device engineering effort is required. Furthermore It turned out that these hydrotransformers a considerable noise emission cause, essentially, by the on the swash plate is caused by sliding displacement.

Nachteilig bei den Hydrotransformatoren in Flügelzellenbauweise ist insbesondere, dass zur Führung und Abdichtung der Flügelzellen und zur Führung der Flügel im Rotor ein hoher konstruktiver Aufwand erforderlich ist.adversely in the hydrotransformers in vane construction in particular, that for guiding and sealing the vane and to guide the wings in the rotor a high constructive effort is required.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Hydrotransformator zu schaffen.In contrast, The invention is based on the object, a simple design To create hydrotransformer.

Diese Aufgabe wird durch einen Hydrotransformator mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is accomplished by a hydrotransformer with the characteristics of Claim 1 solved.

Erfindungsgemäß hat der Hydrotransformator einen Rotor, in dem eine Vielzahl von Verdrängern radial verschiebbar in jeweils einem Verdrängerraum geführt ist. Die vom Verdrängerraum entfernten Endabschnitte der Verdränger sind an einem Hubring abgestützt, wobei jeder Verdrängerraum während der Rotordrehung mit einem motorseitigen Versorgungskanal, einem motorseitigen Tankablaufkanal, einem pumpenseitigen Tankzulaufkanal und einem pumpenseitigen Arbeitskanal verbindbar sind. Erfindungsgemäß sind die Verdränger als Radialkolben ausgeführt, wobei der Druckmittelzufluss und Druckmittelabfluss durch einen den Rotor tragenden Achsabschnitt hindurch erfolgt.Has according to the invention the hydrotransformer has a rotor in which a plurality of displacers are radial slidably guided in each case a displacement is. The remote from the displacement end portions of the Displacers are supported on a cam ring, wherein each displacement chamber during rotor rotation with an engine-side supply channel, an engine-side tank drainage channel, a Pump-side tank inlet channel and a pump-side working channel are connectable. According to the invention, the displacers designed as a radial piston, wherein the pressure medium inflow and pressure fluid discharge through a shaft bearing the rotor shaft section through.

Der Aufwand zur Führung und Abdichtung der Radialkolben im Rotor ist gegenüber den eingangs genannten Lösungen relativ gering, wobei durch die Zufuhr von Druckmittel von der Rotorachse her eine externe Verrohrung oder Leitungsführung nicht erforderlich ist, so dass sich der Hydrotransformator mit einem gegenüber den eingangs beschriebenen Lösungen sehr geringen Aufwand realisieren lässt. Ein Vorteil gegenüber den Axialkolbeneinheiten besteht darin, dass keine Wälzlager erforderlich sind.Of the Effort to guide and seal the radial piston in Rotor is opposite to the solutions mentioned above relatively low, wherein forth by the supply of pressure medium from the rotor axis an external piping or wiring is not required is, so that the hydrotransformer with a opposite the solutions described above very little effort can be realized. An advantage over the axial piston units exists in that no rolling bearings are required.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel münden ein Versorgungskanal, ein Motorablaufkanal, ein Pumpenzulaufkanal und ein Arbeitskanal in einem Motorzulaufraum, bzw. Motorablaufraum bzw. einem Pumpenzulaufraum bzw. einem Verbraucherraum, die jeweils in Druckmittelverbindung mit mehreren der Verdrängerräume stehen.at a preferred embodiment lead to a Supply channel, an engine drain channel, a pump inlet channel and a working channel in an engine intake space or engine drain space or a pump inlet space or a consumer space, respectively in pressure medium connection with several of the displacement chambers stand.

Diese Lösung zeichnet sich durch einen äußerst kompakten Aufbau aus, da die den Verdrängern zugeordneten Druckräume ebenfalls in der Rotorachse ausgebildet sind.These Solution is characterized by an extremely compact structure, since the displacers associated Pressure chambers are also formed in the rotor axis.

Bei einer erfindungsgemäßen Variante ist der Motorablaufraum mit dem Verbraucherraum verbunden – dadurch wird ein Hydrotransformator mit Verstellmotor und Konstantpumpe geschaffen, bei dem der Verbraucherdruck (Lastdruck) maximal dem Versorgungsdruck entspricht.at a variant of the invention is the engine drain space connected to the consumer space - this is a hydrotransformer created with variable displacement motor and constant pump, where the consumer pressure (Load pressure) corresponds to the maximum supply pressure.

Diese Verbindung zwischen dem Motorablaufraum und dem Verbraucherraum kann intern, d. h. innerhalb des Rotors oder extern über eine Verbindungsleitung mit Ventilsteuerung erfolgen, so dass diese Verbindung dann wahlweise gesperrt oder aufsteuerbar ist.These Connection between the engine drain and the consumer compartment can internally, d. H. inside the rotor or externally over a connecting line with valve control done, so this Connection then either locked or aufsteuerbar.

Bei einem besonders einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung zwischen dem Motorablaufraum und dem Verbraucherraum durch einen Diagonalkanal der Rotorachse ausgebildet.at a particularly simple construction embodiment is the connection between the engine drain space and the consumer space through formed a diagonal channel of the rotor axis.

Der Aufbau des Hydrotransformators wird weiter vereinfacht, wenn der Rotor ein ringförmiges Verdrängergehäuse hat, das auf der Rotorachse gelagert ist.Of the Construction of the hydrotransformer is further simplified when the Rotor an annular displacement housing has, which is mounted on the rotor axis.

Dabei werden die eingangs genannten Kanäle vorzugsweise in der Rotorachse angeordnet.there The above-mentioned channels are preferably in the Rotor axis arranged.

Die Herstellung ist dann besonders einfach, wenn die Kanäle auf einem gemeinsamen Teilkreis verteilt sind und zumindest abschnittsweise achsparallel verlaufen.The Production is particularly easy when the channels are distributed on a common circle and at least in sections parallel to the axis.

Der vorrichtungstechnische Aufwand wird weiter vereinfacht, wenn die genannten Räume (Motorzulaufraum, Motorablaufraum, Pumpenzulaufraum, Verbraucherraum) durch Abflachungen der Rotorachse ausgebildet sind, so dass die Räume jeweils durch eine Innenumfangswandung des ringförmigen Verdrängergehäuses und durch die Abflachung begrenzt sind.Of the Device-technical effort is further simplified if the mentioned spaces (engine intake room, engine drain space, pump intake room, Consumer space) are formed by flattening the rotor axis, so that the rooms each have an inner circumferential wall the annular displacer housing and are limited by the flattening.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis des Hydrotransformators verstellbar ausgeführt, wobei die Relativposition von Hubring und Rotor relativ verstellbar ist. Dabei kann der Hubring oder der Rotor verstellt werden. Bei dieser Hubringsteuerung liegen die Umsteuerpunkte immer im oberen bzw. unteren Totpunkt, so dass die Umsteuerung wesentlich kontinuierlicher als bei dem eingangs beschriebenen INNAS-Hydrotransformator erfolgt, bei dem die Umsteuerpunkte durch Verstellung der Steuernieren verändert sind.at In a particularly preferred embodiment, the gear ratio the hydrotransformer made adjustable, the relative position of cam and rotor is relatively adjustable. In this case, the cam ring or the rotor can be adjusted. In this Hubringsteuerung lie the Umsteuerpunkte always in the top or bottom dead center, so that the reversal much more continuous than in the beginning described INNAS hydrotransformer takes place at which the Umsteuerpunkte are changed by adjustment of the control animals.

Dabei kann ein pumpenseitiger Radius des Hubrings so ausgelegt sein, dass er in einer Endposition koaxial zum Rotoraußendurchmesser verläuft.there a pump-side radius of the cam ring can be designed so that he in an end position coaxial with the rotor outer diameter runs.

Der Hubring des Hydrotransformators ist gemäß einem Ausführungsbeispiel in Axialrichtung gesehen mit einem in etwa elliptischen Umfang ausgeführt.Of the Hubring of the hydraulic transformer is according to a Embodiment seen in the axial direction with a executed in approximately elliptical extent.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the invention are described below explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 ein mit einem Hydrotransformator ausgeführtes hydrostatisches Antriebssystem für eine Spritzgießmaschine; 1 a hydrostatic drive system for an injection molding machine with a hydraulic transformer;

2 ein Ausführungsbeispiel eines Hydrotransformators für das Antriebssystem aus 1 und 2 an embodiment of a hydraulic transformer for the drive system 1 and

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hydrotransformators für das Antriebssystem gemäß 1. 3 a further embodiment of a hydraulic transformer for the drive system according to 1 ,

In 1 ist eine Formschließplatte einer Kunststoffspritzgießmaschine mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Diese Formschließplatte ist in nicht näher dargestellter Weise an einem Gestell der Kunststoffspritzgießmaschine geführt und von einem Hydrozylinder 11 verfahrbar. Dieser ist als Differentialzylinder ausgeführt und hat einen in einem Zylindergehäuse 12 geführten Kolben 13, mit einer Kolbenstange 14, über die die Formschließplatte 10 betätigt wird. Durch den Kolben 13 ist das Zylindergehäuse 12 in einem kolbenstangenseitigen Druckraum 15 sowie einen bodenseitigen Zylinderraum 16 unterteilt.In 1 is a mold closing plate of a plastic injection molding machine with the reference numeral 10 designated. This mold-closing plate is guided in a manner not shown on a frame of the plastic injection molding machine and by a hydraulic cylinder 11 traversable. This is designed as a differential cylinder and has one in a cylinder housing 12 guided piston 13 , with a piston rod 14 about which the mold closing plate 10 is pressed. By the piston 13 is the cylinder housing 12 in a piston rod-side pressure chamber 15 and a bottom-side cylinder chamber 16 divided.

Der Hydrozylinder 11 ist Teil eines hydrostatischen Antriebsystems, das ein sekundär geregeltes Subsystem aufweist und wesentlich durch eine Druckleitung 17 mit einem aufgeprägten Druck und durch einen Hydrotransformator 18 gekennzeichnet ist. Druckmittelquelle ist eine Hydropumpe 19, die von einem Antriebsmotor 20 angetrieben ist und Druckmittel aus einem Tank ansaugt und in die Druckleitung 17 abgibt. Die Hydropumpe 19 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem konstanten Fördervolumen ausgeführt. Die Abgabe des Druckmittels in die Druckleitung 17 erfolgt über ein Rückschlagventil 26, das zur Hydropumpe 19 hin sperrt.The hydraulic cylinder 11 is part of a hydrostatic drive system, which has a secondary controlled subsystem and essentially by a pressure line 17 with an applied pressure and by a hydrotransformer 18 is marked. Pressure medium source is a hydraulic pump 19 that by a drive motor 20 is driven and sucks pressure medium from a tank and into the pressure line 17 emits. The hydraulic pump 19 is executed in the illustrated embodiment with a constant displacement. The delivery of the pressure medium in the pressure line 17 via a check valve 26 that to the hydraulic pump 19 locks out.

An der Druckleitung 17 ist ein Hydrospeicher 24 angeschlossen, durch den Druckmittelschwankungen ausgeglichen werden können.At the pressure line 17 is a hydraulic accumulator 24 connected, can be compensated by the pressure medium fluctuations.

An den Druckanschluss der Hydropumpe 19 ist ein vereinfacht dargestelltes Speicherladeventil 27 angeschlossen, das in Öffnungsrichtung an einer Steuerfläche 28 vom Druck in der Druckleitung 17 beaufschlagt ist und das mittels einer Feder 29 in eine Schließstellung vorgespannt ist. Der Ausgang des Speicherladeventils 27 ist mit dem Tank 25 verbunden. Das Speicherladeventil 27 ist geschlossen, solange die von dem Druck im Hydrospeicher 24 an der Steuerfläche 28 erzeugte Kraft kleiner ist als die Kraft der Druckfeder 29. Die Hydropumpe 19 fördert dann Druckmittel in die Druckleitung 17 und in den Hydrospeicher 24. Das Speicherladeventil 27 öffnet, wenn der Speicherdruck einen am Speicherladeventil 27 eingestellten maximalen Wert erreicht hat, so dass die Hydropumpe 19 in nahezu drucklosem Umlauf zum Tank fördert. Sobald der Speicherdruck unter einen voreingestellten Minimalwert abgesunken ist, schließt das Speicherladeventil 27.To the pressure connection of the hydraulic pump 19 is a simplified illustrated accumulator charging valve 27 connected, in the opening direction on a control surface 28 from the pressure in the pressure line 17 is acted upon and that by means of a spring 29 is biased in a closed position. The output of the accumulator charging valve 27 is with the tank 25 connected. The storage loading valve 27 is closed as long as the pressure in the hydraulic accumulator 24 at the control area 28 generated force is smaller than the force of the compression spring 29 , The hydraulic pump 19 then promotes pressure medium in the pressure line 17 and in the hydraulic accumulator 24 , The storage loading valve 27 opens when the accumulator pressure on the accumulator charging valve 27 set maximum value has reached, so that the hydraulic pump 19 in almost unpressurized circulation to the tank promotes. As soon as the accumulator pressure has dropped below a preset minimum value, the accumulator charging valve closes 27 ,

Der Hydrotransformator 18 gehört zu dem sekundär geregelten Subsystem, da über ihn Druckmittel aus der Druckleitung 17 zum Tank 25 abfließen und aus diesem in die Druckleitung 17 gefördert werden kann.The hydrotransformer 18 belongs to the secondary regulated subsystem, since pressure medium from the pressure line 17 to the tank 25 drain and from this into the pressure line 17 can be promoted.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hydrotransformator 18 schematisch mit zwei über eine Welle 23 oder direkt gekoppelten Hydromaschinen 30, 31 dargestellt, die beide prinzipiell als Hydropumpen und nach Drehrichtungsumkehr als Hydromotoren arbeiten können. Die mit dem Bezugszeichen 30 dargestellte Hydromaschine ist die Sekundäreinheit des sekundär geregelten Subsystems, wobei ein Druckanschluss 32 mit der Druckleitung 17 und ein Tankanschluss 33 mit dem Tank 25 verbunden ist. Ein Druckanschluss 34 der Hydromaschine 31 ist über eine Leitung 36 mit dem bodenseitigen Zylinderraum 16 des Hydrozylinders verbunden. Ein Tankanschluss 35 der Hydromaschine 31 ist mit dem Tank 25 verbunden.In the illustrated embodiment, the hydrotransformer 18 schematically with two over a shaft 23 or directly coupled hydraulic machines 30 . 31 shown, both of which can work in principle as hydraulic pumps and after reversal of direction as hydraulic motors. The with the reference number 30 illustrated hydromachine is the secondary unit of the secondary controlled subsystem, wherein a pressure port 32 with the pressure line 17 and a tank connection 33 with the tank 25 connected is. A pressure connection 34 the hydraulic machine 31 is over a line 36 with the bottom-side cylinder chamber 16 connected to the hydraulic cylinder. A tank connection 35 the hydraulic machine 31 is with the tank 25 connected.

Die beiden Hydromaschinen 30, 31 können beide mit verstellbaren Hubvolumen ausgeführt sein, wobei die Verstellung der Hydromaschinen 30, 31 dann gegenläufig erfolgt. Bei einem anderen, im Folgenden ebenfalls beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hydromaschine 30 (Motor) mit verstellbarem Schluckvolumen ausgeführt, während die Hydromaschine 31 (Pumpe) mit konstantem Fördervolumen ausgelegt ist.The two hydraulic machines 30 . 31 Both can be designed with adjustable displacement, whereby the adjustment of the hydraulic machines 30 . 31 then done in reverse. In another, also described below embodiment, the hydraulic machine 30 (Engine) with adjustable displacement while the hydraulic machine 31 (Pump) is designed with a constant delivery volume.

Der schematische Aufbau derartiger Hydrotransformatoren wird anhand der 2 und 3 erläutert.The schematic structure of such hydrotransformers will be described with reference to 2 and 3 explained.

Bei den anhand der 2 und 3 erläuterten Ausführungsbeispielen ist der Hydrotransformator in Radialkolbenbauweise ausgeführt, wobei die motorseitige Hydromaschine 30 und die pumpenseitige Hydromaschine 31 gemeinsam in eine Radialkolbeneinheit integriert sind.In the case of the 2 and 3 illustrated embodiments, the hydraulic transformer is designed in radial piston construction, wherein the motor-side hydraulic machine 30 and the pump-side hydraulic machine 31 are integrated together in a radial piston unit.

Eine derartige Radialkolbeneinheit hat einen in einem nicht dargestellten Gehäuse des Hydrotransformators 18 gelagerten Hubring 38, an dem eine Vielzahl von Radialkolben 40 abgestützt ist. Diese sind in einem ringförmigen Verdrängergehäuse 42 in Radialrichtung verstellbar geführt. Die vom Hubring 38 abweisende Stirnfläche jedes Radialkolbens 40 begrenzt dabei einen Verdrängerraum 44, der sich während der Rotation des Verdrängergehäuses 42 in Abhängigkeit vom Hub der Verdränger 40 verändert. Das ringförmige Verdrängergehäuse 42 ist auf einer stehende Rotorachse 43 gelagert. Wie der schematischen Darstellung entnehmbar ist, ist diese Rotorachse 43 im Bereich der Verdrängerräume 44 mit vier Abflachungen 46, 48, 50, 52 ausgeführt, die mit der Innenumfangsfläche (strichpunktiert) einen Motorzulaufraum 54, einen Motorablaufraum 56, einen Pumpenzulaufraum 58 und einen Verbraucherraum 60 begrenzen. Der Motorzulaufraum 54 ist über einen Zulaufkanal 62 mit der Druckleitung 17, der Motorablaufraum 56 über einen Ablaufkanal 64 mit dem Tankanschluss 33, der Pumpenzulaufraum 58 über einen Pumpenzulaufkanal 66 mit dem weiteren Tankanschluss 35 und der verbraucherseitige Verbraucherraum 60 über einen Verbraucherkanal 68 und der Druckanschluss 34 mit der zum Zylinderraum 16 des Hydrozylinders 11 führenden Leitung 36 verbunden.Such a radial piston unit has a housing, not shown, of the hydraulic transformer 18 mounted cam ring 38 on which a variety of radial pistons 40 is supported. These are in an annular displacement housing 42 guided in the radial direction adjustable. The from the lifting ring 38 repellent face of each radial piston 40 limits a displacement space 44 which is during the rotation of the displacer housing 42 depending on the stroke of the displacer 40 changed. The annular displacer housing 42 is on a stationary rotor axis 43 stored. As can be seen from the schematic illustration, this rotor axis is 43 in the area of the displacement rooms 44 with four flattenings 46 . 48 . 50 . 52 executed, with the inner peripheral surface (dash-dotted) an engine intake chamber 54 , an engine drain 56 , a pump room 58 and a consumer room 60 limit. The engine intake room 54 is via an inlet channel 62 with the pressure line 17 , the engine drain space 56 via a drainage channel 64 with the tank connection 33 , the pump room 58 via a pump inlet channel 66 with the other tank connection 35 and the consumer-side consumer space 60 via a consumer channel 68 and the pressure connection 34 with the cylinder room 16 of the hydraulic cylinder 11 leading line 36 connected.

Gemäß der Darstellung in 2 verlaufen die vier Kanäle 62, 64, 66, 68 achsparallel und liegen in etwa auf einem gemeinsamen Teilkreis, wobei sie tangential in die zugeordneten Räume 54, 56, 58, 60 einmünden. Selbstverständlich kann die Kanalführung auch auf andere Weise gewählt werden.As shown in 2 the four channels run 62 . 64 . 66 . 68 paraxial and lie approximately on a common pitch circle, being tangential in the associated spaces 54 . 56 . 58 . 60 open out. Of course, the channel guide can also be chosen in other ways.

Die Innenumfangsfläche des Hubrings 38 bildet eine Hubringsteuerfläche 70 aus, die in der Darstellung gemäß 2 in Axialrichtung betrachtet etwa die Form einer Ellipse mit kreisbogenförmigen Stirnflächenabschnitten hat, die beidseitig über Tangentialflächen 72, 74 miteinander verbunden sind. Der Radius der beiden Stirnflächen ist in 2 mit R gekennzeichnet.The inner peripheral surface of the cam ring 38 forms a cam ring control surface 70 out in the presentation according to 2 Viewed in the axial direction has approximately the shape of an ellipse with circular arc-shaped end face sections, the two sides on tangential surfaces 72 . 74 connected to each other. The radius of the two end faces is in 2 marked with R.

In der Darstellung gemäß 2 ist der aus dem Verdrängergehäuse 42 und der Rotorachse 43 bestehende Rotor 76 exzentrisch zur Symmetrieachse des Hubrings 70 angeordnet. Dieses Exzentrizitätsmaß ist in 2 mit e gekennzeichnet. Erfindungsgemäß kann diese Exzentrizität e durch einen nicht dargestellten Verstellmechanismus verändert werden, wobei der Hubring 38 in der mit dem Doppelpfeil gekennzeichneten Richtung verstellt wird. In der in 2 dargestellten linken Endposition liegt die Achse des Rotors 76 koaxial zum Krümmungsradius R der linken Stirnfläche des Hubrings 70, so dass in diesem Fall keine Förderung erfolgt. Der Radius des Verdrängergehäuses 42 ist kleiner als der Radius R, so dass tangential stets ein Spalt 77 verbleibt. Durch Verstellen der Exzentrizität e werden das Förder- bzw. das Schluckvolumen des Motorteils (rechts in 2) bzw. des Pumpenteils (links in 2) des Hydrotransformators 18 gegenläufig verstellt – der Hydrotransformator ist somit durch einen Verstellmotor und eine Verstellpumpe gebildet, wobei eine Vergrößerung des Schluckvolumens dann entsprechend mit einer Verkleinerung des Fördervolumens einhergeht. Die verbraucherseitig generierbaren Drücke berechnen sich dann in erster Näherung aus der eingangs genannten Gleichung: Q1 × p1 = Q2 × p2 In the illustration according to 2 is the out of the displacer housing 42 and the rotor axis 43 existing rotor 76 eccentric to the symmetry axis of the cam ring 70 arranged. This measure of eccentricity is in 2 marked with e. According to the invention, this eccentricity e can be changed by an adjusting mechanism, not shown, wherein the lifting ring 38 is adjusted in the direction indicated by the double arrow. In the in 2 shown left end position is the axis of the rotor 76 coaxial with the radius of curvature R of the left end face of the cam ring 70 so that in this case no promotion takes place. The radius of the displacer housing 42 is smaller than the radius R, so tangential always a gap 77 remains. By adjusting the eccentricity e, the delivery or the displacement of the engine part (right in 2 ) or the pump part (left in 2 ) of the hydrotransformer 18 adjusted in opposite directions - the hydrotransformer is thus formed by an adjusting motor and a variable displacement pump, with an increase in the absorption volume is then accompanied by a corresponding reduction in the delivery volume. The pressures that can be generated on the consumer side are then calculated in a first approximation from the equation mentioned at the outset: Q1 × p1 = Q2 × p2

Wie bei Radialkolbenmaschinen üblich, liegen die Radialkolben 40 nicht direkt an der Hubringsteuerfläche 70 an sondern sind mit Rollen 78 versehen, die die Reibung zwischen Hubringsteuerfläche 70 und Radialkolben 40 minimieren. Derartige Rollen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielhaft wird auf die DE 41 43 152 C2 verwiesen.As usual with radial piston machines, the radial pistons are located 40 not directly on the cam ring control surface 70 but are with roles 78 provided the friction between Hubringsteuerfläche 70 and radial pistons 40 minimize. Such roles are known from the prior art, is exemplified in the DE 41 43 152 C2 directed.

Bei der in 2 dargestellten Lösung sind jeweils zumindest vier Verdrängerräume 44 zu jeweils einem der Räume 54, 56, 58, 60 hin offen – dementsprechend arbeiten dann zumindest vier Verdrängereinheiten im gleichen Modus (Motorzulauf-ablauf; Pumpenzulauf, -ablauf), wobei die Abflachungen derart ausgebildet sind, dass die Umsteuerung zwischen den einzelnen Räumen (Motorzulauf, Motorablauf, Pumpenzulauf, Pumpenablauf) jeweils in den Totpunkten der Radialkolben 40 umgesteuert werden. Diese Totpunkte befinden sich in der Darstellung gemäß 2 jeweils in der Horizontalen und der Vertikalen.At the in 2 shown solution are each at least four displacement chambers 44 to each one of the rooms 54 . 56 . 58 . 60 open accordingly - then operate at least four displacement units in the same mode (engine inlet drain, pump inlet, -flow), the flats are designed such that the reversal between the individual rooms (engine inlet, engine outlet, pump inlet, pump outlet) each in the dead centers the radial piston 40 be redirected. These dead points are located in the illustration according to 2 in each case in the horizontal and the vertical.

D. h. bei dieser Lösung ist die Umsteuerung unabhängig von der eingestellten Exzentrizität e.D. H. In this solution, the reversal is independent from the set eccentricity e.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der Hydrotransformator motorseitig und pumpenseitig mit gegenläufig verstellbarem Schluck-/Fördervolumen ausgeführt. 3 zeigt eine Variante, bei der der Hydrotransformator 18 motorseitig mit verstellbarem Schluckvolumen und pumpenseitig mit konstantem Fördervolumen ausgeführt ist. Der Grundaufbau dieses Hydrotransformators 18 entspricht demjenigen aus 2, so dass der Einfachheit halber nur die unterschiedlichen Bauelemente erläutert werden und im Übrigen auf die Ausführungen zu 2 verwiesen wird.According to the embodiment 2 the hydraulic transformer is designed on the motor side and on the pump side with counter-adjustable displacement / delivery volume. 3 shows a variant in which the hydrotransformer 18 on the motor side with adjustable displacement and on the pump side with constant displacement. The basic structure of this hydrotransformer 18 equals that of 2 , So that for the sake of simplicity, only the different components are explained and incidentally to the comments 2 is referenced.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind der Motorablaufraum 56 und der Verbraucherraum 60 über einen die beiden Kanäle 64, 68 verbindenden Diagonalkanal 78 miteinander verbunden, so dass im Motorablauf der Verbraucherdruck ansteht. Durch diese Lösung erhält man somit pumpenseitig eine Konstantpumpe, während motorseitig ein Verstellmotor vorliegt (wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 2), dessen Schluckvolumen über die Exzentrizität e einstellbar ist.In the embodiment according to 3 are the engine drain space 56 and the consumer room 60 over one of the two channels 64 . 68 connecting diagonal channel 78 connected to each other, so that in the engine cycle the consumer pressure is pending. By means of this solution, a fixed-displacement pump is thus obtained on the pump side, while an adjusting motor is present on the motor side (as in the exemplary embodiment according to FIG 2 ), whose displacement is adjustable via the eccentricity e.

Bei der Variante gemäß 3 ist die Verbindung zwischen dem Verbraucherraum 60 und dem Motorablaufraum 56 intern, d. h. über den Diagonalkanal 78 der Welle 23 ausgebildet. Prinzipiell könnte man auch das Ausführungsbeispiel gemäß 2 in der vorbeschriebenen Weise abändern, indem extern eine Verbindungsleitung vorgesehen wird, die beispielsweise über ein Ventil abgesperrt oder geöffnet werden kann, wobei in geöffnetem Zustand dieses Steuerventils die Ablaufseite des Motors 30 mit der Verbraucherseite der Pumpe 31 verbunden ist. Diese externe Verbindung ist in 1 gestrichelt angedeutet, wobei das Schaltventil mit dem Bezugszeichen 80 versehen ist. Je nach Schaltstellung des Ventils 80 arbeitet der Hydrotransformator gemäß der Ausführung nach 2 oder der Ausführung nach 3.In the variant according to 3 is the connection between the consumer space 60 and the engine drain space 56 internally, ie via the diagonal channel 78 the wave 23 educated. In principle, one could also the embodiment according to 2 Modify in the manner described above by externally a connecting line is provided, which can be shut off or opened, for example via a valve, wherein in the open state of this control valve, the discharge side of the engine 30 with the consumer side of the pump 31 connected is. This external connection is in 1 indicated by dashed lines, wherein the switching valve by the reference numeral 80 is provided. Depending on the switching position of the valve 80 the hydrotransformer works according to the execution 2 or the execution after 3 ,

Bei den Ausführungsbeispielen mit interner/externer Verbindung der Räume 56, 60 darf allerdings der Verbraucherlastdruck nicht höher sein als der Versorgungsdruck, d. h. der Druck, der im Motorzulaufraum 54 anliegt.In the embodiments with internal / external connection of the rooms 56 . 60 However, the consumer load pressure must not be higher than the supply pressure, ie the pressure in the engine intake chamber 54 is applied.

Der Vorteil der vorbeschriebenen Schaltung gegenüber herkömmlichen Lösungen zur Ansteuerung von Zylindern über die bekannten Systeme „Load Sensing”, „Flow Matching” und „LUDV” (Lastunabhängige Durchflussverteilung) liegt darin, dass bei diesen herkömmlichen Konzepten der Versorgungsdruck abgedrosselt wird, während bei der Verwendung von Schaltungen mit Hydrotransformator die Hydrozylinder aus einem Konstantdrucknetz im Wesentlichen ohne Drosselverluste einer Ventilsteuerung betrieben werden können.Of the Advantage of the above-described circuit over conventional Solutions for controlling cylinders via the known systems "Load Sensing", "Flow Matching "and" LUDV "(load independent Flow distribution) is that in these conventional Concepts of supply pressure is throttled while when using circuits with hydrotransformer the hydraulic cylinder from a constant pressure network essentially without throttle losses a valve control can be operated.

Offenbart ist ein Hydrotransformator in Radialkolbenbauweise, bei dem die Druckmittelzufuhr und -abfuhr intern durch eine Rotorachse hindurch erfolgt.Disclosed is a hydrotransformer in radial piston construction, in which the Pressure medium supply and removal takes place internally through a rotor axis.

1010
Kunststoffspritzgießmaschineplastic injection molding machine
1111
Hydrozylinderhydraulic cylinders
1212
Zylindergehäusecylinder housing
1313
Kolbenpiston
1414
Kolbenstangepiston rod
1515
Ringraumannulus
1616
Zylinderraumcylinder space
1717
Druckleitungpressure line
1818
Hydrotransformatorhydrotransformer
1919
Hydropumpehydraulic pump
2020
Antriebsmotordrive motor
2323
Wellewave
2424
Hydrospeicherhydraulic accumulator
2525
Tanktank
2626
Rückschlagventilcheck valve
2828
Steuerflächecontrol surface
2929
Federfeather
3030
Motorengine
3131
Pumpepump
3232
Druckanschlusspressure connection
3333
Tankanschlusstank connection
3434
Druckanschlusspressure connection
3535
Tankanschlusstank connection
3636
Leitungmanagement
3838
Hubringlifting ring
4040
Radialkolbenradial piston
4242
Verdrängergehäusedisplacer
4343
Rotorachserotor axis
4444
Verdrängerraumdisplacer
4646
Abflachungflattening
4848
Abflachungflattening
5050
Abflachungflattening
5252
Abflachungflattening
5454
MotorzulaufraumEngine inlet chamber
5656
MotorablaufraumMotor drain space
5858
PumpenzulaufraumPump inlet space
6060
Verbraucherraumconsumer space
6262
Zulaufkanalinlet channel
6464
Ablaufkanaldrain channel
6666
PumpenzulaufkanalPump inlet channel
6868
Verbraucherkanalconsumer channel
7070
HubringsteuerflächeHubringsteuerfläche
7272
Tangentialflächetangential
7474
Tangentialflächetangential
7676
Rotorrotor
7777
Spaltgap
7878
DiagonalkanalDiagonal channel
8080
Schaltventilswitching valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (13)

Hydrotransformator mit einem Rotor (76), in dem eine Vielzahl von Verdrängern (40) geführt ist, deren vom Verdrängerraum (44) entfernte Endabschnitte an einem Hubring (38) abgestützt sind und die mit einer den Rotor (76) lagernden Rotorachse (43) jeweils einen Verdrängerraum (44) begrenzen, der während der Rotordrehung mit einem motorseitigen Zulaufkanal (62), einem motorseitigen Ablaufkanal (64), einem pumpenseitigen Pumpenzulaufkanal (66) und einem pumpenseitigen Ablaufkanal (66) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdränger Radialkolben (40) sind und der Druckmittelzufluss und -abfluss zu den Räumen (54, 56, 58, 60) durch die Rotorachse (43) hindurch erfolgt.Hydrotransformer with a rotor ( 76 ), in which a large number of displacers ( 40 ) is guided, whose from the displacer ( 44 ) removed end portions on a cam ring ( 38 ) are supported and with a rotor ( 76 ) bearing rotor axis ( 43 ) each have a displacer space ( 44 ), which during the rotor rotation with a motor-side inlet channel ( 62 ), a motor-side drainage channel ( 64 ), a pump-side pump inlet channel ( 66 ) and a pump-side drainage channel ( 66 ) is connectable, characterized in that the displacer radial piston ( 40 ) and the pressure medium inflow and outflow to the rooms ( 54 . 56 . 58 . 60 ) through the rotor axis ( 43 ) through. Hydrotransformator nach Patentanspruch 1, wobei der Zulaufkanal (62), der Ablaufkanal (64), der Pumpenzulaufkanal (66) und der Verbraucherkanal (68) in der Rotorachse (43) angeordnet sind und in einem Motorzulaufraum (54) bzw. einem Motorablaufraum (56) bzw. einem Pumpenzulaufraum (58) bzw. einem Verbraucherraum (60) münden, die jeweils in Druckmittelverbindung mit mehreren der Verdrängerräume (44) stehen.Hydraulic transformer according to claim 1, wherein the inlet channel ( 62 ), the drainage channel ( 64 ), the pump inlet channel ( 66 ) and the consumer channel ( 68 ) in the rotor axis ( 43 ) are arranged and in an engine intake room ( 54 ) or a motor drain space ( 56 ) or a pump intake space ( 58 ) or a consumer space ( 60 ), which in each case in pressure medium connection with several of the displacement chambers ( 44 ) stand. Hydrotransformator nach Patentanspruch 2, wobei der Motorablaufraum (56) mit dem Verbraucherraum (60) verbunden ist.Hydraulic transformer according to claim 2, wherein the engine drain space ( 56 ) with the consumer space ( 60 ) connected is. Hydrotransformator nach Patentanspruch 3, wobei die Druckmittelverbindung intern durch die Rotorachse (43) hindurch erfolgt.Hydraulic transformer according to claim 3, wherein the pressure fluid connection internally through the rotor axis ( 43 ) through. Hydrotransformator nach Patentanspruch 3, wobei die Druckmittelverbindung extern erfolgt und mittels eines Schaltventils (80) absperrbar ist.Hydraulic transformer according to claim 3, wherein the pressure medium connection takes place externally and by means of a switching valve ( 80 ) can be shut off. Hydrotransformator nach Patentanspruch 4, wobei ein die beiden Räume (56, 60) verbindender Kanal als Diagonalkanal (78) ausgebildet ist.Hydraulic transformer according to claim 4, wherein one of the two spaces ( 56 . 60 ) connecting channel as a diagonal channel ( 78 ) is trained. Hydrotransformator nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Rotor (76) eine Rotorachse (43) hat, auf die ein ringförmiges Verdrängergehäuse (42) aufgesetzt ist.Hydraulic transformer according to one of the preceding claims, wherein the rotor ( 76 ) a rotor axis ( 43 ), to which an annular displacement housing ( 42 ) is attached. Hydrotransformator nach einem der Patentansprüche 2 bis 7, wobei die Kanäle (62, 64, 66, 68) in der Rotorachse (43) angeordnet sind.Hydraulic transformer according to one of claims 2 to 7, wherein the channels ( 62 . 64 . 66 . 68 ) in the rotor axis ( 43 ) are arranged. Hydrotransformator nach Patentanspruch 7 oder 8, wobei die Kanäle (62, 64, 66, 68) auf einem gemeinsamen Teilkreis verteilt angeordnet sind und zumindest abschnittsweise achsparallel verlaufen.Hydraulic transformer according to claim 7 or 8, wherein the channels ( 62 . 64 . 66 . 68 ) are distributed on a common pitch circle and at least partially parallel to the axis. Hydrotransformator nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei die Räume (54, 56, 58, 60) durch Abflachungen (46, 48, 50, 52) der Rotorachse (43) ausgebildet sind.Hydraulic transformer according to claim 8 or 9, wherein the spaces ( 54 . 56 . 58 . 60 ) by flattening ( 46 . 48 . 50 . 52 ) of the rotor axis ( 43 ) are formed. Hydrotransformator nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Hubring (38) und der Rotor (76) zur Verstellung des Schluck-/Fördervolumens relativ zueinander verstellbar sind.Hydraulic transformer according to one of the preceding claims, wherein the lifting ring ( 38 ) and the rotor ( 76 ) are adjustable relative to each other for adjusting the swallow / delivery volume. Hydrotransformator nach Patentanspruch 11, wobei ein pumpenseitiger Radius (R) des Hubrings (38) so ausgelegt ist, dass er in einer Relativposition koaxial zum Rotoraußendurchmesser verläuft.Hydraulic transformer according to claim 11, wherein a pump-side radius (R) of the cam ring ( 38 ) is designed so that it runs in a relative position coaxial with the rotor outer diameter. Hydrotransformator nach Patentanspruch 12, wobei der Hubring (38) in Axialrichtung gesehen einen etwa elliptischen Umfang hat.Hydraulic transformer according to claim 12, wherein the lifting ring ( 38 ) seen in the axial direction has an approximately elliptical circumference.
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