WO2014026788A1 - Actuator device and axial piston machine - Google Patents

Actuator device and axial piston machine Download PDF

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WO2014026788A1
WO2014026788A1 PCT/EP2013/063016 EP2013063016W WO2014026788A1 WO 2014026788 A1 WO2014026788 A1 WO 2014026788A1 EP 2013063016 W EP2013063016 W EP 2013063016W WO 2014026788 A1 WO2014026788 A1 WO 2014026788A1
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WO
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piston
actuator
pivoting
coupling
spring
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/063016
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk SCHNITTGER
Dirk Vahle
Timo Nafz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • 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
    • F04B1/26—Control
    • F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
    • F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/10—Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
    • F01B3/103—Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with rotary cylinder block
    • F01B3/106—Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto for machines with rotary cylinder block by changing the inclination of the swash plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/002—Hydraulic systems to change the pump delivery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1692—Electromagnets or actuators with two coils

Definitions

  • the invention relates to an actuator device with at least one actuator piston, which are associated with two springs and which is coupled to an adjusting device.
  • the invention further relates to an axial piston machine with at least one working piston and an actuating piston, which interact with a pivoting cradle, which is adjustable via a control valve that comprises a previously described actuator device.
  • EP 1 217 209 B1 and EP 1 219 831 B1 adjustment devices are known for adjusting an actuating piston acting on the displacement volume of a hydrostatic machine.
  • the adjusting piston is movable from a predetermined by the force of at least one return spring neutral position between two end positions.
  • a control valve with a control piston is provided for regulating actuating pressures in actuating pressure chambers.
  • the deflection of the actuating piston is transferable via a rigidly connected to the actuating piston return lever as a linear movement on a spring sleeve, which is in operative connection via a control spring.
  • the control piston consists in the axial direction of a first control piston part and a second control piston part, which are interconnected by a control piston plunger.
  • the first and the second control piston part can be acted on at the ends remote from each other by at least one centering spring and / or adjusting spring with a mutually directed force.
  • a control spring is stretched between two spring seat bodies.
  • the bias of at least one centering spring and / or adjusting spring is adjustable for generating in the neutral position of the control valve balanced spring forces. Disclosure of the invention
  • the object of the invention is to further improve an actuator device according to the preamble of claim 1, in particular with regard to the required installation space and / or the functionality, preferably in combination with an axial piston machine.
  • an actuator device having at least one actuator piston, to which two springs are assigned and which is coupled to an adjusting device, in that the adjusting device acts as a
  • Actuator is, for example, an actuator in a control and control application.
  • the actuator device may also include an effector used in robotics.
  • the actuator device can be embodied both as an actuating device and as a drive device, for example in a mechatronic application.
  • Actuator can be used, for example, to drive a fluid machine, in particular a fluid pump. Particularly advantageous is the
  • Actuator associated with an axial piston machine with a pivoting cradle which is represented by the Schwenkverstell issued. Due to the centering, the adjusting device in a de-energized state of
  • Actuator be held in a simple manner in a middle position or neutral position. In the middle position or neutral position perform working piston of the axial piston machine no stroke.
  • the actuator device preferably comprises two electromagnets or electromagnetic coils with which the actuator piston can be pulled in opposite directions. In this case, one end of the actuator piston is preferably coupled to an armature, which cooperates with the electromagnet.
  • a preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the pivoting adjustment device comprises a mechanical coupling device, via which a pivoting angle of the pivoting adjustment device is returned to the actuator piston. This provides the advantage that a sensor device for detecting the pivoting angle of the pivoting adjustment device can be omitted.
  • a further preferred exemplary embodiment of the actuator device is characterized in that the mechanical coupling device comprises an eccentric, a cam, or a cam disc.
  • the swivel angle of the swivel adjustment device can be transmitted or returned to the actuator piston in a simple manner via the eccentric, the cam or the cam disk.
  • a further preferred exemplary embodiment of the actuator device is characterized in that the mechanical coupling device comprises at least one coupling piston.
  • the coupling piston is preferably used to the
  • the coupling piston is preferably translatable in the same direction as the actuator piston back and forth.
  • a further preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the mechanical coupling device comprises a coupling spring, which is arranged between the coupling piston and the actuator piston.
  • the mechanical coupling device comprises a coupling spring, which is arranged between the coupling piston and the actuator piston.
  • a further preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the actuator piston between the coupling spring and an actuator spring is arranged.
  • the actuator spring and the coupling spring are preferably designed so that when reaching the center position or neutral position of the Schwenkverstellinnate and the actuator piston reaches its center position. In the middle position of the actuator piston, a connection to the actuating piston of the pivoting adjustment device is preferably interrupted.
  • a further preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the actuator piston is arranged radially or axially to an engine rotational axis, which is arranged perpendicular to a pivot axis of the Schwenkverstell Surprise. Due to the radial arrangement of the actuator piston, the space in the axial direction can be significantly reduced. At one With two 2/2-way valves, two actuator pistons are preferably arranged diametrically.
  • the invention further relates to an axial piston machine with at least one working piston and an actuating piston, which interact with a pivoting cradle, which is adjustable via a control valve that comprises a previously described actuator device.
  • the Schwenkverstell shark represents a pivoting cradle of the axial piston machine.
  • the pivoting cradle is in addition to the actuating piston preferably associated with a counter-piston which presses permanently against the pivoting cradle to compensate for unwanted play.
  • the control piston can be connected by means of the control valve to a high pressure level or to a low pressure level of the axial piston engine.
  • a preferred embodiment of the axial piston machine is characterized in that the control valve comprises two electromagnetic coils or electric magnets which allow movements of the actuator piston in opposite directions.
  • the control valve comprises two electromagnetic coils or electric magnets which allow movements of the actuator piston in opposite directions.
  • a first electromagnetic coil is energized, the actuator piston is pulled in a first direction.
  • a second electromagnetic coil is energized, the actuator piston is pulled in a second direction opposite to the first direction.
  • a further preferred embodiment of the axial piston machine is characterized in that the control valve is designed as a 3/3-way valve, or comprises two 2/2-way valves.
  • the control valve is preferably designed as a proportional valve.
  • each control valve comprises an actuator piston.
  • the axial piston machine is preferably arranged in a mobile hydraulic drive in addition to a primary drive unit, for example an internal combustion engine.
  • the mobile hydraulic drive is preferably arranged in a hydraulic hybrid drive train of a hybrid vehicle.
  • the hybrid vehicle is preferably a passenger car or a commercial vehicle.
  • FIG. 1 shows a simplified illustration of an axial piston machine with an actuator device according to the invention and a pivoting adjustment device in a middle position;
  • FIG. 2 shows the axial piston machine from FIG. 1 with a pivoting cradle swiveled out counterclockwise;
  • FIG. 3 is an enlarged view of the actuator device of FIG. 1;
  • Figure 4 is a Cartesian coordinate diagram with a spring characteristic to the actuator device of Figure 3, wherein a coupling piston is in a normal position;
  • Figure 5 is a hydraulic circuit diagram to a similar axial piston machine, as shown in Figures 1 and 2 and
  • Figure 6 is a similar view as in Figure 1 according to an embodiment with two 2/2-way valves for Schwenkwiegenver too.
  • FIGS. 1 to 3 show an actuator device 1 according to the invention in combination with an axial piston machine in various states and views.
  • the actuator device 1 is in the illustrated embodiment, a control valve of the axial piston machine.
  • the actuator device 1 is in the illustrated embodiment, a control valve of the axial piston machine.
  • Actuator 1 an actuator piston 2, which is guided in a guide body 3 movable back and forth.
  • the axial piston machine further comprises a pivoting adjustment device 4, which is mechanically coupled to the actuator device 1 by means of a coupling device 5.
  • the coupling device 5 comprises an eccentric 8, against which an upper end of a coupling piston 9 in FIGS. 1 to 3 rests.
  • the coupling piston 9 is, as indicated by a double arrow 10, in the longitudinal direction from bottom to top in the direction of an actuator axis 14 translationally movable back and forth.
  • the actuator piston 2 is clamped in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the actuator axis 14, between a coupling spring 11 and an actuator spring 12.
  • the coupling spring 1 1 is between the coupling piston 9 and in the figures
  • the actuator spring 12 is arranged between the lower end of the actuator piston 2 or an armature 40 and an adjusting element 13 in FIGS.
  • the adjusting element 13 is screwed or pressed into an actuator housing 16.
  • the actuator housing 16 is attached to a machine housing 17 of the axial piston machine and comprises two electromagnetic coils 18, 19.
  • the electromagnetic coils 18, 19 represent two electromagnets, which are energized to actuate the actuator device 1.
  • the Schwenkverstell hooked 4 of the axial piston machine is designed as a pivoting cradle 20, which, as indicated by a double arrow 21, about a pivot axis 22 is pivotable.
  • the pivot axis 22 is shown in Figures 1 to
  • the working pistons 25, 26 are guided in a drum which is rotatable about a rotation axis 24.
  • the drum with the working piston is also referred to as an engine. Consequently, the rotation axis 24 is also referred to as the engine rotation axis 24.
  • the engine rotation axis 24 runs perpendicular to the actuator axis 14.
  • the center of the eccentric 8 is spaced from an intersection in which the pivot axis 22 and the engine rotational axis 24 of the drum intersect.
  • the axial piston machine comprises at least two, preferably more than two,
  • Working piston 25, 26, which rest with their left in Figures 1 to 3 ends on the pivoting cradle 20.
  • the right in Figures 1 to 3 ends of the working piston 25, 26 limit working pressure chambers of the axial piston machine, which are filled with a hydraulic medium, such as hydraulic oil.
  • a hydraulic medium such as hydraulic oil.
  • the pivoting cradle 20 can be pivoted about limited pivot angle about the pivot axis 22 in order to adjust the stroke of the working piston 25, 26.
  • Figures 1 and 3 is the
  • Swivel cradle 20 shown in its center position. In the middle position is the
  • Pivoting cradle 20 is arranged with a pivoting pivot axis 27 perpendicular to the axis of rotation 24 of the drum and parallel to the actuator axis 14.
  • the pivoting cradle 20 is pivoted counterclockwise.
  • the pivoting of the pivoting cradle 20 is effected by an actuating piston 28 which engages radially outside of the working piston 25, 26 on the pivoting cradle 20.
  • the adjusting piston 28 is arranged in the figures 1 and 2 above.
  • the control piston 28 can be acted upon by a control pressure, which via the control valve designed as a control valve
  • Actuator 1 is set or regulated.
  • the pivoting cradle 20 is further acted upon in the figures 1 and 2 below with a counter-piston 29 which rests with its left in Figures 1 and 2 end of the pivoting cradle 20.
  • the counter-piston 29 is acted upon at its end facing away from the pivoting cradle 20 with a high pressure, which is generated by the axial piston machine.
  • the adjusting piston 28 is associated with a spring 30.
  • Opposite piston 29 is associated with a return spring 31. Through the two springs 30, 31, the two pistons 28, 29 are held in contact with the pivoting cradle 20.
  • the axial piston machine shown in FIGS. 1 and 2 can work particularly advantageously both as an axial piston pump and as an axial piston motor.
  • the pivotal weighing angle is used as a manipulated variable for the speed and the torque generated on an output shaft of the axial piston machine.
  • the swinging angle is used as a control variable for the delivery volume and pressure.
  • the distance traveled by the coupling piston 9 during pivoting of the pivoting cradle 20 from the minimum pivoting angle illustrated in FIG. 1 to the maximum pivoting angle shown in FIG. 2 can be reduced by the eccentric 8 in comparison to conventional axial piston machines.
  • the axial extent of the axial piston machine in the direction of the axis of rotation 24 can be reduced.
  • the axial extent of the axial piston machine in the direction of the axis of rotation 24 is also referred to as Axialkolbenmaschinenbauble.
  • the actuator device 1 designed as a control valve is arranged radially to the axis of rotation 24 of the axial piston machine. Radial means transverse to the axis of rotation 24, that is, the actuator axis 14 is arranged perpendicular to the axis of rotation 24. Due to the radial arrangement of the actuator device 1, the Axialkolbenmaschinenbauin in the direction of the axis of rotation 24 can be further reduced. The adjustment of the pivot angle takes place with the aid of the adjusting piston 28 and the counter-piston 29, which each generate an opposite moment on the pivoting cradle 20.
  • the adjusting piston 28 can be connected to the high-pressure level or to a low-pressure level of the axial piston machine by means of the actuator device 1 designed as a control valve.
  • the actuator device 1 designed as a control valve.
  • the pressure is referred to, which is generated by means of the working piston 25, 26 during operation of the axial piston machine.
  • a tank pressure is referred to, which may correspond to the ambient pressure.
  • the control valve represented by the actuator device 1 corresponds to a 3/3
  • Directional control valve with a low pressure port or tank pressure port 34, a high pressure port or pump pressure port 35 and a control pressure connection or working pressure port 36.
  • a valve body 38 is formed on the actuator piston 2 connected.
  • the actuator piston 2 with the valve body 38 is translatable between two end positions in the direction of the actuator axis 14 back and forth. In a middle position of the actuator piston 2 shown in Figure 1, the valve body 38 of the actuator piston 2 closes the control pressure port 36.
  • the coil 18 When the coil 18 is energized, then coupled to the actuator piston 2 armature 40 in Figures 1 to 3 upwards, that is from the adjusting member 13 is pulled away on the eccentric 8.
  • the armature 40 is designed in the illustrated embodiment as a separate part and is held by the biasing force of the springs 1 1 and 12 in abutment against the actuator piston 2.
  • the armature 40 may also be integrally connected to the actuator piston 2.
  • the valve body 38 releases a connection between pressure connection or pump connection 35 and the control pressure connection or working pressure connection 36 of the control valve to the control piston 28.
  • the pivoting cradle 20 pivoted counterclockwise to its end position.
  • the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 are designed so that the actuator piston 2 when energized coil 18 reaches its central position when the pivoting cradle 20 is pivoted counterclockwise in its pivoting balancing position.
  • Actuator spring 12 are designed so that the actuator piston 2 reaches its middle position when energized coil 19, when the pivoting cradle 20 is pivoted clockwise into its pivoting balancing position.
  • the position of the actuator piston 2 is predetermined by the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12.
  • the coupling spring 1 1 is connected at its top in Figures 1 to 3 above the coupling piston 9 with the eccentric 8 and thus follows its movements, which are indicated by the double arrow 10.
  • pivoting cradle 20 is pivoted counterclockwise with de-energized coils 18, 19, the actuator piston 2 is pressed by the coupling spring 1 1 down, and the control piston 28 is connected via the working pressure port 36 with the low pressure port 34th connected. As a result, the pivoting cradle 20 is pivoted in the clockwise direction in the middle position, which is referred to as the centering of the pivoting cradle 20.
  • the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 are advantageously designed so that when energized coils 18, 19 with reaching the Schwenkwiegenstoff ein the actuator piston 2 reaches its middle position, whereby the connection to the actuating piston 28 is closed by the valve body 38.
  • the actuator piston 2 which is also referred to as a valve piston, moves away from the actuator spring 12 away from the adjusting element 13 into the
  • the swivel cradle 20 is hydraulically returned to its central position or middle position or basic position in the case of currentless coils 18, 19.
  • the actuator piston 2 When the actuator piston 2 is in its center position or middle position and the pivoting cradle assumes its center position, middle position or basic position, that is not swiveled or pivoted, the actuating forces of the coupling spring 11 and the actuator spring 12 cancel each other out.
  • no actuating force acts on the actuator piston 2.
  • the Schwenkwiegensch ein can be adjusted from the outside.
  • the coupling of the Schwenkweeping position with the actuator device 1 leads to a positive influence on the control characteristics.
  • the actuator device 1 shown in Figure 3 works as follows.
  • the pivoting cradle 20 is in the illustrated basic position, as long as the electromagnet or electromagnetic coils 18,19 are not energized.
  • the basic position is also referred to as a zero position or zero production position because there is no funding in the basic position.
  • the basic position may also deviate slightly from the zero feed position, that is, the pivoting cradle 20 may be in its basic position slightly, for example, up to 10 percent delivery volume, swung out.
  • the actuator piston 2 is in its central position or normal position when the valve body 38 closes the control pressure port 36. When the coil 18 is energized, then the armature 40 moves upward in FIG. In this case, the valve body 38 releases the connection between the pump pressure connection 35 and the control pressure connection 36.
  • FIG. 4 shows a Cartesian coordinate diagram with an x-axis 41 and a y-axis 42. On the x-axis 41, the path of the actuator piston 2 is applied in a suitable path unit.
  • FIG. 1 to 3 shown in the form of a hydraulic circuit diagram.
  • the axial piston machine 50 comprises an actuator device 51, which is designed as a control valve for a pivoting cradle 55.
  • the pivoting cradle 55 is adjusted by an adjusting piston 52 against the action of an opposing piston 53.
  • a pivoting movement of the pivoting cradle 55 is transmitted via a cam 56 to a coupling piston 58.
  • the swivel-weighing is on the designed as a control valve actuator device
  • the control valve 51 is designed as a proportional valve in 3/3-way valve construction.
  • the 3/3-way valve 51 includes a pump pressure port or high-pressure port 47, a tank pressure port or low-pressure port 48 and a working pressure port or control pressure port 49.
  • the control valve 51 is actuated by two symbolically indicated electromagnet. By two also symbolically indicated springs, the control valve 51 is biased in its center position shown.
  • the control piston 52 In the middle position of the adjusting piston 52 and the opposing piston 53 are subjected to low pressure or tank pressure. In the left end position of the control valve 51 in FIG. 5, the control piston 52 is subjected to high pressure via a connection between the pump pressure connection 47 and the working pressure connection 49. In a right-hand end position of the control valve 51 in FIG. 5, the control piston 52 is relieved into the tank pressure or low pressure via a connection between the working pressure port 49 and the tank pressure port 48.
  • the tilt angle is returned itself.
  • a pivot angle change is converted proportionally into a stroke change and transmitted to the return spring between the coupling piston 58 and the valve piston of the control valve 51.
  • the return stroke can be changed via the geometry of the cam 56 and thus allows any length of the return spring.
  • the pivoting angle is independent of the size of the axial piston machine 50, so that the variant shown in FIG. 5 can be used without changes for all axial piston machine sizes.
  • FIG. 6 shows a similar axial piston machine as in FIGS. 1 and 2. To denote the same parts, the same reference numerals are used. To avoid repetition, reference is made to the preceding description of Figures 1 and 2. In the following, the differences between the two embodiments are mainly discussed.
  • Actuator 60, 70 coupled to the eccentric 8, which is mounted on the pivoting cradle 20.
  • a Control valve shown which includes two 2/2 way valves.
  • the two symbolically indicated 2/2-way valves each include an open position and a closed position.
  • the two actuator devices 60, 70 each include an actuator piston 62, 72 and a coupling piston 63, 73.
  • a coupling spring 64, 74 is disposed between the actuator piston 62, 72 and the coupling piston 63, 73.
  • Actuator piston 62, 72 is acted upon by an actuator spring 65, 75 and is actuated by an electromagnet 68, 78.
  • the actuator device 60 comprises a high-pressure connection or pump pressure connection 66 and a working pressure connection or control pressure connection 67.
  • the actuator device 70 comprises a low-pressure connection or tank pressure connection 76 and a control pressure connection or working pressure connection 77. If the actuator device 60 is actuated by energizing the electromagnet 68, then the adjusting piston 28 is acted upon by a high pressure via a connection between the pump pressure port 6 and the working pressure port 67. If the actuator device 70 is actuated by energizing the solenoid 78, then the actuating piston 28 is acted upon via a connection between the working pressure port 77 and the tank pressure port 76 with low pressure. Otherwise, the Schwenkwiegenver ein works in the embodiment shown in Figure 6 as well as in the embodiment shown in Figures 1 to 3.
  • the valve complexity compared to the embodiment shown in Figures 1 to 3 can be reduced. Since the two actuator devices 60, 70 each have only one electromagnet 68, 78, a smaller extension of the axial piston machine can be realized radially to the axis of rotation 24 with the embodiment shown in Figure 6.

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Abstract

The invention relates to an actuator device comprising at least one actuator piston (2), with which two springs (11,12) are associated, said device being coupled to an adjustment device. The adjustment device is designed as a pivoting adjustment device (4) with a centering system. An axial piston machine comprising a swashplate is also disclosed. The swashplate can be adjusted by means of a control valve comprising an actuator device of this type.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Aktoreinrichtung und Axialkolbenmaschine  Actuator and axial piston machine
Die Erfindung betrifft eine Aktoreinrichtung mit mindestens einem Aktorkolben, dem zwei Federn zugeordnet sind und der mit einer Versteileinrichtung gekoppelt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Axialkolbenmaschine mit mindestens einem Arbeitskolben und einem Stellkolben, die mit einer Schwenkwiege zusammenwirken, die über ein Regelventil verstellbar ist, dass eine vorab beschriebene Aktoreinrichtung umfasst. The invention relates to an actuator device with at least one actuator piston, which are associated with two springs and which is coupled to an adjusting device. The invention further relates to an axial piston machine with at least one working piston and an actuating piston, which interact with a pivoting cradle, which is adjustable via a control valve that comprises a previously described actuator device.
Stand der Technik State of the art
Aus den europäischen Patentschriften EP 1 217 209 B1 und EP 1 219 831 B1 sind Versteilvorrichtungen zum Verstellen eines auf das Verdrängungsvolumen einer hydrostatischen Maschine einwirkenden Stellkolbens bekannt. Der Stellkolben ist aus einer durch die Kraft zumindest einer Rückstellfeder vorgegebenen Neutralstellung zwischen zwei Endlagen bewegbar. Zur Regelung von Stelldrücken in Stelldruckkammern ist ein Steuerventil mit einem Steuerkolben vorgesehen. Die Auslenkung des Stellkolbens ist über einen starr mit dem Stellkolben verbundenen Rückführhebel als lineare Bewegung auf eine Federhülse übertragbar, die über eine Steuerfeder in Wirkverbindung steht. Der Steuerkolben besteht in axialer Richtung aus einem ersten Steuerkolbenteil und einem zweiten Steuerkolbenteil, die durch einen Steuerkolbenstößel miteinander verbunden sind. Der erste und der zweite Steuerkolbenteil sind an den voneinander abgewandten Enden durch jeweils zumindest eine Zentrierfeder und/oder Einstellfeder mit einer aufeinander zugerichteten Kraft beaufschlagbar. Zwischen zwei Federsitzkörpern ist eine Steuerfeder gespannt. Die Vorspannung zumindest einer Zentrierfeder und/oder Einstellfeder ist zum Erzeugen in Neutralstellung des Steuerventils ausgeglichener Federkräfte einstellbar. Offenbarung der Erfindung From European patents EP 1 217 209 B1 and EP 1 219 831 B1 adjustment devices are known for adjusting an actuating piston acting on the displacement volume of a hydrostatic machine. The adjusting piston is movable from a predetermined by the force of at least one return spring neutral position between two end positions. For regulating actuating pressures in actuating pressure chambers, a control valve with a control piston is provided. The deflection of the actuating piston is transferable via a rigidly connected to the actuating piston return lever as a linear movement on a spring sleeve, which is in operative connection via a control spring. The control piston consists in the axial direction of a first control piston part and a second control piston part, which are interconnected by a control piston plunger. The first and the second control piston part can be acted on at the ends remote from each other by at least one centering spring and / or adjusting spring with a mutually directed force. Between two spring seat bodies, a control spring is stretched. The bias of at least one centering spring and / or adjusting spring is adjustable for generating in the neutral position of the control valve balanced spring forces. Disclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aktoreinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , insbesondere im Hinblick auf den benötigten Bauraum und/oder die Funktionalität, vorzugsweise in Kombination mit einer Axialkolbenmaschine, weiter zu verbessern. The object of the invention is to further improve an actuator device according to the preamble of claim 1, in particular with regard to the required installation space and / or the functionality, preferably in combination with an axial piston machine.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer Aktoreinrichtung mit mindestens einem Aktorkolben, dem zwei Federn zugeordnet sind und der mit einer Verstell- einrichtung gekoppelt ist, dadurch gelöst, dass die Versteileinrichtung als The above-mentioned object is achieved with an actuator device having at least one actuator piston, to which two springs are assigned and which is coupled to an adjusting device, in that the adjusting device acts as a
Schwenkverstelleinrichtung mit Mittenzentrierung ausgeführt ist. Bei der  Schwenkverstelleinrichtung is executed with centering. In the
Aktoreinrichtung handelt es sich zum Beispiel um ein Stellglied in einer steuer- und regelungstechnischen Anwendung. Die Aktoreinrichtung kann aber auch einen Effektor umfassen, der in der Robotik eingesetzt wird. Die Aktoreinrichtung kann dabei sowohl als Betätigungseinrichtung als auch als Antriebseinrichtung, zum Beispiel in einer mechatronischen Anwendung, ausgeführt sein. Die Actuator is, for example, an actuator in a control and control application. However, the actuator device may also include an effector used in robotics. The actuator device can be embodied both as an actuating device and as a drive device, for example in a mechatronic application. The
Aktoreinrichtung kann zum Beispiel zum Antrieb einer Fluidmaschine, insbesondere einer Fluidpumpe, verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Actuator can be used, for example, to drive a fluid machine, in particular a fluid pump. Particularly advantageous is the
Aktoreinrichtung einer Axialkolbenmaschine mit einer Schwenkwiege zugeordnet, die von der Schwenkverstelleinrichtung dargestellt wird. Durch die Mittenzentrierung kann die Versteileinrichtung in einem unbestromten Zustand der Actuator associated with an axial piston machine with a pivoting cradle, which is represented by the Schwenkverstelleinrichtung. Due to the centering, the adjusting device in a de-energized state of
Aktoreinrichtung auf einfache Art und Weise in einer Mittelstellung oder Neutralstellung gehalten werden. In der Mittelstellung oder Neutralstellung führen Arbeitskolben der Axialkolbenmaschine keinen Hub aus. Die Aktoreinrichtung um- fasst vorzugsweise zwei Elektromagnete oder elektromagnetische Spulen, mit denen der Aktorkolben in entgegengesetzte Richtungen gezogen werden kann. Dabei ist ein Ende des Aktorkolbens vorzugsweise mit einem Anker gekoppelt, der mit den Elektromagneten zusammenwirkt. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Aktoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkverstelleinrichtung eine mechanische Kopplungseinrichtung umfasst, über die ein Schwenkwinkel der Schwenkverstelleinrichtung auf den Aktorkolben rückgeführt wird. Das liefert den Vorteil, dass eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Schwenkwinkels der Schwenkverstelleinrichtung ent- fallen kann. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Aktoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplungseinrichtung einen Exzenter, einen Nocken, oder eine Kurvenscheibe umfasst. Über den Exzenter, den Nocken oder die Kurvenscheibe kann der Schwenkwinkel der Schwenkverstellein- richtung auf einfache Art und Weise auf den Aktorkolben übertragen beziehungsweise rückgeführt werden. Actuator be held in a simple manner in a middle position or neutral position. In the middle position or neutral position perform working piston of the axial piston machine no stroke. The actuator device preferably comprises two electromagnets or electromagnetic coils with which the actuator piston can be pulled in opposite directions. In this case, one end of the actuator piston is preferably coupled to an armature, which cooperates with the electromagnet. A preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the pivoting adjustment device comprises a mechanical coupling device, via which a pivoting angle of the pivoting adjustment device is returned to the actuator piston. This provides the advantage that a sensor device for detecting the pivoting angle of the pivoting adjustment device can be omitted. A further preferred exemplary embodiment of the actuator device is characterized in that the mechanical coupling device comprises an eccentric, a cam, or a cam disc. The swivel angle of the swivel adjustment device can be transmitted or returned to the actuator piston in a simple manner via the eccentric, the cam or the cam disk.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Aktoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplungseinrichtung mindestens einen Kopplungskolben umfasst. Der Kopplungskolben dient vorzugsweise dazu, denA further preferred exemplary embodiment of the actuator device is characterized in that the mechanical coupling device comprises at least one coupling piston. The coupling piston is preferably used to the
Schwenkwinkel der Schwenkwiege über den Exzenter, den Nocken oder die Kurvenscheibe auf den Aktorkolben zu übertragen. Der Kopplungskolben ist vorzugsweise in der gleichen Richtung wie der Aktorkolben translatorisch hin und her bewegbar. Swing angle of the swivel cradle via the eccentric, the cam or the cam on the actuator piston to transmit. The coupling piston is preferably translatable in the same direction as the actuator piston back and forth.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Aktoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplungseinrichtung eine Kopplungsfeder umfasst, die zwischen dem Kopplungskolben und dem Aktorkolben angeordnet ist. Durch die zwischengeschaltete Kopplungsfeder wird erreicht, dass der Schwenkwinkel nicht direkt von dem Kopplungskolben auf den Aktorkolben übertragen wird. A further preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the mechanical coupling device comprises a coupling spring, which is arranged between the coupling piston and the actuator piston. By the intermediate coupling spring is achieved that the pivot angle is not transmitted directly from the coupling piston on the actuator piston.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Aktoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorkolben zwischen der Kopplungsfeder und einer Aktorfeder angeordnet ist. Dabei sind die Aktorfeder und die Kopplungsfeder vorzugsweise so ausgelegt, dass mit dem Erreichen der Mittelstellung oder Neutralstellung der Schwenkverstelleinrichtung auch der Aktorkolben seine Mittelstellung erreicht. In der Mittelstellung des Aktorkolbens wird eine Verbindung zu dem Stellkolben der Schwenkverstelleinrichtung vorzugsweise unterbrochen. A further preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the actuator piston between the coupling spring and an actuator spring is arranged. The actuator spring and the coupling spring are preferably designed so that when reaching the center position or neutral position of the Schwenkverstelleinrichtung and the actuator piston reaches its center position. In the middle position of the actuator piston, a connection to the actuating piston of the pivoting adjustment device is preferably interrupted.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Aktoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorkolben radial oder axial zu einer Triebwerksdrehachse angeordnet ist, die senkrecht zu einer Schwenkachse der Schwenkverstelleinrichtung angeordnet ist. Durch die radiale Anordnung des Aktorkolbens kann der Bauraum in axialer Richtung erheblich reduziert werden. Bei einer Aus- führung mit zwei 2/2-Wegeventilen sind zwei Aktorkolben vorzugsweise diametral angeordnet. A further preferred embodiment of the actuator device is characterized in that the actuator piston is arranged radially or axially to an engine rotational axis, which is arranged perpendicular to a pivot axis of the Schwenkverstelleinrichtung. Due to the radial arrangement of the actuator piston, the space in the axial direction can be significantly reduced. At one With two 2/2-way valves, two actuator pistons are preferably arranged diametrically.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Axialkolbenmaschine mit mindestens ei- nem Arbeitskolben und einem Stellkolben, die mit einer Schwenkwiege zusammenwirken, die über ein Regelventil verstellbar ist, dass eine vorab beschriebene Aktoreinrichtung umfasst. Dabei stellt die Schwenkverstelleinrichtung eine Schwenkwiege der Axialkolbenmaschine dar. Der Schwenkwiege ist zusätzlich zu dem Stellkolben vorzugsweise ein Gegenkolben zugeordnet, der permanent gegen die Schwenkwiege drückt, um ein unerwünschtes Spiel auszugleichen.The invention further relates to an axial piston machine with at least one working piston and an actuating piston, which interact with a pivoting cradle, which is adjustable via a control valve that comprises a previously described actuator device. In this case, the Schwenkverstelleinrichtung represents a pivoting cradle of the axial piston machine. The pivoting cradle is in addition to the actuating piston preferably associated with a counter-piston which presses permanently against the pivoting cradle to compensate for unwanted play.
Bei einem Verstellen der Schwenkwiege wird der Gegenkolben durch den Stellkolben überdrückt. Der Stellkolben kann mit Hilfe des Regelventils mit einem Hochdruckniveau oder mit einem Niederdruckniveau der Axialkolbenmaschine verbunden werden. When adjusting the pivoting cradle of the counter-piston is suppressed by the actuating piston. The control piston can be connected by means of the control valve to a high pressure level or to a low pressure level of the axial piston engine.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil zwei elektromagnetische Spulen oder Elekt- romagnete umfasst, die Bewegungen des Aktorkolbens in entgegengesetzte Richtungen ermöglichen. Wenn eine erste elektromagnetische Spule bestromt wird, dann wird der Aktorkolben in eine erste Richtung gezogen. Wenn eine zweite elektromagnetische Spule bestromt wird, dann wird der Aktorkolben in eine zweite Richtung gezogen, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. A preferred embodiment of the axial piston machine is characterized in that the control valve comprises two electromagnetic coils or electric magnets which allow movements of the actuator piston in opposite directions. When a first electromagnetic coil is energized, the actuator piston is pulled in a first direction. When a second electromagnetic coil is energized, the actuator piston is pulled in a second direction opposite to the first direction.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine ist da- durch gekennzeichnet, dass das Regelventil als 3/3-Wegeventil ausgeführt ist, oder zwei 2/2-Wegeventile umfasst. Das Regelventil ist vorzugsweise als Proportionalventil ausgeführt. Bei der Ausführung mit zwei 2/2-Wegeventilen umfasst jedes Regelventil einen Aktorkolben. Die Axialkolbenmaschine ist vorzugsweise in einem mobilen Hydraulikantrieb zusätzlich zu einer primären Antriebseinheit, zum Beispiel einer Brennkraftmaschine, angeordnet. Der mobile Hydraulikantrieb ist vorzugsweise in einem Hydrau- likhybridantriebsstrang eines Hybridfahrzeugs angeordnet. Bei dem Hybridfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um einen Personenkraftwagen oder um ein Nutzfahrzeug. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. A further preferred embodiment of the axial piston machine is characterized in that the control valve is designed as a 3/3-way valve, or comprises two 2/2-way valves. The control valve is preferably designed as a proportional valve. In the version with two 2/2-way valves, each control valve comprises an actuator piston. The axial piston machine is preferably arranged in a mobile hydraulic drive in addition to a primary drive unit, for example an internal combustion engine. The mobile hydraulic drive is preferably arranged in a hydraulic hybrid drive train of a hybrid vehicle. The hybrid vehicle is preferably a passenger car or a commercial vehicle. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung einer Axialkolbenmaschine mit einer erfindungsgemäßen Aktoreinrichtung und einer Schwenkverstelleinrichtung in einer Mittelstellung; FIG. 1 shows a simplified illustration of an axial piston machine with an actuator device according to the invention and a pivoting adjustment device in a middle position;
Figur 2 die Axialkolbenmaschine aus Figur 1 mit einer entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeschwenkten Schwenkwiege; FIG. 2 shows the axial piston machine from FIG. 1 with a pivoting cradle swiveled out counterclockwise;
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung der Aktoreinrichtung aus Figur 1 ; FIG. 3 is an enlarged view of the actuator device of FIG. 1;
Figur 4 ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer Federkennlinie zu der Aktoreinrichtung aus Figur 3, wobei sich ein Kopplungskolben in einer Grundstellung befindet; Figure 4 is a Cartesian coordinate diagram with a spring characteristic to the actuator device of Figure 3, wherein a coupling piston is in a normal position;
Figur 5 einen Hydraulikschaltplan zu einer ähnlichen Axialkolbenmaschine, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist und Figure 5 is a hydraulic circuit diagram to a similar axial piston machine, as shown in Figures 1 and 2 and
Figur 6 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit zwei 2/2-Wegeventilen zur Schwenkwiegenverstellung. Figure 6 is a similar view as in Figure 1 according to an embodiment with two 2/2-way valves for Schwenkwiegenverstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
In den Figuren 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Aktoreinrichtung 1 in Kombination mit einer Axialkolbenmaschine in verschiedenen Zuständen und Ansichten dargestellt. Die Aktoreinrichtung 1 stellt im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Regelventil der Axialkolbenmaschine dar. Zu diesem Zweck umfasst die FIGS. 1 to 3 show an actuator device 1 according to the invention in combination with an axial piston machine in various states and views. The actuator device 1 is in the illustrated embodiment, a control valve of the axial piston machine. For this purpose, the
Aktoreinrichtung 1 einen Aktorkolben 2, der in einem Führungskörper 3 hin und her bewegbar geführt ist. Die Axialkolbenmaschine umfasst des Weiteren eine Schwenkverstelleinrichtung 4, die mit Hilfe einer Kopplungseinrichtung 5 mechanisch mit der Aktoreinrichtung 1 gekoppelt ist. Die Kopplungseinrichtung 5 umfasst einen Exzenter 8, an dem ein in den Figuren 1 bis 3 oberes Ende eines Kopplungskolbens 9 anliegt. Der Kopplungskolben 9 ist, wie durch einen Doppelpfeil 10 angedeutet ist, in Längsrichtung von unten nach oben in Richtung einer Aktorachse 14 translatorisch hin und her bewegbar. Actuator 1, an actuator piston 2, which is guided in a guide body 3 movable back and forth. The axial piston machine further comprises a pivoting adjustment device 4, which is mechanically coupled to the actuator device 1 by means of a coupling device 5. The coupling device 5 comprises an eccentric 8, against which an upper end of a coupling piston 9 in FIGS. 1 to 3 rests. The coupling piston 9 is, as indicated by a double arrow 10, in the longitudinal direction from bottom to top in the direction of an actuator axis 14 translationally movable back and forth.
Der Aktorkolben 2 ist in Längsrichtung, das heißt in Richtung der Aktorachse 14, zwischen einer Kopplungsfeder 1 1 und einer Aktorfeder 12 eingespannt. Die Kopplungsfeder 1 1 ist zwischen dem Kopplungskolben 9 und dem in den FigurenThe actuator piston 2 is clamped in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the actuator axis 14, between a coupling spring 11 and an actuator spring 12. The coupling spring 1 1 is between the coupling piston 9 and in the figures
1 bis 3 oberen Ende des Aktorkolbens 2 angeordnet. Die Aktorfeder 12 ist zwischen dem in den Figuren 1 bis 3 unteren Ende des Aktorkolbens 2 beziehungsweise einem Anker 40 und einem Einstellelement 13 angeordnet. Das Einstellelement 13 ist in ein Aktorgehäuse 16 eingeschraubt oder eingepresst. 1 to 3 upper end of the actuator piston 2 is arranged. The actuator spring 12 is arranged between the lower end of the actuator piston 2 or an armature 40 and an adjusting element 13 in FIGS. The adjusting element 13 is screwed or pressed into an actuator housing 16.
Das Aktorgehäuse 16 ist an ein Maschinengehäuse 17 der Axialkolbenmaschine angebaut und umfasst zwei elektromagnetische Spulen 18, 19. Die elektromagnetischen Spulen 18, 19 stellen zwei Elektromagneten dar, die zur Betätigung der Aktoreinrichtung 1 bestromt werden. The actuator housing 16 is attached to a machine housing 17 of the axial piston machine and comprises two electromagnetic coils 18, 19. The electromagnetic coils 18, 19 represent two electromagnets, which are energized to actuate the actuator device 1.
Wenn die elektromagnetische Spule 18 bestromt wird, dann wird der AktorkolbenWhen the electromagnetic coil 18 is energized, then the actuator piston
2 in den Figuren 1 bis 3 nach oben gezogen, das heißt, auf den Exzenter 8 zu. Wenn die elektromagnetische Spule 19 bestromt wird, dann wird der Aktorkolben2 in Figures 1 to 3 pulled upwards, that is, on the eccentric 8 to. When the electromagnetic coil 19 is energized, then the actuator piston
2 in den Figuren 1 bis 3 nach unten gezogen, das heißt, von dem Exzenter 8 weg auf das Einstellelement 13 zu. 2 in the figures 1 to 3 pulled down, that is, away from the eccentric 8 on the adjusting element 13 to.
Die Schwenkverstelleinrichtung 4 der Axialkolbenmaschine ist als Schwenkwiege 20 ausgeführt, die, wie durch einen Doppelpfeil 21 angedeutet ist, um eine Schwenkachse 22 schwenkbar ist. Die Schwenkachse 22 ist in den Figuren 1 bisThe Schwenkverstelleinrichtung 4 of the axial piston machine is designed as a pivoting cradle 20, which, as indicated by a double arrow 21, about a pivot axis 22 is pivotable. The pivot axis 22 is shown in Figures 1 to
3 senkrecht zur Zeichenebene angeordnet. 3 arranged perpendicular to the plane of the drawing.
Die Arbeitskolben 25, 26 sind in einer Trommel geführt, die um eine Drehachse 24 drehbar ist. Die Trommel mit den Arbeitskolben wird auch als Triebwerk bezeichnet. Demzufolge wird die Drehachse 24 auch als Triebwerkdrehachse 24 bezeichnet. Die Triebwerkdrehachse 24 verläuft senkrecht zur Aktorachse 14. Der Mittelpunkt des Exzenters 8 ist von einem Schnittpunkt beabstandet, in welchem sich die Schwenkachse 22 und die Triebwerkdrehachse 24 der Trommel schneiden. Die Axialkolbenmaschine umfasst mindestens zwei, vorzugsweise mehr als zwei,The working pistons 25, 26 are guided in a drum which is rotatable about a rotation axis 24. The drum with the working piston is also referred to as an engine. Consequently, the rotation axis 24 is also referred to as the engine rotation axis 24. The engine rotation axis 24 runs perpendicular to the actuator axis 14. The center of the eccentric 8 is spaced from an intersection in which the pivot axis 22 and the engine rotational axis 24 of the drum intersect. The axial piston machine comprises at least two, preferably more than two,
Arbeitskolben 25, 26, die mit ihren in den Figuren 1 bis 3 linken Enden an der Schwenkwiege 20 anliegen. Die in den Figuren 1 bis 3 rechten Enden der Arbeitskolben 25, 26 begrenzen Arbeitsdruckräume der Axialkolbenmaschine, die mit einem Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, gefüllt sind. Der Aufbau und die Funktion einer Axialkolbenmaschine werden als bekannt vorausgesetzt. Working piston 25, 26, which rest with their left in Figures 1 to 3 ends on the pivoting cradle 20. The right in Figures 1 to 3 ends of the working piston 25, 26 limit working pressure chambers of the axial piston machine, which are filled with a hydraulic medium, such as hydraulic oil. The structure and function of an axial piston machine are assumed to be known.
Wie durch den Doppelpfeil 21 angedeutet ist, kann die Schwenkwiege 20 um begrenzte Schwenkwinkel um die Schwenkachse 22 verschwenkt werden, um den Hub der Arbeitskolben 25, 26 zu verstellen. In den Figuren 1 und 3 ist die As indicated by the double arrow 21, the pivoting cradle 20 can be pivoted about limited pivot angle about the pivot axis 22 in order to adjust the stroke of the working piston 25, 26. In Figures 1 and 3 is the
Schwenkwiege 20 in ihrer Mittelstellung dargestellt. In der Mittelstellung ist dieSwivel cradle 20 shown in its center position. In the middle position is the
Schwenkwiege 20 mit einer Schwenkwiegenachse 27 senkrecht zu der Drehachse 24 der Trommel und parallel zu der Aktorachse 14 angeordnet. Pivoting cradle 20 is arranged with a pivoting pivot axis 27 perpendicular to the axis of rotation 24 of the drum and parallel to the actuator axis 14.
In Figur 2 ist die Schwenkwiege 20 entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeschwenkt. Das Verschwenken der Schwenkwiege 20 wird durch einen Stellkolben 28 bewirkt, der radial außerhalb der Arbeitskolben 25, 26 an der Schwenkwiege 20 angreift. Der Stellkolben 28 ist in den Figuren 1 und 2 oben angeordnet. An seinem der Schwenkwiege 20 abgewandten Ende ist der Stellkolben 28 mit einem Stelldruck beaufschlagbar, der über die als Regelventil ausgeführte In Figure 2, the pivoting cradle 20 is pivoted counterclockwise. The pivoting of the pivoting cradle 20 is effected by an actuating piston 28 which engages radially outside of the working piston 25, 26 on the pivoting cradle 20. The adjusting piston 28 is arranged in the figures 1 and 2 above. At its end facing away from the pivoting cradle 20, the control piston 28 can be acted upon by a control pressure, which via the control valve designed as a control valve
Aktoreinrichtung 1 eingestellt beziehungsweise geregelt wird. Actuator 1 is set or regulated.
Die Schwenkwiege 20 ist in den Figuren 1 und 2 unten des Weiteren mit einem Gegenkolben 29 beaufschlagt, der mit seinem in den Figuren 1 und 2 linken Ende an der Schwenkwiege 20 anliegt. Der Gegenkolben 29 ist an seinem der Schwenkwiege 20 abgewandten Ende mit einem Hochdruck beaufschlagt, der durch die Axialkolbenmaschine erzeugt wird. The pivoting cradle 20 is further acted upon in the figures 1 and 2 below with a counter-piston 29 which rests with its left in Figures 1 and 2 end of the pivoting cradle 20. The counter-piston 29 is acted upon at its end facing away from the pivoting cradle 20 with a high pressure, which is generated by the axial piston machine.
Der Stellkolben 28 und der Gegenkolben 29 sind, ebenso wie die Arbeitskolben 25, 26 parallel zur der Drehachse 24 der Axialkolbenmaschine translatorisch hin und her bewegbar. Dem Stellkolben 28 ist eine Stellfeder 30 zugeordnet. DemThe adjusting piston 28 and the counter-piston 29, as well as the working piston 25, 26 parallel to the axis of rotation 24 of the axial piston machine translationally movable back and forth. The adjusting piston 28 is associated with a spring 30. the
Gegenkolben 29 ist eine Gegenfeder 31 zugeordnet. Durch die beiden Federn 30, 31 werden die beiden Kolben 28, 29 in Anlage an der Schwenkwiege 20 gehalten. Opposite piston 29 is associated with a return spring 31. Through the two springs 30, 31, the two pistons 28, 29 are held in contact with the pivoting cradle 20.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Axialkolbenmaschine kann besonders vorteilhaft sowohl als Axialkolbenpumpe als auch als Axialkolbenmotor arbeiten.The axial piston machine shown in FIGS. 1 and 2 can work particularly advantageously both as an axial piston pump and as an axial piston motor.
Wenn sich die Schwenkwiege in ihrer in Figur 1 dargestellten Mittelstellung befindet, führen die Arbeitskolben 25, 26 im Betrieb der Axialkolbenmaschine keinen Hub aus. Wenn die Schwenkwiege 20, wie in Figur 2 dargestellt ist, um etwa zwanzig Grad um ihre Schwenkachse 22 ausgeschwenkt ist, dann führen die Ar- beitskolben 25, 26 einen maximalen Hub aus. When the pivoting cradle is in its middle position shown in Figure 1, perform the working piston 25, 26 in the operation of the axial piston no stroke. If the pivoting cradle 20, as shown in Figure 2, is pivoted about its pivot axis about twenty degrees, then the working piston 25, 26 perform a maximum stroke.
An Axialkolbenmotoren wird der Schwenkwiegenwinkel als Stellgröße für die Drehzahl und das erzeugte Drehmoment an einer Abtriebswelle der Axialkolbenmaschine genutzt. An Axialkolbenpumpen hingegen wird der Schwenkwie- genwinkel als Stellgröße für das Fördervolumen und den Druck genutzt. On axial piston motors, the pivotal weighing angle is used as a manipulated variable for the speed and the torque generated on an output shaft of the axial piston machine. On axial piston pumps, on the other hand, the swinging angle is used as a control variable for the delivery volume and pressure.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Axialkolbenmaschine wird die Verstellung der Schwenkwiege 20 bei stromlosen Spulen 18, 19 anhand der Position des Exzenters 8 durchgeführt, der an der Schwenkwiege 20 angebracht ist. Der Kopplungskolben 9, der auf die Kopplungsfeder 1 1 wirkt, folgt einer Bewegung des Exzenters 8. In the axial piston machine shown in Figures 1 and 2, the adjustment of the pivoting cradle 20 in de-energized coils 18, 19 carried out on the basis of the position of the eccentric 8, which is mounted on the pivoting cradle 20. The coupling piston 9, which acts on the coupling spring 1 1, follows a movement of the eccentric eighth
Der Weg, den der Kopplungskolben 9 beim Verschwenken der Schwenkwiege 20 von dem in Figur 1 dargestellten minimalen Schwenkwinkel bis zu dem in Figur 2 dargestellten maximalen Schwenkwinkel zurücklegt, kann durch den Exzenter 8 im Vergleich zu herkömmlichen Axialkolbenmaschinen reduziert werden. Dadurch kann die axiale Ausdehnung der Axialkolbenmaschine in Richtung der Drehachse 24 reduziert werden. Die axiale Ausdehnung der Axialkolbenmaschine in Richtung der Drehachse 24 wird auch als Axialkolbenmaschinenbaulänge bezeichnet. The distance traveled by the coupling piston 9 during pivoting of the pivoting cradle 20 from the minimum pivoting angle illustrated in FIG. 1 to the maximum pivoting angle shown in FIG. 2 can be reduced by the eccentric 8 in comparison to conventional axial piston machines. As a result, the axial extent of the axial piston machine in the direction of the axis of rotation 24 can be reduced. The axial extent of the axial piston machine in the direction of the axis of rotation 24 is also referred to as Axialkolbenmaschinenbaulänge.
Darüber hinaus ist die als Regelventil ausgeführte Aktoreinrichtung 1 radial zur Drehachse 24 der Axialkolbenmaschine angeordnet. Radial bedeutet quer zur Drehachse 24, das heißt, die Aktorachse 14 ist senkrecht zur Drehachse 24 an- geordnet. Durch die radiale Anordnung der Aktoreinrichtung 1 kann die Axialkolbenmaschinenbaulänge in Richtung der Drehachse 24 weiter reduziert werden. Die Verstellung des Schwenkwinkels erfolgt mit Hilfe des Stellkolbens 28 und des Gegenkolbens 29, die jeweils ein entgegengesetztes Moment an der Schwenkwiege 20 erzeugen. Der Stellkolben 28 kann mit Hilfe der als Regelventil ausgeführten Aktoreinrichtung 1 mit dem Hochdruckniveau oder mit einem Nieder- druckniveau der Axialkolbenmaschine verbunden werden. Als Hochdruck wird der Druck bezeichnet, der mit Hilfe der Arbeitskolben 25, 26 im Betrieb der Axialkolbenmaschine erzeugt wird. Als Niederdruck wird zum Beispiel ein Tankdruck bezeichnet, der dem Umgebungsdruck entsprechen kann. Das durch die Aktoreinrichtung 1 dargestellte Regelventil entspricht einem 3/3-In addition, the actuator device 1 designed as a control valve is arranged radially to the axis of rotation 24 of the axial piston machine. Radial means transverse to the axis of rotation 24, that is, the actuator axis 14 is arranged perpendicular to the axis of rotation 24. Due to the radial arrangement of the actuator device 1, the Axialkolbenmaschinenbaulänge in the direction of the axis of rotation 24 can be further reduced. The adjustment of the pivot angle takes place with the aid of the adjusting piston 28 and the counter-piston 29, which each generate an opposite moment on the pivoting cradle 20. The adjusting piston 28 can be connected to the high-pressure level or to a low-pressure level of the axial piston machine by means of the actuator device 1 designed as a control valve. As high pressure, the pressure is referred to, which is generated by means of the working piston 25, 26 during operation of the axial piston machine. As a low pressure, for example, a tank pressure is referred to, which may correspond to the ambient pressure. The control valve represented by the actuator device 1 corresponds to a 3/3
Wegeventil mit einem Niederdruckanschluss oder Tankdruckanschluss 34, einem Hochdruckanschluss oder Pumpendruckanschluss 35 und einem Steuerdruckan- schluss oder Arbeitsdruckanschluss 36. An dem Aktorkolben 2 ist ein Ventilkörper 38 ausgebildet. Der Ventilkörper 38 ist einstückig mit dem Aktorkolben 2 ver- bunden. Der Aktorkolben 2 mit dem Ventilkörper 38 ist zwischen zwei Endstellungen in Richtung der Aktorachse 14 translatorisch hin und her bewegbar. In einer in Figur 1 dargestellten Mittelstellung des Aktorkolbens 2 verschließt der Ventilkörper 38 des Aktorkolbens 2 den Steuerdruckanschluss 36. Wenn die Spule 18 bestromt wird, dann wird der mit dem Aktorkolben 2 gekoppelte Anker 40 in den Figuren 1 bis 3 nach oben, das heißt von dem Einstellelement 13 weg auf den Exzenter 8 zu gezogen. Der Anker 40 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als separates Teil ausgeführt und wird durch die Vorspannkraft der Federn 1 1 und 12 in Anlage an dem Aktorkolben 2 gehalten. Der Anker 40 kann aber auch einstückig mit dem Aktorkolben 2 verbunden sein. Dabei gibt der Ventilkörper 38 eine Verbindung zwischen Druckanschluss oder Pumpenan- schluss 35 und dem Steuerdruckanschluss oder Arbeitsdruckanschluss 36 des Regelventils zum Stellkolben 28 frei. Als Folge dessen wird die Schwenkwiege 20, wie man in Figur 2 sieht, gegen den Uhrzeigersinn bis in ihre Endlage verschwenkt. Die Kopplungsfeder 1 1 und die Aktorfeder 12 sind so ausgelegt, dass der Aktorkolben 2 bei bestromter Spule 18 seine Mittelstellung erreicht, wenn die Schwenkwiege 20 gegen den Uhrzeigersinn in ihre Schwenkwiegenendlage verschwenkt ist. Wenn die Spule 18 stromlos ist und die Spule 19 bestromt wird, dann wird derDirectional control valve with a low pressure port or tank pressure port 34, a high pressure port or pump pressure port 35 and a control pressure connection or working pressure port 36. On the actuator piston 2, a valve body 38 is formed. The valve body 38 is integrally connected to the actuator piston 2 connected. The actuator piston 2 with the valve body 38 is translatable between two end positions in the direction of the actuator axis 14 back and forth. In a middle position of the actuator piston 2 shown in Figure 1, the valve body 38 of the actuator piston 2 closes the control pressure port 36. When the coil 18 is energized, then coupled to the actuator piston 2 armature 40 in Figures 1 to 3 upwards, that is from the adjusting member 13 is pulled away on the eccentric 8. The armature 40 is designed in the illustrated embodiment as a separate part and is held by the biasing force of the springs 1 1 and 12 in abutment against the actuator piston 2. However, the armature 40 may also be integrally connected to the actuator piston 2. In this case, the valve body 38 releases a connection between pressure connection or pump connection 35 and the control pressure connection or working pressure connection 36 of the control valve to the control piston 28. As a result, the pivoting cradle 20, as seen in Figure 2, pivoted counterclockwise to its end position. The coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 are designed so that the actuator piston 2 when energized coil 18 reaches its central position when the pivoting cradle 20 is pivoted counterclockwise in its pivoting balancing position. When the coil 18 is de-energized and the coil 19 is energized, then the
Anker 40 in den Figuren 1 bis 3 nach unten, das heißt von dem Exzenter 8 weg auf das Einstellelement 13 zu gezogen. Dabei gibt der Ventilkörper 38 eine Verbindung zwischen dem Niederdruckanschluss oder Tankdruckanschluss 34 und dem Steuerdruckanschluss oder Arbeitsdruckanschluss 36 zum Stellkolben 28 frei. Als Folge dessen wird die Schwenkwiege 20 im Uhrzeigersinn bis in ihre (nicht dargestellte) Endlage verschwenkt. Die Kopplungsfeder 1 1 und dieAnchor 40 in Figures 1 to 3 down, that is away from the eccentric 8 pulled on the adjustment 13 to. In this case, the valve body 38 releases a connection between the low-pressure connection or tank pressure connection 34 and the control pressure connection or working pressure connection 36 to the control piston 28. As a result, the pivoting cradle 20 is pivoted clockwise to its (not shown) end position. The coupling spring 1 1 and the
Aktorfeder 12 sind so ausgelegt, dass der Aktorkolben 2 bei bestromter Spule 19 seine Mittelstellung erreicht, wenn die Schwenkwiege 20 im Uhrzeigersinn in ihre Schwenkwiegenendlage verschwenkt ist. Wenn die beiden Spulen 18, 19 stromlos sind, wird die Lage des Aktorkolbens 2 von der Kopplungsfeder 1 1 und der Aktorfeder 12 vorgegeben. Dabei ist die Kopplungsfeder 1 1 an ihrem in den Figuren 1 bis 3 oben Ende über den Kopplungskolben 9 mit dem Exzenter 8 verbunden und folgt somit dessen Bewegungen, die durch den Doppelpfeil 10 angedeutet sind. Actuator spring 12 are designed so that the actuator piston 2 reaches its middle position when energized coil 19, when the pivoting cradle 20 is pivoted clockwise into its pivoting balancing position. When the two coils 18, 19 are de-energized, the position of the actuator piston 2 is predetermined by the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12. In this case, the coupling spring 1 1 is connected at its top in Figures 1 to 3 above the coupling piston 9 with the eccentric 8 and thus follows its movements, which are indicated by the double arrow 10.
Wenn die Schwenkwiege 20, wie man in Figur 2 sieht, bei stromlosen Spulen 18, 19 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt ist, wird der Aktorkolben 2 von der Kopplungsfeder 1 1 nach unten gedrückt, und der Stellkolben 28 wird über den Arbeitsdruckanschluss 36 mit dem Niederdruckanschluss 34 verbunden. Als Fol- ge dessen wird die Schwenkwiege 20 im Uhrzeigersinn in Richtung Mittelstellung geschwenkt, was als Mittenzentrierung der Schwenkwiege 20 bezeichnet wird. If the pivoting cradle 20, as seen in Figure 2, is pivoted counterclockwise with de-energized coils 18, 19, the actuator piston 2 is pressed by the coupling spring 1 1 down, and the control piston 28 is connected via the working pressure port 36 with the low pressure port 34th connected. As a result, the pivoting cradle 20 is pivoted in the clockwise direction in the middle position, which is referred to as the centering of the pivoting cradle 20.
Die Kopplungsfeder 1 1 und die Aktorfeder 12 sind vorteilhaft so ausgelegt, dass bei stromlosen Spulen 18, 19 mit Erreichen der Schwenkwiegenmittelstellung auch der Aktorkolben 2 seine Mittelstellung erreicht, wodurch die Verbindung zum Stellkolben 28 durch den Ventilkörper 38 geschlossen wird. The coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 are advantageously designed so that when energized coils 18, 19 with reaching the Schwenkwiegenmittelstellung the actuator piston 2 reaches its middle position, whereby the connection to the actuating piston 28 is closed by the valve body 38.
Ist die Schwenkwiege 20 bei stromlosen Spulen 18, 19 im Uhrzeigersinn ausgeschwenkt (nicht dargestellt), wird der Aktorkolben 2, der auch als Ventilkolben bezeichnet wird, von der Aktorfeder 12 von dem Einstellelement 13 weg in denIf the pivoting cradle 20 is swiveled clockwise in the case of de-energized coils 18, 19 (not shown), the actuator piston 2, which is also referred to as a valve piston, moves away from the actuator spring 12 away from the adjusting element 13 into the
Figuren 1 bis 3 nach oben gedrückt, wodurch der Stellkolben 28 mit dem Druck- anschluss oder Pumpendruckanschluss 35 verbunden und mit Hochdruck beaufschlagt wird. Als Folge dessen wird die Schwenkwiege 20 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Dabei sind die Kopplungsfeder 1 1 und die Aktorfeder 12 vorteilhaft so ausgelegt, dass mit Erreichen der Schwenkwiegenmittelstellung auch der Ventilkolben oder Aktorkolben 2 seine Mittelstellung erreicht und somit die Verbindung vom Druckanschluss oder Pumpendruckanschluss 35 zum Stellkolben 28 geschlossen wird. Figures 1 to 3 pushed upward, whereby the adjusting piston 28 is connected to the pressure port or pump pressure port 35 and pressurized with high pressure. As a result, the pivot cradle 20 is pivoted counterclockwise. In this case, the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 are advantageously designed so that when reaching the Schwenkwiegenmittelstellung and the valve piston or actuator piston 2 reaches its center position and thus the connection from the pressure connection or pump pressure connection 35 to the control piston 28 is closed.
Mit der in Figur 3 dargestellten Aktoreinrichtung 1 wird die Schwenkwiege 20 bei stromlosen Spulen 18, 19 hydraulisch in ihre Mittenstellung oder Mittelstellung beziehungsweise Grundstellung zurückgestellt. Wenn sich der Aktorkolben 2 in seiner Mittenstellung oder Mittelstellung befindet und die Schwenkwiege ihre Mittenstellung, Mittelstellung oder Grundstellung einnimmt, das heißt nicht angeschwenkt oder verschwenkt ist, heben sich die Stellkräfte der Kopplungsfe- der 1 1 und der Aktorfeder 12 auf. Somit wirkt in der Mittenstellung oder Mittelstellung des Ventilkolbens oder Aktorkolbens 2 im stromlosen Zustand der Spulen 18, 19 keine Stellkraft auf den Aktorkolben 2. With the actuator device 1 shown in FIG. 3, the swivel cradle 20 is hydraulically returned to its central position or middle position or basic position in the case of currentless coils 18, 19. When the actuator piston 2 is in its center position or middle position and the pivoting cradle assumes its center position, middle position or basic position, that is not swiveled or pivoted, the actuating forces of the coupling spring 11 and the actuator spring 12 cancel each other out. Thus, in the middle position or center position of the valve piston or actuator piston 2 in the de-energized state of the coils 18, 19, no actuating force acts on the actuator piston 2.
Wenn der Aktorkolben 2 aus der Mittenstellung oder Mittelstellung heraus bewegt wird, dann steigt die Kraft, die auf den Aktorkolben 2 wirkt annähernd linear an.When the actuator piston 2 is moved out of the center position or middle position, the force acting on the actuator piston 2 increases approximately linearly.
Durch das Einstellelement 13 kann die Schwenkwiegenmittelstellung von außen eingestellt werden. Neben der Mittenzentrierung der Schwenkwiege 20 bei stromlosen Spulen 18, 19 führt die Kopplung der Schwenkwiegenstellung mit der Aktoreinrichtung 1 zu einer positiven Beeinflussung der Regelcharakteristik. By the adjusting member 13, the Schwenkwiegenmittelstellung can be adjusted from the outside. In addition to the centering of the pivoting cradle 20 with de-energized coils 18, 19, the coupling of the Schwenkweeping position with the actuator device 1 leads to a positive influence on the control characteristics.
Die in Figur 3 dargestellte Aktoreinrichtung 1 funktioniert wie folgt. Die Schwenkwiege 20 befindet sich in der dargestellten Grundstellung, solange die Elektromagneten beziehungsweise elektromagnetischen Spulen 18,19 nicht bestromt sind. Die Grundstellung wird auch als Nullstellung oder Nullförderstellung be- zeichnet, weil in der Grundstellung keine Förderung stattfindet. Die Grundstellung kann auch geringfügig von der Nullförderstellung abweichen, das heißt, die Schwenkwiege 20 kann in ihrer Grundstellung geringfügig, zum Beispiel bis zu 10 Prozent Fördervolumen, ausgeschwenkt sein. Der Aktorkolben 2 befindet sich in seiner Mittelstellung oder Grundstellung, wenn der Ventilkörper 38 den Steuerdruckanschluss 36 verschließt. Wenn die Spule 18 bestromt wird, dann bewegt sich der Anker 40 in Figur 3 nach oben. Dabei gibt der Ventilkörper 38 die Verbindung zwischen dem Pumpendruckanschluss 35 und dem Steuerdruckanschluss 36 frei. Dadurch wird der Stellkolben der Schwenkwiege 20 mit dem Pumpendruck beaufschlagt, so dass der Stellkolben die Schwenkwiege 20 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Durch das Verschwenken der Schwenkwiege 20 wird der Kopplungskolben 9 in Figur 3 nach unten bewegt. Diese Bewegung des Kopplungskolbens 9 wird über die Kopplungsfeder 1 1 auf den Aktorkolben 2 übertragen, der sich wiederum gegen die Vorspannkraft der Aktorfeder 12 nach unten bewegt, bis der Ventilkörper 38 den Steuerdruckanschluss 36 verschließt. In diesem Zustand bilden die Federkräfte der Federn 1 1 , 12 und die Magnetkraft ein Kräftegleichgewicht. The actuator device 1 shown in Figure 3 works as follows. The pivoting cradle 20 is in the illustrated basic position, as long as the electromagnet or electromagnetic coils 18,19 are not energized. The basic position is also referred to as a zero position or zero production position because there is no funding in the basic position. The basic position may also deviate slightly from the zero feed position, that is, the pivoting cradle 20 may be in its basic position slightly, for example, up to 10 percent delivery volume, swung out. The actuator piston 2 is in its central position or normal position when the valve body 38 closes the control pressure port 36. When the coil 18 is energized, then the armature 40 moves upward in FIG. In this case, the valve body 38 releases the connection between the pump pressure connection 35 and the control pressure connection 36. As a result, the actuating piston of the pivoting cradle 20 is acted on by the pump pressure, so that the actuating piston pivots the pivoting cradle 20 in the counterclockwise direction. By pivoting the pivoting cradle 20 of the coupling piston 9 is moved in Figure 3 down. This movement of the coupling piston 9 is transmitted via the coupling spring 1 1 on the actuator piston 2, which in turn moves against the biasing force of the actuator spring 12 down until the valve body 38 closes the control pressure port 36. In this state, the spring forces of the springs 1 1, 12 and the magnetic force form a balance of forces.
50 kann durch ein definiertes Bestromen der Spulen 18, 19 ein Verschwenken der Schwenkwiege 20 um einen definierten Schwenkwinkel erreicht werden. Wenn die Spule 18 stromlos geschaltet wird, dann bewegt sich der Anker 4 durch die Federkräfte der Federn 1 1 , 12 und im Zusammenspiel des Ventilkörpers 38 mit den Anschlüssen 34 bis 36 wieder in seine Ausgangsstellung zurück und die Schwenkwiege 20 nimmt wieder ihre Grundstellung ein. In Figur 4 ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 41 und einer y-Achse 42 dargestellt. Auf der x-Achse 41 ist der Weg des Aktorkolbens 2 in einer geeigneten Wegeinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 42 ist die kombinierte Federkraft der Kopplungsfeder 1 1 und der Aktorfeder 12 in einer geeigneten Krafteinheit aufgetragen, wobei sich der Kopplungskolben in seiner Nullstellung befindet. Durch eine Linie 44 ist eine kombinierte Federkennlinie für die Kopplungsfeder 1 1 und die Aktorfeder 12 aufgetragen. Durch Punkte 45, 46 sind die maximalen Verstellwege des Aktorkolbens 2 angedeutet. Der Koordinaten Ursprung entspricht der Mittelstellung des Aktorkolbens 2. In Figur 5 ist eine ähnliche Axialkolbenmaschine 50, wie sie vereinfacht in den50 can be achieved by a defined energizing the coils 18, 19 pivoting of the pivoting cradle 20 by a defined pivoting angle. When the coil 18 is de-energized, then the armature 4 moves by the spring forces of the springs 1 1, 12 and the interplay of the valve body 38 with the terminals 34 to 36 back to its original position and the pivot cradle 20 resumes its normal position. FIG. 4 shows a Cartesian coordinate diagram with an x-axis 41 and a y-axis 42. On the x-axis 41, the path of the actuator piston 2 is applied in a suitable path unit. On the y-axis 42, the combined spring force of the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 is applied in a suitable power unit, wherein the coupling piston is in its zero position. Through a line 44, a combined spring characteristic for the coupling spring 1 1 and the actuator spring 12 is applied. By points 45, 46, the maximum displacement of the actuator piston 2 are indicated. The coordinate origin corresponds to the center position of the actuator piston 2. In Figure 5 is a similar axial piston machine 50, as simplified in the
Figuren 1 bis 3 gezeigt ist, in Form eines Hydraulikschaltplans dargestellt. Die Axialkolbenmaschine 50 umfasst eine Aktoreinrichtung 51 , die als Regelventil für eine Schwenkwiege 55 ausgeführt ist. Die Schwenkwiege 55 wird durch einen Stellkolben 52 gegen die Wirkung eines Gegenkolbens 53 verstellt. Figures 1 to 3, shown in the form of a hydraulic circuit diagram. The axial piston machine 50 comprises an actuator device 51, which is designed as a control valve for a pivoting cradle 55. The pivoting cradle 55 is adjusted by an adjusting piston 52 against the action of an opposing piston 53.
Eine Schwenkbewegung der Schwenkwiege 55 wird über einen Nocken 56 auf einen Kopplungskolben 58 übertragen. Über den Kopplungskolben 58 wird die Schwenkwiegenbewegung auf die als Regelventil ausgeführte AktoreinrichtungA pivoting movement of the pivoting cradle 55 is transmitted via a cam 56 to a coupling piston 58. About the coupling piston 58, the swivel-weighing is on the designed as a control valve actuator device
51 rückgeführt. Das Regelventil 51 ist als Proportionalventil in 3/3-Wegeventilbauweise ausgeführt. Das 3/3-Wegeventil 51 umfasst einen Pumpendruckanschluss oder Hoch- druckanschluss 47, einen Tankdruckanschluss oder Niederdruckanschluss 48 und einen Arbeitsdruckanschluss oder Steuerdruckanschluss 49. Das Regelventil 51 wird über zwei symbolisch angedeutete Elektromagneten betätigt. Durch zwei ebenfalls symbolisch angedeutete Federn ist das Regelventil 51 in seine dargestellte Mittelstellung vorgespannt. 51 returned. The control valve 51 is designed as a proportional valve in 3/3-way valve construction. The 3/3-way valve 51 includes a pump pressure port or high-pressure port 47, a tank pressure port or low-pressure port 48 and a working pressure port or control pressure port 49. The control valve 51 is actuated by two symbolically indicated electromagnet. By two also symbolically indicated springs, the control valve 51 is biased in its center position shown.
In der Mittelstellung sind der Stellkolben 52 und der Gegenkolben 53 mit Niederdruck beziehungsweise Tankdruck beaufschlagt. In der in Figur 5 linken Endstellung des Regelventils 51 wird der Stellkolben 52 über eine Verbindung zwischen dem Pumpendruckanschluss 47 und dem Arbeitsdruckanschluss 49 mit Hochdruck beaufschlagt. In einer in Figur 5 rechten Endstellung des Regelventils 51 wird der Stellkolben 52 über eine Verbindung zwischen dem Arbeitsdruckanschluss 49 und dem Tankdruckanschluss 48 in den Tankdruck oder Niederdruck entlastet. In the middle position of the adjusting piston 52 and the opposing piston 53 are subjected to low pressure or tank pressure. In the left end position of the control valve 51 in FIG. 5, the control piston 52 is subjected to high pressure via a connection between the pump pressure connection 47 and the working pressure connection 49. In a right-hand end position of the control valve 51 in FIG. 5, the control piston 52 is relieved into the tank pressure or low pressure via a connection between the working pressure port 49 and the tank pressure port 48.
Durch den Kopplungskolben 58 wird der Schwenkwinkel selbst rückgeführt. Über den Nocken 56 wird eine Schwenkwinkeländerung proportional in eine Hubänderung umgewandelt und auf die Rückführfeder zwischen dem Kopplungskolben 58 und dem Ventilkolben des Regelventils 51 übertragen. Der Rückführhub kann über die Geometrie des Nockens 56 verändert werden und ermöglicht damit eine beliebige Länge der Rückführfeder. Der Schwenkwinkel ist im Gegensatz zum Hub des Stellkolbens 52 oder des Gegenkolbens 53 unabhängig von der Baugröße der Axialkolbenmaschine 50, so dass die in Figur 5 dargestellte Variante ohne Änderungen für alle Axialkolbenmaschinengrößen verwendet werden kann. By the coupling piston 58, the tilt angle is returned itself. Via the cam 56, a pivot angle change is converted proportionally into a stroke change and transmitted to the return spring between the coupling piston 58 and the valve piston of the control valve 51. The return stroke can be changed via the geometry of the cam 56 and thus allows any length of the return spring. In contrast to the stroke of the adjusting piston 52 or the opposing piston 53, the pivoting angle is independent of the size of the axial piston machine 50, so that the variant shown in FIG. 5 can be used without changes for all axial piston machine sizes.
In Figur 6 ist eine ähnliche Axialkolbenmaschine wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der Figuren 1 und 2 verwiesen. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen. FIG. 6 shows a similar axial piston machine as in FIGS. 1 and 2. To denote the same parts, the same reference numerals are used. To avoid repetition, reference is made to the preceding description of Figures 1 and 2. In the following, the differences between the two embodiments are mainly discussed.
Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei In the embodiment shown in Figure 6 are two
Aktoreinrichtungen 60, 70 mit dem Exzenter 8 gekoppelt, der an der Schwenkwiege 20 angebracht ist. Durch die beiden Aktoreinrichtungen 60, 70 wird ein Regelventil dargestellt, das zwei 2/2 -Wegeventile umfasst. Die beiden symbolisch angedeuteten 2/2-Wegeventile umfassen jeweils eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung. Actuator 60, 70 coupled to the eccentric 8, which is mounted on the pivoting cradle 20. Through the two actuator devices 60, 70 is a Control valve shown, which includes two 2/2 way valves. The two symbolically indicated 2/2-way valves each include an open position and a closed position.
Die beiden Aktoreinrichtungen 60, 70 umfassen jeweils einen Aktorkolben 62, 72 und einen Kopplungskolben 63, 73. Eine Kopplungsfeder 64, 74 ist zwischen den Aktorkolben 62, 72 und den Kopplungskolben 63, 73 angeordnet. Der The two actuator devices 60, 70 each include an actuator piston 62, 72 and a coupling piston 63, 73. A coupling spring 64, 74 is disposed between the actuator piston 62, 72 and the coupling piston 63, 73. Of the
Aktorkolben 62, 72 ist durch eine Aktorfeder 65, 75 beaufschlagt und wird durch einen Elektromagneten 68, 78 betätigt. Actuator piston 62, 72 is acted upon by an actuator spring 65, 75 and is actuated by an electromagnet 68, 78.
Die Aktoreinrichtung 60 umfasst ein Hochdruckanschluss oder Pumpendruckan- schluss 66 und einen Arbeitsdruckanschluss oder Steuerdruckanschluss 67. Die Aktoreinrichtung 70 umfasst einen Niederdruckanschluss oder Tankdruckan- schluss 76 und einen Steuerdruckanschluss oder Arbeitsdruckanschluss 77. Wenn die Aktoreinrichtung 60 durch Bestromen des Elektromagneten 68 betätigt wird, dann wird der Stellkolben 28 über eine Verbindung zwischen dem Pumpen- druckanschluss 6 und dem Arbeitsdruckanschluss 67 mit Hochdruck beaufschlagt. Wenn die Aktoreinrichtung 70 durch Bestromen des Elektromagneten 78 betätigt wird, dann wird der Stellkolben 28 über eine Verbindung zwischen dem Arbeitsdruckanschluss 77 und dem Tankdruckanschluss 76 mit Niederdruck beaufschlagt. Ansonsten funktioniert die Schwenkwiegenverstellung bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel genauso wie bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. The actuator device 60 comprises a high-pressure connection or pump pressure connection 66 and a working pressure connection or control pressure connection 67. The actuator device 70 comprises a low-pressure connection or tank pressure connection 76 and a control pressure connection or working pressure connection 77. If the actuator device 60 is actuated by energizing the electromagnet 68, then the adjusting piston 28 is acted upon by a high pressure via a connection between the pump pressure port 6 and the working pressure port 67. If the actuator device 70 is actuated by energizing the solenoid 78, then the actuating piston 28 is acted upon via a connection between the working pressure port 77 and the tank pressure port 76 with low pressure. Otherwise, the Schwenkwiegenverstellung works in the embodiment shown in Figure 6 as well as in the embodiment shown in Figures 1 to 3.
Durch die Verwendung der Aktoreinrichtungen 60, 70 in 2/2-Wegeventilbauweise kann die Ventilkomplexität gegenüber dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel reduziert werden. Da die beiden Aktoreinrichtungen 60, 70 jeweils nur einen Elektromagneten 68, 78 aufweisen, kann mit dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eine geringere Ausdehnung der Axialkolbenmaschine radial zur Drehachse 24 realisiert werden. By using the actuator devices 60, 70 in 2/2-way valve construction, the valve complexity compared to the embodiment shown in Figures 1 to 3 can be reduced. Since the two actuator devices 60, 70 each have only one electromagnet 68, 78, a smaller extension of the axial piston machine can be realized radially to the axis of rotation 24 with the embodiment shown in Figure 6.

Claims

Ansprüche claims
1 . Aktoreinrichtung mit mindestens einem Aktorkolben (2;62,72), dem zwei Federn zugeordnet sind und der mit einer Versteileinrichtung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteileinrichtung als Schwenkverstelleinrichtung (4) mit Mittenzentrierung ausgeführt ist. 1 . Actuator device with at least one actuator piston (2, 62, 72), to which two springs are assigned and which is coupled to an adjusting device, characterized in that the adjusting device is designed as a pivoting adjustment device (4) with centering.
2. Aktoreinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Actuator device according to claim 1, characterized in that the
Schwenkverstelleinrichtung (4) eine mechanische Kopplungseinrichtung (5) umfasst, über die ein Schwenkwinkel der Schwenkverstelleinrichtung (4) auf den Aktorkolben (2;62;72) rückgeführt wird.  Pivoting adjusting device (4) comprises a mechanical coupling device (5) via which a pivoting angle of the pivoting adjusting device (4) is returned to the actuator piston (2; 62; 72).
3. Aktoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplungseinrichtung (5) einen Exzenter (8), einen Nocken (56), oder eine Kurvenscheibe umfasst. 3. Actuator device according to claim 2, characterized in that the mechanical coupling device (5) comprises an eccentric (8), a cam (56), or a cam disc.
4. Aktoreinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplungseinrichtung (5) mindestens einen Kopplungskolben (9; 52; 63, 73) umfasst. 4. actuator device according to claim 2 or 3, characterized in that the mechanical coupling device (5) comprises at least one coupling piston (9; 52; 63, 73).
5. Aktoreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplungseinrichtung (5) eine Kopplungsfeder (1 1 ; 64, 74) umfasst, die zwischen dem Kopplungskolben (9; 52; 63, 73) und dem 5. Actuator device according to claim 4, characterized in that the mechanical coupling device (5) comprises a coupling spring (1 1; 64, 74) between the coupling piston (9; 52; 63, 73) and the
Aktorkolben (2; 62, 72) angeordnet ist.  Actuator piston (2, 62, 72) is arranged.
6. Aktoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorkolben (2; 62, 72) zwischen der Kopplungsfeder (1 1 ; 64, 74) und einer Aktorfeder (12; 65, 75) angeordnet ist. 6. actuator device according to claim 5, characterized in that the actuator piston (2; 62, 72) between the coupling spring (1 1; 64, 74) and an actuator spring (12; 65, 75) is arranged.
7. Aktoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorkolben (2;62,72) radial oder axial zu einer Triebwerksdrehachse (24) angeordnet ist, die senkrecht zu einer Schwenkachse (22) der Schwenkverstelleinrichtung (4) angeordnet ist. 7. Aktoreinrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the actuator piston (2; 62,72) radially or axially to a Engine rotation axis (24) is arranged, which is arranged perpendicular to a pivot axis (22) of the Schwenkverstelleinrichtung (4).
8. Axialkolbenmaschine mit mindestens einem Arbeitskolben (25,26) und einem Stellkolben (28), die mit einer Schwenkwiege (20; 55) zusammenwirken, die über ein Regelventil verstellbar ist, das eine Aktoreinrichtung (1 ; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. 8. Axial piston machine with at least one working piston (25, 26) and an adjusting piston (28) which cooperate with a pivoting cradle (20, 55), which is adjustable via a control valve, which has an actuator device (1, 60) according to one of the preceding claims includes.
9. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil zwei elektromagnetische Spulen (18,19) umfasst, die Bewegungen des Aktorkolbens in entgegengesetzte Richtungen ermöglichen. 9. axial piston machine according to claim 8, characterized in that the control valve comprises two electromagnetic coils (18,19) which allow movements of the actuator piston in opposite directions.
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil als 3/3-Wegeventil oder 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, oder zwei 2/2-Wegeventile umfasst. 10. axial piston machine according to claim 8 or 9, characterized in that the control valve is designed as a 3/3-way valve or 3/2-way valve, or comprises two 2/2-way valves.
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