本發明涉及帶有缸筒和帶有控制盤的流體靜力的軸向活塞機。

背景技術：

在原則上能夠將流體靜力的軸向活塞機作為馬達或作為泵進行運行。在斜盤式結構方式中的軸向活塞機具有帶有多個缸孔的內置的缸筒，活塞沿著軸向在該缸孔中能夠移動。活塞的行程由于活塞在斜盤上的借助于滑靴進行的支承來產生。在缸孔通道的側部上安放有在缸筒和殼之間的控制盤，在該控制盤處在第一半圓的區域處實現有低壓側或高壓側。在第二半圓處存在相對于第一半圓對置的壓力側（高壓/低壓）。

通過高達500bar的較高的運行壓力，將控制盤向著缸筒擠壓。在馬達運行中，把在高壓側的壓力介質壓進行程室中，從而缸筒借助于活塞的軸向運動和斜盤的傾斜姿態而進入轉動運動中。所產生的扭矩輸出至從動軸。不同地，在泵運行中，借助于在傳動軸處的輸入扭矩將壓力介質從活塞的低壓側吸進缸孔中。通過缸筒的轉動和經固設的擺動角，把在行程室中的壓力介質通過活塞的軸向運動而向著高壓側排擠，這導致壓力升高。

通過進行推出的活塞在高壓側上的摩擦力，相對于馬達運行，在泵運行中提高了對控制盤的壓力。為了減少在旋轉的缸筒和靜止的控制板之間的摩擦力和磨損，從現有技術中已知流體靜力的減載。

在公開文件de102010006895a1中說明了帶有控制盤、用于缸筒的持續減載區和至少一個附加減載區的流體靜力的軸向活塞機。在那里，一個或多個附加減載區能夠依賴于經選擇的運行狀態（泵/馬達）相對于持續減載區接通或關閉。在馬達運行中，追求較小的減載，從而一個或多個附加減載區無壓地得到接通。由此阻礙：在作為馬達的運行中，減載過大，但是在作為泵的運行中負責用于充分的減載。

該解決方案不利的是，所述減載僅能夠匹配到特定的運行狀態。其它的通過負荷變換進行的干擾（正如在帶有不同的轉速的馬達/泵運行中的負荷循環中出現該負荷變換）不能夠利用公開文件de102010006895a1的特征來消除。

技術實現要素：

因此本發明所針對的任務是，建立帶有流體靜力的附加減載的流體靜力的軸向活塞機，該軸向活塞機解決了例如在負荷循環內出現的依賴于轉速的問題，從而能夠保證缸筒在控制盤上的沒有干擾的和沒有傾翻的旋轉。

根據本發明，在流體靜力的軸向活塞機中解決此任務，該軸向活塞機具有控制盤，在該控制盤處保持有旋轉的缸筒，其中，額外于持續減載區實現了至少一個流體靜力的附加減載區，經過壓力介質供應部利用壓力介質能夠供應該附加減載區。根據本發明，所述至少一個附加減載區的減載壓力依賴于缸筒的轉速得到設定。在裝置技術方面簡單的構造方案中，能夠簡單地接通和關閉所述至少一個附加減載區的減載壓力。

所述液壓的持續減載區具有流體靜力的和流體動態的份額。在轉速低于250min^-1時，所述持續減載的流體動態的份額下降（einbrechen）。所述持續減載的剩余的流體靜力的份額不足以維持住液體摩擦。作為其取代方案，導致邊界摩擦/混合摩擦或甚至固體摩擦，在其中，在不帶有根據本發明的依賴于轉速的附加減載的情況中導致在控制盤處的大的磨損現象。在根據本發明的解決方案中有利的是，所述持續減載的省去的流體動態的份額能夠通過所述至少一個附加減載區的純流體靜力的份額來取代。

所述流體靜力的附加減載區尤其好地適用于補償依賴于轉速的干擾參量。這樣的干擾參量能夠例如是力和力矩。尤其，在很低的或很高的轉速的范圍中能夠出現這樣的干擾參量。一個干擾參量例如正如上文描述的那樣是在轉速很低幾乎為零時通過省去所述減載的流體動態的份額進行的經提高的摩擦。一個另外的干擾參量是在將泵運行轉換到馬達運行時的摩擦力向量的反轉。在這里，在不利的情況中缸筒能夠被從控制盤牽拉。第三干擾參量是傾翻力矩，該傾翻力矩通過軸向活塞機的很高的轉速產生。在此，作用至活塞的離心力越來越高，從而通過不同程度地移動出去的活塞使得缸筒的工作面越來越傾斜地設置在控制盤2的工作面上。在達到一個提高轉速時，所述傾翻力矩如此高，即缸筒從控制盤單側地提高。

尤其優選的是這樣的實施例，在其中，壓力介質供應部具有壓力介質流動限制部。

通過所述壓力介質流動限制部來減小被提供給附加減載區的壓力。結果是，受限的壓力介質流結合缸筒對控制盤的按壓力負責用于在缸筒的工作面和控制盤之間的較小的縫隙大小。所述噴嘴能夠結合輔助泵而應用作為壓力介質供應部。

優選地，在流體靜力的附加減載區的壓力介質輸入端前布置有不能夠調節的噴嘴，該噴嘴限制所述壓力介質流并且減小所述減載壓力。尤其優選地，在此，原則上能夠考慮0.4mm的噴嘴直徑、當然也考慮0.1至0.8mm的噴嘴直徑。

作為對不能夠調節的噴嘴的備選方案，尤其優選地，采用能夠調節的噴嘴以用于控制在附加減載區中的減載壓力以及由此控制所述附加減載力。利用所述能夠調節的噴嘴能夠減小由控制盤的高壓側所提供的壓力。

尤其優選的是一個實施方式，在其中，所述壓力介質經過所述軸向活塞機的高壓側被領取或取用。

在該解決方案中尤其有利的是，能夠省去其它的液壓的構件、例如泵或存儲器。在取用在軸向活塞機的高壓側上的壓力時，優選地使用之前所描述的能夠調節的噴嘴。通過附加減載區與軸向活塞機的高壓側的耦合，如此地給定一種調節可行方案，以便能夠根據本發明依賴于轉速來控制附加減載區的減載壓力。在原則上存在能夠被實現的兩個調節類型。一方面，能夠經過能夠調節的噴嘴如此久地提高所述壓力，直到在同時減小所述壓力介質流時實現所述附加減載區的完全的減載，或者能夠經過所述附加減載區的尺度設置來降低其液壓的阻力，通過在附加減載區和缸筒之間的縫隙尺度得到該阻力。由此，主要從例如所述噴嘴的阻力關系確定所述壓力介質流，該噴嘴為所述附加減載區表現出來（aufpr?gen）經定義的壓力介質膜高度。

優選地，所述附加減載區與液壓的存儲器和/或液壓的泵、尤其輔助泵相連。

因為在這些實施方案中，不存在流體靜力的附加減載區與根據本發明的軸向活塞機的運行壓力的耦合，則經過所述輔助泵的可調節性能夠控制所述附加減載區的減載壓力。

作為備選方案或并行于輔助泵，也能夠使用液壓的存儲器。該存儲器能夠將經接收的液壓的能量回給到所述系統、尤其給出到附加減載區。在該實施方式中，優選地使用上文就已經提到的不能夠調節的噴嘴。

當然也能夠介紹其它的組合，例如不能夠調節的噴嘴、高壓取用部（hochdruckabgriff）、能夠調節的噴嘴、輔助泵或液壓的存儲器。

一般地，在流體靜力的軸向活塞機中能夠導致壓力介質或油的內部的損耗（泄漏）、例如進行到所述軸向活塞機的殼中的油噴射過程。優選地，此控制油被用于供應流體靜力的附加減載區。

優選地，第一附加減載區沿著缸筒的傾翻方向被布置在控制盤上。

此實施例具有的優點在于，最大程度地阻礙所述缸筒的傾翻的特別的工作故障。如上文已經描述的那樣，尤其在流體靜力的軸向活塞機的缸筒的轉速很高時，產生被拉出的活塞的離心力，該離心力導致所述缸筒在所述控制盤上的傾翻。此傾翻的特征在于單側地提高缸筒，其中，給定了所述缸筒在控制盤上的逐點的剩余按壓力。在控制盤的定位有所述逐點的剩余按壓力（傾翻點）的位置處布置有附加減載區，以便補償現存的剩余按壓力。由此，所述軸向活塞機能夠在較高的轉速范圍中無故障地運行。優選地，附加減載區以傾翻點為出發點在兩側沿著控制盤的周向進行伸展。

優選地，附加減載區的布置方式增大了在控制盤處的沿著傾翻方向的支持圓半徑，辦法是：所述附加減載區徑向外部地布置在所述控制板的邊緣處。

這點尤其有利地對在轉速很高時阻礙缸筒的傾翻起作用。額外于基于附加減載區的流體靜力的作用方式進行的補償，所述附加減載區的布置方式在傾翻方向上增大了所述支持圓半徑。存在軸向活塞機的多個類型，在其中，在從控制盤提高時，所述缸筒圍繞一個支持圓的外部的邊緣擺動，該支持圓被所述持續減載區的外直徑表征。按照定義，提高缸筒，當逐點的剩余按壓力位于支持圓半徑的外部時。通過將附加減載區布置在持續減載區的外部，增大了支持圓半徑。由此，減小了缸筒的傾翻角，并且將所述提高轉速移動到較高的轉速范圍中。

在許多情形中，利用相對于所述控制盤的止點軸線或中軸線的角度（α）設置了所述傾翻方向，其中，所述角度的值能夠位于5-45°的范圍中。所述兩個止點被在缸體中的活塞的姿態定義，在該姿態中不實施軸向運動并且進行所述活塞的方向反轉。所述上部的和下部的止點沿直徑彼此相對。如果將兩個止點傳輸到控制盤上并且將該止點借助于一個線相連，則形成了止點軸線或中軸線。所述附加減載區尤其優選地相應于該角度（α）進行定向。

在一個優選的改型方案中，一個另外的附加減載區沿直徑相對于第一附加減載區進行布置。

在兩個附加減載區的沿直徑的布置方式中，尤其有利的是額外地經產生的專用力矩，該專用力矩用于補償依賴于運行的干擾參量。在缸筒傾翻和與之相連的傾斜姿態中，對有關的附加減載區的壓力升高，該附加減載區沿著傾翻方向布置。不同地，對于對立地布置的附加減載區，所述壓力下降。從中得到的力據此產生了進行穩定的專用力矩。

原則上，在每個減載區中也始終參與有自身調節效果。如果在體積流量保持相同時在缸筒工作面和控制盤工作面之間的縫隙大小較小，

則這點導致壓力升高。經提高的壓力促成所述減載力的升高并且反作用于所述缸筒，這又導致縫隙大小的變大。但是，在縫隙增大時，所述壓力再次降低，從而減小了所述縫隙大小。由此產生了一種類型的自身調節機制，該自身調節機制通過流體靜力的根據本發明的附加減載區來實現。在兩個沿直徑布置的附加減載區的布置方式中，這些附加減載區彼此相反地自身調節地起作用。

一般，在三個減載類型（κ）之間能夠進行區分，該減載類型按照式子：

能夠得到展示。所述持續減載對應于馬達減載κmotor。如果軸向活塞機作為泵運行，則在控制盤處產生較高的力，從而純粹的馬達減載不足夠并且不保證無故障的運行。相應于此，借助于所述一個附加減載區或所述多個附加減載區來實現相對于所述馬達減載的附加的減載κzusatzentlastung。這種總體較高的減載被稱為泵減載κpumpe。

在此，優選地，追求在例如κmotor=90-100%和κzusatzentlastung=1-10%的范圍中的值。

尤其優選地，馬達減載大約κmotor=96%和附加減載大約κzusatzentlastung=5%，這導致泵減載κpumpe=101%。

附圖說明

在附圖中展示根據本發明的流體靜力的軸向活塞機的尤其優選的實施例。依據這些附圖現在對本發明進行具體的解釋。

圖示：

圖1是在控制盤上的借助于不能夠調節的噴嘴進行的附加減載區的根據本發明的壓力介質供應部的第一實施例，

圖2是借助于能夠調節的噴嘴進行的根據本發明的附加減載區的第二實施例，

圖3是在徑向的和軸向的視圖中的缸筒的傾翻的示意性展示，

圖4是帶有在傾翻方向上布置的根據本發明的附加減載區的控制盤的實施例，

圖5是帶有根據本發明的附加減載區的控制盤的另一個實施例，并且

圖6是根據本發明的軸向活塞機的典型的轉速可變的以及壓力可變的負荷循環。

具體實施方式

在圖1中示出了在控制盤2上的流體靜力的軸向活塞機的流體靜力的附加減載區1的實施例，該附加減載區根據本發明依賴于轉速地經過輔助泵4利用壓力介質來供應。所述附加減載區布置在高壓腎32的外周的大約中部，經過該高壓腎使得缸筒（比較圖3）的缸體與軸向活塞機的高壓側相連。此外，控制盤2具有低壓腎34，經過該低壓腎使得缸孔與低壓側相連。關于軸向活塞機的基礎的工作方式，參照說明書導論和參照圖3。高壓腎32、低壓腎和附加減載區1位于控制盤2的經提高的區域中，所述缸筒以較大的或較不大的縫隙大小靠置在該區域處。所述經提高的區域（附加減載區1位于該區域中）很窄并且與經提高的區域（高壓腎和低壓腎位于該區域中）分離。在包圍所述附加減載區的經提高的區域和缸筒之間所產生的間隙能夠被解釋為噴嘴，經過該噴嘴使得壓力介質從附加減載區中能夠流到所述軸向活塞機的未更加詳細展示的殼中并且該噴嘴在附圖中設有附圖標記3。

附加減載區1在相對于活塞姿態的上止點ot的大約90°的角度中布置在控制盤2上。所述附加減載區1的壓力介質供應部在按照圖1的實施例中經過輔助泵4來實現。所述輔助泵4將壓力介質經過主線路向著不能夠調節的噴嘴6傳送并且經過該噴嘴傳送到附加減載區1中。壓力介質從該附加減載區中流到所述殼中。在在輔助泵4和噴嘴6之間的主線路中的壓力借助于壓力表8來測量。從所述主線路分支出副線路，該副線路設有壓力限制閥12，該壓力限制閥使得泵壓力不升高超過特定的值。這點通過將壓力介質的過剩的量排放到儲箱14中來實現，該儲箱對于大氣是敞開的。采用這樣的輔助泵4，相比于經過噴嘴6和3流走的壓力介質，該輔助泵始終傳送更多的壓力介質。過剩量經過壓力限制閥12流到儲箱中。由此，在主線路中的壓力等同于通過所述壓力限制閥預先給定的值。

支配在附加減載區1中的所述減載壓力通過借助噴嘴3和6進行的壓力分布來得到。尤其優選地，后者噴嘴6具有4mm的直徑。如果例如噴嘴3的通流橫截面等同于噴嘴6的通流橫截面，則在附加減載區1中的壓力等同于泵壓力的一半。如果缸筒相應與此稍微從控制盤升高，則噴嘴3的通流橫截面較大并且在附加減載區中的壓力減小。如果缸筒相對于在控制盤的附加減載區中的帶有一半泵壓力的位置接近，則噴嘴3的通流橫截面較小并且在附加減載區中的壓力增大。由此，得到了在附加減載區中的壓力的自身調節特性和由此所述附加減載區的作用的自身調節特性。如果缸筒的減載在包圍所述高壓腎和所述低壓腎的面區域中由于轉速的變化或工作壓力的變化而改變，則通過附加減載區進行的所述減載與此相反地改變。

從所述主線路分支出帶有2/2方向閥16的一個另外的副線路。在2/2方向閥16的打開的姿態中，所述壓力介質能夠從主線路經過副線路流到儲箱14中。于是在主線路中的壓力和由此以及在附加減載區1中的壓力是儲箱壓力。所述附加減載區不起作用。在2/2方向閥16的經閉合的狀態中，維持住在主線路中的壓力水平。

施加在附加減載區1中的壓力能夠借助于壓力表10來測量。壓力表8和10首要地被設置用于試驗目的。

圖2示出了第二實施例，在其中，在控制盤2上的流體靜力的附加減載區1經過軸向活塞機的高壓側能夠利用壓力介質來供應。圖2中所示的控制盤2等同于圖1中的控制盤2。為了給附加減載區進行壓力介質供應，壓力介質從高壓腎32經過帶有恒定的通流橫截面的噴嘴15向著支路17流動，三個線路以該支路為出發點。一個線路在沒有另外的節流橫截面的情況中導引到附加減載區1。因此在線路技術上所述附加減載區1和支路17是相同的。第二線路導引至儲箱14。正如在按照圖1的實施例中那樣，2/2換向閥16接進此第二線路中。在2/2方向閥16的打開的姿態中，壓力介質直向著儲箱14流動，這導致壓力減載和由此導致在附加減載區1中的減載壓力的解除或阻礙在附加減載區中的壓力建立。然后，在附加減載區中的壓力等同于殼壓力，該殼壓力又能夠等同于儲箱壓力。第三線路同樣導引至儲箱14。帶有能夠調節的通流橫截面的噴嘴18接進此第三線路中。由此，通過在附加減載區1的邊緣部和缸筒之間的縫隙所形成的噴嘴18和噴嘴13彼此并聯。彼此并行布置的噴嘴3和18又與噴嘴15串聯地布置。在2/2換向閥的經閉合的姿態中，得到了在附加減載區1中的通過在一方面噴嘴15和另一方面噴嘴3和18之間的壓力分配進行的壓力。借助于能夠調節的噴嘴18，能夠改變來自并聯的噴嘴3和18的組合的有效的噴嘴橫截面。如果選擇了能夠調節的噴嘴18的較小的通流橫截面，相比于當能夠調節的噴嘴18的通流橫截面被較大地選擇時，在附加減載區1中的壓力較高。此外，正如在按照圖1的實施例中那樣，噴嘴3的通流橫截面當然也影響在附加減載區1中的壓力水平。如果噴嘴3的通流橫截面等同于零，則僅噴嘴18連同噴嘴15確定在附加減載區1中的壓力。因而借助于能夠調節的噴嘴18也能夠設定在附加減載區中的最大壓力。

在附加減載區1處的壓力水平能夠經過壓力表10來測量。

圖3示出了軸向活塞機的兩個示意性展示。圖3a是軸向活塞機的、尤其缸筒20和控制盤2的縱剖圖，缸筒20靠置在該控制盤2處。圖3b在橫截面中示出了缸筒20。可見：軸向活塞機的斜盤26的傾斜姿態。在上止點ot處，活塞24位于在缸體22中的其移動出去的姿態中。在下止點ut處，活塞24位于在缸體22中的其移動進入的姿態中。支承點30是斜軸26的中點。在轉速提高時，作用至活塞24的離心力越來越高，從而通過不同程度地移動出去的活塞24使得缸筒20的工作面越來越傾斜地安放在控制盤2的工作面上（通過按照圖3b的傾翻力矩mges造成）。傾翻點31并非位于在止點軸線或中軸線y上的活塞24的上止點ot中，而是以大約15°的角度相對于該止點軸線或中軸線偏置。

圖4中的控制盤2示出了在缸筒20的傾翻點31的區域中的附加減載區1的布置方式。此實施例優選地對于在控制盤2上的缸筒20的傾翻的已經說明的補償或阻礙而得到實現。軸向活塞機的高壓側的控制腎32設有中間接片。不同地，低壓側的控制腎34貫通地構造。所述附加減載區1在相對于止點軸線或中軸線y的大約5°-30°的角度上延伸。所述持續減載區38完全地經過所述控制盤2來構造并且對應于馬達減載。連同所接通的附加減載區1實現了泵減載。附加減載區1的所述布置方式增大了支持圓半徑42。正如所說明的那樣，在單側的提高時所述缸筒20圍繞所述支持圓半徑42的外部的邊緣擺動，該支持圓半徑在現有技術中通過持續減載區38的外直徑來表征。此情況產生，當逐點的剩余按壓力位于支持圓半徑42的外部時。通過附加減載區1布置在持續減載區38的徑向外部，增大了支持圓半徑42，這對應于新的支持圓半徑44，該新的支持圓半徑延伸直到附加減載區1的外部的邊緣。

在圖5中示出了帶有兩個沿直徑布置的附加減載區1和40的控制盤2。第二附加減載區40連同第一附加減載區1產生了用于補償或減小缸筒20在控制盤2上的傾翻的額外的專用力矩。在第二附加減載區40中，相反于第一附加減載區1，所述壓力通過以上所述的自身調節效果表現出特性。哪些壓力關系支配在相應的附加減載區1/40中取決于在控制盤2上的缸筒20的相應的傾斜姿態。按照圖5的控制盤2尤其適用于在兩象限運行中的軸向活塞機。

圖6示出了轉速可變的和壓力可變的負荷循環，該負荷循環典型地利用根據本發明的軸向活塞機來實現。上方的曲線示出了在負荷循環內的軸向活塞機的壓力走勢46。不同地，下方的曲線示出了在負荷循環內的軸向活塞機的轉速走勢48。在轉速走勢48處可見：在負荷循環內，軸向活塞機的轉速幾乎唯獨位于一個幾乎為零的范圍中或者位于一個在大約30001/min處的很高的范圍中。在這兩個情況中，導致先前闡釋的強烈不同的依賴于轉速的干擾，該干擾應該通過一個或多個根據本發明的附加減載區1和40來補償，辦法是：此附加減載區或者這些附加減載區根據本發明依賴于轉速地利用壓力介質來供應。具體的干擾（正如已經實施的那樣）是在轉速較小幾乎為零時省去持續減載區38的流體動態的份額以及在轉速較高時由于在缸體22中的經移動出去的活塞24的離心力進行的缸筒20的傾翻或在在幾乎為零的較低的轉速范圍中從馬達轉換到泵運行中時缸筒20的傾翻。

附圖標記單

1附加減載區

2控制盤

3噴嘴

4輔助泵

6噴嘴

8壓力表p1

10壓力表p2

12壓力限制閥

14儲箱

15噴嘴

162/2方向閥

17支路

18噴嘴

20缸筒

22缸體

24活塞

26斜盤

28滑靴支承部

30支承點

31傾翻點

32高壓控制腎

34低壓控制腎

38持續減載區

40第二附加減載區

42小的支持圓半徑

44大的支持圓半徑

46壓力走勢

48轉速走勢

α角度

ot上止點

ut下止點

mges傾翻力矩

y止點軸線或中軸線。