DE102005060990A1 - Antrieb und hydrostatische Kolbenmaschine mit Rückgewinnung von Bremsenergie - Google Patents

Antrieb und hydrostatische Kolbenmaschine mit Rückgewinnung von Bremsenergie Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Kolbenmaschine (11) und einen Antrieb (1) zur Rückgewinnung von Bremsenergie. Der Antrieb (1) umfasst eine Triebwelle (4) und einen ersten Speicher (12) zum Speichern von Druckenergie. Der erste Speicher (12) ist mit einer hydrostatischen Kolbenmaschine (11) verbunden. Die hydrostatische Kolbenmaschine (11) weist eine Kupplung (9) auf und ist mittels der Kupplung (9) mit der Triebwelle (4) verbindbar. Die hydrostatische Kolbenmaschine (11) umfasst ein Gehäuse, in dem eine Zylindertrommel und die Triebwelle (4) drehbar gelagert sind. Die Zylindertrommel ist mit der Triebwelle (4) über die Kupplung (9) drehfest verbindbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit Rückgewinnung von Bremsenergie mit einer hydrostatischen Kolbenmaschine sowie eine solche hydrostatische Kolbenmaschine.
  • Bei Antrieben von Fahrzeugen oder Arbeitsgeräten ist es bekannt, durch Verwendung von hydrostatischen Kolbenmaschinen Bremsenergie zu speichern und anschließend zurückzugewinnen. So ist es insbesondere bei hydrostatischen Fahrantrieben bekannt, ein hydrostatisches Getriebe über einen Verbrennungsmotor anzutreiben. Bei einem Bremsvorgang eines solchen Fahrzeugs wirkt dann die als Motor betriebene hydrostatische Kolbenmaschine als Pumpe und fördert Druckmittel in einen dafür vorgesehenen Speicher. Auf diese Weise wird in dem Speicher Druckenergie gespeichert. Diese Druckenergie kann anschließend zurückgewonnen werden, indem das mit hohem Druck aus dem Speicher abströmende Druckmittel dem Hydromotor eingangsseitig wieder zugeführt wird.
  • Ein solcher Fahrantrieb mit einem verstellbaren Hydromotor, einem Hochdruckspeicher und einem Niederdruckspeicher ist aus der AT 395 960 B bekannt. Der dort vorgeschlagene Fahrantrieb umfasst einen verstellbaren Hydromotor, der aus einer Neutralposition heraus in einer ersten Richtung und einer entgegengesetzten zweiten Richtung auslenkbar ist. Während eines normalen Vorwärtsfahrbetriebs wird der Hydromotor in einer ersten Richtung ausgelenkt. Der Hydromotor wird mit einem von einer Hydropumpe geförderten Druckmittel eingangsseitig beaufschlagt. Bei Erreichen der Soll-Fahrgeschwindigkeit wird der Schwenkwinkel des Hydromotors zurückgenommen und vorzugsweise auf Null reduziert, so dass das Fahrzeug frei rollt. Zum Abbremsen des Fahrzeugs wird die beim Bremsvorgang frei werdende Energie gespeichert. Hierzu wird der Hydromotor entgegengesetzt zu seiner vorangegangenen Richtung während des Fahrbetriebs ausgelenkt. Dadurch pumpt der Hydromotor das Druckmittel nun in entgegengesetzter Richtung und fördert das Druckmittel in den Hochdruckspeicher. Das zum Fördern von Druckmittel in den Hochdruckspeicher erforderliche Druckmittel wird aus dem Niederdruckspeicher entnommen. Während einer anschließend erfolgenden Beschleunigung kehrt sich die Förderrichtung wieder um. Hierzu wird der Hydromotor entgegen der Auslenkungsrichtung während des Bremsvorgangs auf ein der Beschleunigung entsprechendes Fördervolumen ausgeschwenkt. Bei der aus der AT 395 960 B bekannten Antriebseinrichtung bleibt die Hochdruckseite im Bezug auf die Anschlussseite des Hydromotors stets die selbe.
  • Der beschriebene Antrieb hat den Nachteil, dass die Speicherung und die Nutzung der Bremsenergie einen erheblichen Regelungsaufwand aufgrund des Umschwenkens des Hydromotors erfordert. Ein solcher Regelungsaufwand entsteht dabei vor allen Dingen, da ein Hydromotor, der in der Regel zum Antreiben des Fahrzeugs vorgesehen ist, gleichzeitig das Speichern und Rückgewinnen der kinetischen Energie sowie den Antrieb des Fahrzeugs übernehmen muss.
  • Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde einen Antrieb sowie eine hierzu geeignete Axialkolbenmaschine zu schaffen, bei denen die Funktion der Energiespeicherung und -rückgewinnung zuschaltbar ist.
  • Die Aufgabe wird durch die hydrostatische Kolbenmaschine nach Anspruch 1 sowie den Antrieb nach Anspruch 11 gelöst.
  • Die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit gemäß Anspruch 1 umfasst ein Gehäuse, in dem eine Zylindertrommel sowie eine Triebwelle drehbar gelagert sind. Die Zylindertrommel ist mit der Triebwelle mittels einer Kupplung drehfest verbindbar. Die Möglichkeit, die Zylindertrommel über eine Kupplung drehfest mit der Triebwelle zu verbinden, hat den Vorteil, dass keine permanente Verbindung zwischen der Zylindertrommel und der Triebwelle besteht. Die Triebwelle kann damit als Teil des Antriebstrangs ausgebildet werden, wobei die übrigen Komponenten der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit zum Speichern und Rückgewinnen der Energie lediglich dann in Drehung versetzt werden, wenn eine Speicherung oder eine Rückgewinnung gerade erforderlich ist. Während des übrigen Betriebs des Antriebs kann dagegen die Zylindertrommel abgekuppelt bleiben und die rotierenden Massen werden erheblich verringert. Dies sichert ein besseres Ansprechverhalten des Antriebs, da eine Drehimpulsänderung der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit nicht erforderlich ist.
  • Der erfindungsgemäße Antrieb umfasst eine Triebwelle sowie zumindest einen ersten Speicher zum Speichern von Druckenergie. Um die Druckenergie in dem Speicher speichern zu können, ist der erste Speicher mit einer hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit verbunden. Die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit weist eine Kupplung auf und ist mittels der Kupplung mit der Triebwelle des Antriebs verbindbar. Wie es schon bezüglich der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit erläutert wurde, kann auf diese Weise ein Einkuppeln der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit für den Fall vorgesehen werden, dass eine Speicherung von Druckenergie in dem ersten Speicher nötig ist. Für einen normalen Fahrbetrieb, bei dem weder eine Speicherung von Bremsenergie noch die Rückgewinnung von Bremsenergie vorgesehen ist, wird die Verbindung unterbrochen und die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit steht still. Damit ist ein Beschleunigen sowie Abbremsen der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit während des normalen Fahrbetriebs nicht erforderlich. Wie schon bei der Erläuterung der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit ist auch hier insbesondere die Reduzierung der rotierenden Massen vorteilhaft.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit sowie des erfindungsgemäßen Antriebs.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, die Kupplung zum Verbinden der Zylindertrommeln mit der Triebwelle in dem Gehäuse der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit anzuordnen. Hierdurch wird eine kompakte Baugruppe erreicht, welche gegenüber einer getrennten Anordnung von Kupplung und hydrostatischer Kolbenmaschineneinheit eine reduzierte Baulänge aufweist. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Kupplung über eine Getriebestufe mit der Zylindertrommel zu verbinden. Damit kann eine Anpassung der Drehzahl der mit der Zylindertrommel verbindbaren Triebwelle an den idealen Wirkungsgradbereich der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit erfolgen. Um eine möglichst kompakte Baugruppe zu realisieren, ist es dazu insbesondere vorteilhaft, die Getriebestufe als Planetengetriebe auszuführen. Die axiale Baulänge eines solchen Planetengetriebes ist verglichen mit anderen Getriebeanordnungen gering.
  • Eine optimale Nutzung des verfügbaren Bauraums ergibt sich außerdem, wenn das Hohlrad des Planetengetriebes fest mit dem Gehäuse der Kolbenmaschineneinheit verbunden vorzugsweise bzw. integriert ist. Idealerweise werden das Hohlrad sowie das Gehäuse der Kolbenmaschine einstückig ausgeführt. Durch die Verbindung und Anordnung des Hohlrads des Planetengetriebes lässt sich die radiale Ausdehnung der hydrostatischen Kolbenmaschine minimieren.
  • Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Zylindertrommel zum Erzeugen der gewünschten Über- bzw. Untersetzung mit dem Steg oder dem Sonnenrad des Planentengetriebes zu verbinden. Eine solche Verbindung zwischen der Zylindertrommel und dem Steg oder Sonnenrad des Planetengetriebes hat ebenfalls den Vorteil einer effizienten Ausnutzung des verfügbaren Bauraums. Bezüglich der Ausnutzung des Bauraums ist es weiterhin vorteilhaft, die Zylindertrommel drehbar auf der Triebwelle zu lagern. Durch eine solche konzentrische Anordnung der Triebwelle und der Zylindertrommel entfällt die Notwendigkeit, eine separate Lageranordnung für die Zylindertrommel vorzusehen. Wenn, wie es vorstehend als vorteilhaft ausgeführt wurde, die Zylindertrommel mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden ist, kann beispielsweise auch eine zweite Lagerstelle im Bereich des Sonnenrads angeordnet sein. In dem davon abgewandten Bereich der Zylindertrommel reicht somit eine weitere Lagerung auf der Triebwelle.
  • Die Kupplung wird gemäß seiner bevorzugten Ausführungsform als Lamellenkupplung ausgeführt. Solche Lamellenkupplungen haben bei einer Anordnung innerhalb des Gehäuses der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit den Vorteil, dass sie ohnehin als in einem Ölbad laufende Kupplungen ausgeführt sind. Eine solche Lamellenkupplung hat den Vorteil, dass auf ein separates Kupplungsgehäuse verzichtet werden kann. Die Schmierung sämtlicher beteiligter Kupplungskomponenten wird durch das in einem im Inneren des Gehäuses der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit angeordneten Tankvolumen befindliche Druckmittel erfüllt.
  • Insbesondere in Verbindung mit einer mit dem Sonnenrad verbundenen Zylindertrommel ergibt sich eine vorteilhafte, kompakte Anordnung, wenn der Kupplungskorb der Lamellenkupplung mit der Triebwelle drehfest verbunden ist. Die in radialer Ausdehnung kleinere Mitnehmerseite der Kupplung ist dann der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit zugeordnet. Durch die drehfeste Verbindung des Kupplungskorbs mit der Triebwelle muss nur der im Durchmesser kleinere Mitnehmer über Lager auf der Triebwelle drehbar gelagert werden. Kleinere Lager haben gleichzeitig geringere Kosten zur Folge.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Triebwelle der hydrostatischen Kolbenmaschine als Durchgangswelle ausgeführt. Bei der Verwendung einer solchen durchgehenden Triebwelle kann zu beiden Seiten der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit ein Flansch vorgesehen werden, so dass die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit in einfacher Weise in einen Antriebsstrang integrierbar ist. Die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit übernimmt somit die Funktion einer Triebwelle des Antriebsstrangs, welche dadurch ohne einen Versatz konstruiert werden kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, zusätzlich zu dem ersten Speicher in dem Antrieb einen zweiten Speicher vorzusehen. Die beiden Speicher sind über die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit miteinander verbunden. Die beiden Speicher bilden zusammen eine hydraulische Wiege aus, wobei die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit jeweils aus dem einen Speicher entnommenes Druckmittel in den anderen Speicher fördert. Im Falle eines Bremsvorgangs wird durch die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit Druckmittel aus dem zweiten Speicher angesaugt und unter Erhöhung des Drucks in den ersten Speicher gefördert. Umgekehrt wird während einer Beschleunigungsphase aus dem ersten Speicher, welcher als Hochdruckspeicher ausgelegt ist, Druckmittel entnommen und über die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit in den zweiten Speicher entspannt. Dabei fungiert die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit als Hydromotor und überträgt Drehmoment über die geschlossene Kupplung auf die Triebwelle.
  • Bei dem hydrostatischen Antrieb ist es ferner vorteilhaft, den zumindest einen ersten Speicher über einer Absperrvorrichtung von der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit abtrennbar auszuführen. Durch eine solche Möglichkeit der Abtrennung ist ein Entweichen von Druckmittel aus dem Druckspeicher auch dann nicht möglich, wenn die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit in einer einfachen Ausführungsform ein festes Hubvolumen aufweist. Mit einer solchen Absperrmöglichkeit wird die in dem ersten Speicher gespeicherte Druckenergie aufrecht erhalten und eine Nutzung der gespeicherten Energie zu einem späteren Zeitpunkt ist möglich.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Antriebs sowie der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebs und
  • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Kolbenmaschine.
  • In der 1 ist stark vereinfacht ein erfindungsgemäßer Antrieb 1 dargestellt. Der erfindungsgemäße Antrieb 1 weist einen Antriebsmotor 2 auf. Der Antriebsmotor 2 kann beispielsweise eine Dieselbrennkraftmaschine in einem Baustellenfahrzeug sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 1 ein Fahrantrieb einer solchen Baumaschine.
  • Durch den Antriebsmotor 2 wird ein Fahrzeuggetriebe 3 über eine Triebwelle 4 angetrieben. Das Fahrzeuggetriebe 3 kann beispielsweise ein hydrostatisches Getriebe aufweisen. Ein solches hydrostatisches Getriebe umfasst eine Hydropumpe, welche mit der Triebwelle 4 verbunden ist, sowie einen damit im geschlossenen Kreislauf verbunden Hydromotor. Das von dem Hydromotor erzeugte Abtriebsmoment wird über eine Differenzialeingangswelle 5 auf ein Differenzialgetriebe 6 übertragen. Das Differenzialgetriebe 6 ist über eine erste Halbwelle 7a bzw. eine zweite Halbwelle 7b mit den beiden angetriebenen Rädern 8a, 8b verbunden.
  • Der vorliegenden Antrieb 1 ist lediglich beispielhaft als Fahrantrieb ausgeführt. Ebensogut sind andere Antriebsstränge in mobilen und stationären Anwendungen denkbar, bei denen Antriebs- und Bremsmomente über rotierende Wellen übertragen werden.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Triebwelle 4 als Durchgangswelle durch eine hydrostatische Kolbenmaschineneinheit 10 ausgeführt. Zum Antreiben der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 ist eine Kupplung 9 vorgesehen, über welche die Kolbenmaschine 11 mit der Triebwelle 4 verbindbar ist. Als Kolbenmaschine 11 wird dabei das eigentliche Triebwerk der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit 10 bezeichnet.
  • Zum Speichern von Energie ist mit der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 ein erster Speicher 12 sowie ein zweiter Speicher 13 verbunden. Der erste Speicher 12 ist über eine erste Speicherleitung 14 mit einem Anschluss der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 verbunden. Dementsprechend ist der zweite Speicher 13 über eine zweite Speicherleitung 15 mit einem zweiten Anschluss der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 verbunden. Die hydrostatische Kolbenmaschine 11 kann sowohl als Pumpe wie auch als Motor betrieben werden. Im Falle einer Speicherung von Bremsenergie wird die hydrostatische Kolbenmaschine 11 aufgrund der Massenträgheit des angetriebenen Fahrzeugs in Rotation versetzt und pumpt aus dem zweiten Speicher 13 Druckmittel in den erste Speicher 12. Dabei wird ein in dem ersten Speicher 12 vorhandenes kompressibles Volumen komprimiert und somit die Bremsenergie in Form von Druckenergie im ersten Speicher 12 gespeichert.
  • Die beiden Speicher 12, 13 oder zumindest der erste Speicher 12 sind vorzugsweise über eine Absperrvorrichtung von der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 trennbar. Die Absperrvorrichtung besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus den beiden Ventilen 50, 51. Das Absperren des ersten Speichers 12 erlaubt die Verminderung von Verlusten, wenn eine Entnahme von Druckmittel über einen längeren Zeitraum nicht erforderlich ist.
  • Um die hydrostatische Kolbenmaschine 11 in ihrem optimalen Drehzahlbereich betreiben zu können, ist eine Getriebestufe 16 vorgesehen, die in Kraftflussrichtung zwischen der Kupplung 9 und der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 angeordnet ist. Die Getriebestufe 16 umfasst ein erstes Zahnrad 17 sowie ein zweites Zahnrad 19, welche in permanenten Eingriff stehen. Das erste Zahnrad 17 ist mittels eines Lagers 18 drehbar auf der Triebwelle 4 gelagert. Solange ein Kraftfluss über die Kupplung 9 nicht hergestellt ist, kann die Triebwelle 4 unabhängig von dem ersten Zahnrad 17 rotieren. Die Speichereinrichtung zum Speichern von Bremsenergie ist in einem solchen Fahrzustand von dem Fahrzeugantrieb getrennt. Zum Speichern von Bremsenergie während eines Schiebebetriebs wird die Kupplung 9 geschlossen und das erste Zahnrad 17 durch eine drehfeste Verbindung mittels der Kupplung 9 auf die selbe Drehzahl gebracht, wie die Triebwelle 4. Dementsprechend wird auch das zweite Zahnrad 19 in Rotation versetzt und überträgt diese Drehbewegung über eine Verbindungswelle 20 auf die hydrostatische Kolbenmaschine 11. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dreht sich die hydrostatische Kolbenmaschine 11 mit einer höheren Drehzahl als die Triebwelle 4. Über die Wahl des Übersetzungsverhältnisses der Getriebestufe 16 ist somit eine Anpassung der Drehzahl der Triebwelle 4 an die hinsichtlich des Wirkungsgrads ideale Drehzahl der hydrostatischen Kolbenmaschine 11 möglich.
  • Ein konstruktives Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit 10 ist in der 2 dargestellt. Die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit 10 umfasst die hydrostatische Kolbenmaschine 11, welche in einem Gehäuse 21 angeordnet ist. In dem Gehäuse 21 sind ein erstes Triebwellenlager 22 sowie ein zweites Triebwellenlager 23 angeordnet. In dem ersten und zweiten Triebwellenlager 22, 23 ist die Triebwelle 4' drehbar gelagert. Die hydrostatische Kolbenmaschine 11 umfasst eine Zylindertrommel 24, welche auf der Triebwelle 4' ebenfalls drehbar gelagert ist. Hierzu ist ein erstes Zylindertrommellager 25 sowie ein zweites Zylindertrommellager 26 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste und das zweite Zylindertrommellager 25, 26 als Nadellager ausgeführt.
  • In der Zylindertrommel 24 ist eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 27 angeordnet. In den Zylinderbohrungen 27 sind längs verschieblich Kolben 28 angeordnet, welche über eine Gelenkverbindung 29 und einen Gleitschuh 30 in axialer Richtung an einer nicht dargestellten Schrägscheibe abgestützt sind. Während einer Drehung der Zylindertrommel 24 führen die Kolben 28 daher eine Hubbewegung in den Zylinderbohrungen 27 aus. Die Zylinderbohrungen 27 weisen in der 2 nicht dargestellte Zylinderöffnungen auf, über die die Zylinderbohrungen 27 während eines Umlaufs der Zylindertrommel 24 wechselweise mit einem ersten Anschluss 31 oder einem zweiten, in der 2 nicht dargestellten Anschluss, verbindbar sind. Der Anschluss 31 und der nicht dargestellte zweite Anschluss sind der Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluss der hydrostatischen Kolbenmaschine 11. Der dargestellte erste Anschluss 31 ist in einer lediglich schematisch angedeuteten Steuerplatte 32 vorgesehen.
  • Die Steuerplatte 32 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 33 auf. Die zentrale Durchgangsöffnung 33 wird durch einen verlängerten Abschnitt 34 der Zylindertrommel 24 durchdrungen. Die axiale Ausdehnung des verlängerten Abschnitts 34 ist größer als die Dicke der Steuerplatte 32. An einem äußeren Umfang des verlängerten Abschnitts 34, der im Wesentlichen zylindrisch ausgeformt ist, ist eine Zahnstruktur 35 ausgebildet. Die Zahnstruktur 35 bildet ein Sonnenrad eines Planetengetriebes 36 aus und kann auch durch ein an dem verlängerten Abschnitt 34 fixiertes Zahnrad realisiert sein.
  • Das erste Zylindertrommellager 25 ist vorzugsweise in dem Bereich des verlängerten Abschnitts 34 angeordnet, in dem die Verzahnung 35 angeordnet ist. Das zweite Zylindertrommellager 26 ist dagegen vorzugsweise am entgegengesetzten Ende der Zylindertrommel 24 angeordnet.
  • Mit der Verzahnung 35 befinden sich mehrere Sonnenräder 37 im Eingriff. Die Sonnenräder 37 sind mittels mehrerer Sonnenradlager 38 auf jeweils einer Achse 39 drehbar angeordnet. Die Achsen 39 sind in einem Steg 40 fixiert, der über ein erstes Steglager 41 und ein zweites Steglager 42 ebenfalls drehbar auf der Triebwelle 4' gelagert ist. Der Steg 40 weist eine axiale Verlängerung 43 auf, welche in ihrer radialen Ausdehnung etwa mit der radialen Ausdehnung des verlängerten Abschnitts 34 übereinstimmt.
  • Mit der Triebwelle 4' ist drehfest ein Kupplungskorb 44 verbunden. Der Kupplungskorb 44 ist näherungsweise topfförmig ausgebildet und übergreift mit einem in etwa hohlzylindrisch ausgeformten Bereich 45 die Verlängerung 43 des Stegs 40. In einem zwischen der Verlängerung 43 des Stegs 40 und dem Bereich 45 des Kupplungskorbs 44 ausgebildeten Zwischenraum 46 ist eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben und Kupplungsbelägen wechselweise angeordnet.
  • Die Kupplungsscheiben weisen eine radial nach Innen gerichtete Verzahnung auf, welche in entsprechende, in der 2 nicht dargestellte Ausnehmungen der Verlängerung 43 des Stegs 40 eingreifen. Auf diese Weise sind die Kupplungsscheiben permanent drehfest mit der Verlängerung 43 und somit mit dem Steg 40 verbunden. Jeweils zwischen zwei benachbarten Kupplungsscheiben ist ein Kupplungsbelag angeordnet, welcher eine in radialer Richtung nach Außen gerichtete Verzahnung ausweist, die in korrespondierende Ausnehmungen des Bereichs 45 des Kupplungskorbs 44 eingreift. Durch Aufeinanderpressen der Kupplungsscheiben und Kupplungsbeläge in axialer Richtung durch eine nicht dargestellte Kupplungsbetätigung wird somit eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kupplungskorb 44 und dem Steg 40 hergestellt.
  • In der 2 ist eine einfache Ausführung dargestellt, in der ein einstufiges Planetengetriebe vorgesehen ist. Sofern ausreichend Bauraum zur Verfügung steht ist es auch möglich, ein mehrstufiges Planetengetriebe vorzusehen.
  • Anstelle der dargestellten Verbindung des Stegs mit der Kupplung und des Sonnenrads mit der Zylindertrommel 24 ist es auch möglich, den Steg 40 mit der Zylindertrommel 24 zu verbinden und umgekehrt das Sonnenrad kupplungsseitig anzuordnen. Unabhängig davon ist das Hohlrad 46 fest mit dem Gehäuse 21 verbunden. Insbesondere ist es möglich, das Hohlrad 46 als Bestandteil des Gehäuses 21 auszuformen und damit eine besonders gute Ausnutzung des verfügbaren Bauraums zu erreichen.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind auch Kombinationen von beliebigen Merkmalen möglich.

Claims (17)

  1. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit umfassend ein Gehäuse (21) in dem eine Zylindertrommel (24) und eine Triebwelle (4, 4') drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (24) mit der Triebwelle (4, 4') mittels einer Kupplung (9) drehfest verbindbar ist.
  2. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (9) in dem Gehäuse (21) der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit angeordnet ist.
  3. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (9) über eine Getriebestufe (16) mit der Zylindertrommel (24) verbunden ist.
  4. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestufe (16) ein Planetengetriebe (36) ist.
  5. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (46) des Planetengetriebes (36) fest mit dem Gehäuse (21) der Kolbenmaschineneinheit (10) verbunden ist.
  6. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (24) zum Erzeugen einer Über- bzw. Untersetzung mit einem Steg (40) oder einem Sonnenrad (35) des Planetengetriebes (36) verbunden ist.
  7. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (24) drehbar auf der Triebwelle (4, 4') gelagert ist.
  8. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (9) eine Lamellenkupplung ist.
  9. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lammellenkupplung (9) einen Kupplungskorb (44) aufweist und der Kupplungskorb (44) mit der Triebwelle (4, 4') verbunden ist.
  10. Hydrostatische Kolbenmaschineneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (4, 4') als Durchgangswelle ausgebildet ist.
  11. Antrieb umfassend eine in einer Kolbenmaschineneinheit (10) angeordnete Triebwelle (4, 4') und zumindest einen ersten Speicher (12) zum Speichern von Druckenergie, der mit der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit (10) eine Kupplung (9) aufweist und über die Kupplung (9) durch die Triebwelle (4, 4') antreibbar ist.
  12. Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) ein Fahrzeugantrieb ist und die Triebwelle (4, 4') eine Abtriebswelle eines Antriebsmotors (2) ist.
  13. Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) ein Fahrzeugantrieb ist und die Triebwelle (4, 4') eine Abtriebswelle eines Fahrzeuggetriebes (3) ist.
  14. Antrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein hydrostatisches Getriebe umfasst.
  15. Antrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zusätzlich zu dem ersten Speicher (12) einen zweiten Speicher (13) umfasst und die beiden Speicher (12, 13) über die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit (10) miteinander verbunden sind.
  16. Antrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Speicher (12) über eine Absperrvorrichtung von der hydrostatischen Kolbenmaschineneinheit (10) abtrennbar ist.
  17. Antrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatische Kolbenmaschineneinheit (10) des Antriebs (1) eine hydrostatische Kolbenmaschineneinheit mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10 ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007140944A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-13 Bosch Rexroth Ag Antrieb mit bremsenenergierückgewinning
DE102007055525A1 (de) 2007-11-21 2009-05-28 Robert Bosch Gmbh Fahrantrieb mit regenerativem hydraulischen Bremssystem
DE102008057604A1 (de) 2008-10-01 2010-04-08 Robert Bosch Gmbh System zur Steuerung eines regenerativen Antriebs und Verfahren zur Steuerung eines regenerativen Antriebs
DE102008057605A1 (de) 2008-11-17 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Energierückgewinnungssystem mit verringertem Druckstoß
WO2010066428A1 (de) 2008-12-10 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Hydrostatisches system mit einem hydropneumatischen speicher
US8079436B2 (en) 2005-12-20 2011-12-20 Bosch Rexroth Ag Vehicle with a drive engine for driving a traction drive and a working hydraulic system

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008207329A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-24 Permo-Drive Technologies Ltd Drive assembly for a regenerative drive system
DE102007044491A1 (de) * 2007-09-18 2009-03-19 Robert Bosch Gmbh Hybridantrieb
US8839694B2 (en) * 2009-06-05 2014-09-23 Deere & Company Hydraulic regenerating and low-speed operating power shift transmission
CN101900192B (zh) * 2010-06-02 2013-06-19 宁波高新协力机电液有限公司 混合动力汽车功率分流能量再生液压机械无级变速器
DE102010026092A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Robert Bosch Gmbh Druckspeichervorrichtung zur Verbindung mit einer hydraulischen Anlage
CN101913349A (zh) * 2010-08-19 2010-12-15 肖华军 机械油压蓄能驱动器
DE102010051650A1 (de) * 2010-11-17 2012-05-24 Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh Arbeitsgerät
US8596404B1 (en) * 2010-12-22 2013-12-03 Eaton Corporation Commissioning a hybrid drive assembly of a vehicle
US8662277B2 (en) 2011-12-22 2014-03-04 Fairfield Manufacturing Company, Inc. Planetary gearbox with integral service brake
US9429227B2 (en) 2014-02-19 2016-08-30 Fairfield Manufacturing Company, Inc. Planetary gearbox with integral service brake
FR3033843B1 (fr) * 2015-03-19 2018-04-20 Technoboost Machine hydraulique comprenant un barillet entraine en rotation par son contour exterieur

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2515048C3 (de) * 1975-04-07 1982-02-18 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8000 Muenchen Antriebsanordnung mit Energiespeicher, insbesondere für Straßenfahrzeuge
DE2744936A1 (de) * 1977-10-06 1979-04-12 Zahnradfabrik Friedrichshafen Einzelradantrieb fuer arbeitsmaschinen
US4441573A (en) * 1980-09-04 1984-04-10 Advanced Energy Systems Inc. Fuel-efficient energy storage automotive drive system
DE3619187A1 (de) * 1986-06-06 1987-12-10 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Kraftfahrzeug, insbesondere im stop-and-go-verkehr betriebenes nutzfahrzeug
DE3625141A1 (de) * 1986-07-25 1988-02-04 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Antriebseinrichtung fuer ein fahrzeug mit notfahraggregat
US4986383A (en) * 1986-12-29 1991-01-22 Evans Kenneth W Vehicle braking system for converting and storing the momentum of a vehicle and using the stored energy to re-accelerate the vehicle
AT395960B (de) 1991-02-01 1993-04-26 Oekomobil Gmbh Hydrostatische antriebseinrichtung fuer ein kraftfahrzeug und verfahren zum befuellen dieser antriebseinrichtung
DE4206100B4 (de) * 1992-02-27 2004-09-16 Linde Ag Schaltbares Planetengetriebe
DE4219514A1 (de) * 1992-06-13 1993-12-16 Reinhold Kuhn Energierückgewinnungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
JP3769030B2 (ja) * 1993-08-10 2006-04-19 株式会社 神崎高級工機製作所 油圧トランスミッション
US5979270A (en) * 1997-07-09 1999-11-09 Unipat Ag Hydrostatic transaxle
DE19805300B4 (de) * 1998-02-10 2011-06-22 Linde Material Handling GmbH, 63743 Nabenantrieb
JP3877465B2 (ja) * 1999-05-20 2007-02-07 ナブテスコ株式会社 動力伝達機構
US7337869B2 (en) * 2000-01-10 2008-03-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The United States Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle with integrated hydraulic drive module and four-wheel-drive, and method of operation thereof
US6719080B1 (en) * 2000-01-10 2004-04-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Hydraulic hybrid vehicle
US6971232B2 (en) * 2003-07-22 2005-12-06 Eaton Corporation Hydraulic drive system and improved control valve assembly therefor
DE102004043897A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-29 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Antriebssystem mit gemeinsamen Steuerdruckanschluss
US7137315B2 (en) * 2004-07-30 2006-11-21 Chao Lang Chang Wheel hub having driving mechanism
US7076946B2 (en) * 2004-08-16 2006-07-18 Eaton Corporation Hydraulic kicker control piston
US7273122B2 (en) * 2004-09-30 2007-09-25 Bosch Rexroth Corporation Hybrid hydraulic drive system with engine integrated hydraulic machine
JP2007022314A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 油圧式車軸駆動装置
US7856816B2 (en) * 2008-01-03 2010-12-28 Eaton Corporation Hydraulic brake energy regeneration system for electric energy storage and vehicle drive assist

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8079436B2 (en) 2005-12-20 2011-12-20 Bosch Rexroth Ag Vehicle with a drive engine for driving a traction drive and a working hydraulic system
WO2007140944A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-13 Bosch Rexroth Ag Antrieb mit bremsenenergierückgewinning
DE102007055525A1 (de) 2007-11-21 2009-05-28 Robert Bosch Gmbh Fahrantrieb mit regenerativem hydraulischen Bremssystem
DE102008057604A1 (de) 2008-10-01 2010-04-08 Robert Bosch Gmbh System zur Steuerung eines regenerativen Antriebs und Verfahren zur Steuerung eines regenerativen Antriebs
DE102008057605A1 (de) 2008-11-17 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Energierückgewinnungssystem mit verringertem Druckstoß
WO2010066428A1 (de) 2008-12-10 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Hydrostatisches system mit einem hydropneumatischen speicher
DE102008061350A1 (de) 2008-12-10 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Hydrostatisches System mit einem hydropneumatischen Speicher

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