DE102011086571A1 - Axial piston machine with variable displacement and hydraulic drive train with an axial piston machine - Google Patents

Axial piston machine with variable displacement and hydraulic drive train with an axial piston machine Download PDF

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    • F04B1/32Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine (18) mit Gehäuse (1) für den Pumpen- und/oder Motorbetrieb mit variabel einstellbarem Schluckvolumen, mit einer durch eine erste Verstelleinrichtung (3) innerhalb eines durch die erste Verstelleinrichtung (3) vorgegebenen Winkelbereichs schwenkbaren Schwenkwiege (2), die zumindest eine Oberfläche (22) aufweist und einer drehfest auf einer Achse (24) angeordneten Kolbentrommel (7) mit in der Kolbentrommel (7) angeordneten Kolben (12, 120), wobei die Kolben (12, 120) an der Oberfläche (22) der Schwenkwiege (2) derart anliegen, dass zwischen den Kolben (12, 120) und der Schwenkwiege (2) Druckkräfte übertragen werden können. Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine (18) weist weiterhin eine zweite Verstelleinrichtung (9, 16) auf, die derart bewegbar ist, dass das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine (18) zusätzlich zum durch die erste Verstelleinrichtung (3) variabel einstellbaren Schluckvolumen veränderbar ist.The invention relates to an axial piston machine (18) having a housing (1) for pump and / or motor operation with variably adjustable displacement, with a pivoting cradle (2) pivotable by a first adjustment device (3) within an angular range predetermined by the first adjustment device (3) ), which has at least one surface (22) and a piston drum (7) arranged rotatably on an axis (24) with pistons (12, 120) arranged in the piston drum (7), the pistons (12, 120) on the surface (22) of the pivoting cradle (2) lie in such a way that between the piston (12, 120) and the pivoting cradle (2) pressure forces can be transmitted. The axial piston machine (18) according to the invention also has a second adjusting device (9, 16) which is movable in such a way that the absorption volume of the axial piston machine (18) can be varied in addition to the displacement volume which can be variably adjusted by the first adjusting device (3).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft Axialkolbenmaschinen für den Pumpen- und/oder Motorbetrieb mit veränderbarem Schluckvolumen und einen Hydraulikantriebsstrang mit einer erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine. The invention relates to axial piston machines for pump and / or engine operation with variable displacement and a hydraulic drive train with an axial piston according to the invention.

Axialkolbenmaschinen dienen prinzipiell zur Wandlung von hydraulischer in mechanische Arbeit, oder umgekehrt. Sie werden dementsprechend als Motor und/oder als Pumpe oder als Hydraulikgetriebe betrieben und kommen dabei in den verschiedensten Anwendungsgebieten zum Einsatz.Axial piston machines are used in principle for the conversion of hydraulic into mechanical work, or vice versa. They are accordingly operated as a motor and / or as a pump or as a hydraulic transmission and are used in a wide variety of applications.

Ein Anwendungsgebiet für Axialkolbenmaschinen ist beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich in einem seriellen oder parallelen Hydraulikhybridantriebsstrang. In einem seriellen Hydraulikhybridantriebsstrang, wie er beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung mit dem Aktenzeichen 102011005356.5 offenbart ist, ist mindestens eine hydraulische Verdrängermaschine zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor in Reihe geschaltet. Die hydraulische Verdrängermaschine kann als Axialkolbenmaschine, bzw. Hydraulikpumpe oder als Hydraulikmotor betrieben werden.An area of application for axial piston machines is, for example, in the field of motor vehicles in a serial or parallel hydraulic hybrid drive train. In a serial hydraulic hybrid powertrain, such as the one not previously published German application with the file number 102011005356.5 is disclosed, at least one hydraulic displacement machine is connected in series with, for example, an internal combustion engine. The hydraulic displacement machine can be operated as an axial piston machine or hydraulic pump or as a hydraulic motor.

Ferner sind beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung mit dem Aktenzeichen 102010038651.0 Axialkolbenmaschinen mit verstellbaren Schwenkwiegen offenbart.Furthermore, for example, from the unpublished German application with the file number 102010038651.0 Axial piston machines with adjustable pivoting weigh disclosed.

Bei Axialkolbenmaschinen in Hydraulikhybridantriebssträngen kann das Bedürfnis bestehen, dass in bestimmten Betriebszuständen ein höheres Drehmoment erforderlich ist. Beispielsweise beim Anfahren.In axial piston engines in hybrid hydraulic powertrains, there may be a need for higher torque in certain operating conditions. For example, when starting.

Bei bestehenden Axialkolbenmaschinen ist eine Erhöhung des Drehmoments möglich, indem der hydraulische Druck erhöht wird, was den Nachteil bringt, dass die Maschine für einen höheren Druck ausgelegt werden muss, oder die Drehzahl der Axialkolbenmaschine muss erhöht werden, was aber nicht für jeden Betriebszustand sinnvoll ist, besonders beim Anfahren. Ferner können Axialkolbenmaschinen mit größerem Schwenkwinkel, bzw, mit einer großen möglichen Verschwenkung zum Einsatz kommen, was aber größeren Bauraum erfordert, bzw. das Problem der Überdimensionierung im Standardbetrieb ergibt. Ferner weisen Axialkolbenmaschinen mit erhöhtem Schwenkwinkel eine große Auskraglänge der Kolben aus dem zugehörigen Zylinder auf. Dies senkt im Teillastbetrieb der Maschine den Wirkungsgrad, da für den Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen Auskraglänge und Führungslänge im Zylinder entscheidend ist. Die Führungslänge kann auch nicht, aufgrund von Bauraum und viskosen Verlusten, beliebig erhöht werden. Ein weiterer Nachteil ergibt sich für die Stellmotoren der Verstelleinrichtung bei großem Schwenkwinkel, da höhere Kräfte zu überwinden sind, um die Schwenkwiege zu verstellen.In existing axial piston machines, an increase in the torque is possible by increasing the hydraulic pressure, which has the disadvantage that the machine must be designed for a higher pressure, or the speed of the axial piston machine must be increased, but this is not useful for every operating condition , especially when starting off. Furthermore, axial piston machines can be used with a larger pivot angle, or, with a large possible pivoting, but this requires greater space, or the problem of over-dimensioning in standard operation results. Furthermore, axial piston machines with increased pivot angle have a large projection length of the pistons from the associated cylinder. This lowers the efficiency in part-load operation of the machine, since the ratio between the projection length and the guide length in the cylinder is decisive for the efficiency. The guide length can not be increased arbitrarily, due to space and viscous losses. Another disadvantage arises for the servomotors of the adjustment at a large tilt angle, as higher forces are overcome to adjust the pivoting cradle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung liegt der Aufgabe zu Grunde ein höheres Drehmoment an der Axialkolbenmaschine bereitzustellen.The invention is based on the object to provide a higher torque on the axial piston machine.

Erfindungsgemäß wird eine Axialkolbenmaschine mit Gehäuse für den Pumpen- und/oder Motorbetrieb mit variabel einstellbarem Schluckvolumen vorgeschlagen, wobei die Axialkolbenmaschine eine durch eine erste Verstelleinrichtung innerhalb eines durch die erste Verstelleinrichtung vorgegebenen Winkelbereichs schwenkbaren Schwenkwiege aufweist, die zumindest eine Oberfläche aufweist und die Axialkolbenmaschine eine drehfest auf einer Achse angeordnete Kolbentrommel mit in der Kolbentrommel angeordneten Kolben aufweist, wobei die Kolben an der Oberfläche der Schwenkwiege derart anliegen, dass zwischen den Kolben und der Schwenkwiege Druckkräfte übertragen werden können. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine zweite Verstelleinrichtung der Axialkolbenmaschine, die derart bewegbar ist, dass das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine zusätzlich zum durch die erste Verstelleinrichtung variabel einstellbaren Schluckvolumen veränderbar ist.According to the invention, an axial piston machine with a housing for pump and / or motor operation with variably adjustable displacement is proposed, the axial piston machine having a pivotable by a first adjustment within a predetermined angular range by the first adjustment pivoting cradle having at least one surface and the axial piston machine rotatably arranged on an axis piston drum having disposed in the piston drum piston, wherein the piston abut on the surface of the pivoting cradle such that between the piston and the pivoting cradle pressure forces can be transmitted. The invention is characterized by a second adjusting device of the axial piston machine which is movable in such a way that the absorption volume of the axial piston machine can be changed in addition to the displacement volume which can be variably adjusted by the first adjusting device.

Vorteile ergeben sich aus dem zusätzlich veränderbaren Schluckvolumen dahingehend, dass im Standardbetrieb nur das durch die erste Verstelleinrichtung vorgegebene maximale Schluckvolumen und das daraus resultierende Drehmoment erreicht werden kann. Dies ist im Normal-, bzw. Standardbetrieb auch gefordert, um in einem guten Leistungs- und Wirkungsgradverhältnis der Axialkolbenmaschine zu liegen. In bestimmten Betriebszuständen, wie zum Beispiel beim Anfahren eines Kraftfahrzeugs mit einem Hydraulikhybridantriebsstrang kann es jedoch erforderlich sein, dass die Axialkolbenmaschine ein überhöhtes Drehmoment liefern soll. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem eine zweite Verstelleinrichtung derart bewegbar ist, dass das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine zusätzlich zum durch die erste Verstelleinrichtung variabel einstellbaren Schluckvolumen veränderbar ist.Advantages result from the additionally variable absorption volume in that, in standard operation, only the maximum absorption volume predetermined by the first adjustment device and the resulting torque can be achieved. This is also required in normal or standard operation in order to be in a good power and efficiency ratio of the axial piston machine. However, in certain operating conditions, such as when starting a motor vehicle with a hydraulic hybrid powertrain, it may be necessary for the axial piston engine to provide excessive torque. This is achieved according to the invention in that a second adjusting device is movable in such a way that the absorption volume of the axial piston machine can be changed in addition to the intake volume which can be variably adjusted by the first adjusting device.

Die Erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine bietet den Vorteil, dass sie im Standardbetrieb die Vorteile einer üblichen Axialkolbenmaschine bietet, wie beispielsweise einen guten Wirkungsgrad, und im Sonderbetrieb flexibel und temporär ein erforderliches höheres Drehmoment liefert, ohne dass beispielsweise eine Druckerhöhung der Hydraulik erforderlich wäre, bzw. die gesamte Axialkolbenmaschine für eine größere Verschwenkung ausgelegt werden müsste, als für den Standardbetrieb erforderlich. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die Erfindung eine Drehmomentenüberhöhung bei niedrigen Drehzahlen der Axialkolbenmaschine möglich ist. Die Axialkolbenmaschine kann somit so ausgelegt werden, dass im Standardbetrieb ein kleineres Schluckvolumen möglich ist, was für eine kompaktere Maschine mit geringem Bauvolumen sorgt. Ferner ist der Drehzahlbereich der Axialkolbenmaschine erweiterbar.The axial piston machine according to the invention has the advantage that it offers the advantages of a conventional axial piston machine in standard operation, such as a good efficiency, and flexibly and temporarily delivers a required higher torque in special operation, without, for example, an increase in pressure of the hydraulics would be required, or the entire Axial piston machine would have to be designed for a larger pivoting, as required for standard operation. It is particularly advantageous that a torque increase at low speeds of the axial piston machine is possible by the invention. The axial piston machine can thus be designed so that a smaller displacement is possible in standard operation, which ensures a more compact machine with low construction volume. Furthermore, the speed range of the axial piston machine is expandable.

Die zweite Verstelleinrichtung ist beispielsweise über eine übergeordnete Steuerung, insbesondere Motorsteuerung ansteuerbar.The second adjusting device can be controlled, for example, via a higher-level control, in particular a motor control.

Die Axialkolbenmaschine kann ferner so ausgeführt sein, dass die Oberfläche der Schwenkwiege und/oder dass eine Abstützung für die Schwenkwiege durch die zweite Verstelleinrichtung bewegbar ist. Dies führt zu einer Hubvergrößerung bei den oben liegenden Kolben und somit zu einer Erhöhung des Schluckvolumens der Axialkolbenmaschine. Erfindungsgemäß wird somit die Auskraglänge der Kolben erhöht, um das Schluckvolumen zu erhöhen, ohne dass die Führungslänge signifikant erhöht werden muss. Die Auskraglänge kann auf die notwendige Länge für den Sonderbetrieb ausgelegt sein, wobei beispielsweise die Betriebslaufzeit beim Anfahren eines Kraftfahrzeug zur Gesamtbetriebslaufzeit verhältnismäßig gering ist, so dass die Vorrichtung kompakt baut und material- und kostengünstig hergestellt werden kann.The axial piston machine may further be designed so that the surface of the pivoting cradle and / or that a support for the pivoting cradle by the second adjusting device is movable. This leads to a Hubvergrößerung in the overhead piston and thus to an increase in the intake volume of the axial piston engine. According to the invention, the projecting length of the pistons is thus increased in order to increase the volume of swallowing without the guide length having to be significantly increased. The Auskraglänge can be designed to the necessary length for the special operation, for example, the operating time when starting a motor vehicle to the total operating time is relatively low, so that the device is compact and can be manufactured material and cost.

Die Vorteile dieser Ausführung sind, dass die Axialkolbenmaschine kompakt gebaut werden kann.The advantages of this design are that the axial piston machine can be made compact.

Die zweite Verstelleinrichtung kann so ausgeführt sein, dass sie die Abstützung der Schwenkwiege, bzw. die Schwenkwiege über eine Linearführung verschiebt, oder dass sie die Oberfläche der Schwenkwiege über eine zusätzliche Verschwenkung auslenkt, oder das sie für eine zusätzliche Verdrillung der Oberfläche der Schwenkwiege sorgt.The second adjusting device can be designed so that it moves the support of the pivoting cradle, or the pivoting cradle via a linear guide, or that it deflects the surface of the pivoting cradle via an additional pivoting, or that it provides an additional twisting of the surface of the pivoting cradle.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, das die Abstützung in der Kolbentrommel angeordnet ist und die Kolbentrommel oder die Abstützung durch die zweite Verstelleinrichtung axial bewegbar ist. Die Abstützung ist beispielsweise ein Axialkugellager, dass unmittelbar in der Kolbentrommel eingepresst oder ein- bzw. aufgeschrumpft ist. Die Abstützung kann beispielsweise auch mittelbar mit der Kolbentrommel verbunden sein, bevorzugt in einer Halterung, die fest mit der Kolbentrommel verbunden ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die axial verschiebbare Abstützung unmittelbar durch die zweite Verstelleinrichtung bewegbar in der Kolbentrommel angeordnet sein, oder über eine Halterung, die in der Kolbentrommel über die zweite Verstelleinrichtung bewegbar ist.A first embodiment of the invention is characterized in that the support is arranged in the piston drum and the piston drum or the support by the second adjusting device is axially movable. The support is, for example, an axial ball bearing, which is pressed or shrunk into the piston drum directly or shrunk. The support may for example also be indirectly connected to the piston drum, preferably in a holder which is firmly connected to the piston drum. In a further embodiment, the axially displaceable support can be arranged to be movable directly in the piston drum by the second adjusting device, or via a holder which is movable in the piston drum via the second adjusting device.

Die zweite Verstelleinrichtung der Axialkolbenmaschine ist für das erste Ausführungsbeispiel mittelbar am Gehäuse oder in der Kolbentrommel angeordnet.The second adjusting device of the axial piston machine is arranged indirectly for the first embodiment on the housing or in the piston drum.

Die oben genannten Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, dass die zweite Verstelleinrichtung pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektrisch angesteuert werden kann.The abovementioned embodiments have the advantage that the second adjusting device can be controlled pneumatically, hydraulically, mechanically or electrically.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine mehrteilig ausgebildete Schwenkwiege. Hierbei kann die Schwenkwiege ferner einen Schwenkwiegenkörper und eine im Schwenkwiegenkörper angeordnete Schwenkwiegenscheibe mit der Oberfläche aufweisen, wobei die Schwenkwiegenscheibe durch die zweite Verstelleinrichtung bewegbar ist.Another embodiment of the invention comprises a multi-part pivoting cradle. In this case, the pivoting cradle may further comprise a pivoting body and a pivoting cradle arranged in the pivoting body with the surface, wherein the pivoting cradle is movable by the second adjusting device.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass zur Umsetzung des erfindungswesentlichen Gedankens nur die Schwenkwiege in der Axialkolbenmaschine ausgetauscht werden muss und relativ wenig Bauraum benötigt wird. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der zweiten Verstelleinrichtung in der Schwenkwiege, da dies besonders Platz sparend ist.This embodiment has the advantage that only the pivoting cradle in the axial piston machine has to be exchanged to implement the concept essential to the invention and relatively little installation space is required. Particularly advantageous is the arrangement of the second adjustment in the pivoting cradle, as this is particularly space-saving.

Ferner kann die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine in einem Hydraulikhybridanstriebsstrang angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist eine serielle Hydraulikhybridanordnung, wobei ein oder mehrere Axialkolbenmaschinen mittelbar oder unmittelbar hinter einem Verbrennungsmotor angeordnet sind.Furthermore, the axial piston machine according to the invention can be arranged in a hydraulic hybrid drive train. Particularly advantageous is a serial hydraulic hybrid arrangement, wherein one or more axial piston machines are arranged directly or indirectly behind an internal combustion engine.

Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine kann jedoch auch in anderen Bereichen der hydraulischen Maschinen zum Einsatz kommen. Beispielsweise für hydrostatische Fahrantriebe oder bei hydrostatischen Drehantrieben allgemein. Hier als Motor, Pumpe oder Getriebe.However, the axial piston machine according to the invention can also be used in other areas of the hydraulic machines. For example, for hydrostatic travel drives or hydrostatic rotary actuators in general. Here as a motor, pump or gearbox.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der nachfolgenden Zeichnung.Further advantages and advantageous embodiments will become apparent from the description and the following drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:Show it:

1: zeigt eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise im Längsschnitt mit zu einer Drehachse senkrecht stehender Schwenkwiege nach dem Stand der Technik; 1 : shows an axial piston machine in swash plate design in longitudinal section with too a pivot axis of vertical pivoting cradle according to the prior art;

2: zeigt eine Axialkolbenmaschine aus 1 im Pumpbetrieb unter Volllast im Längsschnitt nach dem Stand der Technik; 2 : shows an axial piston machine 1 in pump mode under full load in longitudinal section according to the prior art;

3: zeigt eine Axialkolbenmaschine aus 1 im Motorbetrieb unter Teilllast im Längsschnitt nach dem Stand der Technik; 3 : shows an axial piston machine 1 in engine operation under partial load in longitudinal section according to the prior art;

4: zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine im Standardbetrieb (Teillast); 4 : shows a first embodiment of an axial piston machine in standard operation (partial load);

5: zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine im Standardbetrieb (Volllast); 5 : shows the first embodiment of an axial piston machine in standard operation (full load);

6: zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine im Sonderbetrieb 6 : shows the first embodiment of an axial piston machine in special operation

7: zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine im Standardbetrieb (Neutralstellung); 7 shows a second embodiment of an axial piston machine in standard operation (neutral position);

8: zeigt das zweite Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine im Standardbetrieb (Volllast); 8th : shows the second embodiment of an axial piston machine in standard operation (full load);

9: zeigt das zweite Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine im Sonderbetrieb nine : shows the second embodiment of an axial piston machine in special operation

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Anhand der 1, 2 und 3 wird die Funktionsweise einer Axialkolbenmaschine 18 in Schrägscheibenbauweise nach dem Stand der Technik erklärt. In 1 sind die wesentlichen Bauelemente dieser Axialkolbenmaschine 18 beispielhaft dargestellt. Eine Schwenkwiege 2 ist um einen Drehpunkt 26 drehbar gelagert, wobei der Drehpunkt 26 eine Achse 24 schneiden kann. Schwenkwiegen 2 sind auch unter den Begriffen Schwenkscheibe oder Schrägscheibe bekannt. Oberhalb der Achse 24 ist eine Verstelleinrichtung 3 in Form eines (Teleskop-)Verstellkolbens dargestellt, die mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse fest verbunden ist. Durch ein Verstellen der Verstelleinrichtung 3 wird die Schwenkwiege 2, welche in 1 senkrecht auf die Achse 24 steht und entsprechend einen Neigungswinkel α von 90° einnimmt, gegenüber der Achse 24 ausgelenkt, wie dies in den 2 und 3 sichtbar ist. Hierbei ist die Verstelleinrichtung 3 mit der Schwenkwiege 2 derart verbunden, dass lediglich eine Bewegung in translatorischer Richtung möglich ist. Um die Achse 24 ist eine Welle 4 drehbar angeordnet, die in translatorischer und rotatorischer Richtung fest mit einer Kolbentrommel 7 verbunden ist. In der Kolbentrommel 7 sind parallel zu der Achse 24 erste Zylinder 21 angeordnet, in denen sich erste Kolben 12 mit ersten Kolbenböden 19 befinden. Die ersten Kolben 12 liegen mit ihren ersten Gleitschuhen 20 auf einer Oberfläche 22 der Schwenkwiege 4. Über diese Verbindung können Druckkräfte übertragen werden. Die ersten Kolben 12 gleiten entlang einer ersten Zylinderwandung 30. Die ersten Zylinder 21 sind kreisförmig und konzentrisch um die Achse 24 angeordnet. Die Zylinder werden sowohl mit einem Hochdruck H als auch mit einem Niederdruck N verbunden. Der Schnitt durch die Kolbentrommel 7 ist derart gewählt, dass von den mit dem Hochdruck H verbundenen ersten Zylindern 21 einer oberhalb der Achse 24 dargestellt ist. Weiterhin ist der Schnitt durch die Kolbentrommel 7 derart gewählt, dass von den mit dem Niederdruck N verbundenen ersten Zylindern 21 einer unterhalb der Achse 24 dargestellt ist. Eine der Oberfläche 22 der Schwenkwiege 2 abgewandte Seite 23 der Kolbentrommel 7 ist fluiddicht drehbar mit einer mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse fest verbundenen Anschlussplatte 8 verbunden. Based on 1 . 2 and 3 becomes the operation of an axial piston machine 18 in swash plate design according to the prior art explained. In 1 are the essential components of this axial piston machine 18 exemplified. A pivoting cradle 2 is about a pivot 26 rotatably mounted, wherein the fulcrum 26 an axis 24 can cut. weighing pan 2 are also known under the terms swash plate or swash plate. Above the axis 24 is an adjusting device 3 shown in the form of a (telescopic) adjusting piston which is fixedly connected to a housing, not shown here. By adjusting the adjustment 3 becomes the pivoting cradle 2 , what a 1 perpendicular to the axis 24 stands and accordingly assumes an inclination angle α of 90 °, relative to the axis 24 deflected, as in the 2 and 3 is visible. Here is the adjustment 3 with the swivel cradle 2 connected such that only a movement in translational direction is possible. Around the axis 24 is a wave 4 rotatably arranged in the translational and rotational direction fixed with a piston drum 7 connected is. In the piston drum 7 are parallel to the axis 24 first cylinder 21 arranged, in which first pistons 12 with first piston bottoms 19 are located. The first pistons 12 lie with their first sliding shoes 20 on a surface 22 the pivoting cradle 4 , About this connection pressure forces can be transmitted. The first pistons 12 slide along a first cylinder wall 30 , The first cylinders 21 are circular and concentric about the axis 24 arranged. The cylinders are connected to both a high pressure H and a low pressure N. The section through the piston drum 7 is selected such that of the first cylinders connected to the high pressure H 21 one above the axis 24 is shown. Furthermore, the section is through the piston drum 7 selected such that of the first cylinders connected to the low pressure N 21 one below the axis 24 is shown. One of the surface 22 the pivoting cradle 2 opposite side 23 the piston drum 7 is fluid-tight rotatable with a fixedly connected to a housing not shown here connection plate 8th connected.

In der in 1 dargestellten Funktionsweise der Axialkolbenmaschine 18 werden die ersten Kolben 12 durch eine Drehung der Welle 4 zueinander nicht bewegt, so dass ein in den ersten Zylindern 21 befindliches Fluid weder verdichtet noch entspannt ist.In the in 1 illustrated operation of the axial piston machine 18 become the first pistons 12 by a rotation of the shaft 4 not moved to each other, so one in the first cylinders 21 fluid is neither compressed nor relaxed.

2 zeigt die Axialkolbenmaschine 18 aus 1 im Pumpenbetrieb unter Volllast im Längsschnitt. Deutlich sichtbar ist, dass die Schwenkwiege 2 mittels der Verstelleinrichtung 3 in seine Maximalposition ausgelenkt wurde und damit der zwischen der Schwenkwiege 2 und der Achse 24 eingeschlossene Neigungswinkel α erheblich größer als 90° ist. Die Schrägscheibenmaschine 18 in der hier vorliegenden Ausführungsform wird als Axialkolbenpumpe, auch Hydrostat genannt, in Schrägscheibenbauweise betrieben. Deutlich sichtbar ist, dass der erste Kolbenboden 19 des ersten Kolbens 12 sich zwischen einem ersten unteren Totpunkt 34 und einem ersten oberen Totpunkt 36 bewegt. Diese Strecke wird auch als erster Kolbenhub 32 bezeichnet. Der erste Hubraum 28 wird begrenzt von der ersten Zylinderwandung 25, von dem ersten Kolbenboden 19, wenn er in seinen ersten unteren Totpunkt 34 verlagert ist, und dem ersten Kolbenboden 19, wenn er in seinen ersten oberen Totpunkt 36 verlagert ist. 2 shows the axial piston machine 18 out 1 in pump mode under full load in longitudinal section. It is clearly visible that the pivoting cradle 2 by means of the adjusting device 3 was deflected into its maximum position and thus the between the pivoting cradle 2 and the axis 24 included inclination angle α is considerably greater than 90 °. The swashplate machine 18 in the present embodiment is operated as an axial piston pump, also called Hydrostat, operated in a swash plate design. It is clearly visible that the first piston crown 19 of the first piston 12 between a first bottom dead center 34 and a first top dead center 36 emotional. This route is also called the first piston stroke 32 designated. The first displacement 28 is limited by the first cylinder wall 25 , from the first piston crown 19 when he reaches his first bottom dead center 34 is displaced, and the first piston crown 19 when he's in his first top dead center 36 is relocated.

Die Welle 4 wird von einer nicht dargestellten Antriebseinheit angetrieben. Die Antriebseinheit kann die Welle 4 drehen. Auch kann die Antriebswelle drehzahl- oder drehmomentgeregelt gedreht werden Ein Fluid wird durch den sich in Richtung der Schwenkwiege 2 von dem ersten unteren 34 zu dem ersten oberen Totpunkt 36 verlagernden ersten Kolben 12 auf der Niederdruckseite N angesaugt und mittels der sich anschließend in Richtung der Anschlussplatte 8 von dem ersten oberen 36 zu dem unteren Totpunkt 34 verlagernden ersten Kolben 12 auf der Hochdruckseite H verdrängt.The wave 4 is driven by a drive unit, not shown. The drive unit can be the shaft 4 rotate. Also, the drive shaft can be rotated speed or torque-controlled A fluid is through which in the direction of the pivoting cradle 2 from the first lower one 34 to the first top dead center 36 shifting first piston 12 sucked on the low pressure side N and by means of the then in the direction of connecting plate 8th from the first upper one 36 to the bottom dead center 34 shifting first piston 12 displaced on the high pressure side H.

3 zeigt die Axialkolbenmaschine 18 aus 1 im Motorbetrieb unter Teillast. Hier wird die Schwenkwiege 2 mittels der Verstelleinrichtung 3 in entgegengesetzter Richtung wie in 2 verstellt, so dass der Neigungswinkel α zwischen der Schwenkwiege 2 und der Achse 24 einen Neigungswinkel α von weniger als 90° einnimmt. Dadurch, dass die Schwenkwiege 2 nicht so weit ausgelenkt ist als in der 2 dargestellt, ist der erste Kolbenhub 32 auch geringer. 3 shows the axial piston machine 18 out 1 in engine operation under partial load. Here is the pivoting cradle 2 by means of the adjusting device 3 in the opposite direction as in 2 adjusted, so that the inclination angle α between the pivoting cradle 2 and the axis 24 an inclination angle α of less than 90 ° occupies. Because of the pivoting cradle 2 is not as distracted as in the 2 shown, is the first piston stroke 32 also lower.

Der Hochdruck H des Fluids wird der Hochdruckseite H des in 3 dargestellten Motors zugeführt. Durch das Fluid werden die in den ersten unteren Totpunkt 34 verlagerten ersten Kolben 12 in Richtung der Schwenkwiege 2 bis zu ihrem oberen Totpunkt 36 verlagert. Durch die Verlagerung der Kolben 12 wird eine Rotation der Kolbentrommel 7 und der mit ihr verbundenen Welle 4 angestoßen. Die Welle 4 kann nunmehr einen mit ihr verbundenen Endverbraucher antreiben. Anschließend wird das entspannte Fluid auf der Niederdruckseite N durch den von dem oberen 36 zu dem unteren Totpunkt 34 zu verlagernden ersten Kolben aus dem Axialkolbenmotor ausgestoßen. Das ausgestoßene Fluid wird der Niederdruckseite der Axialkolbenpumpe aus 2 zugeführt. The high pressure H of the fluid is the high pressure side H of the in 3 shown supplied motor. By the fluid are in the first bottom dead center 34 shifted first piston 12 in the direction of the swivel cradle 2 until its top dead center 36 relocated. By the displacement of the pistons 12 becomes a rotation of the piston drum 7 and the wave associated with it 4 initiated. The wave 4 can now drive an affiliated end user. Subsequently, the expanded fluid on the low pressure side N is replaced by that of the upper one 36 to the bottom dead center 34 ejected to be displaced first piston from the axial piston motor. The ejected fluid becomes the low pressure side of the axial piston pump 2 fed.

Das Drehmoment der Axialkolbenmaschine 18 ergibt sich unter anderem aus dem sogenannten Schluckvolumen im Pumpen- oder Motorenbetrieb. Das Schluckvolumen ist jene Menge an Hydraulikflüssigkeit, die die Axialkolbenmaschine 18 pro Umdrehung verbraucht. Bei verstellbarer Schwenkwiege 2 ist das Schluckvolumen variabel einstellbar. Der Winkelbereich ist bei der Schwenkwiege 2 nach 1 bis 3 vorgegeben und zwar in Abhängigkeit von der Auslenkung der Verstelleinrichtung 3. Je größer der Winkel α, desto höher wird das Schluckvolumen und desto höher resultiert das Drehmoment.The torque of the axial piston machine 18 results among other things from the so-called displacement in pump or engine operation. The displacement is that amount of hydraulic fluid that is the axial piston machine 18 consumed per revolution. With adjustable swivel cradle 2 the displacement is variably adjustable. The angle range is at the pivoting cradle 2 to 1 to 3 given and depending on the deflection of the adjustment 3 , The larger the angle α, the higher the displacement and the higher the torque results.

Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 18 soll ein „Boosten“ ermöglichen, das heißt, dass ein Betriebszustand der Axialkolbenmaschine 18 möglich ist, in dem eine Drehmomentüberhöhung gegenüber dem Standardbetrieb hergestellt wird. Im folgenden stellt der Standardbetrieb den Zustand im normalen Betrieb der Axialkolbenmaschine 18 dar und der Sonderbetrieb den Zustand der Drehmomentüberhöhung, bzw. des „Boostens“.The axial piston machine according to the invention 18 should allow a "boosting", that is, that an operating state of the axial piston machine 18 is possible, in which a torque increase compared to the standard operation is made. In the following, the standard operation sets the state in the normal operation of the axial piston machine 18 and the special mode the state of the torque increase, or the "Boostens".

Die 4 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 18 mit einem Gehäuse 1, in dem über ein vorderes Wellenlager 5 und ein hinteres Wellenlager 6 die Welle 4 gelagert ist. Der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 18 ist gleich dem Aufbau der Axialkolbenmaschine 18 aus der Darstellung der 1 bis 3.The 4 to 6 show a first embodiment of the axial piston machine according to the invention 18 with a housing 1 in which about a front shaft bearing 5 and a rear shaft bearing 6 the wave 4 is stored. The basic structure of the axial piston machine according to the invention 18 is equal to the structure of the axial piston machine 18 from the representation of 1 to 3 ,

Die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine 18 weist eine erste Verstelleinrichtung 3 auf, die die drehbar gelagerte Schwenkwiege 2 um den Winkel α gegenüber der Achse 24 auslenkt. Die erste Verstelleinrichtung 3 gibt einen Winkelbereich vor, in dem die Axialkolbenmaschine 18 im Standardbetrieb betrieben werden kann. Der von der ersten Verstelleinrichtung 3 vorgegebene Winkel stellt somit einen Grenzwinkel da, der mit der ersten Verstelleinrichtung 3 maximal eingestellt werden kann. Die Schwenkwiege 2 ist beispielsweise über eine Lagerschale oder eine Kulisse im Gehäuse 1 drehbar gelagert.The axial piston machine according to the invention 18 has a first adjustment 3 on, the rotatably mounted pivoting cradle 2 by the angle α with respect to the axis 24 deflects. The first adjusting device 3 specifies an angular range in which the axial piston machine 18 can be operated in standard mode. The one of the first adjustment 3 predetermined angle thus provides a critical angle there, with the first adjustment 3 maximum can be set. The pivoting cradle 2 is for example via a bearing shell or a backdrop in the housing 1 rotatably mounted.

Die Auslenkung der Schwenkwiege 2 wird auch Verschwenkung β genannt, wobei in diesem Fall der Wert der Verschwenkung β der Winkel zwischen der Senkrechten zur Achse 24 und der Oberfläche 22 der Schwenkwiege 2 ist. Eine übliche maximale Verschwenkung β bei Axialkolbenmaschinen 18 liegt beispielsweise bei 15 bis 17°, da sich dort ein vorteilhaftes Verhältnis zwischen Leistung und Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine 18 einstellt. Bei einer größeren Verschwenkung β steigt die Leistung, bzw. das Drehmoment an, jedoch sinkt der Wirkungsgrad der Axialkolbenmaschine 18. Die maximale Verschwenkung β im Standardbetrieb ist der Grenzwinkel, der durch die erste Verstelleinrichtung 3 vorgegeben wird.The deflection of the swivel cradle 2 is also called pivoting β, in which case the value of the pivoting β, the angle between the perpendicular to the axis 24 and the surface 22 the pivoting cradle 2 is. A usual maximum pivoting β in axial piston machines 18 is included, for example 15 to 17 °, since there is an advantageous ratio between power and efficiency of the axial piston machine 18 established. At a larger pivoting β increases the power, or the torque, but the efficiency of the axial piston machine decreases 18 , The maximum pivoting β in standard operation is the critical angle caused by the first adjustment 3 is given.

Die Kolbentrommel 7, mit in der Kolbentrommel 7 angeordneten Kolben 12, 120, ist über eine Zylinderverzahnung 10 axial verschiebbar und drehfest mit der Welle 4 verbunden und die Zylinderverzahnung 10 weist einen Anschlagring 13 auf, an dem sich die Kolbentrommel 7 im Standardbetrieb der Axialkolbenmaschine 18 in Richtung zur Schwenkwiege 2 abstützt. In den Schnittdarstellungen der 4 bis 9 sind jeweils ein Kolben 12 in der obersten möglichen Stellung (Hochpunkt) der Schnittebene und ein Kolben 120 in der untersten möglichen Stellung (Tiefpunkt) der Schnittebene dargestellt.The piston drum 7 , with in the piston drum 7 arranged piston 12 . 120 , is about a cylinder toothing 10 axially displaceable and non-rotatable with the shaft 4 connected and the cylinder teeth 10 has a stop ring 13 on, on which the piston drum 7 in standard operation of the axial piston machine 18 towards the swivel cradle 2 supported. In the sectional views of the 4 to nine are each a piston 12 in the highest possible position (high point) of the cutting plane and a piston 120 represented in the lowest possible position (low point) of the cutting plane.

Ferner weist die Axialkolbenmaschine 18 eine zweite Verstelleinrichtung 9 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel durch hydraulisch betriebene Verschiebekolben 9 dargestellt ist, welche an der Anschlussplatte 8 angeordnet sind. Die Anschlussplatte 8, auch Verteilerplatte genannt, verschiebt sich in axialer Richtung mit der Kolbentrommel 7 mit. Die axiale Verschiebung der Kolbentrommel 7 kann beispielsweise auch pneumatisch, elektrisch, mechanisch oder über andere Stellglieder erfolgen. Ferner weist die Kolbentrommel 7 eine Abstützung 11 für die Schwenkwiege 2 in Form eines Axiallagers auf. Die Schwenkwiege 2 weist eine Oberfläche 22 auf, an der die Kolben 12, 120 derart anliegen, dass zwischen den Kolben 12, 120 und der Schwenkwiege 2 Druckkräfte übertragen werden können.Furthermore, the axial piston machine 18 a second adjustment nine on, in this embodiment by hydraulically operated displacement piston nine which is shown on the connection plate 8th are arranged. The connection plate 8th , also called distribution plate, moves in the axial direction with the piston drum 7 With. The axial displacement of the piston drum 7 For example, pneumatically, electrically, mechanically or via other actuators. Furthermore, the piston drum 7 a support 11 for the pivoting cradle 2 in the form of a thrust bearing. The pivoting cradle 2 has a surface 22 on, on the pistons 12 . 120 lie in such a way that between the piston 12 . 120 and the swivel cradle 2 Compressive forces can be transmitted.

4 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine 18 in einer mittleren Verschwenkung β von ca. 5°. Die Kolbentrommel 7 liegt am Anschlagring 13 an und die Oberfläche 22 der Schwenkwiege 2 ist frei und liegt nicht an der Abstützung 11 an. Der Kolben 12 im Hochpunkt ist noch nicht ganz aus seinem Zylinder 21 ausgefahren und der Kolben 120 im Tiefpunkt ist noch nicht vollständig in seinen Zylinder 21 eingefahren. 4 shows the first embodiment of the axial piston machine 18 in a mean pivoting β of about 5 °. The piston drum 7 lies on the stop ring 13 on and the surface 22 the pivoting cradle 2 is free and not at the support 11 at. The piston 12 in the high point is not quite out of his cylinder 21 extended and the piston 120 in the low point is not yet completely in his cylinder 21 retracted.

5 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine 18 in einer maximalen Verschwenkung β im Standardbetrieb von ca 15°, wobei die erste Verstelleinrichtung 3 ihre maximal mögliche Ausklenkung auf die Schwenkwiege 2 ausübt und somit der Grenzwinkel im Standardbetrieb erreicht ist. Die Kolbentrommel 7 liegt am Anschlagring 13 an, bzw. wird durch diesen abgestützt und die Oberfläche 22 der Schwenkwiege 2 liegt an der Abstützung 11 an. Der Kolben 12 im Hochpunkt ist für den Standardbetrieb maximal aus seinem Zylinder 21 ausgefahren und der Kolben 120 im Tiefpunkt ist nahezu vollständig in seinen Zylinder 21 eingefahren. 5 shows the first embodiment of the axial piston machine 18 in a maximum pivoting β in the standard mode of about 15 °, the first adjustment 3 their maximum possible Ausklenkung on the pivoting cradle 2 exercises and thus the critical angle is reached in standard operation. The piston drum 7 lies on the stop ring 13 on, or is supported by this and the surface 22 the pivoting cradle 2 is at the support 11 at. The piston 12 in the high point is for standard operation maximum out of his cylinder 21 extended and the piston 120 The low point is almost completely in his cylinder 21 retracted.

In 6 ist die Axialkolbenmaschine 18 im Sonderbetrieb dargestellt. Die Kolbentrommel 7 wird durch die zweite Verstelleinrichtung 9 axial in Richtung von der Schwenkwiege 2 weg verstellt. Gleichzeitig wird die Abstützung 11 für die Schwenkwiege 2 axial mit der Kolbentrommel 7 bewegt. Da die Schwenkwiege 2 über ein gehäusefestes Lager gelagert ist und die erste Verstelleinrichtung 3 ihre maximal mögliche Auslenkung erreicht hat, bewegt sich der obere Kolben 12 im Hochpunkt noch weiter aus seinem Zylinder 21 als im Standardbetrieb und der Kolben 120 im Tiefpunkt nimmt nahezu die gleiche Position ein, wie im Standardbetrieb, so dass die Auskraglänge des oberen Kolbens 12 zunimmt wodurch das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine 18 zunimmt und das Drehmoment ansteigt. Der obere Kolben 12 wird demnach überstreckt und die Verschwenkung β nimmt im Vergleich zum Standardbetrieb zu und beträgt beispielsweise 20°. Der Grenzwinkel zum Standardbetrieb ist somit überschritten.In 6 is the axial piston machine 18 shown in special mode. The piston drum 7 is through the second adjustment nine axially in the direction of the pivoting cradle 2 away adjusted. At the same time the support becomes 11 for the pivoting cradle 2 axially with the piston drum 7 emotional. Because the swivel cradle 2 is mounted on a housing fixed bearing and the first adjustment 3 has reached its maximum possible deflection, the upper piston moves 12 at the highest point still further out of his cylinder 21 as in standard mode and the piston 120 in the low point takes almost the same position as in the standard mode, so that the projection length of the upper piston 12 increases thereby the swallow volume of the axial piston machine 18 increases and the torque increases. The upper piston 12 is therefore overstretched and the pivoting β increases in comparison to the standard operation and is for example 20 °. The critical angle to standard operation is thus exceeded.

Die 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 18 mit einem Gehäuse 1, deren Welle 4 ebenfalls über das vordere Wellenlager 5 und das hintere Wellenlager 6 gelagert ist. Der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 18 ist ebenso wie der Aufbau der Axialkolbenmaschine 18 aus der Darstellung der 1 bis 3 und 4 bis 6.The 7 to nine show a second embodiment of the axial piston machine according to the invention 18 with a housing 1 whose wave 4 also via the front shaft bearing 5 and the rear shaft bearing 6 is stored. The basic structure of the axial piston machine according to the invention 18 is just like the structure of the axial piston machine 18 from the representation of 1 to 3 and 4 to 6 ,

Die Axialkolbenmaschine 18 der zweiten Ausführungsform weist ebenso wie die erste Ausführungsform eine erste Verstelleinrichtung 3 auf, die die drehbar gelagerte Schwenkwiege 2 um den Winkel α gegenüber der Achse 24 auslenkt. Die erste Verstelleinrichtung 3 gibt auch hier einen Winkelbereich vor, in dem die Axialkolbenmaschine 18 im Standardbetrieb betrieben werden kann. Die maximale Verschwenkung β im Standardbetrieb ist der Grenzwinkel, der durch die erste Verstelleinrichtung 3 vorgegeben wird.The axial piston machine 18 The second embodiment, like the first embodiment, has a first adjustment device 3 on, the rotatably mounted pivoting cradle 2 by the angle α with respect to the axis 24 deflects. The first adjusting device 3 Here too, there is an angular range in which the axial piston machine 18 can be operated in standard mode. The maximum pivoting β in standard operation is the critical angle caused by the first adjustment 3 is given.

Die Schwenkwiege 2 ist beispielsweise über eine Lagerschale oder eine Kulisse im Gehäuse 1 drehbar gelagert.The pivoting cradle 2 is for example via a bearing shell or a backdrop in the housing 1 rotatably mounted.

Die Schwenkwiege 2 der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine mehrteilige Schwenkwiege 2, bestehend aus einem Schwenkwiegenkörper 200, einer in dem Schwenkwiegenkörper 200 bewegbaren Schwenkwiegenscheibe 17, die an einer unteren Seite der Schwenkwiege 2 über eine Abstützung 40 in Form einer Lagerkuppe abgestützt ist und die an der oberen Seite der Schwenkwiege 2 über eine zweite Verstelleinrichtung 16 in Form eines Zusatzkolbens bewegbar im Schwenkwiegenkörper 200 abgestützt ist.The pivoting cradle 2 The second embodiment of the invention is a multi-part pivoting cradle 2 , consisting of a pivoting body 200 , one in the swiveling body 200 movable swiveling cradle 17 located on a lower side of the pivoting cradle 2 about a support 40 is supported in the form of a bearing dome and on the upper side of the pivoting cradle 2 via a second adjusting device 16 in the form of an additional piston movable in the pivoting body 200 is supported.

Die Kolbentrommel 7, mit in der Kolbentrommel 7 angeordneten Kolben 12, 120, ist axial fest und drehfest mit der Welle 4 verbunden.The piston drum 7 , with in the piston drum 7 arranged piston 12 . 120 , is axially fixed and non-rotatable with the shaft 4 connected.

Die zweite Verstelleinrichtung 16 der Axialkolbenmaschine 18 ist beispielsweise durch hydraulisch betriebene Zusatzkolben ausgeführt. Die Verschiebung der Schwenkwiegenscheibe 17 kann auch pneumatisch, elektrisch, mechanisch oder über andere Stellglieder erfolgen. Die Oberfläche 22 der Schwenkwiegenscheibe 17 ist so ausgebildet, dass auf ihr die Kolben 12, 120 derart anliegen, dass zwischen den Kolben 12, 120 und der Schwenkwiege 2 Druckkräfte übertragen werden können.The second adjusting device 16 the axial piston machine 18 is designed for example by hydraulically operated auxiliary piston. The displacement of the swiveling cradle 17 can also be done pneumatically, electrically, mechanically or via other actuators. The surface 22 the panning bugle 17 is designed so that the pistons on it 12 . 120 lie in such a way that between the pistons 12 . 120 and the swivel cradle 2 Compressive forces can be transmitted.

7 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine 18 in einer Verschwenkung β von 0° im Standardbetrieb. Die Schwenkwiegenscheibe 17, bzw. deren Oberfläche 22 ist parallel zum Schwenkwiegenkörper 200 ausgerichtet, wobei die Schwenkwiegenscheibe 17 an der unteren Seite des Schwenkwiegenkörpers 200 abgestützt ist und sich die zweite Verstelleinrichtung 16 in Standardstellung befindet. Der Kolben 12 im Hochpunkt und der Kolben 120 im Tiefpunkt sind quasi in Mittelstellung in ihren Zylindern 21. 7 shows the second embodiment of the axial piston machine 18 in a pivoting β of 0 ° in standard operation. The swiveling cradle 17 , or their surface 22 is parallel to the pivoting body 200 aligned, with the pivoting cradle 17 on the lower side of the pivoting body 200 is supported and the second adjustment 16 in standard position. The piston 12 in the high point and the piston 120 in the low point are quasi in middle position in their cylinders 21 ,

8 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschine 18 in einer maximalen Verschwenkung β im Standardbetrieb von ca 15°, wobei die erste Verstelleinrichtung 3 ihre maximal mögliche Ausklenkung auf die Schwenkwiege 2 ausübt und somit der Grenzwinkel im Standardbetrieb erreicht ist. Die Schwenkwiegenscheibe 17, bzw. deren Oberfläche 22 ist weiterhin parallel zum Schwenkwiegenkörper 200 ausgerichtet, wobei die Schwenkwiegenscheibe 17 an der unteren Seite der Schwenkwiege 2 abgestützt ist und sich die zweite Verstelleinrichtung 16 in Standardstellung befindet. Der Kolben 12 im Hochpunkt ist für den Standardbetrieb maximal aus seinem Zylinder 21 ausgefahren und der Kolben 120 im Tiefpunkt ist nahezu vollständig in seinen Zylinder 21 eingefahren. 8th shows the second embodiment of the axial piston machine 18 in a maximum pivoting β in the standard mode of about 15 °, the first adjustment 3 their maximum possible Ausklenkung on the pivoting cradle 2 exercises and thus the critical angle is reached in standard operation. The swiveling cradle 17 , or their surface 22 is still parallel to the pivoting body 200 aligned, with the pivoting cradle 17 on the lower side of the swivel cradle 2 is supported and the second adjustment 16 in standard position. The piston 12 in the high point is for standard operation maximum out of his cylinder 21 extended and the piston 120 The low point is almost completely in his cylinder 21 retracted.

In 9 ist die Axialkolbenmaschine 18 im Sonderbetrieb dargestellt. Die Schwenkwiegenscheibe 17 wird durch die zweite Verstelleinrichtung 16 relativ zum Schwenkwiegenkörper 200 verstellt, so dass die Oberfläche 22 der Schwenkwiegenscheibe 17 nicht mehr parallel zum Schwenkwiegenkörper 200 ausgerichtet ist. Die Verstellung geschieht in Richtung weg von der Kolbentrommel 7. Gleichzeitig dreht sich die Schwenkwiegenscheibe 17 um die Abstützung 40 an der unteren Seite der Schwenkwiege 2, so dass sich der obere Kolben 12 im Hochpunkt noch weiter aus seinem Zylinder 21 heraus bewegt, als im Standardbetrieb und der Kolben 120 im Tiefpunkt nimmt nahezu die gleiche Position ein, wie im Standardbetrieb, so dass das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine 18 zunimmt und das Drehmoment wie gefordert ansteigt. Der obere Kolben 12 wird demnach überstreckt und die Verschwenkung β nimmt im Vergleich zum Standardbetrieb zu und beträgt beispielsweise 20°. Der Grenzwinkel zum Standardbetrieb ist somit überschritten.In nine is the axial piston machine 18 shown in special mode. The swiveling cradle 17 is through the second adjustment 16 relative to the pivoting body 200 adjusted so that the surface 22 the panning bugle 17 no longer parallel to the pivoting body 200 is aligned. The adjustment happens in the direction away from the piston drum 7 , At the same time, the swiveling cradle rotates 17 for the support 40 on the lower side of the swivel cradle 2 , so that the upper piston 12 at the highest point still further out of his cylinder 21 moved out as in standard mode and the piston 120 in the low point takes almost the same position as in the standard mode, so that the displacement of the axial piston machine 18 increases and the torque increases as required. The upper piston 12 is therefore overstretched and the pivoting β increases in comparison to the standard operation and is for example 20 °. The critical angle to standard operation is thus exceeded.

Eine dritte nicht dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine 18 mit einem Gehäuse 1, in dem über ein vorderes Wellenlager 5 und ein hinteres Wellenlager 6 die Welle 4 gelagert ist, weist einen prinzipiell gleichen Aufbau auf, wie die Axialkolbenmaschine 18 aus der Darstellung der 4 bis 6.A third embodiment, not shown, of the axial piston machine according to the invention 18 with a housing 1 in which about a front shaft bearing 5 and a rear shaft bearing 6 the wave 4 is mounted, has a basically the same structure as the axial piston machine 18 from the representation of 4 to 6 ,

Die Axialkolbenmaschine 18 der dritten Ausführungsform weist eine erste Verstelleinrichtung 3 auf, die die drehbar gelagerte und axial verschiebbare Schwenkwiege 2 um den Winkel α gegenüber der Achse 24 auslenkt. Die erste Verstelleinrichtung 3 gibt auch hier einen Winkelbereich vor, in dem die Axialkolbenmaschine 18 im Standardbetrieb betrieben werden kann. Die Schwenkwiege 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel axial verschiebbar und drehfest im Gehäuse 1 gelagert. Die Schwenkwiegenlagerung kann über eine Lagerschale oder eine Kulisse geschehen.The axial piston machine 18 The third embodiment has a first adjusting device 3 on, which is the rotatably mounted and axially displaceable pivoting cradle 2 by the angle α with respect to the axis 24 deflects. The first adjusting device 3 Here too, there is an angular range in which the axial piston machine 18 can be operated in standard mode. The pivoting cradle 2 is axially displaceable and rotationally fixed in the housing in this embodiment 1 stored. The Schwenkwiegenlagerung can be done via a bearing shell or a backdrop.

Die Schwenkwiege 2 ist über eine Vorrichtung axial verschiebbar und drehfest mittelbar am Gehäuse 1 verbunden.The pivoting cradle 2 is axially displaceable via a device and rotatably indirectly on the housing 1 connected.

Ferner weist die Axialkolbenmaschine 18 der dritten Ausführungsform eine zweite Verstelleinrichtung auf, die die Schwenkwiege 2 axial zur Welle 4 bewegen kann. Die axiale Verschiebung der Schwenkwiege 2 kann pneumatisch, elektrisch, mechanisch oder über andere Stellglieder erfolgen. Die Schwenkwiege 2 weist eine Oberfläche 22 auf, an der die Kolben 12, 120 derart anliegen, dass zwischen den Kolben 12, 120 und der Schwenkwiege 2 Druckkräfte übertragen werden können. Die axiale Verschiebung der Schwenkwiege 2 erfolgt über eine axiale Verschiebung der Schwenkwiegenlager durch die zweite Verstelleinrichtung.Furthermore, the axial piston machine 18 the third embodiment, a second adjustment, which is the pivoting cradle 2 axially to the shaft 4 can move. The axial displacement of the pivoting cradle 2 can be pneumatic, electrical, mechanical or other actuators. The pivoting cradle 2 has a surface 22 on, on the pistons 12 . 120 lie in such a way that between the pistons 12 . 120 and the swivel cradle 2 Compressive forces can be transmitted. The axial displacement of the pivoting cradle 2 takes place via an axial displacement of the pivotal rolling bearing by the second adjusting device.

Die Axialkolbenmaschine 18 der dritten Ausführungsform kann im Standardbetrieb, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben, eine Verschwenkung β bis ca. 15–17° ausüben und somit den Grenzwinkel im Standardbetrieb erreichen.The axial piston machine 18 The third embodiment may, in the standard mode, as described in the other embodiments, a pivoting β exert to about 15-17 ° and thus reach the critical angle in standard operation.

Im Sonderbetrieb wird die Schwenkwiege 2 durch die zweite Verstelleinrichtung axial in Richtung von der Kolbentrommel 7 weg verstellt. Da sich die Kolbentrommel 7 axial nicht bewegt und die erste Verstelleinrichtung 3 ihre maximal mögliche Auslenkung erreicht hat, bewegt sich der obere Kolben 12 im Hochpunkt noch weiter aus seinem Zylinder 21 als im Standardbetrieb und der Kolben 120 im Tiefpunkt nimmt nahezu die gleiche Position ein, wie im Standardbetrieb, so dass das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine 18 zunimmt und das Drehmoment ansteigt. Der obere Kolben 12 wird demnach überstreckt und die Verschwenkung β nimmt im Vergleich zum Standardbetrieb zu und beträgt beispielsweise 20°.In special operation, the pivoting cradle 2 by the second adjusting device axially in the direction of the piston drum 7 away adjusted. Since the piston drum 7 not moved axially and the first adjustment 3 has reached its maximum possible deflection, the upper piston moves 12 at the highest point still further out of his cylinder 21 as in standard mode and the piston 120 in the low point takes almost the same position as in the standard mode, so that the displacement of the axial piston machine 18 increases and the torque increases. The upper piston 12 is therefore overstretched and the pivoting β increases in comparison to the standard operation and is for example 20 °.

Ein weiteres nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel weist eine Abstützung 11 in einer Kolbentrommel 7 auf, wobei die Kolbentrommel 7 axial fest und drehfest mit der Welle 4 verbunden ist und die Abstützung 11 axial verschiebbar in der Kolbentrommel 7 angeordnet ist. Die axiale Verschiebung der Abstützung 11 erfolgt über eine zweite Verstelleinrichtung. Die zweite Verstelleinrichtung kann beispielsweise in der Kolbentrommel 7 angeordnet sein.Another embodiment, not shown, has a support 11 in a piston drum 7 on, with the piston drum 7 axially fixed and non-rotatable with the shaft 4 connected and the support 11 axially displaceable in the piston drum 7 is arranged. The axial displacement of the support 11 via a second adjustment. The second adjusting device can, for example, in the piston drum 7 be arranged.

Ein weiteres nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine weist eine geteilte Schwenkwiege 2 auf, die eine ähnliche Funktionsweise hat, wie die Schwenkwiege des zweiten Ausführungsbeispiels. Der Unterschied liegt darin, dass die geteilte Schwenkwiege 2 aus verdrillten Kegelscheiben gebildet ist. Die Kegelscheiben werden durch die zweite Verstelleinrichtung bewegt und sorgen für eine Erhöhung des Schluckvolumens der Axialkolbenmaschine 18.Another not shown embodiment of an axial piston machine has a split pivot cradle 2 on, which has a similar operation, as the pivoting cradle of the second embodiment. The difference is that the split pivot cradle 2 is formed of twisted conical disks. The conical disks are moved by the second adjusting device and ensure an increase in the absorption volume of the axial piston machine 18 ,

Ein weiteres nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine weist eine geteilte Schwenkwiege 2 auf, die eine ähnliche Funktionsweise hat, wie die Schwenkwiege des zweiten Ausführungsbeispiels. Der Unterschied liegt darin, dass die geteilte Schwenkwiege 2 aus einer geteilten Schwenkwiegenscheibe gebildet ist. Ein oberer Teil der Schwenkwiegenscheibe wird durch die zweite Verstelleinrichtung bewegt und sorgt für eine Erhöhung des Schluckvolumens der Axialkolbenmaschine 18.Another not shown embodiment of an axial piston machine has a split pivot cradle 2 on, which has a similar operation, as the pivoting cradle of the second embodiment. The difference is that the split pivot cradle 2 from one divided pivoting cradle is formed. An upper part of the pivoting cradle is moved by the second adjusting device and ensures an increase in the absorption volume of the axial piston machine 18 ,

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Claims (8)

Axialkolbenmaschine (18) mit Gehäuse (1) für den Pumpen- und/oder Motorbetrieb mit variabel einstellbarem Schluckvolumen, mit einer durch eine erste Verstelleinrichtung (3) innerhalb eines durch die erste Verstelleinrichtung (3) vorgegebenen Winkelbereichs schwenkbaren Schwenkwiege (2), die zumindest eine Oberfläche (22) aufweist und einer drehfest auf einer Achse (24) angeordneten Kolbentrommel (7) mit in der Kolbentrommel (7) angeordneten Kolben (12, 120), wobei die Kolben (12, 120) an der Oberfläche (22) der Schwenkwiege (2) derart anliegen, dass zwischen den Kolben (12, 120) und der Schwenkwiege (2) Druckkräfte übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkolbenmaschine (18) eine zweite Verstelleinrichtung (9, 16) aufweist, die derart bewegbar ist, dass das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine (18) zusätzlich zum durch die erste Verstelleinrichtung (3) variabel einstellbaren Schluckvolumen veränderbar ist.Axial piston machine ( 18 ) with housing ( 1 ) for the pump and / or motor operation with variably adjustable absorption volume, with a by a first adjustment ( 3 ) within a first adjustment device ( 3 ) predetermined angular range pivoting pivoting cradle ( 2 ), which has at least one surface ( 22 ) and a rotationally fixed on an axis ( 24 ) arranged piston drum ( 7 ) with in the piston drum ( 7 ) arranged piston ( 12 . 120 ), the pistons ( 12 . 120 ) on the surface ( 22 ) of the pivoting cradle ( 2 ) in such a way that between the pistons ( 12 . 120 ) and the pivoting cradle ( 2 ) Pressure forces can be transmitted, characterized in that the axial piston machine ( 18 ) a second adjusting device ( nine . 16 ) which is movable such that the displacement volume of the axial piston machine ( 18 ) in addition to the first adjusting device ( 3 ) variably adjustable absorption volume is variable. Axialkolbenmaschine (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (22) der Schwenkwiege (2) und/oder dass eine Abstützung (11) für die Schwenkwiege (2) durch die zweite Verstelleinrichtung (9, 16) bewegbar ist.Axial piston machine ( 18 ) according to claim 1, characterized in that the surface ( 22 ) of the pivoting cradle ( 2 ) and / or that a support ( 11 ) for the pivoting cradle ( 2 ) by the second adjusting device ( nine . 16 ) is movable. Axialkolbenmaschine (18) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (11) in der Kolbentrommel (7) angeordnet ist und die Kolbentrommel (7) oder die Abstützung (11) durch die zweite Verstelleinrichtung (9) axial bewegbar ist.Axial piston machine ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the support ( 11 ) in the piston drum ( 7 ) is arranged and the piston drum ( 7 ) or the support ( 11 ) by the second adjusting device ( nine ) is axially movable. Axialkolbenmaschine (18) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verstelleinrichtung (9) mittelbar am Gehäuse (1) oder in der Kolbentrommel (7) angeordnet ist Axial piston machine ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second adjusting device ( nine ) indirectly on the housing ( 1 ) or in the piston drum ( 7 ) is arranged Axialkolbenmaschine (18) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkwiege (2) mehrteilig ausgebildet ist.Axial piston machine ( 18 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pivoting cradle ( 2 ) is formed in several parts. Axialkolbenmaschine (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkwiege (2) einen Schwenkwiegenkörper (200) und eine im Schwenkwiegenkörper (200) angeordnete Schwenkwiegenscheibe (17) mit der Oberfläche (22) aufweist, wobei die Schwenkwiegenscheibe (17) durch die zweite Verstelleinrichtung (16) bewegbar ist.Axial piston machine ( 18 ) according to claim 5, characterized in that the pivoting cradle ( 2 ) a pivoting body ( 200 ) and one in the pivoting body ( 200 ) arranged flyer ( 17 ) with the surface ( 22 ), wherein the pivoting plunger ( 17 ) by the second adjusting device ( 16 ) is movable. Axialkolbenmaschine (18) nach einem der Ansprüch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verstelleinrichtung (16) in der Schwenkwiege (2) angeordnet ist.Axial piston machine ( 18 ) according to one of claims 5 or 6, characterized in that the second adjusting device ( 16 ) in the pivoting cradle ( 2 ) is arranged. Hydraulikhybridanstriebsstrang mit einer Axialkolbenmaschine (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Hydraulic hybrid powertrain with an axial piston engine ( 18 ) according to one of claims 1 to 7.
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