DE102013202296A1 - Swash plate machine for use as e.g. axial-piston pump in powertrain for motor car, has bearings arranged at swivel cradle, so that drive shaft is supported at swivel cradle, which is pivotably stored around pivotal axis - Google Patents
Swash plate machine for use as e.g. axial-piston pump in powertrain for motor car, has bearings arranged at swivel cradle, so that drive shaft is supported at swivel cradle, which is pivotably stored around pivotal axis Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.The present invention relates to a swashplate machine according to the preamble of claim 1 and a drive train according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Schrägscheibenmaschinen dienen als Axialkolbenpumpen zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und als Axialkolbenmotor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie. Eine Zylindertrommel mit Kolbenbohrungen ist drehbar bzw. rotierend gelagert und in den Kolbenbohrungen sind Kolben angeordnet. Die Zylindertrommel ist fest mit einer Antriebswelle verbunden und auf einen ersten Teil der rotierenden Kolbenbohrungen wirkt temporär eine Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck und auf einen zweiten Teil der rotierenden Kolbenbohrungen wirkt temporär eine Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck. Eine Schwenkwiege ist um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert und auf der Schwenkwiege liegt eine Rückhaltescheibe mit Gleitschuhen auf. An den Gleitschuhen sind die Kolben befestigt. Die Rückhaltescheibe mit den Gleitschuhen führt zusammen mit der Zylindertrommel eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse aus und eine ebene Auflagefläche der Schwenkwiege ist dabei in einem spitzen Winkel, zum Beispiel zwischen 0° und +20° und zwischen 0° und –20° als Schwenkwinkel, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel ausgerichtet. Die Schwenkwiege wird von zwei hydraulischen Schwenkeinrichtungen, die je von einem Verstellkolben und einem Verstellzylinder gebildet sind, um eine Schwenkachse verschwenkt.Swash plate machines serve as axial piston pumps for converting mechanical energy into hydraulic energy and as axial piston motor for converting hydraulic energy into mechanical energy. A cylinder drum with piston bores is rotatably or rotatably mounted and pistons are arranged in the piston bores. The cylinder drum is fixedly connected to a drive shaft and a hydraulic fluid acts temporarily on a first part of the rotating piston bores under high pressure and a hydraulic fluid acts temporarily on a second part of the rotating piston bores at low pressure. A pivoting cradle is pivotally mounted about a pivot axis and on the pivoting cradle is on a retaining disc with sliding shoes. The pistons are attached to the sliding shoes. The retaining disc with the sliding shoes together with the cylinder drum performs a rotational movement about an axis of rotation and a flat bearing surface of the pivoting cradle is at an acute angle, for example between 0 ° and + 20 ° and between 0 ° and -20 ° as a swivel angle aligned with the axis of rotation of the cylinder drum. The pivoting cradle is pivoted by two hydraulic pivoting devices, each of which is formed by an adjusting piston and an adjusting cylinder, about a pivot axis.
Die Schwenkwiege weist eine Öffnung auf, durch welche die Antriebswelle geführt ist. Die Antriebswelle ist mit zwei Lagern gelagert. Diese beiden Lager sind an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Gehäuses der Schrägscheibenmaschine ausgebildet. Die von den Kolben aufzunehmenden Kräfte mit eine Komponente senkrecht zu der Rotationsachse der Antriebswelle werden von der Zylindertrommel in die Antriebswelle übertragen und von der Antriebswelle in die beiden Lager der Antriebswelle. Der Kraftangriffspunkt dieser Kräfte in der axialen Ausrichtung liegt im Bereich der Schwenkachse der Schwenkwiege, so dass von der Antriebswelle große Biegemomente aufzunehmen sind, da die beiden Lager der Antriebswelle einen großen Abstand zu der Schwenkachse der Schwenkwiege aufweisen.The pivoting cradle has an opening through which the drive shaft is guided. The drive shaft is mounted with two bearings. These two bearings are formed on two opposite sides of a housing of the swash plate machine. The forces to be absorbed by the pistons with a component perpendicular to the axis of rotation of the drive shaft are transmitted from the cylinder drum into the drive shaft and from the drive shaft into the two bearings of the drive shaft. The force application point of these forces in the axial alignment is in the region of the pivot axis of the pivoting cradle, so that large bending moments are to be absorbed by the drive shaft, since the two bearings of the drive shaft have a large distance from the pivot axis of the pivoting cradle.
Die
Die
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemäße Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenpumpe und/oder Axialkolbenmotor, umfassend eine um eine Rotationsachse drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel mit Kolbenbohrungen, in den Kolbenbohrungen beweglich gelagerte Kolben, eine mit der Zylindertrommel zumindest drehfest verbundene Antriebswelle, welche um die Rotationsachse drehbar bzw. rotierend gelagert ist, wenigstens eine Lagerung für die Antriebswelle, eine um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege, eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege, wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege, eine Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen, eine Hochdrucköffnung zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen, wobei eine Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege angeordnet ist, so dass die Antriebswelle an der Schwenkwiege gelagert ist. Eine Lagerung für die Antriebswelle ist an der Schwenkwiege angeordnet bzw. ausgebildet, so dass diese Lagerung einen geringen axialen Abstand zu der Schwenkachse der Schwenkwiege aufweist. Die von den Kolben in die Zylindertrommel einwirkenden Kräfte in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Antriebswelle werden von der Antriebswelle und damit von der wenigstens einen Lagerung für die Antriebswelle aufgenommen. Aufgrund des geringen Abstandes dieser Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege sind deshalb von der Antriebswelle nur geringe Biegemomente aufzunehmen. Dadurch wird die Durchbiegung der Antriebswelle in vorteilhafter Weise klein gehalten bzw. die Antriebswelle kann diesbezüglich kleiner dimensioniert werden. Ferner ist an der Schwenkwiege keine Öffnung zur Durchführung der Antriebswelle erforderlich, so dass dadurch auch die Schwenkwiege konstruktiv einfach gebaut werden kann.Swash plate machine according to the invention as axial piston pump and / or axial piston motor, comprising a cylinder drum rotatable about a rotation axis with piston bores, pistons movably mounted in the piston bores, a drive shaft at least rotatably connected to the cylinder drum, which is rotatable about the rotation axis, at least one bearing for the drive shaft, a pivoting cradle mounted pivotably about a pivot axis, a pivot bearing for the pivoting cradle, at least one pivoting device for pivoting the pivoting cradle, a low-pressure opening for introducing and / or discharging hydraulic fluid into and / or out of the rotating piston bores, a high-pressure opening for discharging and / or introducing hydraulic fluid from and / or into the rotating piston bores, wherein a bearing for the drive shaft is arranged on the pivoting cradle, so that the drive shaft on the pivoting ge is stored. A bearing for the drive shaft is arranged or formed on the pivoting cradle, so that this bearing has a small axial distance to the pivot axis of the pivoting cradle. The forces acting on the cylinder drum by the pistons in a direction perpendicular to the axis of rotation of the drive shaft are absorbed by the drive shaft and thus by the at least one bearing for the drive shaft. Due to the low Distance of this storage for the drive shaft on the pivoting cradle are therefore to record only small bending moments of the drive shaft. As a result, the deflection of the drive shaft is advantageously kept small or the drive shaft can be dimensioned smaller in this regard. Furthermore, no opening for the implementation of the drive shaft is required on the pivoting cradle, so that thereby the pivoting cradle can be constructively simple.
Insbesondere ist die Antriebswelle mit einer ersten Lagerung und einer zweiten Lagerung gelagert und die erste Lagerung ist an der Schwenkwiege angeordnet. Mit der ersten Lagerung ist die Antriebswelle an der Schwenkwiege gelagert und mit der zweiten Lagerung ist die Antriebswelle mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse, insbesondere einer zweiten Seite des Gehäuses, gelagert. Dies ist erforderlich, um eine ausreichende Lagerung der Antriebswelle zu gewährleisten. In particular, the drive shaft is mounted with a first bearing and a second bearing and the first bearing is arranged on the pivoting cradle. With the first bearing, the drive shaft is mounted on the pivoting cradle and with the second bearing, the drive shaft is mounted directly or indirectly on the housing, in particular a second side of the housing. This is necessary to ensure sufficient storage of the drive shaft.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste Lagerung und die zweite Lagerung für die Antriebswelle ist in einem axialen Abstand bezüglich der Rotationsachse der Antriebswelle zueinander ausgebildet, insbesondere ist der axiale Abstand der ersten und zweiten Lagerung größer als die axiale Ausdehnung der Zylindertrommel und/oder kleiner als die Ausdehnung des Gehäuses in axialer Richtung zwischen einer ersten und zweiten Seite des Gehäuses.In a further embodiment, the first bearing and the second bearing for the drive shaft are formed at an axial distance with respect to the axis of rotation of the drive shaft to each other, in particular the axial distance of the first and second bearing is greater than the axial extent of the cylinder drum and / or smaller than the extent of the housing in the axial direction between a first and second side of the housing.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die erste Lagerung an einem axialen Ende der Antriebswelle innerhalb des Gehäuses ausgebildet und/oder ein axiales Ende der Antriebswelle ist innerhalb des Gehäuses zwischen der Schwenkwiege und der Zylindertrommel angeordnet.In a supplementary embodiment, the first bearing is formed at an axial end of the drive shaft within the housing and / or an axial end of the drive shaft is disposed within the housing between the pivot cradle and the cylinder barrel.
Vorzugsweise ist die Zylindertrommel fest mit der Antriebswelle verbunden, so dass die wenigstens eine Lagerung, insbesondere die erste Lagerung, für die Antriebswelle ein Zylindertrommellager bildet. In vorteilhafter Weise ist somit kein ergänzendes Zylindertrommellager erforderlich, sondern dieses ist von der ersten und zweiten Lagerung gebildet. Preferably, the cylinder drum is fixedly connected to the drive shaft, so that the at least one bearing, in particular the first bearing, forms a cylindrical drum bearing for the drive shaft. Advantageously, therefore, no additional cylindrical drum bearing is required, but this is formed by the first and second storage.
In einer Variante ist die Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege als ein teilkugelförmiges Lager ausgebildet. Ein teilkugelförmiges Lager ist erforderlich, da dieses Lager einerseits die Rotationsbewegung der Antriebswelle um die Rotationsachse zu ermöglichen hat und andererseits vorzugsweise auch die Schwenkbewegung der Schwenkwiege um die Schwenkachse. In a variant, the bearing for the drive shaft on the pivoting cradle is designed as a part-spherical bearing. A part-spherical bearing is required because this bearing on the one hand to allow the rotational movement of the drive shaft about the axis of rotation and on the other hand preferably also the pivotal movement of the pivoting cradle about the pivot axis.
Zweckmäßig liegt der Mittelpunkt einer fiktiven Kugel an dem teilkugelförmigen Lager in der Schwenkachse der Schwenkwiege.Suitably, the center of a fictional ball on the part-spherical bearing in the pivot axis of the pivoting cradle.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege und die Wiegenlagerung konzentrisch zueinander ausgebildet und/oder eine fiktive Schnittebene, welche senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausgerichtet ist und in der fiktiven Schnittebene die Rotationsachse der Antriebswelle liegt, die Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege und die Wiegenlagerung jeweils kreissegmentförmig als fiktive Kreissegmente schneidet und die beiden fiktiven Kreissegmente an der Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege und der Wiegelagerung den gleichen Mittelpunkt aufweisen. Die Wiegenlagerung mit einer Lagerfläche an einer feststehenden Wiegenlagerung und einer Gegenlagerfläche an der verschwenkbaren Schwenkwiege sind teilzylinderförmig ausgebildet und aufgrund der Ausrichtung der Schnittebene ist die Wiegenlagerung in dem Schnitt kreissegmentförmig ausgebildet, d. h. eine Längsachse der teilzylinderförmigen Lagerfläche und der Gegenlagerfläche der Wiegenlagerung entspricht oder ist identisch zu der Schwenkachse der Schwenkwiege und der Mittelpunkt der ersten Lagerung der Antriebswelle bzw. des fiktiven Kreissegmentes der ersten Lagerung liegt in der Längsachse und der Schwenkachse.In a further embodiment, the bearing for the drive shaft on the pivoting cradle and the cradle bearing are formed concentric with each other and / or a fictitious sectional plane, which is aligned perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle and in the fictitious sectional plane is the axis of rotation of the drive shaft, the storage for the Drive shaft on the pivoting cradle and the weighing storage in each case a segment of a circle as a fictitious circle segments intersects and the two fictitious circle segments on the support for the drive shaft on the pivoting cradle and the Wiegelagerung have the same center. The weighing storage with a bearing surface on a fixed weighing storage and an abutment surface on the pivoting pivoting cradle are formed partially cylindrical and due to the orientation of the cutting plane, the weighing storage in the cut is circular segment-shaped, d. H. a longitudinal axis of the partially cylindrical bearing surface and the abutment surface of the cradle storage corresponds or is identical to the pivot axis of the pivoting cradle and the center of the first bearing of the drive shaft or the fictitious circle segment of the first bearing is in the longitudinal axis and the pivot axis.
Insbesondere ist die Antriebswelle an dem von der Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege gelagerten axialen Ende teilkugelförmig, insbesondere halbkugelförmig, ausgebildet.In particular, the drive shaft is partially spherical, in particular hemispherical, formed on the axial end mounted by the bearing for the drive shaft on the pivoting cradle.
In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem von der Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege gelagerten axialen Ende der Antriebswelle und der Schwenkwiege ein Zwischenlagerteil angeordnet und das Zwischenlagerteil ist mit einem Zwischenlager an der Schwenkwiege gelagert, so dass das Zwischenlagerteil eine Schwenkbewegung der Schwenkwiege um die Schwenkachse nicht mit ausführt.In a further embodiment, an intermediate bearing part is arranged between the axial end of the drive shaft and the pivoting cradle supported by the bearing for the drive shaft on the pivoting cradle and the intermediate bearing part is mounted with an intermediate bearing on the pivoting cradle so that the intermediate bearing part can pivot about the pivoting cradle about the pivoting cradle not with executes.
In einer ergänzenden Variante ist die Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege unmittelbar an dem Zwischenlagerteil ausgebildet.In a supplementary variant, the bearing for the drive shaft on the pivoting cradle is formed directly on the intermediate bearing part.
In einer weiteren Variante ist die Lagerung für die Antriebswelle an der Schwenkwiege unmittelbar an der Schwenkwiege ausgebildet.In a further variant, the bearing for the drive shaft on the pivoting cradle is formed directly on the pivoting cradle.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Lagerung für die Antriebswelle an der Schenkwiege als eine Gleitlagerung ausgebildet.In a further embodiment, the bearing for the drive shaft on the Schenkwiege is designed as a sliding bearing.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Lagerung der Antriebswelle an der Schwenkwiege als eine Wälzlagerung ausgebildet, so dass zwischen einer Lagerteilkugel an der Antriebswelle als dem axialen Ende und einer Gegenlagerteilkugel an der Schwenkwiege Wälzelemente, beispielsweise Kugeln, angeordnet sind. Dabei kann auch ein Zwischenlagerteil als Bestandteil der Schwenkwiege aufgefasst werden. In a supplementary embodiment, the bearing of the drive shaft is formed on the pivoting cradle as a rolling bearing, so that between a bearing part ball on the drive shaft as the axial end and an abutment part ball on the pivot cradle rolling elements, for example Balls are arranged. In this case, an intermediate storage part can be regarded as part of the pivoting cradle.
Erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Schrägscheibenmaschine zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und umgekehrt, wenigstens einen Druckspeicher, wobei die Schrägscheibenmaschine als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Schrägscheibenmaschine ausgebildet ist.Drive train according to the invention for a motor vehicle, comprising at least one swash plate machine for converting mechanical energy into hydraulic energy and vice versa, at least one pressure accumulator, wherein the swash plate machine is designed as a swash plate machine described in this patent application.
Vorzugsweise umfasst der Antriebsstrang zwei Schrägscheibenmaschinen, welche hydraulisch miteinander verbunden sind und als hydraulisches Getriebe fungieren und/oder der Antriebsstrang umfasst zwei Druckspeicher als Hochdruckspeicher und Niederdruckspeicher.Preferably, the drive train includes two swash plate machines, which are hydraulically connected to each other and act as a hydraulic transmission and / or the drive train comprises two pressure accumulator as high-pressure accumulator and low pressure accumulator.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Eine in
Die Schwenkwiege
Die Schwenkwiege
Die erste und zweite Schwenkeinrichtung
Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine
In
Der Innenraum
In
In
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1013928 A2 [0004] EP 1013928 A2 [0004]
- CH 405934 [0005] CH 405934 [0005]
- DE 2733870 C2 [0006] DE 2733870 C2 [0006]
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- 2013-02-13 DE DE201310202296 patent/DE102013202296A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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