DE102013205263A1 - Hydrostatic axial piston machine in swashplate design - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauart, mit einem Gehäuse, dessen Gehäuseinnenraum von einer Anschlussplatte nach außen verschlossen ist Mit einer Zylindertrommel, in der auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt mehrere axial durchgehende Zylinderbohrungen ausgebildet sind, in denen Kolben verschiebbar angeordnet sind und die über eine an einer Wand des Gehäuses oder an der Anschlussplatte ausgebildete Durchführöffnung nach außen geführte Triebwelle in einem ersten Lager drehbar gelagert ist. Mit einer zur Längsachse von Zylindertrommel und Triebwelle um einen Winkel geneigte Schrägscheibe, an deren Gleitfläche die an der einen Seite der Zylindertrommel aus den Zylinderbohrungen mit ihren einen Enden herausragenden Kolben abgestützt sind und an deren anderen Enden in den Zylinderbohrungen Verdrängerräume gebildet sind. Mit in den der Schrägscheibe abgewandten Enden der Zylinderbohrungen axial verschiebbaren, gegenüber der Zylindertrommel abgedichteten Hohlkolben, die mit ihren aus den Zylinderbohrungen herausragenden Enden an einer Trommelplatte in Anlage und gegenüber der Trommelplatte abgedichtet sind, die mit ihrer der Zylindertrommel abgewandten Seite an der Anschlussplatte anliegt, wobei die Verdrängerräume über die Hohlkolben und in der Trommelplatte ausgebildete Verbindungskanäle alternierend mit einem in der Anschlussplatte ausgebildeten Niederdruckkanal und Hochdruckkanal verbindbar sind. Die Trommelplatte ist mittels der Hohlkolben in Drehrichtung der Zylindertrommel drehfest mit der Zylindertrommel verbunden.The invention relates to a hydrostatic swash plate type axial piston machine, with a housing, the housing interior of which is closed to the outside by a connecting plate. With a cylinder drum, in which a plurality of axially continuous cylinder bores are evenly distributed on a pitch circle, in which pistons are arranged displaceably and which is rotatably supported in a first bearing via a through-opening formed on a wall of the housing or on the connecting plate. With a swash plate inclined at an angle to the longitudinal axis of the cylinder drum and drive shaft, on the sliding surface of which the pistons protruding from one side of the cylinder drum from the cylinder bores are supported with their one ends and at the other ends displacement spaces are formed in the cylinder bores. With hollow pistons which are axially displaceable in the ends of the cylinder bores facing away from the swash plate and which are sealed with respect to the cylinder drum and which, with their ends protruding from the cylinder bores, bear against a drum plate and are sealed against the drum plate which bears against the connecting plate with its side facing away from the cylinder drum. wherein the displacement spaces can be alternately connected via the hollow pistons and connecting channels formed in the drum plate to a low-pressure channel and high-pressure channel formed in the connecting plate. The drum plate is non-rotatably connected to the cylinder drum in the direction of rotation of the cylinder drum by means of the hollow pistons.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Axialkolbenmaschine, die gemäß der Schrägscheibenbauart ausgebildet ist und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.The invention relates to a hydrostatic axial piston machine, which is designed according to the swashplate type and having the features of the preamble of
Diese hydrostatische Axialkolbenmaschine hat ein Gehäuse, dessen Gehäuseinnenraum von einer Anschlussplatte nach außen verschlossen ist, eine Zylindertrommel, in der auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt mehrere axial durchgehende Zylinderbohrungen ausgebildet sind, in denen Kolben verschiebbar angeordnet sind, und eine im Gehäuse gelagerte Triebwelle, mit der die Zylindertrommel drehfest verbunden ist und die über eine an einer Wand des Gehäuses oder an der Anschlussplatte ausgebildete Durchführöffnung nach außen geführt ist. Eine Schrägscheibe ist gegenüber der Längsachse von Zylindertrommel und Triebwelle um einen Winkel geneigt. An der Schrägscheibe sind die mit ihren einen Enden an der einen Seite der Zylindertrommel aus den Zylinderbohrungen herausragenden Kolben abgestützt, an deren anderen Enden in den Zylinderbohrungen Verdrängerräume gebildet sind. An den der Schrägscheibe abgewandten Enden sind in die Zylinderbohrungen gegenüber der Zylindertrommel abgedichtete Hohlkolben eingesetzt, die mit ihren aus den Zylinderbohrungen herausragenden Enden an einer Trommelplatte in Anlage und gegenüber der Trommelplatte abgedichtet sind. Die Trommelplatte liegt mit ihrer der Zylindertrommel abgewandten Seite direkt oder indirekt an der Anschlussplatte an, wobei die Verdrängerräume über die Hohlkolben und in der Trommelplatte ausgebildete Verbindungskanäle alternierend mit einem in der Anschlussplatte ausgebildeten Niederdruckkanal und Hochdruckkanal verbindbar sind. Bei indirekter Anlage der Trommelplatte an der anschlussplatte, würde sich zwischen der Trommelplatte und der Anschlussplatte noch eine Verteilerplatte mit nierenförmigen Durchtrittsöffnungen für das Druckfluid befinden. This hydrostatic axial piston machine has a housing whose housing interior is closed by a connection plate to the outside, a cylinder drum in which a circle evenly distributed a plurality of axially continuous cylinder bores are formed, in which pistons are slidably mounted, and mounted in a housing drive shaft, with the the cylindrical drum is rotatably connected and which is guided via a formed on a wall of the housing or on the connection plate through-opening to the outside. A swash plate is inclined relative to the longitudinal axis of the cylinder drum and drive shaft by an angle. On the swash plate with its one ends on one side of the cylinder drum protruding from the cylinder bores piston are supported at the other ends in the cylinder bores Verdrängerräume are formed. At the ends facing away from the swash plate, hollow pistons sealed into the cylinder bores opposite the cylinder drum are used, which are sealed with their ends projecting from the cylinder bores against a drum plate in contact with and against the drum plate. The drum plate lies with its side facing away from the cylinder drum directly or indirectly to the connection plate, wherein the displacement chambers via the hollow piston and formed in the drum plate connecting channels are alternately connectable with a formed in the connection plate low-pressure channel and high-pressure channel. In indirect investment of the drum plate to the connection plate, would still be a distributor plate with kidney-shaped openings for the pressurized fluid between the drum plate and the connection plate.
Bei derartigen Axialkolbenmaschinen besteht das Problem Leckage- und damit Wirkungsgradverluste in der Verbindung von den Verdrängerräumen zu dem Niederdruckkanal und in das Gehäuseinnere zu vermeiden. Dazu ist es aus der
Diese Ausbildung ist aufwendig aufgebaut, weist viele Bauteile auf und erfordert einen hohen Montageaufwand.This training is complex, has many components and requires a high assembly cost.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Axialkolbenmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet und einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist.The object of the invention is therefore to provide an axial piston machine of the type mentioned, which avoids these disadvantages and has a simple and inexpensive construction.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trommelplatte mittels der Hohlkolben in Drehrichtung der Zylindertrommel drehfest mit der Zylindertrommel verbunden ist.This object is achieved in that the drum plate by means of the hollow piston in the direction of rotation of the cylinder drum is rotatably connected to the cylinder drum.
Durch diese Ausbildung sind keine gesonderten Bauteile zur Drehmitnahme der Trommelplatte durch die Zylindertrommel erforderlich. Die Hohlkolben erfüllen in Mehrfachfunktion außer der zumindest leckagearme und damit wirkungsgradverlustarmen Verbindung von den Verdrängerräumen zu dem Niederdruckkanal und Hochdruckkanal auch die Drehmitnahme der Trommelplatte.By this design, no separate components for rotational drive of the drum plate through the cylinder drum are required. The hollow piston meet in multiple function except the at least low leakage and thus low-efficiency loss connection from the displacement to the low-pressure channel and high-pressure channel and the rotational drive of the drum plate.
Die Hohlkolben können fest mit der Trommelplatte oder mit der Zylindertrommel verbunden sein, wodurch sich der Bauteil- und Montageaufwand reduziert.The hollow piston can be firmly connected to the drum plate or with the cylinder drum, which reduces the component and assembly costs.
Es ist aber auch möglich, dass die Hohlkolben gegenüber der Trommelplatte axial verschiebbar sind und damit eine erhöhte Flexibilität der Bauteile zwischen der Zylindertrommel und der Anschlussplatte erreicht wird, die ebenfalls zur Reduzierung der Leckage- und damit Wirkungsgradverluste führt.But it is also possible that the hollow piston relative to the drum plate are axially displaceable and thus increased flexibility of the components between the cylinder barrel and the connection plate is achieved, which also leads to the reduction of leakage and thus efficiency losses.
Sind Zylindertrommel und Triebwelle auch in Axialrichtung fest miteinander verbunden, insbesondere einteilig ausgebildet, so wird durch die Hohlkolben der je nach der aufgrund von Toleranzen und Lagerspiel unterschiedlichen axialen Position der Zylindertrommel unterschiedlich große axiale Spalt zwischen der Zylindertrommel und der Trommelplate überbrückt. Es wird eine hohe Biegesteifigkeit und damit eine gute Rundlaufeigenschaft der Baueinheit aus Triebwelle und Zylindertrommel gegenüber den Triebwerkskräften erreicht, was ebenfalls zur Reduzierung der Leckage- und damit Wirkungsgradverluste führt.Are cylinder drum and drive shaft fixedly connected to each other in the axial direction, in particular formed in one piece, so is bridged by the hollow piston depending on the different axial position of the cylinder drum due to tolerances and clearance different axial gap between the cylinder drum and the drum plate. It is a high flexural rigidity and thus a good concentricity of the unit of drive shaft and cylinder drum over the engine forces achieved, which also leads to the reduction of leakage and thus efficiency losses.
Die Hohlkolben können in Mitnahmebohrungen der Trommelplatte mit gleichem Querschnitt wie der Querschnitt der Hohlkolben ragen und darin zum Toleranzausgleich axial verschiebbar sein, wobei die Mitnahmebohrungen in die Verbindungskanäle münden.The hollow piston can protrude into driving bores of the drum plate with the same cross section as the cross section of the hollow pistons and can be axially displaceable therein for tolerance compensation, with the driving bores opening into the connecting ducts.
Ein axialer Toleranzausgleich zwischen den Verdrängerräumen in der Zylindertrommel und Verbindungskanälen in der Trommelplatte wird auf einfache Weise dadurch erreicht, dass die Hohlkolben an ihren zylindrischen äußeren Mantelflächen in den in die Zylinderbohrungen hineinragenden Endbereichen und/oder in den in die Mitnahmebohrungen hineinragenden Endbereichen radial umlaufende Ringnuten aufweisen, in denen elastische Ringdichtungen angeordnet sind, die mit ihren aus den Ringnuten herausragenden Bereichen unter Vorspannung an den zylindrischen Wandungen der Zylinderbohrungen und/oder der Mitnahmebohrungen in Anlage sind. An axial tolerance compensation between the displacement chambers in the cylinder drum and connecting channels in the drum plate is achieved in a simple manner in that the hollow pistons have radially encircling annular grooves on their cylindrical outer lateral surfaces in the end regions projecting into the cylinder bores and / or in the end regions projecting into the driving bores , in which elastic ring seals are arranged, which are with their protruding from the annular grooves under bias on the cylindrical walls of the cylinder bores and / or the driving bores in abutment.
Zur permanenten Anlage der Trommelplatte an der Anschlussplatte und damit zur Vermeidung von Leckage kann die Trommelplatte von einer Federkraft in Anlage an die Anschlussplatte kraftbeaufschlagt sein.For permanent installation of the drum plate on the connection plate and thus to prevent leakage, the drum plate can be subjected to a force of force in contact with the connection plate.
In einfacher Ausbildung können dazu gleichmäßig verteilt an der Zylindertrommel oder der Triebwelle abgestützte Federelemente axial unter Vorspannung an der Trommelplatte in Anlage sein.In a simple training to evenly distributed to the cylinder drum or the drive shaft supported spring elements axially under bias to the drum plate in abutment.
Ist die in dem in dem ersten Lager in einer Wand des Gehäuses drehbar gelagerte und nach außen geführte Triebwelle an ihrem anderen Endbereich in einem zweiten Lager drehbar gelagert, das in einer zum Gehäuseinnenraum offenen und nach außen verschlossenen Ausnehmung der Anschlussplatte angeordnet ist, so kann an dem zweiten Lager keine Hydraulikflüssigkeit nach außen dringen, was auch einen Betrieb mit niedrigviskosen Hydraulikflüssigkeiten ermöglicht.Is in the rotatably mounted in the first bearing in a wall of the housing and outwardly guided drive shaft rotatably mounted at its other end in a second bearing which is arranged in a housing interior open to the housing and outwardly closed recess of the connection plate, so can the second bearing no hydraulic fluid to leak out, which also allows operation with low-viscosity hydraulic fluids.
Die in dem in dem ersten Lager in der Anschlussplatte drehbar gelagerte Triebwelle kann mit ihrem ersten Endbereich nach außen geführt sein und die Zylindertrommel mittels eines zweiten Lagers an der Innenwand des Gehäuses drehbar gelagert sein. Dies ermöglicht einen großen Lagerabstand trotz nur einer Durchführung für die Triebwelle nach außen.The drive shaft which is rotatably mounted in the connecting plate in the first bearing can be guided outwards with its first end region and the cylinder drum can be rotatably mounted on the inner wall of the housing by means of a second bearing. This allows a large bearing distance despite only one implementation for the drive shaft to the outside.
Ist dabei das erste Lager in einer zum Gehäuseinnenraum offenen und nach außen verschlossenen Ausnehmung der Anschlussplatte angeordnet, so kann an dem ersten Lager keine Hydraulikflüssigkeit nach außen dringen, was auch einen Betrieb mit niedrigviskosen Hydraulikflüssigkeiten ermöglicht.If in this case the first bearing is arranged in a recess of the connection plate that is open to the interior of the housing and closed outwards, no hydraulic fluid can escape to the outside at the first bearing, which also enables operation with low-viscosity hydraulic fluids.
In einfacher Ausbildung kann das zweite Lager ein zwischen der radial umlaufenden Mantelfläche der Zylindertrommel und der Innenwand des Gehäuses angeordnetes Gleitlager sein.In a simple construction, the second bearing may be a sliding bearing arranged between the radially encircling lateral surface of the cylinder drum and the inner wall of the housing.
Die Schrägscheibe kann eine auf unterschiedliche Neigungen zur Längsachse der Triebwelle einstellbare Schwenkwiege sein.The swash plate may be an adjustable to different inclinations to the longitudinal axis of the drive shaft pivoting cradle.
Ist dabei die Schwenkwiege über eine Gleitlagerung an einer Wand des Gehäuses schwenkbar gelagert, insbesondere besteht die Gleitlagerung aus einer teilkreiszylindrischen Lagerfläche der Schwenkwiege und einer entsprechenden, diese Lagerfläche aufnehmenden zweiten Lagerfläche am oder im Boden des Gehäuses, so wird ein großflächiges Lager erreicht.In this case, the pivoting cradle is pivotally mounted on a wall of the housing via a slide bearing, in particular, the slide bearing consists of a partially circular cylindrical bearing surface of the pivoting cradle and a corresponding, this bearing surface receiving second bearing surface on or in the bottom of the housing, a large-area bearing is achieved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.
Es zeigenShow it
Die in den Figuren dargestellten hydrostatischen Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauart weisen ein topfartiges Gehäuse
Koaxial in dem Gehäuse
In der Zylindertrommel
Die Gleitflächen
Auf der der Schrägscheibe
Die Mitnahmebohrungen
Durch gleichmäßig verteilt an der Zylindertrommel
Bei dem Ausführungsbeispiel der
Das andere Ende der Triebwelle
Bei dem Ausführungsbeispiel der
In die Ausnehmung ist ein Wälzlager eingesetzt, das ein erstes Lager
An dem der Anschlussplatte abgewandten Endbereich der Zylindertrommel
Die Schwenkwiege
Da die Lagerfläche
Durch eine nicht dargestellte Stelleinrichtung kann die Schwenkwiege
Bei dem Betrieb der Axialkolbenmaschinen der beiden Figuren als Axialkolbenpumpe wird die Triebwelle
Bei dem Betrieb der Axialkolbenmaschinen beider Figuren als Axialkolbenmotor wird unter Hochdruck stehende Hydraulikflüssigkeit über den Hochdruckkanal den Verdrängerräumen
Zwischen der Trommelplatte
Eine erfindungsgemäße hydraulische Schrägscheibenmaschine ist mit besonderem Vorteil als Komponente eines hydraulischen Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftfahrzeug verwendbar. In Fahrzeugen kommt es in besonderer Weise auf einen hohen Wirkungsgrad bei einfacher Konstruktion an.A hydraulic swash plate machine according to the invention can be used with particular advantage as a component of a hydraulic hybrid drive in a motor vehicle, in particular in a passenger vehicle. In vehicles, it comes in a special way to a high efficiency with a simple design.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1006262 [0003] DE 1006262 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |