DE102014204898A1 - Swash plate machine - Google Patents
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Abstract
Schrägscheibenmaschine (1) als Axialkolbenpumpe (2) und/oder Axialkolbenmotor (3), umfassend eine um eine Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel (5) mit Kolbenbohrungen (6), in den Kolbenbohrungen (6) beweglich gelagerte Kolben (7), eine mit der Zylindertrommel (5) zumindest drehfest verbundene Antriebswelle (9), welche um die Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagert ist, eine um eine Schwenkachse (15) verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege (14) mit einer Auflagefläche (18) zur Lagerung der Kolben (7) auf der Auflagefläche (18) und mit wenigstens einem Gegenlagerabschnitt (23) zur Lagerung der Schwenkwiege (14), eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14) mit wenigstens einem Lagerabschnitt (17) und an dem mit wenigstens einem Lagerabschnitt (17) der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt (23) der Schwenkwiege (14) gelagert ist, wobei an dem wenigstens einen Lagerabschnitt (17) und/oder an dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt (23) Vertiefungen (33) ausgebildet sind.Swashplate machine (1) as axial piston pump (2) and / or axial piston motor (3), comprising a cylinder drum (5) rotatably or rotationally mounted about an axis of rotation (8) with piston bores (6), pistons movably mounted in the piston bores (6) ( 7), one with the cylinder drum (5) at least rotatably connected drive shaft (9) which is rotatably or rotatably mounted about the rotation axis (8), a about a pivot axis (15) pivotally mounted pivoting cradle (14) with a support surface (18 ) for supporting the pistons (7) on the support surface (18) and with at least one abutment portion (23) for supporting the pivoting cradle (14), a cradle support (20) for the pivoting cradle (14) with at least one bearing portion (17) and with at least one bearing portion (17) of the at least one abutment portion (23) of the pivoting cradle (14) is mounted, wherein on the at least one bearing portion (17) and / or on the at least one abutment portion (23) Vertie are formed (33).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.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 Gleitschuhe sind mit einer Gleitlagerung auf der Auflagefläche der Schwenkwiege gelagert und die Gleitschuhe sind mit der Rückhaltescheibe verbunden. 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 shoes are mounted with a sliding bearing on the support surface of the pivoting cradle and the shoes are connected to the retaining disc. 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 verschwenkbare Schwenkwiege ist an zwei getrennten teilzylindermantelförmigen Gegenlagerabschnitten mittels einer Gleitlagerung an zwei getrennten feststehenden teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitten gelagert. Die Lagerabschnitte sind von je einer Lagerschale gebildet. Die Gleitlagerung zwischen den beiden verschwenkbaren Gegenlagerabschnitten an der Schwenkwiege und den beiden Lagerabschnitten ist hydrostatisch entlastet, so dass dadurch hydraulische Energie erforderlich ist für die hydrostatische Entlastung. In nachteiliger Weise weist damit die Schrägscheibenmaschine einen geringen Wirkungsgrad auf wegen des Verlustes an hydraulischer Energie für die hydrostatische Entlastung.The pivoting pivoting cradle is mounted on two separate part-cylindrical shell-shaped abutment sections by means of a sliding bearing on two separate fixed part-cylindrical shell-shaped bearing sections. The bearing sections are each formed by a bearing shell. The sliding bearing between the two pivotable abutment sections on the pivoting cradle and the two bearing sections is hydrostatically relieved, so that thereby hydraulic energy is required for the hydrostatic discharge. Disadvantageously, thus, the swash plate machine has a low efficiency due to the loss of hydraulic energy for the hydrostatic discharge.
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, eine um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege mit einer Auflagefläche zur Lagerung der Kolben auf der Auflagefläche und mit wenigstens einem Gegenlagerabschnitt zur Lagerung der Schwenkwiege, eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege mit wenigstens einem Lagerabschnitt und an dem wenigstens einem Lagerabschnitt der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt der Schwenkwiege gelagert ist, wobei an dem wenigstens einen Lagerabschnitt und/oder an dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt Vertiefungen ausgebildet sind. Die Vertiefungen verbessern die Schmierung und reduzieren die Abrasion der Wiegenlagerung. Bei einer Ausbildung einer verschwenkbaren Lagerschale, z. B. aus PEEK, an der übrigen Schwenkwiege aus Stahl können die Vertiefungen auch an der verschwenkbaren Lagerschale der Schwenkwiege ausgebildet sein und der festsehende Lagerabschnitt weist eine Kontaktoberfläche aus Stahl ohne Vertiefungen auf. 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, a pivoting about a pivot axis mounted pivoting cradle with a support surface for supporting the piston on the support surface and at least one abutment portion for supporting the pivoting cradle, a weighing storage for the pivoting cradle with at least one bearing portion and at least one bearing portion of the at least one abutment portion of the pivoting cradle is mounted , wherein depressions are formed on the at least one bearing section and / or on the at least one counter-bearing section. The recesses improve the lubrication and reduce the abrasion of the weighing storage. In an embodiment of a pivotable bearing shell, z. B. PEEK, on the other pivoting cradle made of steel, the wells can also be formed on the pivotable bearing shell of the pivoting cradle and the fixed bearing section has a contact surface made of steel without depressions.
In einer weiteren Ausführungsform besteht an den Vertiefungen kein Kontakt zwischen dem wenigstens einen Lagerabschnitt und dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt und/oder außerhalb der Vertiefungen der wenigstens eine Lagerabschnitt mit je einer Kontaktoberfläche in Kontakt mit je einer Gegenkontaktoberfläche des wenigstens einen Gegenlagerabschnittes steht. In a further embodiment, there is no contact between the at least one bearing section and the at least one counter bearing section and / or outside the depressions, the at least one bearing section, each with a contact surface in contact with a respective mating contact surface of the at least one counter bearing section.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kontaktoberfläche des wenigstens einen Lagerabschnittes und die Gegenkontaktoberfläche des wenigstens einen Gegenlagerabschnittes teilzylindermantelförmig ausgebildet und ein fiktiver Zylindermantel eines fiktiven Zylinders an der wenigstens einen Kontaktoberfläche und an der wenigstens einen Gegenkontaktoberfläche aufliegt und der fiktive Zylinder eine zentrische Längsachse aufweist und die zentrische Längsachse des fiktiven Zylinders identisch ist zu der Schwenkachse der Schwenkwiege.In a further embodiment, the contact surface of the at least one bearing portion and the mating contact surface of the at least one abutment portion are formed teilzylindermantelelförmig and a fictitious cylinder shell of a fictitious cylinder on the at least one contact surface and rests on the at least one mating contact surface and the fictitious cylinder has a central longitudinal axis and the centric Longitudinal axis of the fictitious cylinder is identical to the pivot axis of the pivoting cradle.
In einer ergänzenden Variante sind die Vertiefungen im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausgerichtet und/oder die Vertiefungen sind im Querschnitt im Wesentlichen kreis- oder ellipsenförmig ausgebildet und/oder die Schrägscheibenmaschine weist wenigstens 20, 30 oder 50 Vertiefungen auf.In a supplementary variant, the recesses are aligned substantially perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle and / or the recesses are formed in cross-section substantially circular or elliptical and / or the swash plate machine has at least 20, 30 or 50 wells.
In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Lagerabschnitt oder der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt von je einer Lagerschale aus Kunststoff, PEEK, Polyamid, PPS oder Messing gebildet. Ein unterschiedliches Material an dem Lagerabschnitt und Gegenlagerabschnitt ist für die Gleitlagerung erforderlich. In a further embodiment, the at least one bearing section or the at least one counter bearing section is formed by a respective bearing shell made of plastic, PEEK, polyamide, PPS or brass. A different material on the bearing portion and abutment portion is required for the sliding bearing.
In einer zusätzlichen Ausführungsform sind an dem wenigstens einen teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitt und/oder an dem wenigstens einen teilzylindermantelförmigen Gegenlagerabschnitt die Vertiefungen im Wesentlichen in mehreren Reihen hintereinander angeordnet.In an additional embodiment, the depressions are arranged substantially in several rows one behind the other on the at least one bearing part which is part of a cylinder jacket and / or on the at least one part-cylinder jacket-shaped counter bearing section.
In einer weiteren Variante sind an dem wenigstens einen teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitt und/oder an dem wenigstens einen teilzylindermantelförmigen Gegenlagerabschnitt zwischen den Vertiefungen in einer Richtung parallel zu der Richtung der in Reihen angeordneten Vertiefungen keine Vertiefungen ausgebildet.In a further variant, no depressions are formed on the at least one part-cylinder jacket-shaped bearing section and / or on the at least one partially cylindrical jacket-shaped counter bearing section between the depressions in a direction parallel to the direction of the recesses arranged in rows.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die Vertiefungen eine Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege zwischen 0,2 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 0,7 mm und 2 mm, auf.In a further embodiment, the depressions have an extent perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle between 0.2 mm and 8 mm, preferably between 0.4 mm and 5 mm, in particular between 0.7 mm and 2 mm.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung beträgt die Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse der Vertiefungen zwischen 0,1 % und 10 %, vorzugsweise zwischen 0,5 % und 5 %, insbesondere zwischen 1 und 3 %, des radialen Abstandes der Kontaktoberfläche des wenigstens einen Lagerabschnittes und der Gegenkontaktoberfläche des wenigstens einen Gegenlagerabschnittes zu der Schwenkachse der Schwenkwiege und/oder eine Gleitlagerung zwischen dem wenigstens einen Lagerabschnitt und dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt weist keine hydrostatische Entlastung auf.In an additional embodiment, the extent perpendicular to the pivot axis of the recesses between 0.1% and 10%, preferably between 0.5% and 5%, in particular between 1 and 3%, of the radial distance of the contact surface of the at least one bearing portion and the Counter contact surface of the at least one abutment portion to the pivot axis of the pivoting cradle and / or a sliding bearing between the at least one bearing portion and the at least one abutment portion has no hydrostatic discharge.
In einer ergänzenden Variante beträgt die Ausdehnung der Vertiefungen senkrecht zu der Schwenkachse der Vertiefungen zwischen 100% und 10 %, vorzugsweise zwischen 80% und 20 %, insbesondere zwischen 60% und 30%, der radialen Dicke der Lagerschale.In a supplementary variant, the extent of the depressions perpendicular to the pivot axis of the depressions is between 100% and 10%, preferably between 80% and 20%, in particular between 60% and 30%, of the radial thickness of the bearing shell.
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.
Zweckmäßig umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege.Suitably, the swash plate machine comprises at least one pivoting device for pivoting the pivoting cradle.
In einer weiteren Variante umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen.In a further variant, the swash plate machine comprises a low-pressure opening for introducing and / or discharging hydraulic fluid into and / or out of the rotating piston bores.
In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Hochdrucköffnung zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen.In an additional embodiment, the swash plate machine includes a high pressure port for discharging and / or introducing hydraulic fluid from and / or into the rotating piston bores.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:In the following, an embodiment 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
Die Rückhaltescheibe
Die Schwenkwiege
Die Kontaktoberfläche
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
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |