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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.
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Stand der Technik
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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, welche im Allgemeinen hydrostatisch entlastet ist, auf der Auflagefläche der Schwenkwiege gelagert und die Gleitschuhe sind mit der Rückhaltescheibe verbunden. Die Schwenkwiege kann von einer Schwenkeinrichtung mit einem Verstellkolben, Verstellzylinder und einer Stellfeder um die Schwenkachse verschwenkt werden. In einem drucklosen Zustand an Hydraulikflüssigkeit in dem Verstellzylinder der Schwenkeinrichtung befindet sich die Schwenkwiege aufgrund der von den Stellfedern auf die Schwenkwiege aufgebrachten Kräfte in einem drucklosen Grundschwenkwinkel. Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine mit einem Schwenkwinkel im Bereich des Grundschwenkwinkels, insbesondere mit dem Grundschwenkwinkel, weisen die Stellfedern eine geringe Vorspannung auf, so dass von einem der Schwenkwiege abgewandten, zweiten Endbereich der Stellfedern geringe Kräfte auf das Gehäuse, d. h. eine Anschlussplatte, aufgebracht werden. Insbesondere in diesem Betriebszustand kann es deshalb zu einer Geräuschentwicklung kommen, welche von dem zweiten Endbereich der Stellfedern verursacht ist, weil die Schrägscheibenmaschine insgesamt Vibrationen ausgesetzt ist aufgrund der Bewegungen der Kolben in den Kolbenbohrungen.
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Die
EP 1 013 928 A2 zeigt eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise mit einer angetriebenen umlaufenden und eine Mehrzahl von darin angeordneten Kolbenbohrungen aufweisenden Zylindertrommel, wobei in den jeweils durch Stege voneinander getrennten Kolbenbohrungen linear zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegliche Kolben angeordnet sind und eine Niederdruckanschlussniere und eine Hochdruckanschlussniere aufweisende Steuerscheibe vorgesehen ist.
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Die
CH 405 934 zeigt eine Schrägscheibenaxialkolbenpumpe, deren nicht umlaufender Zylinderblock zum Verändern der Fördermenge in Abhängigkeit vom Förderdruck längs verschiebbar ist, wobei an dem durch eine Feder in Richtung der Erhöhung der Fördermenge gedrückten Zylinderblock eine Steuerschiebereinheit mit einem Schieberkolben befestigt ist.
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Die
DE 27 33 870 C2 zeigt eine Steuereinrichtung für eine Schrägscheibenaxialkolbenpumpe, bei der an beiden Seiten der Wiege zur Verschwenkung der Schrägscheibe je ein hydraulisch beaufschlagter Schwenkflügel am Motor angreift, wobei beide Motoren mittels eines um die Schwenkachse der Wiege verschwenkbar angeordneten plattenförmigen Steuerventilschiebers steuerbar sind und zur Einstellung der Fördermenge der Pumpe dienen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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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, ein Gehäuse, wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege mit einem Verstellkolben, einem Verstellzylinder und einem elastischen Stellelement und das elastische Stellelement einen ersten, der Schwenkwiege zugewandten Endbereich und einem zweiten, der Schwenkwiege abgewandten Endbereich aufweist, wobei vorzugsweise der zweite Endbereich des elastischen Stellelementes mittelbar oder unmittelbar an dem Gehäuse gelagert ist, wobei der erste und/oder zweite Endbereich des elastischen Stellelementes mit wenigstens einem Dämpfungselement an dem Gehäuse gelagert ist. In sämtlichen Betriebszuständen der Schrägscheibenmaschine, insbesondere bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine mit einem Grundschwenkwinkel der Schwenkwiege, treten an den Schwenkeinrichtungen sehr geringe Geräuschemissionen, insbesondere im Wesentlichen keine Klappergeräusche auf, weil die Lagerung des ersten und/oder zweiten Endbereiches der elastischen Stellelementes an dem Gehäuse mit dem Dämpfungselement gedämpft ist. Vibrationen des elastischen Stellelementes verursachen deshalb im Wesentlichen keine Geräusche. Auch der erste Endbereich des elastischen Stellelementes ist mittelbar an dem Gehäuse mittels der Schwenkwiege gelagert.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der zweite Endbereich des elastischen Stellelementes mit einem zweiten Federteller mittelbar auf dem Dämpfungselement gelagert und/oder der zweite Endbereich des elastischen Stellelementes ist dahingehend mit dem Dämpfungselement an dem Gehäuse gelagert, dass von dem zweiten Endbereich auf das Gehäuse übertragene Kräfte ausschließlich von dem Dämpfungselement auf das Gehäuse übertragbar sind.
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Mittels des elastischen Dämpfungselements sind sämtliche von dem zweiten Endbereich des elastischen Stellelements auf das Gehäuse übertragene Kräfte ausschließlich mittels des elastischen Stellelements übertragen. Dadurch kann die Geräuschemission an dem zweiten Endbereich des elastischen Stellelements bei einem Schwenkwinkel der Schwenkwiege im Bereich des drucklosen Grundschwenkwinkels besonders effizient reduziert werden, weil dadurch eine besonders gute Dämpfung der Vibrations- bzw. Rüttelbewegungen an dem zweiten Endbereich des elastischen Stellelements von dem elastischen Dämpfungselement bewirkt werden kann.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der erste Endbereich des elastischen Stellelementes mit einem ersten Federteller mittelbar auf dem Dämpfungselement gelagert und/oder der erste Endbereich des elastischen Stellelementes ist dahingehend mit dem Dämpfungselement an dem Gehäuse gelagert, dass von dem ersten Endbereich auf das Gehäuse übertragene Kräfte ausschließlich von dem Dämpfungselement auf das Gehäuse übertragbar sind. Mittels des elastischen Dämpfungselements sind sämtliche von dem ersten Endbereich des elastischen Stellelements auf das Gehäuse übertragene Kräfte ausschließlich mittels des elastischen Stellelements übertragen. Dadurch kann die Geräuschemission an dem ersten Endbereich des elastischen Stellelements bei einem Schwenkwinkel der Schwenkwiege im Bereich des drucklosen Grundschwenkwinkels besonders effizient reduziert werden, weil dadurch eine besonders gute Dämpfung der Vibrations- bzw. Rüttelbewegungen an dem ersten Endbereich des elastischen Stellelements von dem elastischen Dämpfungselement bewirkt werden kann.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist das Dämpfungselement elastisch.
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In einer ergänzenden Variante ist das Dämpfungselement ringförmig ausgebildet ist.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung weist das Dämpfungselement eine Öffnung auf und der Verstellkolben ist durch die Öffnung des Dämpfungselementes durchgeführt. Das Dämpfungselement kann dadurch konstruktiv besonders einfach in die Schrägscheibenmaschine eingebaut werden. Das Dämpfungselement ist dadurch besonders einfach zwischen einem zweiten Federteller und dem Gehäuse angeordnet.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform ist das Dämpfungselement mit einem Zwischenring mittelbar auf dem Gehäuse gelagert. Mit dem Zwischenring, insbesondere mit einer ringförmigen Aussparung an dem Zwischenring für das Dämpfungselement, kann das Dämpfungselement besonders sicher an der Schrägscheibenmaschine gelagert bzw. befestigt werden.
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Vorzugsweise ist das elastische Stellelement als eine Stellfeder ausgebildet. Insbesondere ist dabei die Stellfeder als eine Schraubenfeder ausgebildet. Die Stellfeder ist damit in der Herstellung besonders preiswert und kann geometrisch bzw. konstruktiv gut an dem Verstellkolben angeordnet werden, indem der Verstellkolben innerhalb einer Öffnung der Stellfeder als Schraubenfeder angeordnet ist.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist das Gehäuse, an welchem der zweite Endbereich des elastischen Stellelementes gelagert ist, als eine Anschlussplatte mit wenigstens einem Hydraulikkanal ausgebildet.
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In einer ergänzenden Variante ist das Dämpfungselement wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem Werkstoff mit einem Elastizitätsmodul kleiner als 10, 5, 1 oder 0,2 kN/mm2 ausgebildet und/oder das Dämpfungselement ist wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff und/oder Gummi ausgebildet.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens ein Dämpfungselement, vorzugsweise mehrere Dämpfungselemente. Zweckmäßig ist an jedem zweiten Endbereich des elastischen Stellelements jeweils ein Dämpfungselement, vorzugsweise mehrere Dämpfungselemente, angeordnet.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung umfasst die Schrägscheibenmaschine zwei Schwenkeinrichtungen.
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In einer ergänzenden Variante ist die Dicke des wenigstens einen Dämpfungselementes größer als 1 %, 3 %, 5 %, 10 % oder 20 % des Durchmessers der Zylindertrommel. Die Dicke des wenigstens einen Dämpfungselementes ist in einer axialen Richtung einer Längsachse des Verstellkolbens oder Verstellzylinders bestimmt.
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In einer ergänzenden Variante ist die Dicke des wenigstens einen Dämpfungselementes größer als 0,5 mm, 1 mm, 2 mm oder 3 mm.
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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.
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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.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege.
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In einer weiteren Variante umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Hochdrucköffnung zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt einer Schrägscheibenmaschine,
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2 einen Querschnitt A-A gemäß 1 einer Ventilscheibe der Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege,
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3 einen Längsschnitt durch eine Schwenkeinrichtung und
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4 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Eine in 1 in einem Längsschnitt dargestellte Schrägscheibenmaschine 1 dient als Axialkolbenpumpe 2 zur Umsetzung bzw. Umwandlung mechanischer Energie (Drehmoment, Drehzahl) in hydraulische Energie (Volumenstrom, Druck) oder als Axialkolbenmotor 3 zur Umsetzung bzw. Umwandlung hydraulischer Energie (Volumenstrom, Druck) in mechanische Energie (Drehmoment, Drehzahl). Eine Antriebswelle 9 bzw. Abtriebswelle 9 ist mittels einer Lagerung 10 an einem Flansch 21 eines- oder mehrteiligen Gehäuse 4 und mit einer weiteren Lagerung 10 an dem Gehäuse 4 der Schrägscheibenmaschine 1 um eine Rotationsachse 8 drehbar bzw. rotierend gelagert (1). Mit der Antriebswelle 9 ist eine Zylindertrommel 5 drehfest verbunden, wobei die Antriebswelle 9 und die Zylindertrommel 5 zweiteilig ausgebildet sind und die Grenze zwischen der Antriebswelle 9 und der Zylindertrommel 5 in 1 strichliert dargestellt ist. Die Zylindertrommel 5 ist axial bezüglich der Antriebswelle 9 beweglich. Ferner ist ein axiales Ende 66 der Zylindertrommel 5 mit einer nicht dargestellten Zentralfeder auf eine Ventilscheibe 11 gedrückt. Die Zylindertrommel 5 führt die Rotationsbewegung der Antriebswelle 9 mit aus aufgrund einer drehfesten Verbindung. In die Zylindertrommel 5 sind eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 6 mit einem beliebigen Querschnitt, zum Beispiel quadratisch oder kreisförmig, eingearbeitet. Die Längsachsen der Kolbenbohrungen 6 sind dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der Antriebswelle 9 bzw. der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. In den Kolbenbohrungen 6 ist jeweils ein Kolben 7 beweglich gelagert. Eine Schwenkwiege 14 ist um eine Schwenkachse 15 verschwenkbar an dem Gehäuse 4 gelagert. Die Schwenkachse 15 ist senkrecht zu der Zeichenebene von 1 und parallel zu der Zeichenebene von 2 ausgerichtet. Die Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ist parallel zur und in der Zeichenebene von 1 angeordnet und senkrecht auf der Zeichenebene von 2. Das Gehäuse 4 begrenzt flüssigkeitsdicht einen Innenraum 44, der mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist.
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Die Schwenkwiege 14 weist eine ebene bzw. plane Auflagefläche 18 zur mittelbaren Auflage einer Rückhaltescheibe 37 und zur unmittelbaren Auflage von Gleitschuhen 39 auf. Die Rückhaltescheibe 37 ist mit einer Vielzahl von Gleitschuhen 39 versehen und jeder Gleitschuh 39 ist dabei mit jeweils einem Kolben 7 verbunden. Hierzu weist der Gleitschuh 39 eine Lagerkugel 40 (1) auf, welcher in einer Lagerpfanne 59 an dem Kolben 7 befestigt ist, sodass eine Kolbenverbindungsstelle 22 zwischen der Lagerkugel 40 und der Lagerpfanne 59 an dem Kolben 7 ausgebildet ist. Die teilweise sphärisch ausgebildete Lagerkugel 40 und Lagerpfanne 59 sind beide komplementär bzw. sphärisch ausgebildet, sodass dadurch bei einer entsprechenden Bewegungsmöglichkeit zueinander zwischen der Lagerkugel 40 und der Lagerpfanne 59 an den Kolben 7 eine ständige Verbindung zwischen dem Kolben 7 und dem Gleitschuh 39 vorhanden ist. Aufgrund der Verbindung der Kolben 7 mit der rotierenden Zylindertrommel 5 und der Verbindung der Lagerpfannen 59 mit den Gleitschuhen 39 führen die Gleitschuhe 39 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 mit aus und aufgrund der festen Verbindung bzw. Anordnung der Gleitschuhe 39 an der Rückhaltescheibe 37 führt auch die Rückhaltescheibe 37 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 mit aus. Damit die Gleitschuhe 39 in ständigem Kontakt zu der Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 stehen, wird die Rückhaltescheibe 37 von einer Druckfeder 41 unter einer Druckkraft auf die Auflagefläche 18 gedrückt.
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Die Schwenkwiege 14 ist – wie bereits erwähnt – um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert und weist ferner eine Öffnung 42 (1) zur Durchführung der Antriebswelle 9 auf. Am Gehäuse 4 ist eine Wiegenlagerung 20 ausgebildet. Dabei sind an der Schwenkwiege 14 zwei Lagerabschnitte ausgebildet. Die beiden Lagerabschnitte der Schwenkwiege 14 liegen auf einer Wiegenlagerung 20 auf. Die Schwenkwiege 14 ist damit mittels einer Gleitlagerung an der Wiegenlagerung 20 bzw. dem Gehäuse 4 um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert. In der Darstellung in 1 weist die Auflagefläche 18 gemäß der Schnittbildung in 1 einen Schwenkwinkel α von ungefähr +20° auf. Der Schwenkwinkel α ist zwischen einer fiktiven Ebene senkrecht zu der Rotationsachse 8 und einer von der ebenen Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 aufgespannten Ebene vorhanden gemäß der Schnittbildung in 1. Die Schwenkwiege 14 kann dabei zwischen zwei Schwenkgrenzwinkel α zwischen +20° und –20° mittels zweier Schwenkeinrichtungen 24 verschwenkt werden.
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Die erste und zweite Schwenkeinrichtung 25, 26 als Schwenkeinrichtungen 24 weist eine Verbindungsstelle 32 zwischen der Schwenkeinrichtung 24 und der Schwenkwiege 14 auf. Die beiden Schwenkeinrichtungen 24 weisen jeweils einen Verstellkolben 29 auf, welcher in einem Verstellzylinder 30 beweglich gelagert ist. Der Verstellkolben 29 bzw. eine Achse des Verstellzylinders 30 ist dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. An einem in 1 links dargestellten Endbereich des Verstellkolbens 29 weist dieser eine Lagerpfanne 31 auf, in welcher eine Lagerkugel 19 gelagert ist. Dabei ist die Lagerkugel 19 an einem Schwenkarm 16 (1 bis 2) der Schwenkwiege 14 vorhanden. Die erste und zweite Schwenkeinrichtung 25, 26 ist somit mit jeweils einer Lagerkugel 19 an jeweils einem Schwenkarm 16 mit der Schwenkwiege 14 verbunden. Durch Öffnen eines der beiden Ventile 27, 28 als erstes Ventil 27 an der ersten Schwenkeinrichtung 25 und dem zweiten Ventil 28 an der zweiten Schenkeinrichtung 26 gemäß der Darstellung in 1 kann die Schwenkwiege 14 um die Schwenkachse 15 verschwenkt werden, da dadurch auf den Verstellkolben 29 an dem geöffneten Ventil 27, 28 mit einer Hydraulikflüssigkeit unter Druck in dem Verstellzylinder 30 eine Kraft aufgebracht wird. Dabei führt nicht nur die Schwenkwiege 14, sondern auch die Rückhaltescheibe 37 aufgrund der Druckbeaufschlagung mit der Druckfeder 41 diese Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 mit aus.
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Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe 2 ist bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle 9 der von der Schrägscheibenmaschine 1 geförderte Volumenstrom umso größer, je größer der Betrag des Schwenkwinkels α ist und umgekehrt. Hierzu liegt an dem in 1 rechts dargestellten Ende der Zylindertrommel 5 eine Ventilscheibe 11 auf mit einer nierenförmigen Hochdrucköffnung 12 und einer nierenförmigen Niederdrucköffnung 13. Die Kolbenbohrungen 6 der rotierenden Zylindertrommel 5 werden somit fluidleitend bei einer Anordnung an der Hochdrucköffnung 12 mit der Hochdrucköffnung 12 verbunden und bei einer Anordnung an der Niederdrucköffnung 13 mit der Niederdrucköffnung 13 fluidleitend verbunden. Bei einem Schwenkwinkel α von 0° und bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine beispielsweise als Axialkolbenpumpe 2 wird trotz einer Rotationsbewegung der Antriebswelle 9 und der Zylindertrommel 5 keine Hydraulikflüssigkeit von der Axialkolbenpumpe 2 gefördert, da die Kolben 7 keine Hubbewegungen in den Kolbenbohrungen 6 ausführen. Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 sowohl als Axialkolbenpumpe 2 als auch als Axialkolbenmotor 3 weisen die temporär in fluidleitender Verbindung mit der Hochdrucköffnung 12 stehenden Kolbenbohrungen 6 einen größeren Druck an Hydraulikflüssigkeit auf als die Kolbenbohrungen 6, welche temporär in fluidleitender Verbindung mit der Niederdrucköffnung 13 stehen. Das axiale Ende 66 der der Zylindertrommel 5 liegt auf der Ventilscheibe 11 auf. An einer ersten Seite 64 des Gehäuses 4 bzw. dem Flansch 21 des Gehäuses 4 ist eine Öffnung 63 mit der Lagerung 10 ausgebildet und eine zweite Seite 65 weist eine Aussparung zur Lagerung der Antriebswelle 9 mit einer weiteren Lagerung 10 auf.
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Die Rückhaltescheibe 37 ist ringförmig als ebene Scheibe ausgebildet und weist somit eine Öffnung 38 zur Durchführung der Antriebswelle 9 auf. An der Rückhaltescheibe 37 sind Gleitschuhe 39 mit Lagerkugeln 40 befestigt. Die Rückhaltescheibe 37 weist acht Bohrungen auf innerhalb deren die Gleitschuhe 39 angeordnet sind, so dass die Gleitschuhe 39 in radialer Richtung, d. h. senkrecht zu einer Längsachse der Bohrungen, bezüglich der Rückhaltscheibe 37 beweglich sind. Die Rückhaltescheibe 37 und die Gleitschuhe 39 sind mehrteilig ausgebildet. Die Anzahl der Bohrungen entspricht der Anzahl der Gleitschuhe 39 und Kolben 7 und in jeder Bohrung ist jeweils ein Gleitschuh 39 befestigt. Die Rückhaltescheibe 37 liegt nicht unmittelbar auf der Auflagefläche 18 auf.
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Die Schwenkwiege 14 wird von den beiden Schwenkeinrichtungen 25, 26 um die Schwenkachse 15 verschwenkt. Jede der Schwenkeinrichtungen 24 umfasst dabei neben den Verstellkolben 29 und dem Verstellzylinder 30 ein elastisches Stellelement 17 als eine Stellfeder 23. Ein erster, der Schwenkwiege 14 zugewandter Endbereich 34 des elastischen Stellelements 17 ist mit einem ersten Federteller 61 aus Metall, insbesondere Stahl und/oder Aluminium, auf einem Endbereich des Verstellkolbens 29 im Bereich der Schwenkwiege 14 gelagert. Ein zweiter, der Schwenkwiege 14 abgewandter Endbereich 35 des elastischen Stellelements 17 ist mit einem zweiten Federteller 62 mittelbar auf dem Gehäuse 4, das heißt einer Anschlussplatte 68 des Gehäuses 4, gelagert. Die Anschlussplatte 68 weist Hydraulikkanäle 67 zum Ein- und Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit unter Hoch- und Niederdruck in die Hoch- und Niederdrucköffnung 12, 13 auf. Ferner wird mit diesen Hydraulikkanälen 67 Hydraulikflüssigkeit zu den beiden Schwenkeinrichtungen 25, 26, das heißt den Verstellzylindern 30 der Schwenkeinrichtungen 25, 26 geleitet. Die Anschlussplatte 68 besteht aus Stahl, da diese höhen mechanischen Belastungen standhalten muss als der übrige Teil des Gehäuses 4 aufgrund der Ausbildung von Hydraulikkanälen 67, die mit Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck beaufschlagt sind. Der übrige Teil des Gehäuses 4 ist beispielsweise aus Aluminium ausgebildet.
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Zwischen dem zweiten Endbereich 35 der Stellfeder 23 und dem Gehäuse 4 als der Anschlussplatte 68 ist ein elastisches Dämpfungselement 33 angeordnet. Das elastische Dämpfungselement 33 aus Gummi ist ringförmig ausgebildet und weist eine Öffnung 69 zur Durchführung des Verstellkolbens 29 auf. Ein Zwischenring 43 weist eine ringförmige Aussparung auf und innerhalb dieser ringförmigen Aussparung ist das ringförmige Dämpfungselement 33 befestigt. Sämtliche von dem zweiten Endbereich 35 der Stellfeder 23 auf die Anschlussplatte 68 übertragenen Kräfte als Druckkräfte werden dabei mittelbar von dem ringförmigen Dämpfungselement 33 auf die Anschlussplatte 68 übertragen. Die Stellfeder 23 als Schraubenfeder 23 weist eine Öffnung 36 auf und innerhalb der Öffnung 36 ist der Verstellkolben 29 angeordnet.
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Die Schwenkeinrichtungen 25, 26, das heißt der Verstellzylinder 30, kann sich auch in einem drucklosen Zustand befinden, so dass in dem Verstellzylinder 30 Hydraulikflüssigkeit mit einem Umgebungsdruck angeordnet ist. In diesem drucklosen Zustand der Schwenkeinrichtungen 25, 26 wird von den beiden Stellfedern 23 ein druckloser Grundschwenkwinkel eingestellt. Der drucklose Grundschwenkwinkel beträgt beispielsweise zwischen 5 % und 15 % des maximalen positiven oder negativen Schwenkwinkels α der Schwenkwiege 14. In diesem drucklosen Grundschwenkwinkel treten an den beiden Stellfedern 23 geringe Vorspannkräfte auf, sodass auch die zweiten Endbereiche 35 der beiden Stellfedern 23 der beiden Schwenkeinrichtungen 25, 26 mit einer geringen Druckkraft auf die Anschlussplatte 68 gedrückt sind. Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 mit einem Schwenkwinkel α im Bereich bzw. in der Nähe des drucklosen Grundschwenkwinkels werden von dem Dämpfungselement 33 Klappergeräusche der zweiten Endbereiche 35 der Stellfedern 23 besonders effektiv gedämpft. Die Schrägscheibenmaschine 1 weist dadurch in sämtlichen Betriebszuständen eine geringe Geräuschentwicklung auf.
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Optional kann auch der erste Endbereich 34 des elastischen Stellelementes 17 mit dem Dämpfungselement 33 an dem Gehäuse 4 gelagert sein. Beispielsweise ist in dem ersten Federteller 61 eine Aussparung vorhanden und in der Aussparung ist das ringförmige Dämpfungselement 33 angeordnet, so dass aufgrund der Lagerung der Schwenkwiege 14 an dem Gehäuse 4 der erste Endbereich 34 mittelbar an dem Gehäuse 4 gelagert ist.
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In 4 ist ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 45 dargestellt. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang 45 weist einen Verbrennungsmotor 46 auf, welcher mittels einer Welle 47 ein Planetengetriebe 48 antreibt. Mit dem Planetengetriebe 48 werden zwei Wellen 47 angetrieben, wobei eine erste Welle 47 mit einer Kupplung 49 mit einem Differentialgetriebe 56 verbunden ist. Eine zweite bzw. andere Welle, welche von dem Planetengetriebe 48 angetrieben ist, treibt durch eine Kupplung 49 eine erste Schrägscheibenmaschine 50 an und die erste Schrägscheibenmaschine 50 ist mittels zweier Hydraulikleitungen 52 mit einer zweiten Schrägscheibenmaschine 51 hydraulisch verbunden. Die erste und zweite Schrägscheibenmaschine 50, 51 bilden dadurch ein hydraulisches Getriebe 60 und von der zweiten Schrägscheibenmaschine 51 kann mittels einer Welle 47 auch das Differentialgetriebe 56 angetrieben werden. Das Differentialgetriebe 56 treibt mit den Radwellen 58 die Räder 57 an. Ferner weist der Antriebsstrang 45 zwei Druckspeicher 53 als Hochdruckspeicher 54 und als Niederdruckspeicher 55 auf. Die beiden Druckspeicher 53 sind dabei mittels nicht dargestellter Hydraulikleitungen auch mit den beiden Schrägscheibenmaschinen 50, 51 hydraulisch verbunden, sodass dadurch mechanische Energie des Verbrennungsmotors 46 in dem Hochdruckspeicher 54 hydraulisch gespeichert werden kann und ferner in einem Rekuperationsbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit dem Antriebsstrang 45 ebenfalls kinetische Energie des Kraftfahrzeugs in dem Hochdruckspeicher 54 hydraulisch gespeichert werden kann. Mittels der in dem Hochdruckspeicher 54 gespeicherten hydraulischen Energie kann mit einer Schrägscheibenmaschine 50, 51 zusätzlich das Differentialgetriebe 56 angetrieben werden.
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Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine 1 und dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 45 wesentliche Vorteile verbunden. In normalen Betreib der Schrägscheibenmaschine 1 bei einer Druckbeaufschlagung der beiden Verstellzylinder 30 der beiden Schwenkeinrichtungen 25, 26 zum Verschwenken der Schwenkwiege um die Schwenkachse 15 und einem Schwenkwinkel α der Schwenkwiege 14 im Bereich des drucklosen Grundschwenkwinkels kann von den Dämpfungselementen 33 die Geräuschentwicklung besonders effektiv reduziert werden. Auch bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 in dem drucklosen Grundschwenkwinkel, das heißt auch bei einer fehlenden Druckbeaufschlagung der Verstellzylinder 30 der Schwenkeinrichtungen 25, 26, kann von den Dämpfungselementen 33 die Geräuschreduzierung erreicht werden. Bei dem normalen Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 im Bereich des drucklosen Grundschwenkwinkels, insbesondere mit dem drucklosen Grundschwenkwinkel, weisen die Stellfedern 23 eine geringe Vorspannung auf, so dass der zweite Endbereich 35 mit einer geringen Druckkraft auf den zweiten Federteller 62 gedrückt ist und es besteht somit die Gefahr eines kurzzeitigen Abhebens des zweiten Endbereichs 35 der Stellfeder 23 von dem zweiten Federteller 62 bzw. auch die Gefahr des Abhebens des zweiten Federtellers 62 von der Anschlussplatte 68 aufgrund der auftretenden Vibrationen oder Rüttelbewegungen an der Schwenkwiege 14. Ein derartiges Abheben oder eine nur kurzzeitige sehr geringe Kraft zwischen dem zweiten Endbereich 35 der Stellfeder 23 und dem zweiten Federteller 62 bzw. zwischen dem zweiten Federteller 62 und der Anschlussplatte 68 führt zu nur sehr geringen Geräuschentwicklungen aufgrund der Dämpfung dieser Schwingungs- bzw. Klapperbewegungen mittels des elastischen Dämpfungselements 33. Die Schrägscheibenmaschine 1 weist dadurch in vorteilhafter Weise in sämtlichen Betriebszuständen, insbesondere bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 im Bereich des drucklosen Grundschwenkwinkels der Schwenkwiege 14, eine geringe Geräuschentwicklung auf. Die geringe Vorspannung in den Stellfedern 23 resultiert aus dem Schwenkwinkel α im Bereich des drucklosen Grundschwenkwinkels unabhängig von der Beaufschlagung der Verstellzylinder 30 mit Hydraulikflüssigkeit unter einem höheren Druck. Das Dämpfungselement 33 aus Gummi ist in der Herstellung preiswert, sodass dadurch die Schrägscheibenmaschine 1 in vorteilhafter Weise weiterhin geringe Herstellungskosten aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1013928 A2 [0003]
- CH 405934 [0004]
- DE 2733870 C2 [0005]
