WO2014206713A1

WO2014206713A1 - Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor

Info

Publication number: WO2014206713A1
Application number: PCT/EP2014/061887
Authority: WO
Inventors: Frank Zehnder; Eberhard Maier; Frank Scholz
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-12-31
Also published as: DE102013212147A1

Abstract

Schrägscheibenmaschine (1) als Axialkolbenpumpe (2) und/oder Axialkolbenmotor(3), umfassendeine um eine Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel (5) mit Kolbenbohrungen (6), in den Kolbenbohrungen (6) beweglich gelagerte Kolben(7), Gleitschuhe (39), welche mit den Kolben (7) verbunden sind, 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 mittelbaren oder unmittelbaren Auflage der Gleitschuhe (39), eine Rückhaltevorrichtung für die Gleitschuhe (39), so dass die Gleitschuhe (39) ständig mittelbar oder unmittelbar auf der Auflagefläche (18) aufliegen, eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14), wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24) zum Verschwenken der Schwenkwiege (14), eine Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen (6), eine Hochdrucköffnung zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen (6), wobei die Rückhaltevorrichtung als eine formschlüssige Rückhaltevorrichtung ausgebildet ist, so dass von der Rückhaltevorrichtung aufgrund einer mittelbaren oder unmittelbaren formschlüssigen Verbindung zu den Gleitschuhen (39) auf die Gleitschuhe (39), insbesondere ohne ein elastisches Element, z. B. eine Feder, eine Rückhaltekraft in Richtung zu der Auflagefläche (18) aufbringbar ist.

Description

Beschreibung Titel

SCHRÄGSCHEIBENMASCHINE ALS AXIALKOLBENPUMPE UND/ODER AXIALKOLBENMOTOR

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.

Stand der Technik

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 liegen Gleitschuhe auf, welche an einer Rückhaltescheibe befestigt sind. 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. Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenpumpe werden die Kolben an der Hochdrucköffnung von der unter Hochdruck stehenden Hydraulikflüssigkeit auf die Auflagefläche der Schwenkwiege gedrückt. Die Kolben an der Niederdrucköffnung wirken als Saugseite der Axialkolbenpumpe, so dass aufgrund von Trägheits- und Reibungskräften und unter Umständen von Kräften aufgrund einer Druckdifferenz zwischen der Hydraulikflüssigkeit in einem von dem Gehäuse eingeschlossenen Innenraum und dem Druck in den

Kolbenbohrungen an der Niederdrucköffnung bzw. Saugseite die Gleitschuhe, welche an der Niederdrucköffnung angeordnet sind, die Gleitschuhe von der Auflagefläche der Schwenkwiege abheben würden, so dass kein Kontakt mehr zwischen diesen Gleitschuhen und der Auflagefläche bestehen würde und damit die Funktionsfähigkeit der Schrägscheibenmaschine eingeschränkt wäre. Aus diesem Grund verhindert eine Rückhaltevorrichtung mit einer Druckfeder das Abheben dieser Gleitschuhe von der Auflagefläche. Die Druckfeder ist auf die maximale Drehzahl der Schrägscheibenmaschine ausgelegt. Die Gleitschuhe sind an einer Rückhaltescheibe befestigt und auf die Rückhaltescheibe bringt die Druckfeder mittelbar mit einer teilsphärischen, in der Herstellung teuren

Rückzugskugel ständig eine große Druckkraft auf die Gleitschuhe auf, welche in Richtung zu der Schwenkwiege gerichtet ist. Dadurch werden in nachteiliger Weise ständig, d. h. auch beispielsweise bei einem Betrieb als Axialkolbenmotor, die Druckkräfte zwischen den Gleitschuhen und der Auflagefläche der

Schwenkwiege erhöht, so dass dadurch größere Verluste aufgrund von Reibung auftreten.

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.

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.

Die DE 27 33 870 C2 zeigt eine Steuereinrichtung für eine

Schrägenscheibenaxialkolbenpumpe, 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.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

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, Gleitschuhe, welche mit den Kolben verbunden sind, 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 mittelbaren oder unmittelbaren Auflage der Gleitschuhe, eine Rückhaltevorrichtung für die Gleitschuhe, so dass die Gleitschuhe ständig mittelbar oder unmittelbar auf der Auflagefläche aufliegen, 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 die Rückhaltevorrichtung als eine formschlüssige Rückhaltevorrichtung ausgebildet ist, so dass von der

Rückhaltevorrichtung aufgrund einer mittelbaren oder unmittelbaren

formschlüssigen Verbindung zu den Gleitschuhen auf die Gleitschuhe, insbesondere ohne ein elastisches Element, z. B. eine Feder, eine Rückhaltekraft in Richtung zu der Auflagefläche aufbringbar ist. Die Rückhaltevorrichtung ist als eine formschlüssige Rückhaltevorrichtung ausgebildet, sodass insbesondere ohne ein elastisches Element, zum Beispiel eine Feder, beispielsweise eine Schraubenfeder, die Rückhaltekraft mittelbar oder unmittelbar auf die

Gleitschuhe aufbringbar ist zur ständigen Auflage der Gleitschuhe mittelbar oder unmittelbar auf der Auflagefläche. Die Druckkraft zwischen den Gleitschuhen und der Auflagefläche der Schwenkwiege ist dadurch deutlich reduziert, weil nicht durch eine Feder eine ständig konstante Druckkraft auf die Gleitschuhe aufgebracht ist. Mittels der formschlüssigen Verbindung zu den Gleitschuhen wird die Rückhaltekraft nur in demjenigen Umfang auf die Gleitschuhe aufgebracht, welche erforderlich ist, um diese in einem entsprechenden

Betriebszustand der Schrägscheibenmaschine, beispielsweise in einem Betrieb als Axialkolbenpumpe, an der Niederdrucköffnung auf der Auflagefläche ständig zu halten. Dadurch können in vorteilhafter Weise die Reibkräfte zwischen den Gleitschuhe und der Schwenkwiege an der Auflagefläche wesentlich reduziert werden, sodass dadurch die Schrägscheibenmaschine einen größeren

Wirkungsgrad aufweist. Außerdem kann auf eine kostspielige und aufwendige Feder verzichtet werden, sowie auf eine in der Herstellung teure Rückzugskugel.

In einer ergänzenden Variante ist die formschlüssige Rückhaltevorrichtung als eine axiale Teillagerung ausgebildet, so dass von der Lagerung eine Bewegung der Gleitschuhe senkrecht zu der Auflagefläche und in Richtung zu der

Zylindertrommel begrenzt ist und/oder die Rückhaltekraft ausschließlich formschlüssig ohne ein elastisches Element auf die Gleitschuhe mittelbar oder unmittelbar aufbringbar ist. Die axiale Teillagerung stellt somit einen Anschlag dar, welche eine Bewegung der Gleitschuhe senkrecht zu der Auflagefläche und in Richtung zu der Zylindertrommel begrenzt. Dabei besteht zwischen der axialen Teillagerung und der Auflagefläche der Schwenkwiege ein geringfügig größerer Abstand als derjenige, welcher der Dicke einer Rückhaltescheibe und eines Teils der Gleitschuhe (zwischen Auflagefläche und Rückhaltescheibe) entspricht, um Fertigungsungenauigkeiten ausgleichen zu können und um die Reibung zu reduzieren.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die formschlüssige Rückhaltevorrichtung als eine Gleitlagerung ausgebildet. Eine Gleitlagerung ist in der Herstellung besonders preiswert und im Betrieb zuverlässig. In einer zusätzlichen Ausgestaltung sind die Gleitschuhe mit einer

Rückhaltescheibe verbunden und die formschlüssige Rückhaltevorrichtung steht in Verbindung mit der Rückhaltescheibe.

Zweckmäßig ist die Lagerung als eine axiale Volllagerung ausgebildet, so dass von der Lagerung eine Bewegung der Gleitschuhe senkrecht zu der

Auflagefläche und in Richtung zu der Zylindertrommel und in Richtung zu der Schwenkwiege begrenzt ist.

In einer ergänzenden Variante ist die Lagerung als eine radiale Lagerung ausgebildet, so dass von der Lagerung eine Bewegung der Gleitschuhe parallel zu der Auflagefläche begrenzt ist. Die Gleitschuhe sind mit dem Kolben verbunden, sodass aufgrund dieser Verbindung die Gleitschuhe bereits über eine radiale Lagerung verfügen. Mittels der zusätzlichen radialen Lagerung der Gleitschuhe an der formschlüssigen Rückhaltevorrichtung, insbesondere mit wenigstens einem Rückhalteteil, ist dadurch eine weitere radiale Lagerung der Gleitschuhe ausgeführt.

In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die axiale Teillagerung als wenigstens ein Rückhalteteil ausgebildet, welches auf der Rückhaltescheibe mittelbar oder unmittelbar aufliegt und das Rückhalteteil auf der Rückhaltescheibe auf einer Seite mittelbar oder unmittelbar aufliegt, welche zu der Auflagefläche der Schwenkwiege abgewandt ist.

In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die axiale Volllagerung als wenigstens ein Rückhalteteil mit je einer Nut ausgebildet und die Rückhaltescheibe ist innerhalb der je einen Nut angeordnet und das Rückhalteteil liegt auf der Rückhaltescheibe auf zwei Seiten mittelbar oder unmittelbar auf, welche zu der Auflagefläche der Schwenkwiege abgewandt und zugewandt sind.

In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die radiale Lagerung als wenigstens ein Rückhalteteil mit je einer Nut ausgebildet und die Rückhaltescheibe ist innerhalb der je einen Nut angeordnet und liegt das Rückhalteteil auf einer radialen Außenseite der Rückhaltescheibe mittelbar oder unmittelbar auf. In einer ergänzenden Variante umfasst die Schrägscheibenmaschine ein Gehäuse und das Gehäuse schließt einen Innenraum ein und der Innenraum ist mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt und/oder das Rückhalteteil ist fest mit der Schwenkwiege verbunden.

In einer weiteren Ausführungsform dient die Hydraulikflüssigkeit in dem

Innenraum als Schmiermittel für die Gleitlagerung, insbesondere unter

Ausbildung eines hydrodynamischen Schmierfilms zwischen der Rückhaltscheibe und der Gleitlagerung, insbesondere dem Rückhalteteil. Mit hydrodynamischen Schmierfilm kann die Reibung, insbesondere zwischen dem Rückhalteteil und der Rückhaltescheibe, wesentlich reduziert werden.

In einer ergänzenden Ausführungsform weist das wenigstens eine Rückhalteteil eine axiale und/oder radiale keilförmige Einzugsgeometrie zur Ausbildung eines hydrodynamischen Schmierfilmes auf. Mit der keilförmigen Einzugsgeometrie kann zusätzlich Hydraulikflüssigkeit aus dem Innenraum in die Gleitlagerung zwischen dem Rückhalteteil und der Rückhaltescheibe eingeführt werden, sodass dadurch ein besonders effizienter hydrodynamischer Schmierfilm zwischen dem Rückhalteteil und der Rückhaltescheibe ausgebildet wird zur Reduzierung der Reibung.

In einer ergänzenden Ausgestaltung weist die Rückhaltescheibe Bohrungen auf und die Gleitschuhe sind innerhalb der Bohrungen angeordnet und/oder die Gleitschuhe liegen unmittelbar auf der Auflagefläche der Schwenkwiege auf, insbesondere ist mit einer hydrodynamischen Entlastung in den Gleitschuhen ein Entlastungskanal ausgebildet.

In einer ergänzenden Ausführungsform weist die Schrägscheibenmaschine wenigstens zwei Rückhalteteile auf.

In einer ergänzenden Variante besteht das Rückhalteteil wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, zum Beispiel Stahl, Aluminium oder Messing, oder aus Kunststoff. In einer ergänzenden Variante besteht das Rückhalteteil aus einem anderen

Material als die Rückhaltescheibe, um dadurch die Reibung zu reduzieren, zum Beispiel besteht die Rückhaltescheibe aus Stahl und das Rückhalteteil aus Messing oder Kunststoff.

In einer weiteren Ausführungsform ist die formschlüssige Rückhaltevorrichtung als eine Wälzlagerung ausgebildet.

In eine ergänzenden Variante weist die Gleitlagerung als formschlüssige

Rückhaltevorrichtung eine Beschichtung zur Reduzierung der Reibung auf, z. B. an der Rückhaltescheibe und/oder an dem Rückhalteteil.

In einer Variante ist die Schwenkachse der Schwenkwiege senkrecht zu der Rotationsachse der Antriebswelle und der Zylindertrommel ausgerichtet.

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.

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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Schrägscheibenmaschine,

Fig. 2 einen Querschnitt A-A gemäß Fig. 1 einer Ventilscheibe der

Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege ohne Rückhalteteile, Fig. 3 einen Teillängsschnitt der Schrägscheibenmaschine gemäß Fig. 1 an einer Rückhaltescheibe und einer Zylindertrommel,

Fig. 4 eine Ansicht der Rückhaltescheiben ohne Gleitschuhe und zweier

Rückhalteteile,

Fig. 5 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 4 der Rückhaltescheibe, der

Schwenkwiege und der Rückhalteteile in einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 4 der Rückhaltescheibe, der

Schwenkwiege und der Rückhalteteile in einem zweiten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 4 der Rückhaltescheibe und des

Rückhalteteiles in dem zweiten Ausführungsbeispiel und

Fig. 8 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.

Ausführungsformen der Erfindung

Eine in Fig. 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 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 (Fig. 1 ). Mit der Antriebswelle 9 ist eine

Zylindertrommel 5 drehfest und in axialer Richtung verbunden, wobei die

Antriebswelle 9 und die Zylindertrommel 5 ein- oder zweiteilig ausgebildet sind und die Grenze zwischen der Antriebswelle 9 und der Zylindertrommel 5 in Fig. 1 strichliert dargestellt ist. 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 Fig. 1 und parallel zu der Zeichenebene von Fig. 2

ausgerichtet. Die Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ist parallel zur und in der Zeichenebene von Fig. 1 angeordnet und senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 2.

Die Schwenkwiege 14 weist eine ebene bzw. plane Auflagefläche 18 zur mittelbaren Auflage einer Rückhaltescheibe 37 auf. Die Rückhaltescheibe 37 ist mit einer Vielzahl von Gleitschuhen 39 verbunden, indem die Gleitschuhe 39 in

Bohrungen 38 (Fig. 3 und 4) an der Rückhaltescheiben 37 angeordnet sind und jeder Gleitschuh 39 ist mit jeweils einem Kolben 7 verbunden. Die Gleitschuhe 39 liegen unmittelbar auf der Auflagefläche 18 auf. In den Kolben 7 ist jeweils ein Entlastungskanal 71 und in den Gleitschuhen 39 ein Entlastungskanal 72 ausgebildet, so dass die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in den

Kolbenbohrungen 6 zu der Kontaktfläche zwischen den Gleitschuhen 39 und der Auflagefläche 18 strömen kann und damit die Gleitschuhe 39 auf der

Auflagefläche 18 hydrostatisch entlastet sind zur Reduzierung der Reibung zwischen den rotierenden Gleitschuhen 39 und der Auflagefläche 18. Die Gleitschuhe 39 weisen eine Lagerkugel 40 (Fig. 1 ) auf, welche 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 und die Rückhaltescheibe 37 eine

Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 zusammen aus. Die Schwenkwiege 14 ist - wie bereits erwähnt - um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert und weist ferner eine Öffnung 42 (Fig. 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 der 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 Fig. 1 weist die Auflagefläche 18 gemäß der Schnittbildung in Fig. 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 Fig. 1. Die Schwenkwiege 14 kann dabei zwischen zwei Schwenkgrenzwinkel α zwischen +20° und -20° mittels zweier

Schwenkeinrichtungen 24 verschwenkt werden.

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 Fig. 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 (Fig. 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 Fig. 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 einer formschlüssigen Rückhaltevorrichtung 17 diese Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 mit aus.

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 Fig. 1 rechts dargestellten Ende der Zylindertrommel 5 eine Ventilscheibe 1 1 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. Ein axiales Ende 66 der der Zylindertrommel 5 liegt auf der Ventilscheibe 1 1 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. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 ist es erforderlich, dass die Gleitschuhe 39 im ständigen Kontakt zu der Auflagefläche 18 stehen. Beispielsweise beim Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe 2 besteht die Gefahr, dass die Gleitschuhe 39, welche in Verbindung mit dem Kolben 7 an der Niederdrucköffnung 13 als Saugseite stehen, von der Auflagefläche 18 abheben. Aus diesem Grund weist die

Schrägscheibenmaschine 1 die formschlüssige Rückhaltevorrichtung 17 auf. In Fig. 4 und 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der formschlüssigen

Rückhaltevorrichtung 17 dargestellt. Diese ist als eine axiale Teillagerung 23 als Gleitlagerung 33 ausgebildet. Die Gleitschuhe 39 sind dabei mittelbar an der axialen Teillagerung 23 gelagert. Zwei Rückhalteteile 36 sind als

Rückhaltebleche 74 mit zwei Befestigungselementen 75, zum Beispiel einem Bolzen 76 oder auch einer Schraube oder einer Distanzhülse (nicht dargestellt) fest mit der Schwenkwiege 14 verbunden. Die beiden Rückhalteteile 36 als Rückhaltebleche 74, welche Stanzteile sind, sind somit fest mit der

Schwenkwiege 14 verbunden und führen damit auch die Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 um die Schwenkachse 15 mit aus. Die scheibenförmige Rückhaltescheibe 37 weist in einer Richtung senkrecht zu einer von der

Auflagefläche 18 aufgespannten fiktiven Ebene eine Seite 41 auf, welche zu der Schwenkwiege 14 abgewandt ist und der Zylindertrommel 5 zugewandt ist, sowie eine Seite 61 auf, welche der Schwenkwiege 14 zugewandt ist und der

Zylindertrommel 5 abgewandt ist. Eine Richtung 67 senkrecht zu der

Auflagefläche 18 ist somit in Richtung zu der Zylindertrommel 5 gerichtet, welche in Fig. 5 nicht dargestellt ist und eine Richtung 68 ist in Richtung zu der

Schwenkwiege 14 gerichtet. Die beiden Richtungen 67, 68 sind dabei senkrecht zu der von der Auflagefläche 18 aufgespannten fiktiven Ebene ausgerichtet. Die Rückhaltescheibe 37 liegt auf der Seite 41 auf den beiden Rückhalteteilen 36 als Rückhaltebleche 74 auf, sodass dadurch eine Bewegung der Rückhaltescheibe 37 in der Richtung 67 begrenzt ist. Dadurch weist die Schrägscheibenmaschine 1 die formschlüssige Rückhaltevorrichtung 17 als Gleitlagerung 33 zur mittelbaren Gleitlagerung 33 der Gleitschuhe 39 auf, da die Gleitschuhe 39 dahingehend mit der Rückhaltescheibe 37 verbunden sind, dass diese keine weitergehende Bewegung in der Richtung 67 ausführen können, als die Rückhaltescheibe 37. In dem in Fig. 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel liegt an der Seite 61 das Rückhalteteil 36 nicht auf der Rückhaltescheibe 37 auf. Zur Gleitlagerung der Gleitschuhe 39 dienen die Gleitschuhe 39 in der anderen Richtung 68, da die Gleitschuhe 39 auf der Auflagefläche 18 aufliegen. Dadurch sind die Gleitschuhe 39 in der Richtung 68 von der Auflagefläche 18 unmittelbar gleitgelagert auf der Auflagefläche 18 und die Rückhaltescheibe 37 mittelbar mittels der Gleitschuhe 39. In Fig. 4 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der formschlüssigen

Rückhaltevorrichtung 17 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 beschrieben. Die beiden Rückhalteteile 36 sind als Rückhaltenierenteile 73 ausgebildet, das heißt, die Rückhalteteile 36 sind nierenförmig ausgebildet und weisen eine teilkreisförmige Nut 62 jeweils auf. Innerhalb dieser Nut 62 ist der radiale Endbereich der Rückhaltescheibe 37 angeordnet. Die Rückhaltescheibe 37 ist somit an der Nut 62 in den beiden Richtungen 67, 68 in axialer Richtung gelagert, sodass eine axiale Volllagerung 34 von dem Rückhaltenierenteil 73 für die Rückhaltescheibe 37 ausgebildet ist. Die Rückhaltescheibe 37 liegt somit im zweiten Ausführungsbeispiel als axiale Volllagerung 34 in axialer Richtung auf den beiden Seiten 41 und 62 der Rückhaltescheibe 37 auf. Dabei ist der Abstand oder die Ausdehnung der Nut 62 in den beiden Richtungen 67, 68 geringfügig größer als die Ausdehnung der Rückhaltescheibe 36 an der Nut 62 in den beiden Richtungen 67, 68, sodass in den Richtungen 67, 68 ein geringfügiges Spiel bzw. ein Abstand zwischen der Nut 62 und der Rückhaltescheibe 37 vorhanden ist. Dies ist erforderlich, um Fertigungsungenauigkeiten auszugleichen und eine möglichst geringe Reibung zu verursachen. Die radiale Außenseite 69 der Rückhaltescheibe 37 liegt auch auf dem Rückhalteteil 36 an der Nut 62 auf, sodass dadurch von den beiden Rückhaltenierenteilen 73 eine zusätzliche radiale Lagerung 35 ausgebildet ist. Die axiale Volllagerung 34 und die radiale Lagerung 35 der Rückhaltescheibe 37 an den beiden Rückhaltenierenteilen 73, die fest mit der Schwenkwiege 14 verbunden sind, sind dabei jeweils als

Gleitlagerung 33 ausgebildet. Zur Reduzierung der Reibung zwischen der rotierenden Rückhaltescheibe 37 und den beiden feststehenden

Rückhaltenierenteilen 73 weisen die Rückhaltenierenteile 73 in dem in Fig. 7 dargestellten Schnitt keilförmige axiale Einzugsgeometrien 70 in der Art einer Phase auf. Diese keilförmigen Einzugsgeometrien 70 bewirken, dass bei der Rotationsbewegung der Rückhaltescheibe 37 diese die in dem Innenraum 44 angeordnete Hydraulikflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der

Rückhaltescheibe 37 und dem Rückhalteteil 36 mitnimmt und dadurch ein hydrodynamischer Schmierfilm zwischen dem Rückhalteteil 36 bzw.

Rückhaltenierenteil 73 an der Nut 62 und der Rückhaltescheibe 37 ausgebildet wird. Dadurch kann die Reibung zwischen der Rückhaltescheibe 37 und dem Rückhalteteil 36 zusätzlich reduziert werden. In Fig. 8 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.

Insgesamt betrachtet, sind mit der erfindungsgemäßen Schrägscheibenmaschine 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die formschlüssige Rückhaltevorrichtung 17 mit den beiden Rückhalteteilen 36 bewirkt eine Gleitlagerung 33 mittelbar der Gleitschuhe 39 und unmittelbar der Rückhaltescheibe 37. In vorteilhafter Weise ist dadurch keine Druckfeder erforderlich, welche ständig auf die Gleitschuhe 39 eine Druckkraft aufbringt. Von den Rückhalteteilen 36 wird auf die

Rückhaltescheibe 37 im Wesentlichen nur in denjenigen Betriebszuständen eine entsprechende Rückhaltekraft auf die Gleitschuhe 39 mittelbar aufgebracht, um ein Abheben der Gleitschuhe 39 zu verhindern. Dadurch wird die Reibung zwischen den Gleitschuhen 39 und der Auflagefläche 18 wesentlich reduziert, da beispielsweise im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenmotor 3 im Wesentlichen keine zusätzlichen Rückhaltekräfte erforderlich sind, welche von der formschlüssigen Rückhaltevorrichtung 17 auf die Gleitschuhe 39 mittelbar aufzubringen wären. Die Gleitlagerung 33 ist in der Herstellung preiswert, sodass dadurch zusätzlich die Kosten der Herstellung der Schrägscheibenmaschine 1 wesentlich reduziert werden können, da beispielsweise keine Druckfeder oder eine in der Herstellung aufwendig und teure Rückzugskugel erforderlich ist.

Claims

Ansprüche

1 . 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),

- Gleitschuhe (39), welche mit den Kolben (7) verbunden sind,

- 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 mittelbaren oder unmittelbaren Auflage der Gleitschuhe (39),

- eine Rückhaltevorrichtung (17) für die Gleitschuhe (39), so dass die Gleitschuhe (39) ständig mittelbar oder unmittelbar auf der Auflagefläche (18) aufliegen,

- eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14),

- wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24) zum Verschwenken der Schwenkwiege (14),

- eine Niederdrucköffnung (13) zum Ein- und/oder Ausleiten von

Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen (6),

- eine Hochdrucköffnung (12) zum Aus- und/oder Einleiten von

Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung (17) als eine formschlüssige

Rückhaltevorrichtung (17) ausgebildet ist, so dass von der

Rückhaltevorrichtung (17) aufgrund einer mittelbaren oder unmittelbaren formschlüssigen Verbindung zu den Gleitschuhen (39) auf die

Gleitschuhe (39), insbesondere ohne ein elastisches Element, z. B. eine Feder, eine Rückhaltekraft in Richtung zu der Auflagefläche (18) aufbringbar ist.

2. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Rückhaltevorrichtung (17) als eine axiale Teillagerung (23) ausgebildet ist, so dass von der Lagerung (23) eine Bewegung der Gleitschuhe (39) senkrecht zu der Auflagefläche (18) und in Richtung zu der Zylindertrommel (5) begrenzt ist

und/oder

die Rückhaltekraft ausschließlich formschlüssig ohne ein elastisches Element auf die Gleitschuhe (39) mittelbar oder unmittelbar aufbringbar ist.

3. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Rückhaltevorrichtung (17) als eine Gleitlagerung (33) ausgebildet ist.

4. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschuhe (39) mit einer Rückhaltescheibe (37) verbunden sind und die formschlüssige Rückhaltevorrichtung (17) in Verbindung mit der Rückhaltescheibe (37) steht.

5. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (34) als eine axiale Volllagerung (34) ausgebildet ist, so dass von der Lagerung (34) eine Bewegung der Gleitschuhe (39) senkrecht zu der Auflagefläche (18) und in Richtung zu der

Zylindertrommel (5) und in Richtung zu der Schwenkwiege (14) begrenzt ist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (35) als eine radiale Lagerung (35) ausgebildet ist, so dass von der Lagerung (35) eine Bewegung der Gleitschuhe (39) parallel zu der Auflagefläche (18) begrenzt ist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Teillagerung (23) als wenigstens ein Rückhalteteil (36) ausgebildet ist, welches auf der Rückhaltescheibe (37) mittelbar oder unmittelbar aufliegt und das Rückhalteteil (36) auf der Rückhaltescheibe (37) auf einer Seite (41 ) mittelbar oder unmittelbar aufliegt, welche zu der Auflagefläche (18) der Schwenkwiege (14) abgewandt ist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Volllagerung (34) als wenigstens ein Rückhalteteil (36) mit je einer Nut (62) ausgebildet ist und die Rückhaltescheibe (37) innerhalb der je einen Nut (62) angeordnet ist und das Rückhalteteil (36) auf der Rückhaltescheibe (37) auf zwei Seiten (41 , 61 ) mittelbar oder unmittelbar aufliegt, welche zu der Auflagefläche (18) der Schwenkwiege (14) abgewandt und zugewandt sind.

9. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Lagerung (35) als wenigstens ein Rückhalteteil (36) mit je einer Nut (62) ausgebildet ist und die Rückhaltescheibe (37) innerhalb der je einen Nut (62) angeordnet ist und das Rückhalteteil (36) auf einer radialen Außenseite (69) der Rückhaltescheibe (37) mittelbar oder unmittelbar aufliegt.

10. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägscheibenmaschine (1 ) ein Gehäuse (4) umfasst und das Gehäuse (4) einen Innenraum (44) einschließt und der Innenraum (44) mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist

und/oder

das Rückhalteteil (36) fest mit der Schwenkwiege (14) verbunden ist.

1 1 . Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum (44) als Schmiermittel für die Gleitlagerung (33) dient, insbesondere unter Ausbildung eines

hydrodynamischen Schmierfilms zwischen der Rückhaltscheibe (37) und der Gleitlagerung (33), insbesondere dem Rückhalteteil (36).

12. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rückhalteteil (36) eine axiale und/oder radiale keilförmige Einzugsgeometrie (70) zur Ausbildung eines

hydrodynamischen Schmierfilmes aufweist.

13. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltescheibe (37) Bohrungen (38) aufweist und die Gleitschuhe

(39) innerhalb der Bohrungen (38) angeordnet sind

und/oder

die Gleitschuhe (39) unmittelbar auf der Auflagefläche (18) der

Schwenkwiege (14) aufliegen, insbesondere mit einer hydrodynamischen Entlastung indem in den Gleitschuhen (39) ein Entlastungskanal (72) ausgebildet ist.

14. Antriebsstrang (45) für ein Kraftfahrzeug, umfassend

- wenigstens eine Schrägscheibenmaschine (1 ) zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und umgekehrt,

- wenigstens einen Druckspeicher (53), dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

15. Antriebsstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (45) zwei Schrägscheibenmaschinen (1 ) umfasst, welche hydraulisch miteinander verbunden sind und als hydraulisches Getriebe (60) fungieren

und/oder

der Antriebsstrang (45) zwei Druckspeicher (53) als Hochdruckspeicher

(54) und Niederdruckspeicher (55) umfasst.