WO2015018583A1

WO2015018583A1 - Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor

Info

Publication number: WO2015018583A1
Application number: PCT/EP2014/064537
Authority: WO
Inventors: Eberhard Maier; Matthias Greiner
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2015-02-12
Also published as: DE102013215680A1

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), ein Gehäuse (4), welches einen mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Innenraum (44) der Schrägscheibenmaschine (1) begrenzt, eine mit der Zylindertrommel (5) zumindest drehfest verbundene Antriebswelle (9), welche innerhalb und außerhalb des Innenraumes (44) ausgebildet ist, wenigstens eine Lagerung (10) für die Antriebswelle (9), eine Dichtung (80) zur Abdichtung der durch das Gehäuse (4) geführten Antriebswelle (9), um ein Ausströmen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Innenraum (44) zu verhindern, wobei eine Lagerung (10) für die Antriebswelle (9) eine Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit aufweist und die Lagerung (10) mit der Förderwirkung in einer fluidleitenden Verbindung zu einem mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Randraum an der Dichtung (80) steht, so dass mittels der von der Lagerung (10) geförderten Hydraulikflüssigkeit die Dichtung (80) mit der geförderten Hydraulikflüssigkeit kühlbar ist.

Description

Beschreibung Titel

SCHRÄGSCHEIBENMASCHINE ALS AXIALKOLBENPUMPE UND/ODER AXIALKOLBENMOTOR

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Verfahren zum Betreiben einer

Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 und einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.

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 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 wird von zwei hydraulischen Schwenkeinrichtungen, die je von einem Verstellkolben und einem

Verstellzylinder gebildet sind, um eine Schwenkachse verschwenkt. Ein Gehäuse schließt einen Innenraum der Schrägscheibenmaschine ein und innerhalb des Gehäuses sind die Komponenten der Schrägscheibenmaschine angeordnet. Dabei ist der Innenraum mit Hydraulikflüssigkeit befüllt. Die Antriebswelle ist durch eine Öffnung des Gehäuses nach außerhalb des Innenraumes geführt, damit von der Antriebswelle ein Drehmoment abgegeben oder aufgenommen werden kann. An dem Gehäuse ist eine Dichtung befestigt, welche die rotierende Antriebwelle flüssigkeitsdicht abdichtet, damit keine Hydraulikflüssigkeit von dem Innenraum nach außen strömen kann. An der Dichtung treten Reibungskräfte beispielsweise zwischen einem rotierenden und einem feststehendem Gleitring auf und diese Reibungskräfte führen zu einem Erwärmen und damit erhöhten Verschleiß der beiden Gleitringe. Dadurch weist in nachteiliger weise die

Dichtung eine geringe Lebensdauer auf und muss gegebenenfalls in aufwendiger Weise ausgetauscht werden, um die Funktionsfähigkeit der

Schrägscheibenmaschine zu erhalten.

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, ein Gehäuse, welches einen mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Innenraum der Schrägscheibenmaschine begrenzt, eine mit der Zylindertrommel zumindest drehfest verbundene Antriebswelle, welche innerhalb und außerhalb des Innenraumes ausgebildet ist, wenigstens eine Lagerung für die Antriebswelle, eine Dichtung zur Abdichtung der durch das Gehäuse geführten Antriebswelle, um ein Ausströmen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Innenraum zu verhindern, wobei eine Lagerung für die Antriebswelle eine Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit aufweist und die Lagerung mit der Förderwirkung in einer fluidleitenden Verbindung zu einem mit

Hydraulikflüssigkeit befüllten Randraum an der Dichtung steht, so dass mittels der von der Lagerung geförderten Hydraulikflüssigkeit die Dichtung mit der geförderten Hydraulikflüssigkeit kühlbar ist. Die Lagerung für die Antriebswelle mit der Förderwirkung weist zu der Dichtung einen kleineren Abstand auf als eine weitere Lagerung für die Antriebswelle. Aufgrund der Förderwirkung der

Lagerung im Bereich oder in der Nähe der Dichtung und einer entsprechenden fluidleitenden bzw. hydraulischen Verbindung des Randraumes an der Dichtung zu der Lagerung mit der Förderwirkung kann Hydraulikflüssigkeit zu dem

Randraum an der Dichtung geleitet werden und dadurch die Dichtung mit der Hydraulikflüssigkeit gekühlt werden. An der Dichtung treten Reibungskräfte an einem Dichtspalt zwischen einem rotierenden Teil der Dichtung und einem feststehenden Teil der Dichtung auf. Diese Reibung führt zu einer Erwärmung der Dichtung und einem daraus resultierenden größeren Verschleiß. Aufgrund der Kühlung mit der Hydraulikflüssigkeit aufgrund der Förderung mittels der Lagerung ist es möglich, die Dichtung wesentlich zu kühlen und dadurch die Erwärmung der Dichtung wesentlich zu reduzieren ohne eine derartige

Förderung von Hydraulikflüssigkeit zu dem Randraum. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Lebensdauer der Dichtung wesentlich verlängert und außerdem die Zuverlässigkeit der Dichtung erhöht werden.

Insbesondere ist an der Schrägscheibenmaschine wenigstens ein Zulaufkanal zum Leiten von Hydraulikflüssigkeit aus einem Kernraum zu dem Randraum an der Dichtung ausgebildet und/oder an der Schrägscheibenmaschine ist wenigstens ein Ablaufkanal zum Leiten von Hydraulikflüssigkeit von dem

Randraum an der Dichtung zu dem Kernraum ausgebildet. Mittels des wenigstens einen Zulaufkanales und/oder Ablaufkanales kann die

Hydraulikflüssigkeit gezielt zu dem Randraum für eine optimierte Kühlung geleitet werden.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Schrägscheibenmaschine mehrere Zulaufkanäle auf, welche tangential umlaufend im Bereich der Dichtung ausgebildet sind und/oder die Schrägscheibenmaschine weist mehrere

Ablaufkanäle auf, welche tangential umlaufend im Bereich der Dichtung ausgebildet sind und/oder der wenigstens eine Zulaufkanal und/oder der wenigstens eine Ablaufkanal ist als eine Bohrung in dem Gehäuse ausgebildet. Mittels der mehreren Zulaufkanäle und/oder Ablaufkanäle kann die

Hydraulikflüssigkeit an mehreren Stellen in den Randraum an der Dichtung geleitet werden, da die mehreren Zulaufkanäle und/oder Ablaufkanäle tangential umlaufend auf den Randraum verteilt sind. Dadurch kann aufgrund einer Vielzahl von Zulaufkanälen und/oder Ablaufkanälen umlaufend an der Dichtung eine im Wesentlichen gleichmäßige Kühlung mittels der geförderten Hydraulikflüssigkeit erreicht werden.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Lagerung mit der Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit mit dem wenigstens einen Ablaufkanal fluidleitend verbunden.

Vorzugsweise ist die Lagerung für die Antriebswelle mit der Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit als ein Wälzlager, insbesondere ein einfaches

Kegelrollenlager, ein Pendelrollenlager oder ein doppeltes Kegelrollenlager, ausgebildet und/oder der von dem Gehäuse begrenzte Innenraum ist mit Hydraulikflüssigkeit befüllt und der Innenraum ist in einen fiktiven Randraum und einen fiktiven Kernraum unterteilt und der Randraum weist einen Abstand von weniger als 5 cm, 3 cm oder 1 cm zu der Dichtung auf und der Kernraum ist von dem Innenraum ohne dem Randraum gebildet und/oder mit der

Schrägscheibenmaschine ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung

beschriebenes Verfahren ausführbar.

In einer Variante ist die Dichtung als eine Gleitringdichtung mit einem rotierenden Gleitring und einem feststehenden Gleitring ausgebildet und der rotierende Gleitring liegt auf dem feststehenden Gleitring an einem Dichtspalt auf und

Hydraulikflüssigkeit ist durch den Randraum, insbesondere im Bereich des

Dichtspaltes, an dem feststehenden und rotierenden Gleitring durch leitbar aufgrund der von der Lagerung geförderten Hydraulikflüssigkeit.

Zweckmäßig ist die Dichtung als eine Radial-Wellendichtring ausgebildet mit einem auf der rotierenden Antriebswelle aufliegenden feststehenden Dichtring, so dass zwischen dem Dichtring und der Antriebswelle ein Dichtspalt ausgebildet ist und Hydraulikflüssigkeit durch den Randraum, insbesondere im Bereich des Dichtspaltes, an dem feststehenden Dichtring und an der rotierenden

Antriebswelle durch leitbar ist aufgrund der von der Lagerung geförderten

Hydraulikflüssigkeit.

Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Schrägscheibenmaschine, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen

Schrägscheibenmaschine, mit den Schritten: in Kolbenbohrungen an einer rotierenden Zylindertrommel Hydraulikflüssigkeit ein- und ausgeleitet wird und Kolben in den Kolbenbohrungen bewegt werden, eine rotierende Antriebswelle von einer Lagerung gelagert wird, die rotierende Antriebswelle mit einer Dichtung abgedichtet wird, um ein Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit aus einem

Innenraum der Schrägscheibenmaschine zu verhindern, wobei von der Lagerung Hydraulikflüssigkeit gefördert und durch einen Randraum an der Dichtung geleitet wird, so dass mit der geförderten Hydraulikflüssigkeit die Dichtung gekühlt wird.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Hydraulikflüssigkeit in einem

Kreislauf von einem Randraum an der Dichtung zu einem Kernraum und von dem Kernraum zu dem Randraum gefördert. In einer ergänzenden Variante wird die Hydraulikflüssigkeit durch wenigstens einen Zulaufkanal von dem Kernraum zu dem Randraum an der Dichtung gefördert und anschließend wird die Hydraulikflüssigkeit durch wenigstens einen Ablaufkanal von dem Randraum an der Dichtung zu dem Kernraum gefördert.

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.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege.

Zweckmäßig umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens eine

Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege mit einer Auflagefläche zur Lagerung der Kolben auf der Auflagefläche.

Vorzugsweise ist die Antriebswelle um eine Rotationsachse, insbesondere die Rotationsachse der Zylindertrommel, drehbar bzw. rotierend gelagert.

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 einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Hochdrucköffnung zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen. 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,

Fig. 3 einen Teillängsschnitt der Schrägscheibenmaschine mit einer Dichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel und einer Lagerung in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Teillängsschnitt der Schrägscheibenmaschine mit der Dichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel und der Lagerung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 einen Teillängsschnitt der Schrägscheibenmaschine mit der Dichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel und der Lagerung in einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 einen Teillängsschnitt der Schrägscheibenmaschine mit der Dichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel und der Lagerung in dem ersten Ausführungsbeispiel und

Fig. 7 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. Das Gehäuse 4 begrenzt flüssigkeitsdicht einen Innenraum 44, der mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist. 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 (Fig. 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.

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 der Druckbeaufschlagung mit der Druckfeder 41 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 1 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 diese Lagerung 10 weist eine Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit auf, d. h. bildet zusätzlich eine Pumpe zur

Förderung der Hydraulikflüssigkeit, und eine zweite Seite 65 weist eine Aussparung zur Lagerung der Antriebswelle 9 mit einer weiteren Lagerung 10 auf. Die Antriebswelle 9 ist durch die Öffnung 63 geführt, so dass die

Antriebswelle 9 innerhalb und außerhalb des Innenraumes 44 einteilig ausgebildet ist.

In Fig. 3 ist in einem Teillängsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel der

Lagerung 10 an der ersten Seite 64 abgebildet, d. h. als ein einfaches

Kegelrollenlager 43 ausgebildetes Wälzlager 36. Das einfache

Kegelrollenlager 43 weist Rollen 68 als Wälzelemente 67 auf, welche auf einem Innenring 69 und einem Außenring 70 aufliegen. Eine Dichtung 80 ist im Bereich des einfachen Kegelrollenlagers 43 ausgebildet, um ein Ausströmen der Hydraulikflüssigkeit von innerhalb des Innenraumes 44 im Bereich der

Antriebswelle 9 nach außerhalb zu verhindern. In Fig. 3 ist die Dichtung 80 als eine Gleitringringdichtung 71 ausgebildet. Ein rotierender

Dichtungsgehäusering 78 ist fest mit der Antriebswelle 9 verbunden und an dem rotierenden Dichtungsgehäusering 78 ist ein rotierender Gleitring 72 aus einem elastischen Material befestigt. Ein feststehender Dichtungsgehäusering 79 ist an dem Flansch 21 des Gehäuses 4 fest befestigt, und an dem feststehenden Dichtungsgehäusering 79 ist ein feststehender Gleitring 73 aus einem

elastischen Material befestigt. Der feststehende Gleitring 73 und der rotierende

Gleitring 72 liegen unter einer axialen Druckkraft aufeinander und zwischen dem rotierenden Gleitring 72 und dem feststehenden Gleitring 73 entsteht dadurch ein Dichtspalt 74. Das Gehäuse 4 begrenzt den Innenraum 44, der mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist und außerdem Komponenten der Schrägscheibenmaschine 1 aufnimmt. Dabei ist der Innenraum 44 in einen fiktiven Randraum 17 mit einem Abstand von weniger als 2 cm zu der Gleitringdichtung 71 unterteilt und in einen fiktiven Kernraum 23. Der fiktive Kernraum 23 stellt dabei den gesamten Innenraum 44 abzüglich des Randraumes 17 dar. In das Gehäuse 4 an dem Flansch 21 ist eine als Bohrung 35 ausgebildeter Zulaufkanal 33 eingearbeitet. Der Raum an dem einfachen Kegelrollenlager 43 zwischen dem Innenring 69 und dem

Außenring 70 dient zur Aufnahme der Rollen 68 und bildet außerdem zusätzlich einen Ablaufkanal 34 für Hydraulikflüssigkeit. Der Ablaufkanal 34 ist dabei insbesondere zwischen dem Innen- und Außenring 69, 70 und außerhalb der

Rollen 68 ausgebildet. Das einfache Kegelrollenlager 43 weist eine Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit auf, d. h. bildet damit eine Pumpe zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit. Aufgrund der fluidleitenden Verbindung des Randraumes 17 mittels des Zu- und Ablaufkanales 33, 34 kann im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 , d. h. bei einer rotierenden Antriebswelle 9 von dem einfachen Kegelrollenlager 43 Hydraulikflüssigkeit gefördert werden, d. h. von dem Kernraum 23 durch den Zulaufkanal 33 zu dem Randraum 17 im Bereich der Gleitringdichtung 71 gefördert werden und anschließend wieder von dem Randraum 17 durch den Ablaufkanal 34 in den Kernraum 23 zurück befördert werden als Kreislauf. Damit wird durch den Randraum 17 mit dem sehr geringen Abstand zu der Gleitringdichtung 71 Hydraulikflüssigkeit gefördert, so dass dadurch in vorteilhafter Weise mittels der geförderten Hydraulikflüssigkeit die Gleitringdichtung 71 , d. h. der rotierende und feststehende Gleitring 72, 73, gekühlt werden kann. In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Wälzlagers 36 dargestellt. Das

Wälzlager 36 ist als ein Pendelrollenlage 61 ausgebildet. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Ablaufkanal 34 ist sowohl zwischen dem Innen- und Außenring 69, 70 des Pendelrollenlagers 61 ausgebildet als auch zusätzlich als eine Bohrung 35 in dem Flansch 21 des Gehäuses 4.

In Fig. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Wälzlagers 36 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Wälzlager 36 ist als ein doppeltes Kegelrollenlager 62 ausgebildet und der Ablaufkanal 34 ist neben dem

Raum zwischen den Innen- und Außenringen 69, 70 des doppelten

Kegelrollenlagers 62 auch als eine Bohrung 35 an dem Flansch 21 des

Gehäuses 4 ausgebildet. In Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Dichtung 80 dargestellt. Die

Dichtung 80 ist als ein Radial-Wellendichtring 75 mit einem elastischen

Dichtring 76 und einer Schlauchfeder 77 ausgebildet. Die ringförmige

Schlauchfeder 77 ist an dem Flansch 21 des Gehäuses 4 befestigt und an der ringförmigen Schlauchfeder 77 ist der elastische Dichtring 76 befestigt. Der elastische Dichtring 76 liegt außenseitig auf der rotierenden Antriebswelle 9 auf, so dass sich dadurch der Dichtspalt 74 zwischen der rotierenden Außenfläche der Antriebswelle 9 und dem Dichtring 76 ausbildet. Das Wälzlager 36 ist, wie in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, als ein einfaches

Kegelrollenlager 43 ausgebildet. Die Funktionsweise entspricht dabei in analoger Weise dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, d. h. von dem einfachen Kegelrollenlager 43 mit der Pumpwirkung wird die Hydraulikflüssigkeit von dem

Kernraum 23 durch den Zulaufkanal 33 an dem Flansch 21 des Gehäuses 4 zu dem Randraum 17 geleitet zur Kühlung des Radial-Wellendichtringes 75 und anschließend durch den Ablaufkanal 34 zwischen dem Innen- und

Außenring 69, 70 des einfachen Kegelrollenlagers 43 wieder zurück zu dem Kernraum 23 geleitet, d. h. es ist ein Kreislauf zur Förderung von

Hydraulikflüssigkeit vorhanden, welcher von dem Kernraum 23 in den Randraum 17 und umgekehrt ausgebildet bzw. ausgerichtet ist.

In Fig. 7 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. Das Wälzlager 36 weist eine Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit auf, d. h. bildet auch eine Pumpe zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit. Durch eine entsprechende fluidleitende Verbindung des Randraumes 17 an der Dichtung 80 durch den Zu- und Ablaufkanal 33, 34 zu dem Kernraum 23 des Innenraumes 44 kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Kernraum 23 zu dem Randraum 17 an der

Dichtung 80 zur Kühlung der Dichtung 80 geleitet werden. In vorteilhafter Weise kann dadurch die aus der Reibung resultierende Erwärmung der Dichtung 80 reduziert werden und die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Dichtung 80 wesentlich erhöht werden.

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),

- ein Gehäuse (4), welches einen mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Innenraum (44) der Schrägscheibenmaschine (1 ) begrenzt,

- eine mit der Zylindertrommel (5) zumindest drehfest verbundene Antriebswelle (9), welche innerhalb und außerhalb des Innenraumes (44) ausgebildet ist,

- wenigstens eine Lagerung (10) für die Antriebswelle (9),

- eine Dichtung (80) zur Abdichtung der durch das Gehäuse (4)

geführten Antriebswelle (9), um ein Ausströmen der

Hydraulikflüssigkeit aus dem Innenraum (44) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung (10) für die Antriebswelle (9) eine Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit aufweist und die Lagerung (10) mit der Förderwirkung in einer fluidleitenden Verbindung zu einem mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Randraum (17) an der Dichtung (80) steht, so dass mittels der von der Lagerung (10) geförderten Hydraulikflüssigkeit die Dichtung (80) mit der geförderten Hydraulikflüssigkeit kühlbar ist.

2. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Schrägscheibenmaschine (1 ) wenigstens ein Zulaufkanal (33) zum Leiten von Hydraulikflüssigkeit aus einem Kernraum (23) zu dem Randraum (17) an der Dichtung (80) ausgebildet ist

und/oder

an der Schrägscheibenmaschine (1 ) wenigstens ein Ablaufkanal (34) zum Leiten von Hydraulikflüssigkeit von dem Randraum (17) an der Dichtung (80) zu dem Kernraum (23) ausgebildet ist.

Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägscheibenmaschine (1 ) mehrere Zulaufkanäle (33) aufweist, welche tangential umlaufend im Bereich der Dichtung (80) ausgebildet sind

und/oder

die Schrägscheibenmaschine (1 ) mehrere Ablaufkanäle (34) aufweist, welche tangential umlaufend im Bereich der Dichtung (80) ausgebildet sind

und/oder

der wenigstens eine Zulaufkanal (33) und/oder der wenigstens eine Ablaufkanal (34) als eine Bohrung (35) in dem Gehäuse (4) ausgebildet ist.

Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (10) mit der Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit mit dem wenigstens einen Ablaufkanal (34) fluidleitend verbunden ist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (10) für die Antriebswelle (9) mit der Förderwirkung für Hydraulikflüssigkeit als ein Wälzlager (36), insbesondere ein einfaches Kegelrollenlager (43), ein Pendelrollenlager (61 ) oder ein doppeltes

Kegelrollenlager (62), ausgebildet ist

und/oder

der von dem Gehäuse (4) begrenzte Innenraum (44) mit

Hydraulikflüssigkeit befüllt ist und der Innenraum (44) in einen fiktiven Randraum (17) und einen fiktiven Kernraum (23) unterteilt ist und der Randraum (17) einen Abstand von weniger als 5 cm, 3 cm oder 1 cm zu der Dichtung (80) aufweist und der Kernraum (23) von dem Innenraum (44) ohne dem Randraum (17) gebildet ist

und/oder

mit der Schrägscheibenmaschine (1 ) ein Verfahren gemäß Anspruch 8 ausführbar ist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (80) als eine Gleitringdichtung (71 ) mit einem rotierenden Gleitring (72) und einem feststehenden Gleitring (73) ausgebildet ist und der rotierende Gleitring (72) auf dem feststehenden Gleitring (73) an einem Dichtspalt (74) aufliegt und Hydraulikflüssigkeit durch den

Randraum (17), insbesondere im Bereich des Dichtspaltes (74), an dem feststehenden und rotierenden Gleitring (72, 73) durch leitbar ist aufgrund der von der Lagerung (10) geförderten Hydraulikflüssigkeit.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (80) als eine Radial-Wellendichtring (75) ausgebildet ist mit einem auf der rotierenden Antriebswelle (9) aufliegenden feststehenden Dichtring (76), so dass zwischen dem Dichtring (76) und der

Antriebswelle (9) ein Dichtspalt (74) ausgebildet ist und

Hydraulikflüssigkeit durch den Randraum (17), insbesondere im Bereich des Dichtspaltes (74), an dem feststehenden Dichtring (76) und an der rotierenden Antriebswelle (9) durch leitbar ist aufgrund der von der Lagerung (10) geförderten Hydraulikflüssigkeit.

Verfahren zum Betreiben einer Schrägscheibenmaschine (1 ), insbesondere einer Schrägscheibenmaschine (1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten:

in Kolbenbohrungen (6) an einer rotierenden Zylindertrommel (5) Hydraulikflüssigkeit ein- und ausgeleitet wird und Kolben (7) in den Kolbenbohrungen (6) bewegt werden,

eine rotierende Antriebswelle (9) von einer Lagerung (10) gelagert wird,

die rotierende Antriebswelle (9) mit einer Dichtung (80) abgedichtet wird, um ein Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit aus einem Innenraum (44) der Schrägscheibenmaschine (1 ) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass von der Lagerung (80) Hydraulikflüssigkeit gefördert und durch einen Randraum (17) an der Dichtung (80) geleitet wird, so dass mit der geförderten Hydraulikflüssigkeit die Dichtung (80) gekühlt wird.

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

Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist

und/oder

mit dem Antriebsstrang (45) ein Verfahren gemäß Anspruch 8 ausführbar ist.

10. Antriebsstrang nach Anspruch 9, 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.