WO2015018584A1 - Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor - Google Patents

Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor Download PDF

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WO2015018584A1
WO2015018584A1 PCT/EP2014/064542 EP2014064542W WO2015018584A1 WO 2015018584 A1 WO2015018584 A1 WO 2015018584A1 EP 2014064542 W EP2014064542 W EP 2014064542W WO 2015018584 A1 WO2015018584 A1 WO 2015018584A1
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cylinder drum
partition
axis
pivoting
pivoting device
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PCT/EP2014/064542
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Matthias Greiner
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Robert Bosch Gmbh
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    • F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
    • F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate

Definitions

  • the invention relates to a swashplate machine according to the invention
  • Swash plate machines serve as axial piston pumps for converting mechanical energy into hydraulic energy and as axial piston motor for converting hydraulic energy into mechanical energy.
  • Cylinder drum with piston bores is rotatably or rotatably mounted and pistons are arranged in the piston bores.
  • the cylinder drum is fixedly connected to a drive shaft and to a first part of the rotating
  • Piston bores temporarily acts a hydraulic fluid under high pressure and on a second part of the rotating piston bores acts temporarily a hydraulic fluid under low pressure.
  • a pivoting cradle is around one
  • Pivot axis pivotally mounted and on the pivot cradle are on sliding shoes, which are attached to a retaining disc.
  • the pistons are attached to the sliding shoes.
  • the retaining disc with the
  • Sliding shoes performs together with the cylinder drum a rotational movement about a rotation axis and a flat bearing surface of the pivoting cradle is at an acute angle, for example between 0 ° and + 20 ° and between 0 ° and -20 ° as a pivot angle to the axis of rotation of
  • Cylinder drum aligned The swivel cradle is powered by two hydraulic swivels, each of an adjusting piston and a
  • Adjusting cylinder and an adjusting spring are formed, pivoted about a pivot axis.
  • a housing encloses an interior of the swash plate machine and within the interior of the drive shaft, the cylinder drum, the pivoting cradle and the two hydraulic pivoting devices are arranged.
  • the interior is filled with hydraulic oil as hydraulic fluid.
  • the rotating cylinder drum causes flows of hydraulic fluid. Due to the small distance between the cylinder drum and the two hydraulic pivoting devices and the geometry of the hydraulic
  • Swiveling means in particular the adjusting spring, the flow of hydraulic fluid is braked at the two hydraulic pivot means, so that high hydraulic friction losses occur on the radially outer side of the rotating cylinder drum.
  • EP 1 013 928 A2 shows an axial piston pump in a swashplate design with a driven circumferential and a plurality of piston bores having cylinder bores, wherein in each of webs separated piston bores are arranged linearly between a bottom dead center and a top dead center movable pistons and a Niederbuchan gleichniere and a Hochdruckin kidney having control disk is provided.
  • the CH 405 934 shows a Schrägusionnaxialkolbenpumpe whose non-rotating cylinder block for varying the flow rate in dependence on the delivery pressure is longitudinally displaceable, wherein at the pressed by a spring in the direction of increasing the delivery cylinder block a
  • Control slide unit is attached with a spool.
  • DE 27 33 870 C2 shows a control device for a
  • Oblique disk axial piston pump on each side of the cradle for pivoting the swash plate, each a hydraulically acted upon
  • Swing wing acts on the engine, both motors are controllable by means of a pivotable about the pivot axis of the cradle arranged plate-shaped control valve spool and serve to adjust the flow rate of the pump.
  • Swash plate machine as axial piston pump and / or axial piston motor, comprising one rotatable about an axis of rotation or
  • Piston bores movably mounted pistons one with the cylinder drum at least rotatably connected drive shaft which is rotatably mounted about the rotation axis or rotatably mounted about a pivot axis pivotally mounted pivoting cradle, at least one pivoting device for
  • a housing which encloses an interior and the interior is filled with hydraulic fluid, wherein between the rotating cylinder drum and the at least one pivot means at least one partition wall is arranged to the caused by the rotating cylinder drum energy losses due to currents of the
  • the at least one partition wall is arranged between the rotating cylinder drum and the at least one pivoting device.
  • the rotating cylinder drum causes a flow of hydraulic fluid outside the cylinder barrel and inside the interior of the swash plate machine. Due to the at least one partition wall occurs in the region of at least one
  • Swiveling device in particular on an adjusting spring of the
  • Hydraulic fluid which are caused by the cylinder drum can be reduced.
  • the efficiency of the swash plate machine can be increased in an advantageous manner in total, because less churning losses occur due to the flowing hydraulic fluid.
  • Swivel device are greatly reduced and thereby the energy losses are significantly reduced.
  • Cylinder drum at least 70%, 80% or 90% of the total extent of the at least one pivoting device and / or the cylinder drum parallel to the axis of rotation of the cylinder drum and / or the at least one
  • Swiveling device comprises one adjusting piston, one adjusting cylinder and preferably one adjusting spring each.
  • the total extent of the at least one partition wall parallel to the axis of rotation corresponds essentially to the total extent of the at least one cylinder drum, in particular the radial outer side of the cylinder drum, parallel to the axis of rotation of the cylinder drum, thereby resulting in a large
  • Extension parallel to the axis of rotation of the cylinder drum between the cylinder drum and the at least one pivoting device substantially completely the at least one partition wall is arranged.
  • the at least one pivot device is substantially completely shielded from the at least one partition wall with respect to the radial outer side of the cylinder drum.
  • At least 60%, 80% or 90% of the cylinder drum parallel to the axis of rotation of the cylinder drum, the at least one pivoting device and the at least one partition wall are the cylinder drum which is at least one
  • Swivel device and cut the at least one partition of the fictional cut.
  • the at least one partition wall expediently surrounds the cylinder drum tangentially, in particular completely.
  • the at least one partition can have any geometry in a section perpendicular to the axis of rotation have, for example, annular or in another geometry, for example elliptical or with individual lugs, but wherein the at least one partition completely surrounds the cylindrical drum in the section perpendicular to the axis of rotation of the cylinder drum, that is, this completely encloses tangentially.
  • the at least one partition wall is designed as a substantially cylindrical partition wall and substantially coaxial with the cylinder drum.
  • the at least one partition wall is cylindrical and thus encloses sleeve-like tangentially completely the cylinder drum.
  • the at least one partition wall is formed integrally with the housing.
  • the at least one partition is thus formed integrally with the rest of the housing or a remaining part of the housing, so that thereby the at least one partition wall is particularly simple and inexpensive to manufacture.
  • the at least one partition wall is designed as a sleeve which encloses a respective pivoting device, in particular an adjusting spring of the pivoting device.
  • the sleeve on the at least one pivoting device is coaxial and / or concentric with a
  • Swivel device preferably aligned.
  • the sleeve thus prevents flow of hydraulic fluid to the at least one
  • Swivel device which are caused by the rotating cylinder drum.
  • the sleeve encloses the at least one pivoting device, in particular the adjusting spring, tangentially completely.
  • Partition at least partially, in particular completely, made of metal, for. As steel or aluminum, and / or plastic.
  • Drive train according to the invention for a motor vehicle comprising at least one swash plate machine for converting mechanical energy into hydraulic energy and vice versa, at least one pressure accumulator, wherein the swash plate machine as one in this patent application
  • the drive train comprises two swash plate machines, which are hydraulically connected to each other and act as a hydraulic transmission and / or the drive train comprises two pressure accumulator as
  • the swashplate machine includes sliding shoes which are connected to the pistons.
  • a support surface is formed on the pivoting cradle for direct or indirect support of the sliding shoes.
  • the swash plate machine comprises a weighing storage for the pivoting cradle.
  • the swash plate machine comprises a low-pressure opening for introducing and / or discharging hydraulic fluid into and / or out of the rotating piston bores and a high-pressure opening for discharging and / or introducing hydraulic fluid out of and / or into the rotating piston bores.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a swash plate machine in a first embodiment
  • Fig. 2 shows a cross section A-A of FIG. 1 a valve disc of
  • FIG. 1 shows a cross section BB according to FIG. 1 of the swashplate machine
  • Fig. 4 is a longitudinal section of two pivoting devices of a
  • 5 shows a drive train for a motor vehicle.
  • a swash plate machine 1 shown in a longitudinal section in FIG. 1 in a first exemplary embodiment serves as an axial piston pump 2 for converting or converting mechanical energy (torque, rotational speed) into
  • a drive shaft 9 is mounted rotatably or rotatably about a rotation axis 8 by means of a bearing 10 on a flange 21 of a housing or multi-part housing 4 and with a further mounting 10 on the housing 4 of the swashplate machine 1 (FIG. 1).
  • a cylinder drum 5 is rotationally fixed and connected in the axial direction, wherein the drive shaft 9 and the cylinder drum 5 are formed in one or two parts and the boundary between the drive shaft 9 and the cylinder barrel 5 is shown in Fig. 1 by dashed lines.
  • the cylinder drum 5 carries out the rotational movement of the drive shaft 9 with due to a rotationally fixed connection.
  • a plurality of piston bores 6 with an arbitrary cross section, for example square or circular, incorporated.
  • the longitudinal axes of the piston bores 6 are in the
  • a pivoting cradle 14 is mounted pivotably about a pivot axis 15 on the housing 4.
  • the pivot axis 15 is aligned perpendicular to the plane of Fig. 1 and parallel to the plane of Fig. 2.
  • the axis of rotation 8 of the cylinder drum 5 is arranged parallel to and in the plane of the drawing of FIG. 1 and perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 2.
  • the pivoting cradle 14 has a flat or planar bearing surface 18 for the indirect support of a retaining disk 37.
  • the retaining disc 37 is connected to a plurality of sliding shoes 39 by the sliding shoes 39 are arranged in bores on the retaining discs 37 and each slide shoe 39 is connected to a respective piston 7.
  • the sliding shoes 39 lie directly on the support surface 18.
  • the sliding shoes 39 have a bearing ball 40 (FIG. 1), which is fastened in a bearing socket 59 on the piston 7, so that a piston joint 22 between the
  • Bearing ball 40 and the bearing cup 59 is formed on the piston 7.
  • the partially spherical trained bearing ball 40 and bearing cup 59 are both complementary or spherical, so characterized in a corresponding possibility of movement between the bearing ball 40 and the bearing cup 59 on the piston 7, a permanent connection between the piston 7 and the shoe 39 is present. Due to the connection of the pistons 7 with the rotating cylinder drum 5 and the connection of the bearing cups 59 with the sliding shoes 39, the sliding shoes 39 and the retaining plate 37 perform a rotational movement about the rotation axis 8 together.
  • the pivoting cradle 14 is - as already mentioned - pivotally mounted about the pivot axis 15 and further comprises an opening 42 (Fig. 1) for
  • a weighing storage 20 is formed on the housing 4.
  • 14 two bearing sections are formed on the pivoting cradle.
  • the two bearing sections of the pivoting cradle 14 rest on the weighing support 20.
  • the pivoting cradle 14 is thus by means of a
  • Swivel axis 15 pivotally mounted.
  • the support surface 18 according to the sectional formation in Fig. 1 has a pivot angle ⁇ of approximately + 20 °.
  • the pivot angle ⁇ is present between a fictitious plane perpendicular to the axis of rotation 8 and a plane spanned by the flat bearing surface 18 of the pivoting cradle 14 according to the
  • the pivoting cradle 14 can between two pivotal limit angle ⁇ between + 20 ° and -20 ° by means of two
  • Swivel devices 24 are pivoted.
  • the first and second pivoting means 25, 26 as pivoting means 24 has a connection point 32 between the pivoting device 24 and the pivoting cradle 14.
  • the two pivoting devices 24 each have an adjusting piston 29 which is movably mounted in an adjusting cylinder 30 and an adjusting spring 17.
  • the adjusting piston 29 or an axis of the adjusting cylinder 30 is aligned substantially parallel to the axis of rotation 8 of the cylinder drum 5.
  • End region of the adjusting piston 29 has this a bearing cup 31, in which a bearing ball 19 is mounted.
  • the bearing ball 19 on a pivot arm 16 (Fig. 1 to 2) of the pivoting cradle 14 is present.
  • the first and second pivoting means 25, 26 is thus connected to a respective pivot ball 19 on a respective pivot arm 16 with the pivoting cradle 14.
  • Pivoting cradle 14 are pivoted about the pivot axis 15, as characterized on the adjusting piston 29 at the open valve 27, 28 with a
  • Hydraulic fluid under pressure in the adjusting cylinder 30, a force is applied. It leads not only the pivoting cradle 14, but also the
  • Retaining disc 37 this pivotal movement of the pivoting cradle 14 with, because the sliding blocks 39 are arranged in bores of the retaining disc 37.
  • the retaining disc 37 and thus also the sliding shoes 39 are pressed by a compression spring 34 in the direction of the pivoting cradle 14.
  • a valve disk 1 1 is located on the end of the cylinder drum 5 shown on the right in FIG. 1, with a kidney-shaped high-pressure opening 12 and a kidney-shaped
  • the piston bores 6 of the rotating cylinder drum 5 are thus fluidly connected in an arrangement on the high-pressure opening 12 with the high-pressure opening 12 and in an arrangement on the
  • Low-pressure port 13 fluidly connected to the low pressure port 13. At a swivel angle ⁇ of 0 ° and during operation of the
  • An axial end 66 of the cylinder drum 5 rests on the valve disc 1 1.
  • Opening 63 formed with the bearing 10 and a second side 65 has a recess for supporting the drive shaft 9 with a further storage 10.
  • Figs. 1 to 3 is a first embodiment of
  • a cylindrical partition wall 23 encloses tangentially completely the cylinder drum 5, so that between a radial outer side 41 of the cylinder drum 5 and the two
  • cylindrical partition wall 23 is coaxial and concentric with the cylinder drum 5 and to the axis of rotation 8 as the longitudinal axis of the
  • Cylinder drum 5 aligned.
  • the total extent of the cylindrical partition wall 23 parallel to the axis of rotation 8 of the cylinder drum 5 corresponds substantially to the overall extent of the cylinder drum 5 and the total extent of the pivoting device 24 also parallel to the axis of rotation 8 of the cylinder barrel 5.
  • Partition wall 23 is formed. Between an inner side 36 of the partition wall 23 and the radial outer side 41 of the cylinder drum 5 there is thus a small distance of, for example, less than 5, 4, 2 or 1 cm.
  • Partition wall 23 is formed in the region of the two pivoting devices 24 as a separate partition wall 23 and outside the area between the two pivoting devices 24 and the cylinder barrel 5, the partition wall 23 is formed as a fictitious partition wall 23 of the housing 4, ie the partition wall 23 also forms Housing 4. From a fictitious section 35 according to FIG. 1 perpendicular to the axis of rotation 8 of the cylinder drum 5, both the two pivoting devices 24, the cylinder drum 5 and the partition wall 23 are cut. This applies to the substantially entire extent parallel to the axis of rotation 8 of
  • Cylinder drum 5 the two pivoting means 24 and the partition wall 23, thereby characterized in the axial direction or parallel to the axis of rotation 8 of the cylinder drum 5 substantially completely between the radial outer side 41 of the cylinder drum 5 and the two pivoting devices 24 the
  • Partition wall 23 is arranged. In the radial direction is thus of the
  • Partition wall 23, the first and second pivot means 25, 26 completely shielded from the radial outer side 41 of the cylinder barrel 5.
  • the radial outer side 41 of the cylinder drum 5 causes flows of the
  • Hydraulic fluid within the interior 44 Due to the partition wall 23 occur at the two pivoting devices 24, in particular at
  • a second embodiment of the swash plate machine 1 is shown.
  • the partition wall 23 is formed as a sleeve 38 which the two
  • Swiveling 24 tangentially completely encloses.
  • the sleeve 38 is coaxial and concentric with the adjusting piston 29 and the
  • Adjusting cylinder 30 is formed and shields the pivoting means 24, in particular the adjusting springs 17 of the two pivoting devices 24, from flows of hydraulic fluid, which are caused by the cylinder drum 5. As a result, it is also possible to reduce energy losses in the second exemplary embodiment which are due to flows of the
  • Hydraulic fluid due to the rotating cylinder drum 5 are conditional.
  • Drive train 45 has an internal combustion engine 46, which drives a planetary gear 48 by means of a shaft 47.
  • Planetary gear 48 two shafts 47 are driven, wherein a first shaft 47 is connected to a clutch 49 with a differential gear 56.
  • a second or other shaft driven by the planetary gear 48 drives a first swash plate machine 50 through a clutch 49, and the first swash plate machine 50 is hydraulically connected by means of two hydraulic lines 52 to a second swash plate machine 51.
  • the first and second swash plate machines 50, 51 thereby form a hydraulic gear 60, and from the second swash plate machine 51, the differential gear 56 can also be driven by means of a shaft 47.
  • Differential gear 56 drives the wheels 57 with the wheel shafts 58.
  • the drive train 45 has two pressure accumulators 53 as a high-pressure accumulator 54 and as a low-pressure accumulator 55.
  • the two accumulators 53 are hydraulically connected by means not shown hydraulic lines with the two swash plate machines 50, 51, so that thereby mechanical energy of the engine 46 in the high-pressure accumulator 54 can be stored hydraulically and also in a recuperation of a motor vehicle with the drive train 45 also kinetic energy of the motor vehicle in the high-pressure accumulator 54 can be stored hydraulically.
  • the differential gear 56 can additionally be driven with a swash plate machine 50, 51.
  • Cylinder drum 5 caused in the range of at least one
  • Swivel device 24 can be significantly reduced. Thereby are the

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Abstract

Schrägscheibenmaschine (1) als Axialkolbenpumpe (2) und/oder Axialkolbenmotor (3), umfassend eine um eine Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel (5) mit Kolbenbohrungen (6), in den Kolbenbohrungen (6) beweglich gelagerte Kolben (7), eine mit der Zylindertrommel (5) zumindest drehfest verbundene Antriebswelle (9), welche um die Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagert ist, eine um eine Schwenkachse (15) verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege (14), wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24) zum Verschwenken der Schwenkwiege (14), eine Gehäuse (4), welches einen Innenraum (44) einschließt und der Innenraum (44) mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist, wobei zwischen der rotierenden Zylindertrommel (5) und der wenigstens einen Schwenkeinrichtung (24) wenigstens eine Trennwandung (23) angeordnet ist, um die von der rotierenden Zylindertrommel (5) verursachten Energieverluste aufgrund von Strömungen der Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum (44) zu reduzieren.

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 1 1 .
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 sowie einer Verstellfeder gebildet sind, um eine Schwenkachse verschwenkt. Ein Gehäuse umschließt einen Innenraum der Schrägscheibenmaschine und innerhalb des Innenraumes sind die Antriebswelle, die Zylindertrommel, die Schwenkwiege und die zwei hydraulischen Schwenkeinrichtungen angeordnet. Der Innenraum ist mit Hydrauliköl als Hydraulikflüssigkeit befüllt. Die rotierende Zylindertrommel verursacht Strömungen der Hydraulikflüssigkeit. Aufgrund des geringen Abstandes zwischen der Zylindertrommel und den zwei hydraulischen Schwenkeinrichtungen sowie der Geometrie der hydraulischen
Schwenkeinrichtungen, insbesondere der Verstellfeder, wird die Strömung der Hydraulikflüssigkeit an den zwei hydraulischen Schwenkeinrichtung abgebremst, so dass hohe hydraulische Reibungsverluste an der radialen Außenseite der rotierenden Zylindertrommel 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, eine mit der Zylindertrommel zumindest drehfest verbundene Antriebswelle, welche um die Rotationsachse drehbar bzw. rotierend gelagert ist, eine um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege, wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum
Verschwenken der Schwenkwiege, eine Gehäuse, welches einen Innenraum einschließt und der Innenraum mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist, wobei zwischen der rotierenden Zylindertrommel und der wenigstens einen Schwenkeinrichtung wenigstens eine Trennwandung angeordnet ist, um die von der rotierenden Zylindertrommel verursachten Energieverluste aufgrund von Strömungen der
Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum zu reduzieren. Die wenigstens eine Trennwandung ist zwischen der rotierenden Zylindertrommel und der wenigstens einen Schwenkeinrichtung angeordnet. Die rotierende Zylindertrommel verursacht eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit außerhalb der Zylindertrommel und innerhalb des Innenraums der Schrägscheibenmaschine. Aufgrund der wenigstens einen Trennwandung tritt im Bereich der wenigstens einen
Schwenkeinrichtung, insbesondere an einer Verstellfeder der
Schwenkeinrichtung, im Wesentlichen keine Strömung der Hydraulikflüssigkeit auf. Dadurch können die Energieverluste aufgrund von Strömungen der
Hydraulikflüssigkeit, welche von der Zylindertrommel verursacht sind, reduziert werden. Der Wirkungsgrad der Schrägscheibenmaschine kann dadurch in vorteilhafter Weise insgesamt erhöht werden, weil geringere Planschverluste aufgrund der strömenden Hydraulikflüssigkeit auftreten. In einer zusätzlichen Ausführungsform ist von einem fiktiven Schnitt senkrecht zu der Rotationsachse der Zylindertrommel die Zylindertrommel, die wenigstens eine Schwenkeinrichtung und die wenigstens eine Trennwandung geschnitten. An einer radialen Außenseite der Zylindertrommel wird aufgrund der
Rotationsbewegung der Zylindertrommel eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit im Bereich der radialen Außenseite der Zylindertrommel bedingt. Aufgrund der
Anordnung der wenigstens einen Trennwandung zwischen der Zylindertrommel und der wenigstens einen Schwenkeinrichtung, sodass alle drei Komponenten von dem fiktiven Schnitt geschnitten sind, können keine unmittelbaren
Strömungen von der radialen Außenseite der Zylindertrommel in einer radialen Richtung zu der wenigstens einen Schwenkeinrichtung gelangen. Dadurch können in vorteilhafter Weise die Strömungen an der wenigstens einen
Schwenkeinrichtung stark reduziert werden und dadurch die Energieverluste signifikant reduziert werden.
In einer zusätzlichen Ausführungsform beträgt die Gesamtausdehnung der wenigstens einen Trennwandung parallel zu der Rotationsachse der
Zylindertrommel wenigstens 70 %, 80 % oder 90 % der Gesamtausdehnung der wenigstens einen Schwenkeinrichtung und/oder der Zylindertrommel parallel zu der Rotationsachse der Zylindertrommel und/oder die wenigstens eine
Schwenkeinrichtung je einen Verstellkolben, je einen Verstellzylinder und vorzugsweise je eine Verstellfeder umfasst. Die Gesamtausdehnung der wenigstens einen Trennwandung parallel zu der Rotationsachse entspricht im Wesentlichen der Gesamtausdehnung der wenigstens einen Zylindertrommel, insbesondere der radialen Außenseite der Zylindertrommel, parallel zu der Rotationsachse der Zylindertrommel, sodass dadurch bei einer großen
Ausdehnung parallel zu der Rotationsachse der Zylindertrommel zwischen der Zylindertrommel und der wenigstens einen Schwenkeinrichtung im Wesentlichen vollständig die wenigstens eine Trennwandung angeordnet ist. Dadurch ist die wenigstens eine Schwenkeinrichtung im Wesentlichen vollständig bezüglich der radialen Außenseite der Zylindertrommel abgeschirmt von der wenigstens einen Trennwandung.
In einer ergänzenden Ausführungsform sind bei wenigstens 60 %, 80 % oder 90 % der zu der Rotationsachse der Zylindertrommel parallelen Ausdehnung der Zylindertrommel, der wenigstens eine Schwenkeinrichtung und der wenigstens eine Trennwandung die Zylindertrommel, die wenigstens eine
Schwenkeinrichtung und die wenigstens eine Trennwandung von dem fiktiven Schnitt geschnitten.
Zweckmäßig umschließt die wenigstens eine Trennwandung die Zylindertrommel tangential, insbesondere vollständig. Die wenigstens eine Trennwandung kann in einem Schnitt senkrecht zu der Rotationsachse eine beliebige Geometrie aufweisen, beispielsweise ringförmig oder auch in einer anderen Geometrie, beispielsweise ellipsenförmig oder auch mit einzelnen Nasen, wobei jedoch die wenigstens eine Trennwandung die Zylindertrommel in dem Schnitt senkrecht zu der Rotationsachse der Zylindertrommel die Zylindertrommel vollständig umschließt, das heißt, diese tangential vollständig umschließt.
In einer ergänzenden Variante ist die wenigstens eine Trennwandung als eine im Wesentlichen zylinderförmige Trennwandung ausgebildet und im Wesentlichen koaxial zu der Zylindertrommel. Die wenigstens eine Trennwandung ist zylinderförmig ausgebildet und umschließt damit hülsenartig tangential vollständig die Zylindertrommel.
In einer ergänzenden Variante ist die wenigstens eine Trennwandung einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet. Die wenigstens eine Trennwandung ist somit einteilig mit dem übrigen Gehäuse oder einem übrigen Teil des Gehäuses ausgebildet, sodass dadurch die wenigstens eine Trennwandung besonders einfach und preiswert in der Herstellung ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die wenigstens eine Trennwandung als eine Hülse ausgebildet, welche je eine Schwenkeinrichtung, insbesondere eine Verstellfeder der Schwenkeinrichtung, umschließt. Die Hülse an der wenigstens einen Schwenkeinrichtung ist koaxial und/oder konzentrisch zu einem
Verstellkolben und/oder einem Verstellzylinder der wenigstens einen
Schwenkeinrichtung vorzugsweise ausgerichtet. Die Hülse verhindert somit Strömungen von Hydraulikflüssigkeit an der wenigstens einen
Schwenkeinrichtung, welche von der rotierenden Zylindertrommel bedingt sind.
Zweckmäßig umschließt die Hülse die wenigstens eine Schwenkeinrichtung, insbesondere die Verstellfeder, tangential vollständig.
In einer zusätzlichen Ausführungsform besteht die wenigstens eine
Trennwandung wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium, und/oder aus Kunststoff. 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 ergänzenden Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine Gleitschuhe, welche mit den Kolben verbunden sind.
Zweckmäßig ist an der Schwenkwiege eine Auflagefläche ausgebildet zur mittelbaren oder unmittelbaren Auflage der Gleitschuhe.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege.
In einer ergänzenden Variante umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen und 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 in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Querschnitt A-A gemäß Fig. 1 einer Ventilscheibe der
Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege, Fig. 3 einen Querschnitt B-B gemäß Fig. 1 der Schrägscheibenmaschine,
Fig. 4 einen Längsschnitt zweier Schwenkeinrichtungen einer
Schrägscheibenmaschine in einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig. 5 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
Ausführungsformen der Erfindung
Eine in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellte Schrägscheibenmaschine 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel 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 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. 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, welcher in einem Verstellzylinder 30 beweglich gelagert ist und eine Verstellfeder 17 auf. 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 diese Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 mit aus, weil die Gleitschuhe 39 in Bohrungen der Rückhaltescheibe 37 angeordnet sind. Die Rückhaltescheibe 37 und damit auch die Gleitschuhe 39 sind von einer Druckfeder 34 in Richtung zu der Schwenkwiege 14 gedrückt.
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 eine zweite Seite 65 weist eine Aussparung zur Lagerung der Antriebswelle 9 mit einer weiteren Lagerung 10 auf.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der
Schrägscheibenmaschine 1 dargestellt. Eine zylinderförmige Trennwandung 23 umschließt tangential vollständig die Zylindertrommel 5, sodass zwischen einer radialen Außenseite 41 der Zylindertrommel 5 und den beiden
Schwenkeinrichtungen 24 die Trennwandung 23 angeordnet ist. Die
zylinderförmige Trennwandung 23 ist dabei koaxial und konzentrisch zu der Zylindertrommel 5 bzw. zu der Rotationsachse 8 als Längsachse der
Zylindertrommel 5 ausgerichtet. Die Gesamtausdehnung der zylinderförmigen Trennwandung 23 parallel zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 entspricht dabei im Wesentlichen der Gesamtausdehnung der Zylindertrommel 5 als auch der Gesamtausdehnung der Schwenkeinrichtung 24 ebenfalls parallel zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5. Dadurch ist zwischen der radialen Außenseite 41 und den beiden Schwenkeinrichtungen 24 eine vollständige hydraulische Trennung in radialer Richtung mittels der
Trennwandung 23 ausgebildet. Zwischen einer Innenseite 36 der Trennwandung 23 und der radialen Außenseite 41 der Zylindertrommel 5 besteht somit ein geringer Abstand von beispielsweise weniger als 5, 4, 2 oder 1 cm. Die
Trennwandung 23 ist im Bereich der beiden Schwenkeinrichtungen 24 als eine gesonderte Trennwandung 23 ausgebildet und außerhalb des Bereiches zwischen den beiden Schwenkeinrichtungen 24 und der Zylindertrommel 5 ist die Trennwandung 23 als eine fiktive Trennwandung 23 von dem Gehäuse 4 gebildet, d. h. die Trennwandung 23 bildet auch das Gehäuse 4. Von einem fiktiven Schnitt 35 gemäß Fig. 1 senkrecht zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 sind sowohl die beiden Schwenkeinrichtungen 24, die Zylindertrommel 5 als auch die Trennwandung 23 geschnitten. Dies gilt für die im Wesentlichen gesamte Ausdehnung parallel zu der Rotationsachse 8 der
Zylindertrommel 5, der beiden Schwenkeinrichtungen 24 und der Trennwandung 23, sodass dadurch in axialer Richtung bzw. parallel zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 im Wesentlichen vollständig zwischen der radialen Außenseite 41 der Zylindertrommel 5 und den beiden Schwenkeinrichtungen 24 die
Trennwandung 23 angeordnet ist. In radialer Richtung ist somit von der
Trennwandung 23 die erste und zweite Schwenkeinrichtung 25, 26 vollständig von der radialen Außenseite 41 der Zylindertrommel 5 abgeschirmt. Die radiale Außenseite 41 der Zylindertrommel 5 verursacht Strömungen der
Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Innenraums 44. Aufgrund der Trennwandung 23 treten an den beiden Schwenkeinrichtungen 24, insbesondere an der
Verstellfeder 17 der Schwenkeinrichtungen 24, im Wesentlichen keine von der rotierenden Zylindertrommel 5 verursachten Strömungen an Hydraulikflüssigkeit auf. Dadurch können die Energieverluste, welche hieraus resultierend wären, vermieden werden, sodass insgesamt die Schrägscheibenmaschine 1 einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Schrägscheibenmaschine 1 dargestellt. Anstelle der koaxial und konzentrisch zu der Zylindertrommel 5 angeordneten Trennwandung 23 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Trennwandung 23 als eine Hülse 38 ausgebildet, welche die beiden
Schwenkeinrichtungen 24 tangential vollständig umschließt. Die Hülse 38 ist dabei koaxial und konzentrisch zu dem Verstellkolben 29 bzw. dem
Verstellzylinder 30 ausgebildet und schirmt die Schwenkeinrichtungen 24, insbesondere die Verstellfedern 17 der beiden Schwenkeinrichtungen 24, von Strömungen an Hydraulikflüssigkeit ab, welche von der Zylindertrommel 5 bedingt sind. Dadurch können auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel Energieverluste reduziert werden, welche von Strömungen der
Hydraulikflüssigkeit aufgrund der rotierenden Zylindertrommel 5 bedingt sind. Die Hülse 38 aus Metall ist beispielsweise an dem beweglichen Verstellkolben 29 bzw. an dem Teil mit der Lagerpfanne 31 befestigt, sodass dadurch die Verstellfeder 17 ständig von der Hülse 38 umschlossen ist und ferner ist die Hülse 38 beweglich bezüglich des Verstellzylinders 30 an diesem befestigt.
In Fig. 5 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. Mit der wenigstens einen Trennwandung 23 können Strömungen an Hydraulikflüssigkeit, welche von der rotierenden
Zylindertrommel 5 verursacht werden, im Bereich der wenigstens einen
Schwenkeinrichtung 24 wesentlich reduziert werden. Dadurch sind die
Energieverluste als Strömungsverluste an der Schrägscheibenmaschine 1 reduziert und der Wirkungsgrad der Schrägscheibenmaschine 1 insgesamt in vorteilhafter Weise hoch.

Claims

Ansprüche
Schrägscheibenmaschine (1 ) als Axialkolbenpumpe
(2) und/oder
Axialkolbenmotor (3), umfassend
- eine um eine Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel (5) mit Kolbenbohrungen (6),
- in den Kolbenbohrungen (6) beweglich gelagerte Kolben (7),
- eine mit der Zylindertrommel (5) zumindest drehfest verbundene Antriebswelle (9), welche um die Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagert ist,
- eine um eine Schwenkachse (15) verschwenkbar gelagerte
Schwenkwiege (14),
- wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24) zum Verschwenken der Schwenkwiege (14),
- eine Gehäuse (4), welches einen Innenraum (44) einschließt und der Innenraum (44) mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der rotierenden Zylindertrommel (5) und der wenigstens einen Schwenkeinrichtung (24) wenigstens eine Trennwandung (23) angeordnet ist, um die von der rotierenden Zylindertrommel (5) verursachten
Energieverluste aufgrund von Strömungen der Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum (44) zu reduzieren.
Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von einem fiktiven Schnitt (35) senkrecht zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) die Zylindertrommel (5), die wenigstens eine
Schwenkeinrichtung (24) und die wenigstens eine Trennwandung (23) geschnitten ist.
3. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtausdehnung der wenigstens einen Trennwandung (23) parallel zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) wenigstens 70%, 80% oder 90% der Gesamtausdehnung der wenigstens einen Schwenkeinrichtung (24) und/oder der Zylindertrommel (5) parallel zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) beträgt
und/oder
die wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24) je einen Verstellkolben (29), je einen Verstellzylinder (30) und vorzugsweise je eine Verstellfeder (17) umfasst.
4. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens 60%, 80% oder 90% der zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) parallelen Ausdehnung der Zylindertrommel (5), der wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24) und der wenigstens eine Trennwandung (23) die Zylindertrommel (5), die wenigstens eine
Schwenkeinrichtung (24) und die wenigstens eine Trennwandung (23) von dem fiktiven Schnitt (3) geschnitten sind.
5. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trennwandung (23) die Zylindertrommel (5) tangential, insbesondere vollständig, umschließt.
6. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trennwandung (23) als eine im Wesentlichen zylinderförmige Trennwandung (23) ausgebildet ist und im Wesentlichen koaxial zu der Zylindertrommel (5).
7. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trennwandung (23) einteilig mit dem Gehäuse (4) ausgebildet ist.
8. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trennwandung (23) als eine Hülse (38) ausgebildet ist, welche je eine Schwenkeinrichtung (24), insbesondere eine
Verstellfeder (17) der Schwenkeinrichtung (24), umschließt.
9. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (38) die wenigstens eine Schwenkeinrichtung (24), insbesondere die Verstellfeder (17), tangential vollständig umschließt.
10. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Trennwandung (23) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium, und/oder aus Kunststoff besteht.
1 1 . 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.
12. Antriebsstrang nach Anspruch 1 1 , 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.
PCT/EP2014/064542 2013-08-08 2014-07-08 Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor WO2015018584A1 (de)

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