WO2015086266A1 - Schrägscheibenmaschine - Google Patents

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Publication number
WO2015086266A1
WO2015086266A1 PCT/EP2014/074760 EP2014074760W WO2015086266A1 WO 2015086266 A1 WO2015086266 A1 WO 2015086266A1 EP 2014074760 W EP2014074760 W EP 2014074760W WO 2015086266 A1 WO2015086266 A1 WO 2015086266A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
bearing block
bearing shell
swash plate
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/074760
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Uhlmann
Arnold Gente
Timo Nafz
Frank Scholz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2015086266A1 publication Critical patent/WO2015086266A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0636—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F03C1/0644—Component parts
    • F03C1/0668—Swash or actuated plate
    • F03C1/0671—Swash or actuated plate bearing means or driven axis bearing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2078—Swash plates
    • F04B1/2085—Bearings for swash plates or driving axles

Definitions

  • the present invention relates to a swashplate machine according to the preamble of claim 1 and a drive train according to the preamble of claim 14.
  • 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 pivoting cradle are on a flat bearing surface sliding shoes, which are attached to a retaining disc.
  • the pistons are attached to the sliding shoes.
  • Retaining disc with the sliding shoes performs together with the cylinder drum a rotational movement about a rotation axis and a flat
  • Support surface of the pivoting cradle is aligned 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 the cylinder drum.
  • the pivoting cradle is by two hydraulic pivoting devices, each of which is formed by an adjusting piston and an adjusting cylinder to a Swivel axis pivots.
  • the pivoting cradle is pivotally supported by a pivot bearing about the pivot axis.
  • two fixed, teilzylindermantelförmige bearing shells are indirectly attached to the housing by the bearing shells are attached to a bearing block and the bearing block is attached directly to the housing.
  • the bearing shells are each pivotable, formed on the pivoting cradle
  • the weighing storage is designed as a sliding bearing between the bearing and counter bearing shells. Due to the force applied by the piston on the pivoting cradle during operation of the swash plate machine, it comes to a
  • Swivel axis of the swivel cradle Inner end sides of the bearing shells and counter bearing shells are end faces, which in the direction of the pivot axis of the
  • Swivel cradle of the drive shaft are facing and the outer end faces are turned away analogously.
  • the pivoting movements which are caused by bending, are opposite to each other aligned on the two counter-cups, so that increases at inner end sides of the counter-cups, the distance to the pivot axis of the pivoting cradle and at the outer end sides of the
  • the cups can be no or essentially none
  • the EP 1 013 928 A2 shows an axial piston pump in swash plate design with a driven rotating and a plurality of arranged therein piston bores having cylinder drum, wherein in each of webs separated from each other piston bores are arranged linearly between a bottom dead center and top dead center and movable pistons a low-pressure connection kidney 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
  • Swinging wing engages the engine, wherein both motors are controllable by means of a pivotable about the pivot axis of the cradle arranged plate-shaped control valve spool and for adjusting the delivery of the
  • Axialmaschine with a housing, a pivoting cradle and formed by the housing and the pivoting cradle pivotal bearing area known.
  • Piston holes in the piston bores movably mounted pistons, pivotally mounted about a pivot axis pivoting cradle, a housing, a weighing storage for the pivoting cradle with at least one bearing shell on a bearing block and with at least one pivotable due to bending of the pivoting cradle counter bearing shell on the pivoting cradle, said at least one Bearing shell on the bearing block due to bending at least a component of the swash plate machine is pivotable for adaptation to the at least one pivotable due to bending of the pivoting cradle counter bearing shell on the pivoting cradle.
  • the at least one bearing shell on the bearing block is thus due to the bending of the component of the
  • the bearing shell is thus lightweight according to the principle of a film hinge
  • the bearing block with the at least one bearing shell is designed and / or attached to the housing, so that from the at least one bearing shell a pivoting movement due to a bend with a bearing shell pivot axis substantially perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle is executable and thus the Pivoting movement of the at least one bearing shell is adapted to the pivoting movement of the counter-bearing shell caused by the bending of the pivoting cradle and / or the at least one bearing shell rests on the at least one counter-bearing shell.
  • the weighing storage comprises two bearing shells pivotable due to bending and two due to bending
  • pivotable counter bearing shells and / or the volume or the sum of the volumes of at least one component is less than 30%, 20%, 10% or 5% of the volume of the bearing block and / or the at least one component is constructed of a different material than the bearing block ,
  • the bearing block is integrally formed with a first bearing shell and a second bearing shell and the two
  • Bearing shells are connected to each other with at least one bendable connecting element, so that the two bearing shells are pivotable due to bending, in particular due to the flexibility of the
  • Bearing cup pivot axis is executed substantially perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle.
  • the at least one connecting element is a plate or a web.
  • the bearing block is integrally formed and has two bearing cheeks on each of which a bearing shell part is attached as a first and second bearing shell.
  • the plate or the web as the at least one
  • Bearing cup pivot axis are pivotable.
  • Connecting element on the one-piece bracket is for example made of a different material, such as the two bearing cheeks, for example, the two bearing cheeks made of steel and at least one
  • Connecting element made of an easily bendable material for example
  • the two bearing cheeks can also be connected to one another with a plurality of connecting elements, for example two or three webs.
  • the thickness or the diameter of the at least one is expedient
  • Connecting element smaller than the minimum thickness of the bearing block with the bearing shell, in particular less than 80%, 60%, 50% or 40% of the minimum thickness of the bearing block with the bearing shell.
  • the thickness of at least a connecting element and / or the thickness of the bearing block is
  • the thickness or the diameter of the at least one connecting element is substantially smaller than the maximum thickness of the bearing block with the bearing shell, in particular less than 20%, 10%, 5%, 3% or 2% of the maximum thickness of the bearing block with of the
  • the bearing block is formed in two parts with a first bearing block part and a second bearing block part and on the first bearing block part, the first bearing shell is formed and on the second
  • Bearing part is formed the second bearing shell.
  • the bearing block is thus formed in two parts with a first bearing block part as a first
  • Bearing and a second bearing block part with a second bearing cheek bearing and a second bearing block part with a second bearing cheek.
  • the first bearing block part is connected to a first bearing shell with at least one bendable connecting element with the housing, so that the first bearing shell is pivotable due to bending, in particular due to the flexibility of at least one connecting element pivotal movement with a
  • Lagerschalenschwenkachse substantially perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle is executable and the second bearing block part with a second bearing shell with at least one bendable connecting element with the
  • Bearing cup pivot axis substantially perpendicular to the pivot axis of the pivoting cradle executable.
  • the first and second bearing block part are connected to at least one connecting element in each case with the housing, so that the first and second bearing block part with low forces or a low torque, which on the bearing surface at each one
  • Bearing part acts, is pivotable. As a result, in each case a bearing surface on a bearing block part with a small acting on the bearing block part
  • Torque or force pivoted about a bearing shell pivot axis become.
  • the pivoting movement of the bearing shell pivot axis on the two bearing cheeks or bearing block parts is in opposite directions, so that at a bend of the pivoting cradle of the distance of the bearing surfaces of the
  • Swivel axis of the swivel cradle reduced.
  • the at least one connecting element is designed as a bolt or fastening pin.
  • the at least one connecting element is disposed within a bearing block bore on the first or second bearing block part and within a housing bore on the housing.
  • the at least one connecting element can thus be connected to the housing and the first or second bearing part in a particularly simple manner in a form-fitting manner.
  • the connecting element is to be introduced as a bolt or fastening pin in housing bores on the housing and then to introduce the bolt or the mounting pin in bearing block bores on each of the first and second bearing block part.
  • a first web is formed on the housing and on the first web is the first bearing block part and on the housing, a second web is formed and on the second web is the second bearing block part.
  • At the end of the first and second web there is a support surface for each of the first and second bearing block parts.
  • the first and second bearing block part is preferably only on the web of the housing on the housing.
  • the first and second web preferably has a small extent in the direction of a pivot axis of the pivoting cradle, so that thereby a pivotal movement of the two
  • Bearing cup pivot axis is easy to carry out, because the support surfaces on the first and second web in the direction of the pivot axis of the pivoting cradle have a small extent.
  • each with a bearing surface of the bearing block, in particular the first and second bearing block part, on the housing on a bearing surface of the housing and the bearing surface of the bearing block, in particular of the first and second bearing block part , and the bearing surface of the housing are aligned at different portions at a different angle with identical angular direction to a fictitious plane perpendicular to the axis of rotation of the cylinder drum and parallel to the pivot axis, in particular the two different portions are V-shaped aligned.
  • the bearing block in particular the first and second bearing block part, thus have at two separate sections supporting surface with a different angle with identical angular direction to the fictitious plane, thereby thereby form-fitting due to the compressive force in the axial direction with respect to the axis of rotation of the cylinder drum between the bearing block and the housing Forces between the bearing block and the housing in a direction perpendicular to the axis of rotation between the bearing block and the housing are transmitted.
  • the bolts and the mounting pin In a mounting of the bearing block by means of bolts or mounting pins on the housing thereby the bolts and the mounting pin must absorb lower shear forces and these can be sized with a smaller diameter, so that they have an even lower flexural rigidity in an advantageous manner.
  • the bearing block and / or the first and second bearing block part is positively and / or non-positively and / or materially attached to the housing, in particular a flange of the housing, for example by means of a recess form-fitting and / or with a screw connection and / or with a press connection and / or with a welded connection and / or non-positively due to the pressure force between the bearing block and / or the first and second bearing block part and the housing.
  • the housing and the bearing block made of metal, for. As steel or aluminum, and / or the housing and the bearing block consist of an identical material. In an additional embodiment, depending on a bearing surface on the
  • the longitudinal axis of a fictitious cylinder on the circle segment preferably corresponds to the pivot axis of the pivoting cradle.
  • the swash plate machine comprises two bearing shells and two counter-bearing shells and the two bearing shells and two counter-bearing shells are arranged in a, in particular identical, distance from the axis of rotation of the drive shaft.
  • the at least one bearing shell is formed by a separate bearing shell part, which is attached directly or indirectly to the bearing block and / or the first and second bearing block part of the swash plate machine.
  • the bearing shell part is a separate component and consists of a different material than the housing and / or the
  • Bearing block for example plastic, PEEK or brass.
  • Counter bearing shell is formed directly from the pivoting cradle made of steel, so that thereby the bearing surface and the counter bearing surface are formed of a different material or material to reduce the friction loss at the weighing storage.
  • the at least one counter bearing shell is formed by the pivoting cradle.
  • the pivot axis of the pivoting cradle is perpendicular to the
  • the bearing shell of a different material than the anvil shell.
  • the bearing switching part made of PEEK or brass and the counter bearing shell made of steel or vice versa.
  • Inventive drive train 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 ais
  • the swashplate machine comprises a drive shaft which is connected at least in a rotationally fixed manner to the cylinder drum and which is mounted rotatably or rotatably about the rotation axis.
  • the swash plate machine comprises at least one pivoting device for pivoting 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.
  • the swash plate machine comprises a high-pressure opening for discharging and / or introducing hydraulic fluid out of and / or into the rotating piston bores.
  • Fig. 1 is a longitudinal section of a swash plate machine by a
  • Fig. 2 shows a cross section A-A of FIG. 1 a valve disc of
  • Fig. 3 is a plan view of a one-piece bracket in a first
  • FIG. 4 is a side view of the bearing block of FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a further side view of the bearing block according to FIG. 3
  • FIG. 6 shows a perspective view of a first bearing block part
  • Fig. 7 is a plan view of a flange of a housing
  • Fig. 8 is a partial section in the region of the bearing block perpendicular to the
  • FIG. 9 shows a partial section in the region of the bearing block parallel to the
  • Fig. 10 is a partial section in the region of the bearing block parallel to the
  • a swash plate machine 1 shown in a longitudinal section in FIG. 1 serves as an axial piston pump 2 for the conversion or conversion of mechanical
  • a drive shaft 9 is by means of a bearing 10 at a
  • Flange 21 one or more parts housing 4 and with a further storage
  • Cylinder drum 5 rotatably and connected in the axial direction
  • 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 drum 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.
  • Cylinder drum 5 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 substantially parallel to the axis of rotation 8 of the drive shaft 9 or the cylinder drum 5
  • a pivoting cradle 14 is mounted pivotably about a pivot axis 15 on the housing 4. The pivot axis 15 is perpendicular to the
  • the axis of rotation 8 of the cylinder drum 5 is arranged parallel to and in the drawing plane of Fig. 1 and perpendicular to the plane of Fig. 2.
  • the housing 4 defines an interior space 44 which with
  • Hydraulic fluid is filled.
  • the pivoting cradle 14 has a flat or planar bearing surface 18 for the indirect support of a retaining disk 37.
  • the retaining plate 37 has bores (not shown), within which a respective sliding shoe 39 is arranged.
  • the sliding blocks 39 are located directly on the support surface 18 of the pivoting cradle 14.
  • Each shoe 39 is in each case one
  • the sliding shoe 39 has a bearing ball 40 (FIG. 1). which is fixed in a bearing cup 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.
  • 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 to the piston 7, a permanent connection between the piston 7 and the shoe 39 is present. Due to the connection of the piston 7 with the rotating cylinder drum 5 and the connection of the bearing cups 59 with the
  • Restraining disc 37 is in constant indirect contact with the support surface 18 of the pivoting cradle 14, this is by a compression spring 41 under a
  • Pressing force on the support surface 18 is pressed so that the sliding shoes 39 are pressed by the compression spring 41 on the support surface 18 directly.
  • 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.
  • two counter bearing shells 23 are formed on the pivoting cradle 14. The two pivotable counter-bearing shells 23 at the
  • Pivoting cradle 14 are each on a bearing shell 17, so that the two bearing shells 17 and two counter-bearing shells 23 form the weighing storage 20. Depending on a bearing surface 33 on the two bearing shells 17 is thus on an abutment surface 34 on the counter-bearing shells 23.
  • Countershells 23 are integrally formed by the pivoting cradle 14 made of steel.
  • the pivoting cradle 14 is thus pivotally mounted about the pivot axis 15 by means of a plain bearing 20 as a pivot bearing.
  • a plain bearing 20 as a pivot bearing.
  • Tilt 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 sectional formation in Fig. 1.
  • the pivoting cradle 14 can be pivoted between two pivoting means 24 between two pivotal limit angle ⁇ between + 20 ° and -20 °.
  • the first and second pivoting means 25, 26 as pivoting means 24 has a connection point 32 between the pivoting device 24 and the
  • the two pivoting devices 24 each have an adjusting piston 29, which is movably mounted in an adjusting cylinder 30.
  • 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.
  • 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.
  • Pivoting device 25, 26 is thus connected to a respective pivot ball 19 on a respective pivot arm 16 with the pivoting cradle 14.
  • the pivoting cradle 14 can be pivoted about the pivot axis 15, as a result Adjustment piston 29 to the open valve 27, 28 with a hydraulic fluid under pressure in the adjusting cylinder 30, a force is applied.
  • this pivotal movement of the pivoting cradle 14 from.
  • 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
  • Swash plate machine 1 for example, as axial piston 2, despite a rotational movement of the drive shaft 9 and the cylinder drum 5 no hydraulic fluid from the axial piston pump 2 promoted, since the piston 7 perform no strokes in the piston bores 6.
  • swash plate machine 1 both as axial piston 2 and as
  • Axialkolbenmotor 3 have the temporarily in fluid-conducting connection with the
  • An axial end 66 of the cylinder drum 5 rests on the valve disc 1 1.
  • Opening 63 formed with the bearing 10 for the drive shaft 9 and a second side 65 has a recess for supporting the drive shaft 9 with a further storage 10.
  • In the opening 63 is also a
  • Sliding ring seal 74 arranged so that the hydraulic fluid can not flow out of the inner space 44 to the outside.
  • the bearing surface 33 on the two bearing shells 17 is located on the respective
  • the bearing shell 17 is formed by a first bearing shell 77 and a second bearing shell 78.
  • a first bearing cheek 89 and a second bearing cheek 90 each have a partially cylindrical partial surface on which the first bearing shell 77 and the second bearing shell 78 are fastened.
  • the two bearing shell parts 62 as the first bearing shell 77 and second
  • Bearing 78 are made of a different material, eg. As PEEK or brass, such as the abutment surface 34 of the pivoting cradle 14 and the flange 21 made of steel and the bearing block 79.
  • the bearing shell part 62 has the bearing surface 33 on.
  • the bearing surface 33 is formed teilzylindermantelelförmig.
  • the counter-bearing cup 23 is provided, wherein the counter-bearing shell 23 also teilzylindermantelelförmig with a
  • Counter bearing surface 34 of the counter-bearing cup 23 is formed. One per
  • Bearing shell 17 on the bearing block 79 is thus formed by a respective bearing shell part 62 and the anvil shell 23 is formed directly without a separate component of the pivoting cradle 14 made of steel.
  • a fictitious cylinder on the bearing surface 33 and the counter-surface 34 has a longitudinal axis which corresponds to the pivot axis 15 of the pivoting cradle 14.
  • the Counter bearing surface 34 on the pivoting cradle 14 rests on the bearing surface 33 on the bearing shell part 62.
  • a bearing block 79 without the two bearing shell parts 62 and the first and second bearing shell 77, 78 are made of steel such as
  • the bearing cheek 89, 90 and the respective associated bearing shell 68, 69 may be constructed in one piece of the same material, for.
  • the abutment surface 34 is made of a different material, for. B. PEEK or brass, as the remaining pivoting cradle 14th
  • Figs. 3 to 5 is a first embodiment of
  • the bearing block 79 is a one-piece bearing block, so that the first bearing cheek 89 and the second bearing cheek 90 is formed integrally from the one-piece bearing block 79.
  • the two bearing cheeks 89, 90 made of steel, to which the two bearing shells 77, 78 are fastened, that is, on the first bearing cheek 89, the first bearing shell 77 is fixed and on the second bearing cheek 90, the second bearing shell 78 is attached.
  • the two bearing cheeks 89, 90 are interconnected by means of a one-piece connecting element 43, namely a plate 72, as a component 72 of the swash plate machine 1 with a small thickness of aluminum.
  • the plate 72 has a thickness 73 and the thickness 73 of the plate 72 as the connecting element 43 is substantially smaller than a thickness 75 of the bearing block 79.
  • the bearing block 79 has, as the thickness 75, a minimum thickness 76 and a maximum thickness 80.
  • Connecting element 43 is detected in a direction perpendicular to a fictitious plane 68 and the notional plane 68 is perpendicular to the
  • Rotation axis 8 of the cylinder drum 5 aligned. Due to the small thickness 73 of the plate 72 and the formation of the plate 72 of the material
  • Storage surface 34 are pivoted.
  • the two bearing surfaces 34 in this case have an inner end side 36, which is directed in the direction of the drive shaft 9 and an outer end side 35 facing away from the drive shaft 9.
  • a total resulting force F (Fig. 3). This leads to a bending of the pivoting cradle 14, so that due to the bending of the abutment surfaces 34 of the pivoting cradle 14 to the
  • Inner end sides 36 have a greater distance from the pivot axis 15 of the pivoting cradle 14 than the outer end sides 35. Due to the slight flexibility of the plate 72, the bearing surfaces 34 on the two bearing shells 77, 78 substantially completely carry out this pivotal movement of the abutment surfaces 34. This occurs between the bearing surfaces 33 and the
  • Counter bearing surfaces 34 a substantially constant surface pressure, since the bearing surfaces 34 and the bearing shell pivot axes 38 are pivotable.
  • the bearing shell pivot axes 38 are shown for example in FIG. 3 and are substantially perpendicular, that is with a deviation of less than 30 °, 20 °, 10 °, 5 ° or 3 °, to the pivot axis 15 of FIG. 3
  • Lagerschalenschwenkachsen 38 respectively on the first and second bearing shell 77, 78 and on the first and second bearing cheeks 89, 90 are oppositely aligned so that the distance between the bearing surfaces 33 in the region of the inner end sides 36 to the pivot axis 15 of the pivoting cradle 14 increases and the outer end sides 35 reduced accordingly.
  • the one-piece bearing block 79 is, for example, positively mounted on a flat surface in a recess on the flange 21. Notwithstanding this (not shown), the bearing block 29 can additionally or exclusively be fastened to the flange 21 of the housing 4, for example by means of screws (not shown).
  • a second embodiment of the bearing block 79 and thus also the swash plate machine 1 is shown.
  • the bearing block 79 is in two parts with a first bearing block part 70 and a second bearing block part 71.
  • the first bearing shell 77 made of PEEK or brass is fixed and on the second bearing block part 71 is the second bearing block part 71.
  • Bearing shell 78 made of PEEK or brass attached.
  • a first web 85 and a second web 86 are formed on the flange 21 of the housing 4.
  • An upper end region of the first and second webs 85, 86 forms a
  • the first bearing block part 70 with the first bearing cheek 89 in this case has two bearing block bores 83 and the flange 21 has two in the region of the first web 85
  • the second bearing block part 71 by means of two bolts 81 and
  • Attachment pins 82 attached to the flange 21.
  • the second web 86 has a larger bearing surface 88 in a direction parallel to the pivot axis 15 of the pivoting cradle 14 in a middle section (FIG. 7) than outside this section. This is necessary because the total resulting force F off-center at a distance from the axis of rotation 8 on the
  • Pivoting cradle 14 acts because the piston 7 at the high-pressure opening 12 a greater compressive force on the pivoting cradle 14 than the piston 7 on the
  • a support surface 87 is formed at the lower end according to FIG. 6 of a bearing block part 70.
  • the bearing surface 87 of the first bearing block part 70 rests on the bearing surface 88 of the first web 85 and the bearing surface 87 of the second bearing block part 71 rests on the bearing surface 88 of the second web 86.
  • the two bearing block parts 70, 71 are pivotable about the Lagerschalenschwenkachsen 38 separately, because the fastening bolts 86 are formed of aluminum with a small diameter.
  • FIG. 9 is a cross section through a portion of the first bearing block portion 70 and a portion of the pivoting cradle 14 shown without a bend of the bolt 81, that is in a swashplate machine 1 out of service, in which no pressure force is applied to the pivoting cradle 14 and thus no bending of the pivoting cradle 14 occurs.
  • the total resulting force F acts on the pivoting cradle 14, thereby resulting from the abutment surfaces 34 of the pivoting cradle 14 on the Bearing surface 33 in the region of the inner end sides 36, a greater compressive force is applied than in the region of the outer end sides 35.
  • the first bearing shell 77 shown in FIGS. 9 and 10 leads to the pivoting of the
  • Pivoting cradle 14 is substantially complete with, since the pin 81 has a low bending stiffness. As a result, substantially even surface pressures occur between the bearing surface 33 and the abutment surface 34 during operation of the swash plate machine 1. In the in Fig. 8
  • illustrated section of the flange 21 as the housing 4 and the first bearing block part 70 are two different portions of the support surface 87 of the first bearing block member 70 and the bearing surface 88 of the first web 85 on the housing 21 V-shaped aligned.
  • the two sections are thus aligned with a different angle ßi and ß 2 with identical angular direction to each other. Because of the part of the total resultant force F acting on the first bearing block part 70 in a vertical downward direction as shown in FIG. 8, forces can thereby also be positively received by the bearing surface 87 on the bearing surface 88 in the direction of the fictitious plane 68 of the first bearing block part 70 are transmitted to the first web 85. This reduces the stress on the pins 81 with respect to shear forces.
  • FIG. 1 an inventive drive train 45 is shown.
  • the drive train 45 according to the invention 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
  • 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. Furthermore, the drive train 45 has two pressure accumulators 53 as high-pressure accumulator 54 and as
  • Low pressure accumulator 55 on.
  • the two pressure accumulator 53 are not by means Hydraulic lines also shown hydraulically connected to the two swash plate machines 50, 51, so that mechanical energy of the engine 46 in the high-pressure accumulator 54 can be hydraulically stored and also stored 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 hydraulically can be.
  • the differential gear 56 can additionally be driven with a swash plate machine 50, 51.
  • the two bearing surfaces 34 on the two bearing shells 77, 78 are pivotable about two separate bearing shell pivot axes 38 due to a low bending stiffness of at least one connecting element 43. As a result, the bearing surfaces 34 lead the
  • the weighing storage 20 has a low mechanical wear and is therefore permanently reliable in operation.

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 um eine Schwenkachse (15) verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege (14), ein Gehäuse (4), eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14) mit wenigstens einer Lagerschale (17) an einem Lagerbock (79) und mit wenigstens einer aufgrund Biegung der Schwenkwiege (14) verschwenkbaren Gegenlagerschale (23) an der Schwenkwiege (14), wobei die wenigstens eine Lagerschale (17) an dem Lagerbock (79) aufgrund Biegung wenigstens eines Bauteils der Schrägscheibenmaschine (1) verschwenkbar ist zur Anpassung an die wenigstens eine aufgrund Biegung der Schwenkwiege (14) verschwenkbare Gegenlagerschale (23) an der Schwenkwiege (14).

Description

Beschreibung Titel
Schrägscheibenmaschine
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 an einer ebenen Auflagefläche 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. Die Schwenkwiege ist mit einer Wiegenlagerung verschwenkbar um die Schwenkachse gelagert. Hierzu sind an dem Gehäuse zwei feststehende, teilzylindermantelförmige Lagerschalen mittelbar befestigt, indem die Lagerschalen an einem Lagerbock befestigt sind und der Lagerbock an dem Gehäuse unmittelbar befestigt ist. An den beiden Lagerschalen liegen jeweils verschwenkbare, an der Schwenkwiege ausgebildete
teilzylindermantelförmige Gegenlagerschalen auf. Die Wiegenlagerung ist als eine Gleitlagerung zwischen den Lager- und Gegenlagerschalen ausgebildet. Aufgrund der von den Kolben auf die Schwenkwiege aufgebrachten Druckkraft während des Betriebes der Schrägscheibenmaschine kommt es zu einer
Biegung der Schwenkwiege und diese Biegung verursacht eine biegeverursachte kleine Schwenkbewegung der Gegenlagerschalen mit einer
Gegenlagerschalenschwenkachse im Wesentlichen senkrecht zu der
Schwenkachse der Schwenkwiege. Innenendseiten der Lagerschalen und Gegenlagerschalen sind Endseiten, welche in Richtung der Schwenkachse der
Schwenkwiege der Antriebswelle zugewandt sind und Außenendseiten sind analog abgewandt. Die Schwenkbewegungen, welche durch Biegung verursacht sind, sind an den beiden Gegenlageschalen dabei entgegensetzt zueinander ausgerichtet, so dass an Innenendseiten der Gegenlageschalen sich der Abstand zu der Schwenkachse der Schwenkwiege vergrößert und an Außenendseiten der
Abstand zu der Schwenkachse der Schwenkwiege sich verkleinert. Aufgrund der festen Verbindung der Lagerschalen mit dem Gehäuse mit einer hohen
Steifigkeit können die Lagerschalen keine oder im Wesentlichen keine
Schwenkbewegungen ausführen wie die Gegenlagerschalen, so dass sich dadurch in nachteiliger weise die Flächenpressungen an den Lagerschalen im
Bereich der Innenendseiten wesentlich erhöhen und im Bereich der
Außenendseiten verkleinern. Dies führt zu einer Vergrößerung des Verschleißes sowie einer im Allgemeinen erforderlichen hydrostatischen Entlastung der Gleitlagerung zwischen den Lagerschalen und den Gegenlagerschalen.
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.
Aus der DE 10 2008 013 010 A1 ist eine Schwenkwiegenlagerung einer
Axialmaschine mit einem Gehäuse, einer Schwenkwiege und einem durch das Gehäuse und der Schwenkwiege gebildeten Schwenkwiegenlagerbereich bekannt. Die Schwenkwiege und/oder das Gehäuse und/oder ein in dem
Schwenkwiegenlagerbereich angeordnetes Lagerelement sind derart verformbar ausgebildet, dass eine Durchbiegung der Schwenkwiege ausgleichbar ist. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäße Schrägscheibenmaschine, umfassend eine um eine
Rotationsachse drehbar bzw. rotierend gelagerte Zylindertrommel mit
Kolbenbohrungen, in den Kolbenbohrungen beweglich gelagerte Kolben, eine um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerte Schwenkwiege, ein Gehäuse, eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege mit wenigstens einer Lagerschale an einem Lagerbock und mit wenigstens einer aufgrund Biegung der Schwenkwiege verschwenkbaren Gegenlagerschale an der Schwenkwiege, wobei die wenigstens eine Lagerschale an dem Lagerbock aufgrund Biegung wenigstens eines Bauteils der Schrägscheibenmaschine verschwenkbar ist zur Anpassung an die wenigstens eine aufgrund Biegung der Schwenkwiege verschwenkbare Gegenlagerschale an der Schwenkwiege. Die wenigstens eine Lagerschale an dem Lagerbock ist damit aufgrund der Biegung des Bauteils der
Schrägscheibenmaschine leicht mit einer geringen Kraft verschwenkbar. Die Lagerschale ist somit nach dem Prinzip eines Filmscharniers leicht
verschwenkbar, weil das Bauteil der Schrägscheibenmaschine, welches beim Verschwenken der wenigstens einen Lagerschale gebogen oder verformt wird, eine geringe Biegesteifigkeit aufweist. Die Schwenkbewegung der
Gegenlagerschale aufgrund der Biegung der Schwenkwiege bedingt somit eine Schwenkbewegung der wenigstens einen Lagerschale, sodass dadurch zwischen einer Lagerfläche an der wenigstens einen Lagerschale und einer Gegenlagerfläche an der Schwenkwiege im Wesentlichen gleichmäßige
Flächenpressungen auftreten und damit, insbesondere an einer Innenendseite der Lagerfläche bzw. der Gegenlagerfläche, keine besonders höheren
Flächenpressungen auftreten als im Bereich einer Außenendseite der
Lagerfläche und der Gegenlagerfläche. Dadurch tritt zwischen der Lagerfläche und der Gegenlagerfläche eine im Wesentlichen gleichmäßige Flächenpressung auf, sodass dadurch Kantenträger mit stark erhöhten Flächenpressungen im Bereich der Innenseite der Lagerfläche und der Gegenlagerfläche vermieden werden können. In vorteilhafter Weise kann damit bei der
Schrägscheibenmaschine auf eine hydrostatische Entlastung der
Wiegenlagerung verzichtet werden und die Wiegenlagerung weist außerdem einen geringen mechanischen Verschleiß auf.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Lagerbock mit der wenigstens einen Lagerschale dahingehend ausgebildet und/oder an dem Gehäuse befestigt, so dass von der wenigstens eine Lagerschale eine Schwenkbewegung aufgrund einer Biegung mit einer Lagerschalenschwenkachse im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausführbar ist und damit die Schwenkbewegung der wenigstens einen Lagerschale an die von der Biegung der Schwenkwiege verursachte Schwenkbewegung der Gegenlagerschale angepasst ist und/oder die wenigstens eine Lagerschale liegt auf der wenigstens einen Gegenlagerschale auf. In einer zusätzlichen Variante umfasst die Wiegenlagerung zwei aufgrund Biegung verschwenkbare Lagerschalen und zwei aufgrund Biegung
verschwenkbare Gegenlagerschalen und/oder das Volumen oder die Summe der Volumina des wenigstens einen Bauteils weniger als 30%, 20%, 10% oder 5% des Volumens des Lagerbocks beträgt und/oder das wenigstens eine Bauteil aus einem anderen Material aufgebaut ist als der Lagerbock.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der Lagerbock einteilig ausgebildet mit einer ersten Lagerschale und einer zweiten Lagerschale und die beiden
Lagerschalen sind mit wenigstens einem biegbaren Verbindungselement miteinander verbunden, so dass die beiden Lagerschalen aufgrund Biegung verschwenkbar sind, insbesondere aufgrund der Biegbarkeit des
Verbindungselementes eine Schwenkbewegung mit einer
Lagerschalenschwenkachse im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausführbar ist.
Zweckmäßig ist das wenigstens eine Verbindungselement eine Platte oder ein Steg. Der Lagerbock ist einteilig ausgebildet und weist zwei Lagerwangen auf, an denen jeweils ein Lagerschalenteil als eine erste und zweite Lagerschale befestigt ist. Dabei weist die Platte oder der Steg als das wenigstens eine
Verbindungselement eine geringe Biegesteifigkeit auf, sodass dadurch die beiden Lagerschalen unter Aufbringung eines geringen Drehmoments bzw. geringer Kräfte von der Gegenlagerfläche auf die Lagerfläche um die
Lagerschalenschwenkachse verschwenkbar sind. Das wenigstens eine
Verbindungselement an dem einteiligen Lagerbock besteht beispielsweise auch aus einem anderen Material, wie die beiden Lagerwangen, beispielsweise bestehen die beiden Lagerwangen aus Stahl und das wenigstens eine
Verbindungselement aus einem leicht biegbaren Material, zum Beispiel
Kunststoff oder Aluminium. Dabei können die beiden Lagerwangen auch mit einer Vielzahl von Verbindungselementen, zum Beispiel zwei oder drei Stegen, miteinander verbunden sein.
Zweckmäßig ist die Dicke oder der Durchmesser des wenigstens einen
Verbindungselementes kleiner als die minimale Dicke des Lagerbocks mit der Lagerschale, insbesondere kleiner ist als 80 %, 60 %, 50 % oder 40 % der minimalen Dicke des Lagerbocks mit der Lagerschale. Die Dicke des wenigstens einen Verbindungselements und/oder die Dicke des Lagerbocks wird
vorzugsweise in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse der
Zylindertrommel bestimmt. In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Dicke oder der Durchmesser des wenigstens einen Verbindungselementes wesentlich kleiner als die maximale Dicke des Lagerbocks mit der Lagerschale, insbesondere kleiner ist als 20 %, 10 %, 5 %, 3 % oder 2 % der maximalen Dicke des Lagerbocks mit der
Lagerschale.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der Lagerbock zweiteilig ausgebildet mit einem ersten Lagerbockteil und einem zweiten Lagerbockteil und an dem ersten Lagerbockteil ist die erste Lagerschale ausgebildet und an dem zweiten
Lagerbockteil ist die zweite Lagerschale ausgebildet. Der Lagerbock ist somit zweiteilig ausgebildet mit einem ersten Lagerbockteil als einer ersten
Lagerwange und einem zweiten Lagerbockteil mit einer zweiten Lagerwange.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist das erste Lagerbockteil mit einer ersten Lagerschale mit wenigstens einem biegbaren Verbindungselement mit dem Gehäuse verbunden, so dass die erste Lagerschale aufgrund Biegung verschwenkbar ist, insbesondere aufgrund der Biegbarkeit des wenigstens einen Verbindungselementes eine Schwenkbewegung mit einer
Lagerschalenschwenkachse im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausführbar ist und das zweite Lagerbockteil mit einer zweiten Lagerschale ist mit wenigstens einem biegbaren Verbindungselement mit dem
Gehäuse verbunden, so dass die zweite Lagerschale aufgrund Biegung verschwenkbar ist, insbesondere ist aufgrund der Biegbarkeit des wenigstens einen Verbindungselementes eine Schwenkbewegung mit einer
Lagerschalenschwenkachse im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausführbar. Das erste und zweite Lagerbockteil sind mit wenigstens einem Verbindungselement jeweils mit dem Gehäuse verbunden, sodass das erste und zweite Lagerbockteil mit geringen Kräften bzw. einem geringen Drehmoment, welches auf die Lagerfläche an jeweils einem
Lagerbockteil wirkt, verschwenkbar ist. Dadurch kann jeweils eine Lagerfläche an einem Lagerbockteil mit einem geringen auf das Lagerbockteil wirkenden
Drehmoment bzw. Kraft um eine Lagerschalenschwenkachse verschwenkt werden. Die Schwenkbewegung der Lagerschalenschwenkachse an den beiden Lagerwangen bzw. Lagerbockteilen ist dabei gegenläufig, sodass sich bei einer Biegung der Schwenkwiege der Abstand der Lagerflächen an den
Innenendseiten der Lagerflächen zu einer Schwenkachse der Schwenkwiege vergrößert und an den Außenendseiten der Abstand der Lagerflächen zu der
Schwenkachse der Schwenkwiege verkleinert.
Zweckmäßig ist das wenigstens eine Verbindungselement als ein Bolzen oder Befestigungspin ausgebildet.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist das wenigstens eine
Verbindungselement form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse und dem ersten oder zweiten Lagerbockteil verbunden, insbesondere ist das wenigstens eine Verbindungselement innerhalb einer Lagerbockbohrung an dem ersten oder zweiten Lagerbockteil und innerhalb einer Gehäusebohrung an dem Gehäuse angeordnet. Bei der Montage der Schrägscheibenmaschine kann somit das wenigstens eine Verbindungselement besonders einfach formschlüssig mit dem Gehäuse und dem ersten oder zweiten Lagerteil verbunden werden. Hierzu ist lediglich das Verbindungselement als ein Bolzen oder Befestigungsstift in Gehäusebohrungen an dem Gehäuse einzuführen und anschließend der Bolzen oder der Befestigungspin in Lagerbockbohrungen an jeweils dem ersten und zweiten Lagerbockteil einzuführen.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist an dem Gehäuse ein erster Steg ausgebildet und auf dem ersten Steg liegt das erste Lagerbockteil auf und an dem Gehäuse ist ein zweiter Steg ausgebildet und auf dem zweiten Steg liegt das zweite Lagerbockteil auf. An dem Ende des ersten und zweiten Stegs ist eine Auflagefläche jeweils für das erste und zweite Lagerbockteil vorhanden. Damit liegt das erste und zweite Lagerbockteil vorzugsweise lediglich an dem Steg des Gehäuses auf dem Gehäuse auf. Der erste und zweite Steg weist dabei vorzugsweise eine geringe Ausdehnung in Richtung einer Schwenkachse der Schwenkwiege auf, sodass dadurch eine Schwenkbewegung der beiden
Lagerwangen jeweils mit einer Schwenkrichtung in der
Lagerschalenschwenkachse leicht ausführbar ist, weil die Auflagenflächen an dem ersten und zweiten Steg in Richtung der Schwenkachse der Schwenkwiege eine geringe Ausdehnung aufweisen. In einer ergänzenden Ausführungsform liegt der Lagerbock, insbesondere das erste und zweite Lagerbockteil, mit je einer Auflagefläche des Lagerbocks, insbesondere des ersten und zweiten Lagerbockteils, auf dem Gehäuse an einer Auflagefläche des Gehäuses auf und die Auflagefläche des Lagerbocks, insbesondere des ersten und zweiten Lagerbockteils, und die Auflagefläche des Gehäuses sind an unterschiedlichen Abschnitten in einem unterschiedlichen Winkel mit identischer Winkelrichtung zu einer fiktiven Ebene senkrecht zu der Rotationsachse der Zylindertrommel und parallel zu der Schwenkachse ausgerichtet, insbesondere sind die beiden unterschiedlichen Abschnitte V- förmig zueinander ausgerichtet. Der Lagerbock, insbesondere das erste und zweite Lagerbockteil, weisen somit an zwei getrennten Abschnitten Auflagefläche mit einem unterschiedlichen Winkel mit identischer Winkelrichtung zu der fiktiven Ebene auf, sodass dadurch aufgrund der Druckkraft in axialer Richtung bezüglich der Rotationsachse der Zylindertrommel zwischen dem Lagerbock und dem Gehäuse formschlüssig Kräfte zwischen dem Lagerbock und dem Gehäuse in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse zwischen dem Lagerbock und dem Gehäuse übertragen werden. Bei einer Befestigung des Lagerbocks mittels Bolzen oder Befestigungspins an dem Gehäuse müssen dadurch die Bolzen und der Befestigungspin geringere Scherkräfte aufnehmen und diese können dadurch mit einem geringeren Durchmesser bemessen werden, sodass diese eine noch geringere Biegesteifigkeit in vorteilhafter Weise aufweisen.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Lagerbock und/oder das erste und zweite Lagerbockteil form- und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Gehäuse, insbesondere einem Flansch des Gehäuses, befestigt, beispielsweise mittels einer Ausnehmung formschlüssig und/oder mit einer Schraubverbindung und/oder mit einer Pressverbindung und/oder mit einer Schweißverbindung und/oder kraftschlüssig aufgrund der Druckkraft zwischen dem Lagerbock und/oder dem ersten und zweiten Lagerbockteil sowie dem Gehäuse.
In einer weiteren Ausgestaltung bestehen das Gehäuse und der Lagerbock aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium, und/oder das Gehäuse und der Lagerbock bestehen aus einem identischen Werkstoff. In einer ergänzenden Ausführungsform liegt je eine Lagerfläche an der
Lagerschale auf je einer Gegenlagerfläche der Gegenlagerschale auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Lagerfläche und/oder die
Gegenlagerfläche in einem Schnitt, insbesondere in sämtlichen Schnitten, senkrecht zu der Schwenkachse als ein Kreissegment mit einem identischen Abstand zu der Schwenkachse ausgebildet. Die Längsachse eines fiktiven Zylinders an dem Kreissegment entspricht vorzugsweise der Schwenkachse der Schwenkwiege.
Insbesondere umfasst die Schrägscheibenmaschine zwei Lagerschalen und zwei Gegenlagerschalen und die zwei Lagerschalen und zwei Gegenlagerschalen sind in einem, insbesondere identischen, Abstand zu der Rotationsachse der Antriebswelle angeordnet.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die wenigstens eine Lagerschale von einem gesonderten Lagerschalenteil gebildet, welches an dem Lagerbock und/oder dem ersten und zweiten Lagerbockteil der Schrägscheibenmaschine mittelbar oder unmittelbar befestigt ist. Das Lagerschalenteil ist ein gesondertes Bauteil und besteht aus einem anderen Material als das Gehäuse und/oder der
Lagerbock, beispielsweise Kunststoff, PEEK oder Messing. Die
Gegenlagerschale ist unmittelbar von der Schwenkwiege aus Stahl gebildet, so dass dadurch zur Reduzierung der Reibleistung an der Wiegenlagerung die Lagerfläche und die Gegenlagerfläche aus einem unterschiedlichen Material bzw. Werkstoff gebildet sind.
In einer weiteren Variante ist die wenigstens eine Gegenlagerschale von der Schwenkwiege gebildet. In einer Variante ist die Schwenkachse der Schwenkwiege senkrecht zu der
Rotationsachse der Antriebswelle und der Zylindertrommel ausgerichtet.
In einer weiteren Ausgestaltung besteht die Lagerschale aus einem anderen Material als die Gegenlagerschale. Zweckmäßig besteht das Lagerschaltenteil aus PEEK oder Messing und die Gegenlagerschale aus Stahl oder umgekehrt.
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 ais
Hochdruckspeicher und Niederdruckspeicher.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine mit der Zylindertrommel zumindest drehfest verbundene Antriebswelle, welche um die Rotationsachse drehbar bzw. rotierend gelagert ist.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege.
In einer zusätzlichen Variante umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen.
In einer ergänzenden 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 durch eine
Rotationsachse einer Antriebswelle und senkrecht zu einer
Schwenkachse einer Schwenkwiege,
Fig. 2 einen Querschnitt A-A gemäß Fig. 1 einer Ventilscheibe der
Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege,
Fig. 3 eine Draufsicht eines einteiligen Lagerbockes in einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Lagerbockes gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine weitere Seitenansicht des Lagerbockes gemäß Fig. 3, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines ersten Lagerbockteils
des Lagerbockes in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 eine Draufsicht eines Flansches eines Gehäuses
der Schrägscheibenmaschine für den Lagerbock gemäß Fig. 6,
Fig. 8 einen Teilschnitt im Bereich des Lagerbockes senkrecht zu der
Schwenkachse der Schwenkwiege der Schrägscheibenmaschine mit dem Lagerbock gemäß Fig. 6, Fig. 9 einen Teilschnitt im Bereich des Lagerbockes parallel zu der
Schwenkachse der Schwenkwiege der Schrägscheibenmaschine mit dem Lagerbock gemäß Fig. 6 ohne einer Biegung
der Schwenkwiege, Fig. 10 einen Teilschnitt im Bereich des Lagerbockes parallel zu der
Schwenkachse der Schwenkwiege der Schrägscheibenmaschine mit dem Lagerbock gemäß Fig. 6 mit einer Biegung
der Schwenkwiege und eine stark vereinfachte schematisierte Ansicht eines Antriebsstranges. 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 einen Innenraum 44, der mit
Hydraulikflüssigkeit befüllt ist.
Die Schwenkwiege 14 weist eine ebene bzw. plane Auflagefläche 18 zur mittelbaren Auflage einer Rückhaltescheibe 37 auf. Die Rückhaltescheibe 37 weist Bohrungen (nicht dargestellt) auf, innerhalb derer je ein Gleitschuh 39 angeordnet ist. Die Gleitschuhe 39 liegen unmittelbar auf der Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 auf. 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 Anordnung der Gleitschuhe 39 in den Bohrungen der Rückhaltescheibe 37 führt auch die Rückhaltescheibe 37 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 mit aus. Damit die
Rückhaltescheibe 37 in ständigem mittelbarem Kontakt zu der Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 steht, wird diese von einer Druckfeder 41 unter einer
Druckkraft auf die Auflagefläche 18 gedrückt, so dass die Gleitschuhe 39 von der Druckfeder 41 auf die Auflagefläche 18 unmittelbar gedrückt sind.
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 Gegenlagerschalen 23 ausgebildet. Die beiden verschwenkbaren Gegenlagerschalen 23 an der
Schwenkwiege 14 liegen auf je einer Lagerschale 17 auf, so dass die beiden Lageschalen 17 und beiden Gegenlagerschalen 23 die Wiegenlagerung 20 bilden. Je eine Lagerfläche 33 an den beiden Lagerschalen 17 liegt damit auf einer Gegenlagerfläche 34 an den Gegenlagerschalen 23 auf. Die
Gegenlageschalen 23 sind einteilig von der Schwenkwiege 14 aus Stahl gebildet. Die Schwenkwiege 14 ist damit mittels einer Gleitlagerung als Wiegenlagerung 20 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 für die Antriebswelle 9 ausgebildet und eine zweite Seite 65 weist eine Aussparung zur Lagerung der Antriebswelle 9 mit einer weiteren Lagerung 10 auf. In der Öffnung 63 ist außerdem eine
Gleitringdichtung 74 angeordnet, damit die Hydraulikflüssigkeit nicht aus dem Innenraum 44 nach außen strömen kann.
Die Lagerfläche 33 an den beiden Lagerschalen 17 liegt jeweils auf der
Gegenlagerfläche 34 an der Schwenkwiege 14 auf. Dabei ist die Lagerschale 17 von einer ersten Lagerschale 77 und einer zweiten Lagerschale 78 gebildet. Eine erste Lagerwange 89 und eine zweite Lagerwange 90 weisen je eine teilzylinderförmige Teilfläche auf, an der jeweils die erste Lagerschale 77 und die zweite Lagerschale 78 befestigt ist.
Die zwei Lagerschalenteile 62 als der ersten Lagerschale 77 und zweiten
Lagerschale 78 bestehen aus einem anderen Material, z. B. PEEK oder Messing, wie die Gegenlagerfläche 34 der Schwenkwiege 14 und der Flansch 21 aus Stahl und der Lagerbock 79. Das Lagerschalenteil 62 weist die Lagerfläche 33 auf. Die Lagerfläche 33 ist teilzylindermantelförmig ausgebildet. An der Schwenkwiege 14 ist einteilig mit der Schwenkwiege 14 die Gegenlagerschale 23 vorhanden, wobei die Gegenlagerschale 23 ebenfalls teilzylindermantelförmig mit einer
Gegenlagerfläche 34 der Gegenlagerschale 23 ausgebildet ist. Je eine
Lagerschale 17 an dem Lagerbock 79 ist somit von je einem Lagerschalenteil 62 gebildet und die Gegenlagerschale 23 ist unmittelbar ohne ein gesondertes Bauteil von der Schwenkwiege 14 aus Stahl gebildet. Ein fiktiver Zylinder an der Lagerfläche 33 und der Gegenlagefläche 34 weist eine Längsachse auf, welche der Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14 entspricht. Die Gegenlagerfläche 34 an der Schwenkwiege 14 liegt dabei auf der Lagerfläche 33 an dem Lagerschalenteil 62 auf. Die Lagerschale 17 und die
Gegenlagerschale 23 bilden damit die Wiegenlagerung 20 für die
Schwenkwiege 14. Ein Lagerbock 79 ohne den beiden Lagerschalenteilen 62 bzw. der ersten und zweiten Lagerschale 77, 78 bestehen aus Stahl wie das
Gehäuse 4. Abweichend hiervon (nicht dargestellt) kann die Lagerwange 89, 90 und die jeweils zugeordnete Lagerschale 68, 69 auch einteilig aus dem gleichen Material aufgebaut sein, z. B. aus Stahl, und an der Schwenkwiege 14 besteht die Gegenlagerfläche 34 aus einem anderen Material, z. B. PEEK oder Messing, als die übrige Schwenkwiege 14.
In den Fig. 3 bis 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der
Schrägscheibenmaschine 1 mit dem Lagerbock 79 in einem ersten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Lagerbock 79 ist ein einteiliger Lagerbock, sodass die erste Lagerwange 89 und die zweite Lagerwange 90 einteilig von dem nur einteiligen Lagerbock 79 gebildet ist. Die beiden Lagerwangen 89, 90 aus Stahl, an denen die beiden Lagerschalen 77, 78 befestigt sind, das heißt an der ersten Lagerwange 89 ist die erste Lagerschale 77 befestigt und an der zweiten Lagerwange 90 ist die zweite Lagerschale 78 befestigt. Die beiden Lagerwangen 89, 90 sind mittels eines einteiligen Verbindungselements 43, nämlich einer Platte 72, als ein Bauteil 72 der Schrägscheibenmaschine 1 mit einer geringen Dicke aus Aluminium miteinander verbunden. Die Platte 72 weist eine Dicke 73 auf und die Dicke 73 der Platte 72 als dem Verbindungselement 43 ist wesentlich kleiner als eine Dicke 75 des Lagerbocks 79. Der Lagerbock 79 weist als der Dicke 75 eine minimale Dicke 76 und eine maximale Dicke 80 auf.
Die Dicke 75, 76, 80 des Lagerbocks 79 und die Dicke des
Verbindungselementes 43 wird dabei erfasst in einer Richtung senkrecht zu einer fiktiven Ebene 68 und die fiktive Ebene 68 ist dabei senkrecht zu der
Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. Aufgrund der geringen Dicke 73 der Platte 72 und der Ausbildung der Platte 72 aus dem Material
Aluminium mit einer geringen Biegesteifigkeit können die beiden Lagerschalen 77, 78 um jeweils eine Lagerschalenschwenkachse 38 an der ersten und der zweiten Lagerwange 89, 90 mittels eines geringen Kraftaufwands an der
Lagerfläche 34 verschwenkt werden. Die beiden Lagerflächen 34 weisen dabei eine Innenendseite 36 auf, welche in Richtung zu der Antriebswelle 9 gerichtet ist und eine Außenendseite 35 abgewandt zu der Antriebswelle 9. An der Platte 72 und damit an dem Lagerbock 79 ist eine Öffnung 69 zur Durchführung der Antriebswelle 9 ausgebildet. Bei einer von den Kolben 7 auf die Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 wirkenden Druckkraft tritt eine gesamtresultierende Kraft F (Fig. 3) auf. Dies führt zu einer Biegung der Schwenkwiege 14, sodass aufgrund der Biegung die Gegenlagerflächen 34 der Schwenkwiege 14 an den
Innenendseiten 36 einen größeren Abstand zu der Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14 aufweisen als die Außenendseiten 35. Aufgrund der leichten Biegbarkeit der Platte 72 führen die Lagerflächen 34 an den beiden Lagerschalen 77, 78 diese Schwenkbewegung der Gegenlagerflächen 34 im Wesentlichen vollständig mit aus. Dadurch tritt zwischen den Lagerflächen 33 und den
Gegenlagerflächen 34 eine im Wesentlichen konstante Flächenpressung auf, da die Lagerflächen 34 und die Lagerschalenschwenkachsen 38 verschwenkbar sind. Die Lagerschalenschwenkachsen 38 sind beispielsweise in Fig. 3 dargestellt und sind im Wesentlichen senkrecht, das heißt mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20°, 10°, 5° oder 3°, zu der Schwenkachse 15 der
Schwenkwiege 14 ausgerichtet. Die Schwenkrichtungen der beiden
Lagerschalenschwenkachsen 38 jeweils an der ersten und zweiten Lagerschale 77, 78 bzw. an der ersten und zweiten Lagerwange 89, 90 sind dabei entgegengesetzt ausgerichtet, sodass sich der Abstand der Lagerflächen 33 im Bereich der Innenendseiten 36 zu der Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14 vergrößert und an den Außenendseiten 35 entsprechend verkleinert. Bei einem Abschalten der Schrägscheibenmaschine 1 , sodass auf die Schwenkwiege 14 keine gesamtresultierende Kraft F mehr wirkt, kommt es zu einer elastischen Rückverformung der Biegung des Verbindungselementes 43 und der Biegung der Schwenkwiege 14 und dadurch auch einer rückwärts gerichteten
Schwenkbewegung der beiden Lagerschalen 77, 78. Der einteilige Lagerbock 79 ist beispielsweise formschlüssig auf einer ebenen Fläche in einer Aussparung an dem Flansch 21 befestigt. Abweichend hiervon (nicht dargestellt) kann ergänzend oder ausschließlich der Lagerbock 29 an dem Flansch 21 des Gehäuses 4 beispielsweise mittels Schrauben (nicht dargestellt) befestigt sein.
In Fig. 6 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Lagerbocks 79 und damit auch der Schrägscheibenmaschine 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel des Lagerbocks 79 gemäß Fig. 3 bis 5 beschrieben. Der Lagerbock 79 ist zweiteilig mit einem ersten Lagerbockteil 70 und einem zweiten Lagerbockteil 71. An dem ersten Lagerbockteil 70 aus Stahl ist die erste Lagerschale 77 aus PEEK oder Messing befestigt und an dem zweiten Lagerbockteil 71 ist die zweite
Lagerschale 78 aus PEEK oder Messing befestigt. An dem Flansch 21 des Gehäuses 4 sind ein erster Steg 85 sowie ein zweiter Steg 86 ausgebildet. Ein oberer Endbereich des ersten und zweiten Steges 85, 86 bildet dabei eine
Auflagefläche 88 des Gehäuses 4 für den Lagerbock 79. Das erste Lagerbockteil 70 mit der ersten Lagerwange 89 weist dabei zwei Lagerbockbohrungen 83 auf und der Flansch 21 weist im Bereich des ersten Stegs 85 zwei
Gehäusebohrungen 84 auf. Innerhalb der Gehäusebohrungen 84 sowie der Lagerbockbohrungen 83 ist jeweils ein Bolzen 81 oder eine Befestigungspin 82 befestigt, sodass dadurch das erste Lagerbockteil 70 getrennt von dem zweiten Lagerbockteil 71 an dem Flansch 21 des Gehäuses 4 befestigt ist. In analoger Weise ist auch das zweite Lagerbockteil 71 mittels zweier Bolzen 81 bzw.
Befestigungspins 82 an dem Flansch 21 befestigt. Der zweite Steg 86 weist dabei in einer Richtung parallel zu der Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14 in einem mittleren Abschnitt (Fig. 7) eine größere Auflagefläche 88 auf als außerhalb dieses Abschnitts. Dies ist erforderlich, da die gesamtresultierende Kraft F außermittig in einem Abstand zu der Rotationsachse 8 auf die
Schwenkwiege 14 wirkt, da die Kolben 7 an der Hochdrucköffnung 12 eine größere Druckkraft auf die Schwenkwiege 14 aufbringen als die Kolben 7 an der
Niederdrucköffnung 13. Am unteren Ende gemäß Fig. 6 eines Lagerbockteils 70 ist eine Auflagefläche 87 ausgebildet. An dieser Auflagefläche 87 jeweils des ersten und zweiten Lagerbockteils 70, 71 liegt die Auflagefläche 87 des ersten Lagerbockteils 70 auf der Auflagefläche 88 des ersten Stegs 85 auf und die Auflagefläche 87 des zweiten Lagerbockteils 71 liegt auf der Auflagefläche 88 des zweiten Stegs 86 auf. Die beiden Lagerbockteile 70, 71 sind getrennt um die Lagerschalenschwenkachsen 38 verschwenkbar, weil die Befestigungsbolzen 86 aus Aluminium mit einem geringen Durchmesser ausgebildet sind. In Fig. 9 ist ein Querschnitt durch einen Teil des ersten Lagerbockteils 70 und einen Teil der Schwenkwiege 14 dargestellt ohne einer Biegung des Bolzens 81 , das heißt bei einer Schrägscheibenmaschine 1 außer Betrieb, bei welcher keine Druckkraft auf die Schwenkwiege 14 aufgebracht wird und damit auch keine Biegung der Schwenkwiege 14 auftritt. Im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 wirkt die gesamtresultierende Kraft F auf die Schwenkwiege 14, sodass dadurch von den Gegenlagerflächen 34 der Schwenkwiege 14 auf die Lagerfläche 33 im Bereich der Innenendseiten 36 eine größere Druckkraft aufgebracht wird als im Bereich der Außenendseiten 35. Dabei führt die in Fig. 9 und 10 dargestellte erste Lagerschale 77 die Verschwenkung der
Gegenlagerfläche 34 der Schwenkwiege 14 aufgrund der Biegung der
Schwenkwiege 14 im Wesentlichen vollständig mit aus, da der Bolzen 81 eine geringe Biegesteifigkeit aufweist. Dadurch treten zwischen der Lagerfläche 33 und der Gegenlagerfläche 34 auch im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 im Wesentlichen gleichmäßige Flächenpressungen auf. In dem in Fig. 8
dargestellten Schnitt des Flansches 21 als dem Gehäuse 4 und dem ersten Lagerbockteil 70 sind zwei unterschiedliche Abschnitte der Auflagefläche 87 des ersten Lagerbockteils 70 und der Auflagefläche 88 des ersten Steges 85 an dem Gehäuse 21 V-förmig zueinander ausgerichtet. Die beiden Abschnitte sind somit mit einem unterschiedlichen Winkel ßi und ß2 mit identischer Winkelrichtung zueinander ausgerichtet. Aufgrund der gemäß der Darstellung in Fig. 8 auf das erste Lagerbockteil 70 wirkenden Teiles der gesamtresultierenden Kraft F in einer vertikalen Richtung nach unten, können dadurch auch formschlüssig von der Auflagefläche 87 auf die Auflagefläche 88 Kräfte in Richtung der fiktiven Ebene 68 von dem ersten Lagerbockteil 70 auf den ersten Steg 85 übertragen werden. Dadurch verringert sich die Beanspruchung der Bolzen 81 hinsichtlich Scherkräften.
In Fig. 1 1 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 beiden Lagerflächen 34 an den beiden Lagerschalen 77, 78 sind um zwei getrennte Lagerschalenschwenkachsen 38 verschwenkbar aufgrund einer geringen Biegesteifigkeit des wenigstens einen Verbindungselements 43. Dadurch führen die Lagerflächen 34 die
Schwenkbewegung der Gegenlagerflächen 34 aufgrund der Biegung der Schwenkwiege 14 im Wesentlichen vollständig mit aus bei einer im Wesentlichen gleichmäßigen Flächenpressung zwischen der Lagerfläche 33 und der
Gegenlagerfläche 34. Die Flächenpressung zwischen den beiden Lagerflächen 33, 34 ist lediglich an den Innenendseiten 36 geringfügig größer als an den Außenendseiten 35, um die erforderlich asymmetrischen Kräfte an der
Lagerfläche 34 zur Biegung des wenigstens einen Verbindungselements 43 zu übertragen. Dadurch ist an der Schrägscheibenmaschine 1 keine hydrostatische Entlastung der Wiegenlagerung 20 zwischen der Lagerschale 17 und der Gegenlagerschale 23 erforderlich und aufgrund der im Wesentlichen
gleichmäßigen Flächenverpressung zwischen der Lagerflächen 33 und der Gegenlagerfläche 34 weist die Wiegenlagerung 20 einen geringen mechanischen Verschleiß auf und ist damit im Betrieb dauerhaft zuverlässig.

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),
- eine um eine Schwenkachse (15) verschwenkbar gelagerte
Schwenkwiege (14),
- ein Gehäuse (4),
- eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14) mit wenigstens einer Lagerschale (17) an einem Lagerbock (79) und mit wenigstens einer aufgrund Biegung der Schwenkwiege (14) verschwenkbaren Gegenlagerschale (23) an der Schwenkwiege (14), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lagerschale (17) an dem Lagerbock (79) aufgrund Biegung wenigstens eines Bauteils (43, 72, 81 , 82) der
Schrägscheibenmaschine (1 ) verschwenkbar ist zur Anpassung an die wenigstens eine aufgrund Biegung der Schwenkwiege (14)
verschwenkbare Gegenlagerschale (23) an der Schwenkwiege (14).
2. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (79) mit der wenigstens einen Lagerschale (17) dahingehend ausgebildet und/oder an dem Gehäuse (4) befestigt ist, so dass von der wenigstens eine Lagerschale (17) eine Schwenkbewegung aufgrund einer Biegung mit einer Lagerschalenschwenkachse (38) im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Schwenkwiege (14) ausführbar ist und damit die Schwenkbewegung der wenigstens einen Lagerschale (17) an die von der Biegung der Schwenkwiege (14) verursachte Schwenkbewegung der Gegenlagerschale (23) angepasst ist und/oder
die wenigstens eine Lagerschale (17) auf der wenigstens einen
Gegenlagerschale (23) aufliegt.
Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiegenlagerung (20) zwei aufgrund Biegung verschwenkbare Lagerschalen (17) und zwei aufgrund Biegung verschwenkbare
Gegenlagerschalen (23) umfasst
und/oder
das Volumen oder die Summe der Volumina des wenigstens einen Bauteils (43, 72, 81 , 82) weniger als 30%, 20%, 10% oder 5% des Volumens des Lagerbocks (79) beträgt
und/oder
das wenigstens eine Bauteil (43, 72, 81 , 82) aus einem anderen Material aufgebaut ist als der Lagerbock (79).
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (79) einteilig ausgebildet ist mit einer ersten Lagerschale (77) und einer zweiten Lagerschale (78) und die beiden Lagerschalen (77, 78) mit wenigstens einem biegbaren Verbindungselement (43) miteinander verbunden sind, so dass die beiden Lagerschalen (77, 78) aufgrund Biegung verschwenkbar sind, insbesondere aufgrund der Biegbarkeit des Verbindungselementes (43) eine Schwenkbewegung mit einer Lagerschalenschwenkachse (38) im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Schwenkwiege (14) ausführbar ist.
5. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (43) eine Platte (72) ist.
6. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (73) oder der Durchmesser (73) des wenigstens einen
Verbindungselementes (43) kleiner ist als die minimale Dicke (76) des Lagerbocks (79) mit der Lagerschale (17), insbesondere kleiner ist als 80%, 60%, 50% oder 40% der minimalen Dicke (76) des Lagerbocks (79) mit der Lagerschale (17).
7. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (73) oder der Durchmesser (73) des wenigstens einen
Verbindungselementes (43) wesentlich kleiner ist als die maximale Dicke (80) des Lagerbocks (79) mit der Lagerschale (17), insbesondere kleiner ist als 20%, 10%, 5%, 3% oder 2% der maximalen Dicke (80) des Lagerbocks (79) mit der Lagerschale (17).
8. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (79) zweiteilig ausgebildet ist mit einem ersten
Lagerbockteil (70) und einem zweiten Lagerbockteil (71 ) und an dem ersten Lagerbockteil (70) die erste Lagerschale (77) ausgebildet ist und an dem zweiten Lagerbockteil (71 ) die zweite Lagerschale (78) ausgebildet ist.
9. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerbockteil (70) mit einer ersten Lagerschale (77) mit wenigstens einem biegbaren Verbindungselement (43) mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, so dass die erste Lagerschale (77) aufgrund Biegung verschwenkbar ist, insbesondere aufgrund der Biegbarkeit des wenigstens einen Verbindungselementes (43) eine Schwenkbewegung mit einer Lagerschalenschwenkachse (38) im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Schwenkwiege (14) ausführbar ist und
das zweite Lagerbockteil (71 ) mit einer zweiten Lagerschale (78) mit wenigstens einem biegbaren Verbindungselement (43) mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, so dass die zweite Lagerschale (78) aufgrund Biegung verschwenkbar ist, insbesondere aufgrund der Biegbarkeit des wenigstens einen Verbindungselementes (43) eine Schwenkbewegung mit einer Lagerschalenschwenkachse (38) im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Schwenkwiege (14) ausführbar ist.
10. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (43) als ein Bolzen (81 ) oder Befestigungspin (82) ausgebildet ist.
1 1 . Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (43) form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse (4) und dem ersten oder zweiten Lagerbockteil (70. 71 ) verbunden ist, insbesondere das wenigstens eine Verbindungselement (43) innerhalb einer
Lagerbockbohrung (83) an dem ersten oder zweiten Lagerbockteil (70, 71 ) und innerhalb einer Gehäusebohrung (84) an dem Gehäuse (4) angeordnet ist.
12. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (4) ein erster Steg (85) ausgebildet ist und auf dem ersten Steg (85) das erste Lagerbockteil (70) aufliegt und an dem
Gehäuse (4) ein zweiter Steg (86) ausgebildet ist und auf dem zweiten Steg (86) das zweite Lagerbockteil (71 ) aufliegt.
13. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (79), insbesondere das erste und zweite Lagerbockteil (70, 71 ), mit je einer Auflagefläche (87) des Lagerbocks (79), insbesondere des ersten und zweiten Lagerbockteils (70, 71 ), auf dem Gehäuse (4) an einer Auflagefläche (88) des Gehäuses (4) aufliegt und die Auflagefläche (87) des Lagerbocks (79), insbesondere des ersten und zweiten
Lagerbockteils (70, 71 ), und die Auflagefläche (88) des Gehäuses (4) an unterschiedlichen Abschnitten in einem unterschiedlichen Winkel (ßi, ß2) mit identischer Winkelrichtung zu einer fiktiven Ebene (68) senkrecht zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) und parallel zu der Schwenkachse (15) ausgerichtet sind, insbesondere die beiden unterschiedlichen Abschnitte V-förmig zueinander ausgerichtet sind.
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.
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