WO2015140033A1

WO2015140033A1 - Schrägscheibenmaschine als axialkolbenpumpe und/oder axialkolbenmotor

Info

Publication number: WO2015140033A1
Application number: PCT/EP2015/055151
Authority: WO
Inventors: Dietmar Uhlmann; Benjamin Schweizer; Frank Scholz; Timo Nafz
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2015-09-24
Also published as: DE102014204898A1

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) mit einer Auflagefläche (18) zur Lagerung der Kolben (7) auf der Auflagefläche (18) und mit wenigstens einem Gegenlagerabschnitt (23) zur Lagerung der Schwenkwiege (14), eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14) mit wenigstens einem Lagerabschnitt (17) und an dem mit wenigstens einem Lagerabschnitt (17) der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt (23) der Schwenkwiege (14) gelagert ist, wobei an dem wenigstens einen Lagerabschnitt (17) und/oder an dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt (23) Vertiefungen (33) ausgebildet sind.

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 liegt eine Rückhaltescheibe mit Gleitschuhen auf. An den Gleitschuhen sind die Kolben befestigt. Die Rückhaltescheibe mit den Gleitschuhen führt zusammen mit der Zylindertrommel eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse aus und eine ebene Auflagefläche der Schwenkwiege ist dabei in einem spitzen Winkel, zum Beispiel zwischen 0° und +20° und zwischen 0° und -20° als Schwenkwinkel, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel ausgerichtet. Die Gleitschuhe sind mit einer Gleitlagerung auf der Auflagefläche der Schwenkwiege gelagert und die Gleitschuhe sind mit der Rückhaltescheibe verbunden. Die Schwenkwiege wird von zwei hydraulischen Schwenkeinrichtungen, die je von einem Verstellkolben und einem Verstellzylinder gebildet sind, um eine Schwenkachse verschwenkt. Die verschwenkbare Schwenkwiege ist an zwei getrennten teilzylindermantelförmigen Gegenlagerabschnitten mittels einer Gleitlagerung an zwei getrennten feststehenden teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitten gelagert. Die Lagerabschnitte sind von je einer Lagerschale gebildet. Die Gleitlagerung zwischen den beiden verschwenkbaren Gegenlagerabschnitten an der Schwenkwiege und den beiden Lagerabschnitten ist hydrostatisch entlastet, so dass dadurch hydraulische Energie erforderlich ist für die hydrostatische Entlastung. In nachteiliger Weise weist damit die Schrägscheibenmaschine einen geringen Wirkungsgrad auf wegen des Verlustes an hydraulischer Energie für die hydrostatische Entlastung.

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 mit einer Auflagefläche zur Lagerung der Kolben auf der Auflagefläche und mit wenigstens einem Gegenlagerabschnitt zur Lagerung der Schwenkwiege, eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege mit wenigstens einem Lagerabschnitt und an dem wenigstens einem Lagerabschnitt der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt der Schwenkwiege gelagert ist, wobei an dem wenigstens einen Lagerabschnitt und/oder an dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt Vertiefungen ausgebildet sind. Die Vertiefungen verbessern die Schmierung und reduzieren die Abrasion der Wiegenlagerung. Bei einer Ausbildung einer verschwenkbaren Lagerschale, z. B. aus PEEK, an der übrigen Schwenkwiege aus Stahl können die Vertiefungen auch an der verschwenkbaren Lagerschale der Schwenkwiege ausgebildet sein und der festsehende

Lagerabschnitt weist eine Kontaktoberfläche aus Stahl ohne Vertiefungen auf.

In einer weiteren Ausführungsform besteht an den Vertiefungen kein Kontakt zwischen dem wenigstens einen Lagerabschnitt und dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt und/oder außerhalb der Vertiefungen der wenigstens eine Lagerabschnitt mit je einer Kontaktoberfläche in Kontakt mit je einer

Gegenkontaktoberfläche des wenigstens einen Gegenlagerabschnittes steht.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kontaktoberfläche des wenigstens einen Lagerabschnittes und die Gegenkontaktoberfläche des wenigstens einen Gegenlagerabschnittes teilzylindermantelförmig ausgebildet und ein fiktiver Zylindermantel eines fiktiven Zylinders an der wenigstens einen

Kontaktoberfläche und an der wenigstens einen Gegenkontaktoberfläche aufliegt und der fiktive Zylinder eine zentrische Längsachse aufweist und die zentrische Längsachse des fiktiven Zylinders identisch ist zu der Schwenkachse der Schwenkwiege. In einer ergänzenden Variante sind die Vertiefungen im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege ausgerichtet und/oder die Vertiefungen sind im Querschnitt im Wesentlichen kreis- oder ellipsenförmig ausgebildet und/oder die Schrägscheibenmaschine weist wenigstens 20, 30 oder 50

Vertiefungen auf.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Lagerabschnitt oder der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt von je einer Lagerschale aus

Kunststoff, PEEK, Polyamid, PPS oder Messing gebildet. Ein unterschiedliches Material an dem Lagerabschnitt und Gegenlagerabschnitt ist für die Gleitlagerung erforderlich.

In einer zusätzlichen Ausführungsform sind an dem wenigstens einen

teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitt und/oder an dem wenigstens einen teilzylindermantelförmigen Gegenlagerabschnitt die Vertiefungen im

Wesentlichen in mehreren Reihen hintereinander angeordnet.

In einer weiteren Variante sind an dem wenigstens einen

teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitt und/oder an dem wenigstens einen teilzylindermantelförmigen Gegenlagerabschnitt zwischen den Vertiefungen in einer Richtung parallel zu der Richtung der in Reihen angeordneten Vertiefungen keine Vertiefungen ausgebildet.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die Vertiefungen eine Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse der Schwenkwiege zwischen 0,2 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 0,7 mm und 2 mm, auf.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung beträgt die Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse der Vertiefungen zwischen 0,1 % und 10 %, vorzugsweise zwischen 0,5 % und 5 %, insbesondere zwischen 1 und 3 %, des radialen Abstandes der Kontaktoberfläche des wenigstens einen Lagerabschnittes und der Gegenkontaktoberfläche des wenigstens einen Gegenlagerabschnittes zu der Schwenkachse der Schwenkwiege und/oder eine Gleitlagerung zwischen dem wenigstens einen Lagerabschnitt und dem wenigstens einen

Gegenlagerabschnitt weist keine hydrostatische Entlastung auf. In einer ergänzenden Variante beträgt die Ausdehnung der Vertiefungen senkrecht zu der Schwenkachse der Vertiefungen zwischen 100% und 10 %, vorzugsweise zwischen 80% und 20 %, insbesondere zwischen 60% und 30%, der radialen Dicke der Lagerschale.

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.

Zweckmäßig umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens eine

Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege.

In einer weiteren Variante umfasst die Schrägscheibenmaschine eine

Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen.

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

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es

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

Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Lagerabschnittes und Gegenlagerabschnittes einer Wiegenlagerung für eine Schwenkwiege der

Schrägscheibenmaschine,

Fig. 4 eine Ansicht eines Lagerabschnittes der Wiegenlagerung und

Fig. 5 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.

Ausführungsformen der Erfindung

Eine in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellte Schrägscheibenmaschine 1 dient als Axialkolbenpumpe 2 zur Umsetzung bzw. Umwandlung mechanischer Energie (Drehmoment, Drehzahl) in hydraulische Energie (Volumenstrom, Druck) oder als Axialkolbenmotor 3 zur Umsetzung bzw. Umwandlung hydraulischer Energie (Volumenstrom, Druck) in mechanische Energie (Drehmoment,

Drehzahl). Eine Antriebswelle 9 ist mittels einer Lagerung 10 an einem

Flansch 21 eines- oder mehrteiligen Gehäuse 4 und mit einer weiteren Lagerung 10 an dem Gehäuse 4 der Schrägscheibenmaschine 1 um eine Rotationsachse 8 drehbar bzw. rotierend gelagert (Fig. 1 ). Mit der Antriebswelle 9 ist eine

Zylindertrommel 5 drehfest und in axialer Richtung verbunden, wobei die

Antriebswelle 9 und die Zylindertrommel 5 ein- oder zweiteilig ausgebildet sind und die Grenze zwischen der Antriebswelle 9 und der Zylindertrommel 5 in Fig. 1 strichliert dargestellt ist. Die Zylindertrommel 5 führt die Rotationsbewegung der Antriebswelle 9 mit aus aufgrund einer drehfesten Verbindung. In die

Zylindertrommel 5 sind eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 6 mit einem beliebigen Querschnitt, zum Beispiel quadratisch oder kreisförmig, eingearbeitet. Die Längsachsen der Kolbenbohrungen 6 sind dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der Antriebswelle 9 bzw. der Zylindertrommel 5

ausgerichtet. In den Kolbenbohrungen 6 ist jeweils ein Kolben 7 beweglich gelagert. Eine Schwenkwiege 14 ist um eine Schwenkachse 15 verschwenkbar an dem Gehäuse 4 gelagert. Die Schwenkachse 15 ist senkrecht zu der

Zeichenebene von Fig. 1 und 3 sowie parallel zu der Zeichenebene von Fig. 2 ausgerichtet. Die Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ist parallel zur und in der Zeichenebene von Fig. 1 angeordnet und senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 2. Das Gehäuse 4 begrenzt flüssigkeitsdicht einen Innenraum 44, der mit Hydraulikflüssigkeit befüllt ist.

Die Schwenkwiege 14 weist eine ebene bzw. plane Auflagefläche 18 zur mittelbaren Auflage einer Rückhaltescheibe 37 und zur unmittelbaren Auflage von Gleitschuhen 39 auf. Die Rückhaltescheibe 37 ist mit einer Vielzahl von Gleitschuhen 39 versehen und jeder Gleitschuh 39 ist dabei mit jeweils einem Kolben 7 verbunden. Hierzu weist der Gleitschuh 39 eine Lagerkugel 40 (Fig. 1 ) auf, welcher in einer Lagerpfanne 59 an dem Kolben 7 befestigt ist, sodass eine Kolbenverbindungsstelle 22 zwischen der Lagerkugel 40 und der Lagerpfanne 59 an dem Kolben 7 ausgebildet ist. Die teilweise sphärisch ausgebildete

Lagerkugel 40 und Lagerpfanne 59 sind beide komplementär bzw. sphärisch ausgebildet, sodass dadurch bei einer entsprechenden Bewegungsmöglichkeit zueinander zwischen der Lagerkugel 40 und der Lagerpfanne 59 an den Kolben 7 eine ständige Verbindung zwischen dem Kolben 7 und dem Gleitschuh 39 vorhanden ist. Aufgrund der Verbindung der Kolben 7 mit der rotierenden Zylindertrommel 5 und der Verbindung der Lagerpfannen 59 mit den

Gleitschuhen 39 führen die Gleitschuhe 39 eine Rotationsbewegung um die

Rotationsachse 8 mit aus und aufgrund der festen Verbindung bzw. Anordnung der Gleitschuhe 39 an der Rückhaltescheibe 37 führt auch die Rückhaltescheibe 37 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 8 mit aus. Damit die

Gleitschuhe 39 in ständigem Kontakt zu der Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14 stehen, wird die Rückhaltescheibe 37 von einer Druckfeder 41 unter einer

Druckkraft auf die Auflagefläche 18 gedrückt.

Die Schwenkwiege 14 ist - wie bereits erwähnt - um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert und weist ferner eine Öffnung 42 (Fig. 1 ) zur

Durchführung der Antriebswelle 9 auf. Am Gehäuse 4 ist eine Wiegenlagerung

20 mit zwei teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitten 17 ausgebildet. Dabei sind an der Schwenkwiege 14 zwei teilzylindermantelförmige

Gegenlagerabschnitte 23 ausgebildet. Die beiden Gegenlagerabschnitte 23 der Schwenkwiege 14 liegen auf den Lagerabschnitten 17 der Wiegenlagerung 20 auf. Die Schwenkwiege 14 ist damit mittels einer Gleitlagerung an der

Wiegenlagerung 20 bzw. dem Gehäuse 4 um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert. In der Darstellung in Fig. 1 weist die Auflagefläche 18 gemäß der Schnittbildung in Fig. 1 einen Schwenkwinkel α von ungefähr +20° auf. Der Schwenkwinkel α ist zwischen einer fiktiven Ebene senkrecht zu der Rotationsachse 8 und einer von der ebenen Auflagefläche 18 der

Schwenkwiege 14 aufgespannten Ebene vorhanden gemäß der Schnittbildung in

Fig. 1. Die Schwenkwiege 14 kann dabei zwischen zwei Schwenkgrenzwinkel α zwischen +20° und -20° mittels zweier Schwenkeinrichtungen 24 verschwenkt werden. Die erste und zweite Schwenkeinrichtung 25, 26 als Schwenkeinrichtungen 24 weist eine Verbindungsstelle 32 zwischen der Schwenkeinrichtung 24 und der Schwenkwiege 14 auf. Die beiden Schwenkeinrichtungen 24 weisen jeweils einen Verstellkolben 29 auf, welcher in einem Verstellzylinder 30 beweglich gelagert ist. Der Verstellkolben 29 bzw. eine Achse des Verstellzylinders 30 ist dabei im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ausgerichtet. An einem in Fig. 1 links dargestellten Endbereich des

Verstellkolbens 29 weist dieser eine Lagerpfanne 31 auf, in welcher eine

Lagerkugel 19 gelagert ist. Dabei ist die Lagerkugel 19 an einem Schwenkarm 16 (Fig. 1 bis 2) der Schwenkwiege 14 vorhanden. Die erste und zweite

Schwenkeinrichtung 25, 26 ist somit mit jeweils einer Lagerkugel 19 an jeweils einem Schwenkarm 16 mit der Schwenkwiege 14 verbunden. Durch Öffnen eines der beiden Ventile 27, 28 als erstes Ventil 27 an der ersten Schwenkeinrichtung 25 und dem zweiten Ventil 28 an der zweiten Schenkeinrichtung 26 gemäß der Darstellung in Fig. 1 kann die Schwenkwiege 14 um die Schwenkachse 15 verschwenkt werden, da dadurch auf den Verstellkolben 29 an dem geöffneten

Ventil 27, 28 mit einer Hydraulikflüssigkeit unter Druck in dem Verstellzylinder 30 eine Kraft aufgebracht wird. Dabei führt nicht nur die Schwenkwiege 14, sondern auch die Rückhaltescheibe 37 aufgrund der Druckbeaufschlagung mit der Druckfeder 41 diese Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 mit aus.

Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe 2 ist bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle 9 der von der Schrägscheibenmaschine 1 geförderte Volumenstrom umso größer, je größer der Betrag des

Schwenkwinkels α ist und umgekehrt. Hierzu liegt an dem in Fig. 1 rechts dargestellten Ende der Zylindertrommel 5 eine Ventilscheibe 1 1 auf, mit einer nierenförmigen Hochdrucköffnung 12 und einer nierenförmigen Niederdrucköffnung 13. Die Kolbenbohrungen 6 der rotierenden Zylindertrommel 5 werden somit fluidleitend bei einer Anordnung an der Hochdrucköffnung 12 mit der Hochdrucköffnung 12 verbunden und bei einer Anordnung an der

Niederdrucköffnung 13 mit der Niederdrucköffnung 13 fluidleitend verbunden. Bei einem Schwenkwinkel α von 0° und bei einem Betrieb der

Schrägscheibenmaschine 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.

Die Rückhaltescheibe 37 ist ringförmig als ebene Scheibe ausgebildet und weist somit eine Öffnung 38 zur Durchführung der Antriebswelle 9 auf. Die

Rückhaltescheibe 37 weist acht Bohrungen auf innerhalb deren die Gleitschuhe 39 angeordnet sind, so dass die Gleitschuhe 39 in radialer Richtung, d. h.

senkrecht zu einer Längsachse der Bohrungen, bezüglich der Rückhaltscheibe

37 beweglich sind. Die Rückhaltescheibe 37 und die Gleitschuhe 39 sind mehrteilig ausgebildet. Die Anzahl der Bohrungen entspricht der Anzahl der Gleitschuhe 39 und Kolben 7 und in jeder Bohrung ist jeweils ein Gleitschuh 39 befestigt. Die Rückhaltescheibe 37 liegt nicht unmittelbar auf der Auflagefläche 18 auf.

Die Schwenkwiege 14 ist wie bereits beschreiben mit zwei verschwenkbaren Gegenlagerabschnitten 23 an zwei feststehenden Lagerabschnitten 17 mit einer Gleitlagerung gelagert. Die zwei teilzylindermantelförmigen Lagerabschnitte 17 sind von je einer Lagerschale 36 gebildet (Fig. 3). Die Lagerschale 36 besteht aus PEEK und liegt auf je einem Gegenlagerabschnitt 23 aus Stahl auf, weil die Schwenkwiege 14 ebenfalls aus Stahl hergestellt ist und die beiden

Gegenlagerabschnitte 23 spanabhebend an der einteiligen Schwenkwiege 14 mit den Gegenlagerabschnitten 23 hergestellt sind. Die unterschiedlichen Materialien für die Lagerabschnitte 17 und die Gegenlagerabschnitte 23 sind für die

Gleitlagerung erforderlich. Die beiden Lagerschalen 36 sind an einem Lagerbock

61 aus Stahl befestigt und der Lagerbock 61 ist an dem Flansch 21 fixiert. In dem Längsschnitt in Fig. 1 sind die beiden Lagerschalen 36 als auch die

Gegenlagerabschnitte 23 nicht geschnitten, weil diese oberhalb und unterhalb der Zeichenebene von Fig. 1 an der Schrägscheibenmaschine 1 ausgebildet sind. Dies ist erforderlich, weil in der Zeichenebene von Fig. 1 die Antriebswelle 9 und die Öffnung 42 der Schwenkwiege 14 vorhanden ist. Eine

teilzylindermantelförmige Kontaktoberfläche 34 der beiden Lagerabschnitte 17 bzw. der Lagerschale 36 liegt somit auf einer teilzylindermantelförmigen

Gegenkontaktoberfläche 35 der Gegenlagerabschnitte 23 auf. Ein fiktiver Zylinder (nicht dargestellt), der mit seiner Zylindermantelfläche auf den

Kontaktoberflächen 34 und den Gegenkontaktoberflächen aufliegt, weist eine zentrische Längsachse auf, welche der Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14 entspricht. Die Kontaktoberfläche 34 und die Gegenkontaktoberfläche 35 weist einen radialen Abstand 69 zu der Schwenkachse 15 auf und der radiale Abstand 69 entspricht dem Radius des fiktiven Zylinders. Die Lagerschale 36 weist eine radiale Dicke 62 von 2 mm auf und in den Lagerschalen 36 sind eine Vielzahl von im Querschnitt kreisförmigen Vertiefungen 33 ausgebildet mit einer

Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse 15 von 1 mm. An den Vertiefungen 33 besteht somit kein Kontakt zwischen der Lagerschale 36 und dem

Gegenlagerabschnitt 23, weil die Vertiefungen 33 in radialer Richtung nach außen beginnend mit der Kontaktoberfläche 34 ausgebildet sind. Die

Vertiefungen 33 sind geometrisch an der äußeren Oberfläche der Lagerschale 36 dahingehend angeordnet, dass diese in mehreren im Wesentlichen parallelen Reihen 68 angeordnet sind. In einer Richtung parallel zu den Reihen 68 sind zwischen den Reihen in mehreren Zwischenreihenbereichen 43 an der

Kontaktoberfläche keine Vertiefungen 33 vorhanden, d. h. ausschließlich die Kontaktoberfläche 34 vorhanden. Die Vertiefungen 33 dienen als

Aufnahmetaschen für Schmutz und Kleinstpartikel, so dass der hoch belastete Kontakt zwischen der Kontaktoberfläche 34 und der Gegenkontaktoberfläche 35 weniger Abrasion aufgrund Schmutz und Kleinstpartikel ausgesetzt ist, weil zwischen der Kontaktoberfläche 34 und der Gegenkontaktoberfläche 35 weniger Schmutz und Kleinstpartikel vorhanden sind. Die Vertiefungen 33 dienen außerdem auch als Aufnahmeraum und Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Innenraumes 44, welches als Schmiermittel für die Gleitlagerung fungiert, so dass zwischen der Kontaktoberfläche 34 und der

Gegenkontaktoberfläche 35 mehr Hydraulikflüssigkeit als Schmiermittel angeordnet ist und damit die Reibung reduziert und die Lebensdauer der Gleitlagerung der Wiegenlagerung 20 erhöht ist. Die Lagerschale 36 weist in Teilbereichen in Richtung der Reihen 68 eine kleinere Nachgiebigkeit bzw. Härte auf als in Teilbereichen zwischen den Reihen 68 bzw. in den

Zwischenreihenbereichen 43, weil durch die Vertiefungen 33 die Lagerschale 36 in Teilbereichen in Richtung der Reihen 68 weniger Kontaktoberfläche 34 aufweist bzw. geschwächt ist. Die Verteilung der Flächenpressung zwischen der Kontaktoberfläche 34 und der Gegenkontaktoberfläche 35 ist damit besser verteilt, so dass Fertigungstoleranzen besser ausgeglichen werden können.

Die Kontaktoberfläche 34 der Lagerschale 36 in den Teilbereichen in Richtung der Reihen 68 ist an den Vertiefungen 33 unterbrochen und eine

Bewegungsrichtung 67 des Gegenlagerabschnittes 23 auf dem Lagerabschnitt 17 ist in einem spitzen Winkel zu der Richtung der Reihen 68 ausgerichtet. In den Teilbereichen in Richtung der Reihen 68 ist somit eine bessere Förderung von Hydraulikflüssigkeit aufgrund der Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 möglich, weil an den Vertiefungen 33 die Hydraulikflüssigkeit mit einem geringeren Strömungswiderstand strömen kann als zwischen der

Kontaktoberfläche 34 und der Gegenkontaktoberfläche 35. Dadurch wird die Schmierung der Gleitlagerung zusätzlich verbessert.

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 Schragscheibenmaschine 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 Vertiefungen 33 reduzieren die Abrasion und erhöhen die Schmierung mit Hydraulikflüssigkeit der Wiegenlagerung 2, so dass dadurch auf eine hydrostatische Entlastung der als Gleitlagerung ausgebildeten Wiegenlagerung 20 verzichtet werden kann bei einer langen Lebensdauer der Wiegenlagerung 20. Die Schrägscheibenmaschine 1 weist damit einen hohen Wirkungsgrad auf.

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 mit der Zylindertrommel (5) zumindest drehfest verbundene Antriebswelle (9), welche um die Rotationsachse (8) drehbar bzw. rotierend gelagert ist,

- eine um eine Schwenkachse (15) verschwenkbar gelagerte

Schwenkwiege (14) mit einer Auflagefläche (18) zur Lagerung der Kolben (7) auf der Auflagefläche (18) und mit wenigstens einem Gegenlagerabschnitt (23) zur Lagerung der Schwenkwiege (14),

- eine Wiegenlagerung (20) für die Schwenkwiege (14) mit wenigstens einem Lagerabschnitt (17) und an dem mit wenigstens einem

Lagerabschnitt (17) der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt (23) der Schwenkwiege (14) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen Lagerabschnitt (17) und/oder an dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt (23) Vertiefungen (33) ausgebildet sind.

2. Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Vertiefungen (33) kein Kontakt zwischen dem wenigstens einen Lagerabschnitt (17) und dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt (23) besteht und/oder

außerhalb der Vertiefungen (33) der wenigstens eine Lagerabschnitt (17) mit je einer Kontaktoberfläche (34) in Kontakt mit je einer

Gegenkontaktoberfläche (35) des wenigstens einen

Gegenlagerabschnittes (23) steht.

Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktoberfläche (34) des wenigstens einen Lagerabschnittes (17) und die Gegenkontaktoberfläche (35) des wenigstens einen

Gegenlagerabschnittes (23) teiizylindermantelformig ausgebildet sind und ein fiktiver Zylindermantel eines fiktiven Zylinders an der wenigstens einen Kontaktoberfläche (34) und an der wenigstens einen

Gegenkontaktoberfläche (35) aufliegt und der fiktive Zylinder eine zentrische Längsachse aufweist und die zentrische Längsachse des fiktiven Zylinders identisch ist zu der Schwenkachse (15) der

Schwenkwiege (14).

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (33) im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse

(15) der Schwenkwiege (14) ausgerichtet sind

und/oder

die Vertiefungen (33) im Querschnitt im Wesentlichen kreis- oder ellipsenförmig ausgebildet sind

und/oder

die Schrägscheibenmaschine (1 ) wenigstens 20, 30 oder 50 Vertiefungen (33) aufweist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lagerabschnitt (17) oder der wenigstens eine Gegenlagerabschnitt (23) von je einer Lagerschale (36) aus Kunststoff, PEEK, Polyamid, PPS oder Messing gebildet ist.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen teiizylindermantelformigen Lagerabschnitt (17) und/oder an dem wenigstens einen teiizylindermantelformigen

Gegenlagerabschnitt (23) die Vertiefungen (33) im Wesentlichen in mehreren Reihen (68) hintereinander angeordnet sind.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

Gegenlagerabschnitt (23) zwischen den Vertiefungen (33) in einer Richtung parallel zu der Richtung der in Reihen (68) angeordneten Vertiefungen (33) keine Vertiefungen (33) ausgebildet sind.

Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (33) eine Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Schwenkwiege (14) zwischen 0,2 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 0,7 mm und 2 mm, aufweisen.

9. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Vertiefungen (33) zwischen 0,1 % und 10 %, vorzugsweise zwischen 0,5 % und 5 %, insbesondere zwischen 1 und 3 %, des radialen Abstandes (69) der Kontaktoberfläche (34) des wenigstens einen Lagerabschnittes (17) und der Gegenkontaktoberfläche (35) des wenigstens einen

Gegenlagerabschnittes (23) zu der Schwenkachse (15) der

Schwenkwiege (14) beträgt

und/oder

eine Gleitlagerung zwischen dem wenigstens einen Lagerabschnitt (17) und dem wenigstens einen Gegenlagerabschnitt (23) keine

hydrostatische Entlastung aufweist.

10. Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung senkrecht zu der Schwenkachse (15) der Vertiefungen zwischen 100% und 10 %, vorzugsweise zwischen 80% und 20 %, insbesondere zwischen 60% und 30%, der radialen Dicke (62) der Lagerschale (36) beträgt.

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.