DE-102024210560-A1 - Verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise und Antriebsvorrichtung damit

Abstract

Die offenbarte verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise hat ein Gehäuse (18), in welchem eine Triebwelle (10) bezüglich einer Drehachse (26) drehbar gelagert ist, wobei die Triebwelle (10) bezüglich der Drehachse (26) drehfest mit einer Zylindertrommel (8) verbunden ist. In der Zylindertrommel (8) sind mehrere Arbeitskolben (6) linearbeweglich aufgenommen, wobei eine bezüglich einer oder um eine Schwenkachse schwenkbare Schwenkwiege (20) vorgesehen ist, an welcher die Arbeitskolben (6) in Richtung der Drehachse (26) abstützbar sind. Es ist wenigstens ein linearbeweglicher Stellkolben (22) vorgesehen, welcher mit der Schwenkwiege (20) bewegungsgekoppelt ist. Außen an dem Gehäuse (18) ist ein Befestigungsflansch (32) angeordnet, welcher die Drehachse (26) umgibt, und welcher in Richtung der Drehachse (26) im Bereich der Zylindertrommel (8) angeordnet ist. Weiterhin ragt die Triebwelle (10) zumindest auf einer von der Schwenkwiege (20) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (32) und an der von der Schwenkwiege (20) abgewandten Seite der Zylindertrommel (8) aus dem Gehäuse (18) heraus.

Inventors

• Rene Scheerer
• Friedemann Nordt
• Julian Hefner

Assignees

• Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241104

Claims (12)

1. Verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit einem Gehäuse (18), in welchem eine Triebwelle (10) bezüglich einer Drehachse (26) drehbar gelagert ist, wobei die Triebwelle (10) bezüglich der Drehachse (26) drehfest mit einer Zylindertrommel (8) verbunden ist, in der mehrere Arbeitskolben (6) linearbeweglich aufgenommen sind, wobei eine bezüglich einer Schwenkachse schwenkbare Schwenkwiege (20) vorgesehen ist, an welcher die Arbeitskolben (6) in Richtung der Drehachse (26) abstützbar sind, wobei wenigstens ein linearbeweglicher Stellkolben (22) vorgesehen ist, welcher mit der Schwenkwiege (20) bewegungsgekoppelt ist, wobei außen an dem Gehäuse (18) ein Befestigungsflansch (32) angeordnet ist, welcher die Drehachse (26) umgibt, wobei der Befestigungsflansch (32) in Richtung der Drehachse (26) im Bereich der Zylindertrommel (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Triebwelle (10) auf einer von der Schwenkwiege (20) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (32) aus dem Gehäuse (18) herausragt.
2. Verstellbare Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 , wobei die Triebwelle (10) auf der von der Schwenkwiege (20) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (32) und an einer von der Schwenkwiege (20) abgewandten Seite der Zylindertrommel (8) aus dem Gehäuse (18) herausragt und dort den Triebwellenzapfen hat, der eine Kupplungsvorrichtung (21) zur Drehmomentübertragung aufweist.
3. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2 , wobei das Gehäuse (18) zwischen dem Befestigungsflansch (32) und einer erste Stirnseite (30) des Gehäuses (18), an der der Triebwellenzapfen aus den Gehäuse (18) ragt, einen ersten Außenmantel hat, der ein Einschubbereich (28) ist, und wobei das Gehäuse (18) an einer vom Einschubbereich (28) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (32) einen zweiten Außenmantel (24) hat, und wobei der Einschubbereich (28) in Richtung normal zur oder entlang der Drehachse betrachtet eine geringere Querschnittsfläche als der zweite Außenmantel (24) hat.
4. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3 , wobei der Einschubbereich (28) vom Befestigungsflansch (32) bis zur ersten Stirnseite (30) betrachtet verjüngend oder verjüngt ist.
5. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitskolben (6) derart geneigt zur Drehachse (26) angeordnet sind, dass ihr Abstand zur Drehachse (26) in Richtung zur Schwenkwiege (20) hin zunimmt.
6. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass der mindestens eine Stellkolben (22) in Richtung der Drehachse (26) an der von der Zylindertrommel (8) abgewandten Seite der Schwenkwiege (20) angeordnet ist und dort mit der Schwenkwiege (20) bewegungsgekoppelt ist.
7. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet , dass zwei Stellkolben (22) vorgesehen sind, die beide auf die Schwenkwiege (20) wirken, und die auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse (26) angeordnet sind und die einander entgegenwirken.
8. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet , dass eine Koppelstelle der Stellkolbens (22) oder die beiden Koppelstellen der beiden Stellkolben (22) einen Abstand zur Drehachse (26) haben, der maximal um 20% größer ist als der Radius eines Umlaufkreises von Kolbenfüßen und/oder von Kolbenschuhen (2) der Arbeitskolben (6).
9. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Schwenkwiege (20) durchschwenkbar ist, und dass ein Hochdruckanschluss (HD) und ein Niederdruckanschluss (ND) vorgesehen sind, wobei der Niederdruckanschluss (ND) einen größeren Querschnitt hat als der Hochdruckanschluss (HD).
10. Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4 und nach Anspruch 9 , wobei der Hochdruckanschluss (HD) und der Niederdruckanschluss (ND) am zweiten Außenmantel (24) benachbart zum Befestigungsflansch (32) angeordnet sind, oder wobei der Hochdruckanschluss (HD) am zweiten Außenmantel (24) benachbart zum Befestigungsflansch (32) angeordnet ist, während der Niederdruckanschluss (ND) am ersten Außenmantel (28) angeordnet ist.
11. Axialkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Drehzahlsensor, der eine Außenverzahnung oder Nuten am Außenumfang der Zylindertrommel (8) oder der Triebwelle (10) oder einen an die Triebwelle (10) angeflanschten Drehgeber aufweist.
12. Antriebsvorrichtung mit einem Getriebe (29) und mit einer Axialkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4 , wobei der Einschubbereich (28) zumindest abschnittsweise in einen Hauptkörper oder Gehäuse des Getriebes (29) eingeschoben oder eingesetzt ist, wobei der Befestigungsflansch (32) an dem Hauptkörper oder Gehäuse befestigt ist.

Description

Technisches Gebiet Die vorliegende Offenbarung betrifft eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, die als Einschubmaschine genutzt werden kann. Die vorliegende Offenbarung betrifft weiterhin eine Antriebsvorrichtung mit einem Getriebe, in das eine in ihrem Hubvolumen verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise zumindest abschnittsweise eingeschoben, eingesetzt oder integriert wird. Bei der integrierten Variante wird auf ein zusätzliches Pumpengehäuse verzichtet, die maschinenfeste Struktur des Getriebes wird als Pumpengehäuse mitgenutzt, es werden also Triebwerk, Stellsystem, Schwenkwiege und restliche Bauteile direkt in das Getriebe integriert. Aus den Stand der Technik sind verstellbare Axialkolbenmotoren in Schrägscheibenbauweise bekannt, bei denen nicht nur ein aus dem Gehäuse herausragender Triebwellenzapfen, sondern auch das Gehäuse abschnittsweise in einen Hohlraum eingeschoben bzw. eingesetzt bzw. eingebaut werden. Der eingeschobene Gehäusebereich wird Einschubbereich genannt. Dieser Einschubbereich kann z.B. in einen Innenraum eines Planetengetriebes eingesetzt werden, das das Gehäuse der Axialkolbenmaschine, genauer gesagt dessen Einschubbereich umgibt. In dieser eingeschobenen Position muss die Axialkolbenmaschine am Getriebe befestigt werden. Dies geschieht über einen Befestigungsflansch, der am Außenumfang des Gehäuses der Axialkolbenmaschine befestigt oder gebildet ist. Damit erstreckt sich der Einschubbereich am Außenumfang des Gehäuses von der ersten Stirnseite des Gehäuses, aus der der Triebwellenzapfen herausragt, bis zum Befestigungsflansch. Bei den üblichen verstellbaren Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise ragt der primäre Triebwellenzapfen, der im Falle des Axialkolbenmotors das Drehmoment nach außen abgibt, aus dem Bereich des Gehäuses heraus, in dessen Innern die Schwenkwiege angeordnet ist. Die RDE91703-03-P_2022-05-24_A10VM_EZ.pdf und die US 3,810,715 und die DE 10 2020 203 445 A1 und die DE 10 2019 212 074 A1zeigen derartige Axialkolbenmaschinen. Nachteilig an derartigen verstellbaren Axialkolbenmaschinen ist, dass sie als Einschubmaschinen nur bedingt oder gar nicht geeignet sind, da der Querschnitt des potenziellen Einschubbereiches im Verhältnis zu dem Querschnitt des restlichen (aus dem Hohlraum herausschauenden bzw. herausragenden) Gehäuseteils zu groß ist. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine verstellbare Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise zu schaffen, die triebwellenzapfenseitig einen Außenmantel des Gehäuses (insbesondere ein Einschubbereich) hat, dessen Durchmesser und/oder Querschnittsfläche im Verhältnis zum restlichen (zweiten) Außenmantel verringert werden kann. Die Aufgabe wird gelöst hinsichtlich der Axialkolbenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Die beanspruchte verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise hat ein Gehäuse, in welchem eine Triebwelle bezüglich einer Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Triebwelle bezüglich der Drehachse drehfest mit einer Zylindertrommel verbunden ist. In der Zylindertrommel sind mehrere Arbeitskolben linearbeweglich aufgenommen, wobei eine bezüglich einer oder um eine Schwenkachse schwenkbare Schwenkwiege vorgesehen ist, an welcher die Arbeitskolben in Richtung der Drehachse abstützbar sind. Es ist wenigstens ein linearbeweglicher Stellkolben vorgesehen, welcher mit der Schwenkwiege bewegungsgekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist außen an dem Gehäuse ein Befestigungsflansch angeordnet oder gebildet, welcher die Drehachse umgibt, und welcher in Richtung entlang der Drehachse betrachtet im Bereich der Zylindertrommel angeordnet ist, also mittelbar am Außenumfang der Zylindertrommel angeordnet ist. Weiterhin erfindungsgemäß ragt die Triebwelle auf einer von der Schwenkwiege abgewandten Seite des Befestigungsflansches und an der von der Schwenkwiege abgewandten Seite der Zylindertrommel aus dem Gehäuse heraus und bildet dort einen Triebwellenzapfen, der vorzugsweise eine Kopplungsvorrichtung zur Drehmomentübertragung aufweist. In anderen Worten: Die Triebwelle ragt mindestens in Form eines primären Triebwellenzapfens an einer ersten Stirnseite des Gehäuses aus diesem heraus, wobei die erste Stirnseite die von der Schwenkwiege abgewandte Stirnseite des Gehäuses ist. In nochmal anderen Worten: Der primäre Triebwellenzapfen ist mit Bezug zur Zylindertrommel nicht schwenkwiegenseitig, sondern verteilerplattenseitig angeordnet. Diese Axialkolbenmaschine kann auch als inverse Axialkolbeneinheit bezeichnet werden. Damit kann triebwellenzapfenseitig ein Außenmantel des Gehäuses (insbesondere Einschubbereich) geschaffen werden, dessen Durchmesser und/oder Querschnittsfläche im Verhältnis zum restlichen zweiten Außenmantel verringert werden kann. Alternativ kann auf den in das Getriebe ragenden Gehäuseteil verzichtet werden. In diesem Falle fungie