DE102014206911A1

DE102014206911A1 - Schrägscheibenmaschine

Info

Publication number: DE102014206911A1
Application number: DE102014206911.4A
Authority: DE
Inventors: Rene Scheerer; Manuel Sell; Hendrik Friedrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-15

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), die Kolbenbohrungen (6) an einem einer Ventilscheibe (11) zugewandten axialen Ende in Kolbenbohrungsöffnungen (67) münden, eine mit der Zylindertrommel (5) 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), eine Ventilscheibe (11) mit einer Niederdrucköffnung (13) zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen (6) und mit einer Hochdrucköffnung (12) zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen (6), wobei der Entlastungsgrad zwischen 92% und 105%, vorzugsweise zwischen 94% und 100%, insbesondere zwischen 95% und 98%, liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zum Betreiben einer Schrägscheibenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9 und einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 13.
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 drehfest mit einer Antriebswelle verbunden und auf einen ersten Teil der rotierenden Kolbenbohrungen wirkt temporär eine Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck und auf einen zweiten Teil der rotierenden Kolbenbohrungen wirkt temporär eine Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck. Eine Schwenkwiege ist um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert und auf der Schwenkwiege liegt eine Rückhaltescheibe mit Gleitschuhen auf. An den Gleitschuhen sind die Kolben befestigt. Die Rückhaltescheibe mit den Gleitschuhen führt zusammen mit der Zylindertrommel eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse aus und eine ebene Auflagefläche der Schwenkwiege ist dabei in einem spitzen Winkel, zum Beispiel zwischen 0° und +20° und zwischen 0° und –20° als Schwenkwinkel, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel ausgerichtet. Die Gleitschuhe sind mit einer Gleitlagerung, welche im Allgemeinen hydrostatisch entlastet ist, auf der Auflagefläche der Schwenkwiege gelagert und die Gleitschuhe sind mit der Rückhaltescheibe verbunden.
Die Zylindertrommel liegt an einem axialen Ende, welches einer Ventilscheibe zugewandt ist, mit einer Zylinderentlastungsfläche auf der Ventilscheibe auf. Die Ventilscheibe weist eine nierenförmige Niederdrucköffnung und eine nierenförmige Hochdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen auf. Die zylinderförmigen Kolbenbohrungen münden an den axialen Enden der Kolbenbohrungen in nierenförmige Kolbenbohrungsöffnungen, so dass bei einer Überlappung einer Kolbenbohrungsöffnung mit der Niederdrucköffnung oder der Hochdrucköffnung die betreffende Kolbenbohrung in fluidleitender Verbindung zu der Hochdrucköffnung oder zu der Niederdrucköffnung steht. Dabei ist ein ständiger Kontakt zwischen der Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe erforderlich, damit die Hoch- und Niederdrucköffnung leckagedicht bezüglich eines Innenraumes der Schrägscheibenmaschine abgedichtet ist. Auf die Kolben wirkt an einer Kolbenbodenfläche der Kolben der hydrostatische Druck der Hydraulikflüssigkeit und dieser hydrostatische Druck bewirkt axiale auf die Kolben wirkende Druckkräfte mit denen die Gleitschuhe auf die Auflagefläche der Schwenkwiege gedrückt sind. Bei einer Ausrichtung der Schwenkwiege in einem spitzen Winkel verursacht dies auf die Kolben wirkende Querkräfte. Auf die Kolben wirken Querkräfte, insbesondere aufgrund einer verschwenkten Schwenkwiege mit einem spitzen Schwenkwinkel, so dass die Auflagefläche, auf welcher die Kolben mittelbar mit den Gleitschuhen gelagert sind, ebenfalls in einem spitzen Winkel zu einer Längsachse bzw. Kolbenachse der Kolbenbohrungen ausgerichtet ist. Die Querkräfte der Kolben, deren Kolbenbohrungen in fluidleitender Verbindung zu der Hochdrucköffnung stehen sind dabei wesentlich größer als die Querkräfte der Kolben, deren Kolbenbohrungen in fluidleitender Verbindung zu der Niederdrucköffnung stehen, weil der Druck der Hydraulikflüssigkeit an der Hochdrucköffnung wesentlich größer ist als an der Niederdrucköffnung. Die Querkräfte verursachen Reibkräfte der oszillierenden Kolben innerhalb der Kolbenbohrungen, so dass auch auf die Zylindertrommel Reibkräfte wirken. Als Folge hiervon sind die Reibkräfte der Kolben, deren Kolbenbohrungen in fluidleitender Verbindung mit der Hochdrucköffnung stehen, wesentlich größer als die Querkräfte der Kolben, deren Kolbenbohrungen in fluidleitender Verbindung zu der Niederdrucköffnung stehen, so dass die Reibkräfte der Kolben an den Niederdrucköffnungen vernachlässigt werden können.
Bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenpumpe erhöhen die Reibkräfte der Kolben an der Hochdrucköffnung, welche auf die Zylindertrommel wirken, die Druckkräfte zwischen der Zylinderentlastungsfläche der Zylindertrommel und der Ventilscheibe, weil sich die Kolben an der Hochdrucköffnung in Richtung zu der Ventilscheibe bewegen. Umgekehrt ist dies bei dem Betrieb der Schrägscheibenmaschine als Axialkolbenmotor, weil sich bei dieser Betriebsweise die Kolben an der Hochdrucköffnung bzw. die Kolben, deren Kolbenbohrungen in fluidleitender Verbindung zu der Hochdrucköffnung stehen, von der Ventilscheibe weg bewegen. Die Zylinderentlastungsfläche wird dimensioniert, so dass einerseits eine ausreichende Abdichtung zwischen der Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe vorhanden ist zur Abdichtung der Hoch- und Niederdrucköffnung und andererseits eine möglichst kleine Reibung zwischen der rotierenden Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe auftritt.
Die Kolbenbohrungen münden an den axialen Enden an der Ventilscheibe in Kolbenbohrungsöffnungen und die Querschnittsflächen der Kolbenbohrungen senkrecht zu einer Längsachse der Kolbenbohrungen ist größer als die Querschnittsflächen der Kolbenbohrungsöffnungen an axialen Enden ebenfalls senkrecht zu der Längsachse bzw. Kolbenlängsachsen der Kolbenbohrungen, so dass eine Verjüngungsfläche vorhanden ist. Auf die Verjüngungsfläche wirkt der hydrostatische Druck der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Kolbenbohrungen. Eine Differenzquerschnittsfläche ist die Differenz an einer Kolbenbohrung zwischen der Querschnittsfläche der Kolbenbohrung und der Kolbenbohrungsöffnung. Die Differenzquerschnittsfläche multipliziert mit dem Druck der Hydraulikflüssigkeit in einer Kolbenbohrung ergibt die Kraft als Druckkraft mit welcher die Zylindertrommel von der an der Verjüngungsfläche wirkenden hydrostatischen Druckkraft auf die Ventilscheibe gedrückt ist. Die Zylindertrommel ist somit von den Kolbenbohrungen bzw. Verjüngungsflächen an der Hochdrucköffnung asymmetrisch mit einer größeren Druckkraft auf die Ventilscheibe gedrückt als an der Niederdrucköffnung.
Die Zylinderentlastungsfläche der Zylindertrommel wird außerdem von einer Trommeldruckfeder auf die Ventilscheibe gedrückt. Die Dimensionierung der Zylinderentlastungsfläche und der Trommeldruckfeder erfolgt entweder für die Betriebsweise der Axialkolbenpumpe oder des Axialkolbenmotors. Ein empirischer Entlastungsgrad ist definiert als die Zylinderentlastungsfläche abzüglich der Hälfte einer radialen äußeren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche und abzüglich der Hälfte einer radialen inneren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche dividiert durch die Summe sämtlicher Differenzquerschnittsflächen. Eine radiale äußere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche ist definiert als derjenige Teil der Zylinderentlastungsfläche, welche einen größeren radialen Abstand zu der Rotationsachse der Zylindertrommel aufweist als der maximalste radiale Abstand sämtlicher radialen Abstände der Kolbenbohrungsöffnungen an axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen, welche der Ventilscheibe zugewandt sind, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel und eine radiale innere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche ist definiert als derjenige Teil der Zylinderentlastungsfläche, welche einen kleineren radialen Abstand zu der Rotationsachse der Zylindertrommel aufweist als der minimalste radiale Abstand sämtlicher radialen Abstände der Kolbenbohrungsöffnungen an axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen, welche der Ventilscheibe zugewandt sind, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel. Für Schrägscheibenmaschinen für einen Betriebsmodus als Axialkolbenpumpe wird der Entlastungsgrad auf 100% oder geringfügig mehr als 100%, z. B. 102%, dimensioniert, weil an der Zylinderentlastungsfläche größere Druckkräfte auftreten. Bei Schrägscheibenmaschinen für den Betriebsmodus als Axialkolbenmotor wird der Entlastungsgrad auf unter 100% dimensioniert, z. B. 96%. Die auf die Zylindertrommel wirkenden Reibkräfte der Kolben an der Hochdrucköffnung im Betriebsmodus des Axialkolbenmotors verringern die Druckkräfte zwischen der Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe, so dass bei der Schrägscheibenmaschine in dem Betriebsmodus des Axialkolbenmotors bereits bei einer niedrigen Drehzahl der Zylindertrommel ein Abheben der Zylinderentlastungsfläche von der Ventilscheibe auftreten kann und damit die Funktionsfähigkeit der Schrägscheibenmaschine nicht mehr gewährleistet ist.
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.
Aus der DE 10 2010 006 895 A1 ist eine Axialkolbenmaschine mit einer drehbar gelagerten Zylindertrommel bekannt. In der Zylindertrommel sind eine Vielzahl von durch jeweils einen Kolben abschnittsweise begrenzte Zylinderräume ausgebildet, die während der Rotation der Zylindertrommel über einen an einer Stirnseite der Zylindertrommel anliegenden Steuerspiegel mit Hochdruck oder Niederdruck verbindbar sind und mit einem Entlastungsdruck beaufschlagten Entlastungsfeld zur Verringerung der Flächenpressung zwischen Zylindertrommel und Steuerspiegel. Mit einer Steuereinrichtung ist das Entlastungsfeld in Abhängigkeit vom Betriebsmoduls Pumpenbetrieb oder Motorbetrieb entlastbar.
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, die Kolbenbohrungen an einem einer Ventilscheibe zugewandten axialen Ende in Kolbenbohrungsöffnungen münden und die Querschnittsfläche senkrecht zu einer Kolbenlängsachse der Kolbenbohrungen größer ist als die Querschnittsfläche senkrecht zu der Kolbenlängsachse der Kolbenbohrungsöffnungen an dem einer Ventilscheibe zugewandten axialen Ende und eine Differenzquerschnittsfläche je Kolbenbohrung gebildet ist aus der Differenz zwischen der Querschnittsfläche der Kolbenbohrung und der Querschnittsfläche, der Kolbenbohrungsöffnung an dem einer Ventilscheibe zugewandten axialen Ende, eine mit der Zylindertrommel 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, eine Ventilscheibe mit einer Niederdrucköffnung zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen und mit einer Hochdrucköffnung zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen, wobei die Zylindertrommel an einer Zylinderentlastungsfläche auf der Ventilscheibe aufliegt und eine radiale äußere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche definiert ist als derjenige Teil der Zylinderentlastungsfläche, welche einen größeren radialen Abstand zu der Rotationsachse der Zylindertrommel aufweist als der maximalste radiale Abstand sämtlicher radialen Abstände sämtlicher Kolbenbohrungsöffnungen an axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen, welche der Ventilscheibe zugewandt sind, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel und eine radiale innere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche definiert ist als derjenige Teil der Zylinderentlastungsfläche, welche einen kleineren radialen Abstand zu der Rotationsachse der Zylindertrommel aufweist als der minimalste radiale Abstand sämtlicher radialen Abstände sämtlicher Kolbenbohrungsöffnungen an axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen, welche der Ventilscheibe zugewandt sind, zu der Rotationsachse der Zylindertrommel, wobei ein Entlastungsgrad definiert ist als die Zylinderentlastungsfläche abzüglich der Hälfte der radialen äußeren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche und abzüglich der Hälfte der radialen inneren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche dividiert durch die Summe sämtlicher Differenzquerschnittsflächen, wobei der Entlastungsgrad zwischen 92% und 105%, vorzugsweise zwischen 94% und 100%, insbesondere zwischen 95% und 98%, liegt.
In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens eine Trommelfeder, insbesondere Trommeldruckfeder, und mit der wenigstens einen Trommelfeder ist auf die Zylindertrommel eine Trommelkraft aufgebracht, so dass an der Zylinderentlastungsfläche die Zylindertrommel mit einer hieraus resultierenden Druckkraft auf die Ventilscheibe gedrückt ist.
In einer ergänzenden Variante ist die Zylindertrommel in axialer Richtung beweglich an der Antriebswelle gelagert.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Zylindertrommel drehfest mit der Antriebwelle verbunden.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung liegt die Trommelkraft, insbesondere als Trommeldruckkraft, zwischen 200 N und 2000 N, vorzugsweise zwischen 400 N und 1500 N, insbesondere zwischen 500 N und 1000 N. Aufgrund des Entlastungsgrades zwischen 92 % und 105 % und der Trommelkraft zwischen 200 N und 2000 N kann die Schrägscheibenmaschine auch bei einem Betrieb als Axialkolbenmotor mit einer ausreichend großen Drehzahl betrieben werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Zylindertrommel von der Ventilscheibe abhebt. Die Trommelkraft ist ausreichend groß, sodass auch trotz der Reibkräfte der Kolben die Zylindertrommel mit einer ausreichenden Druckkraft auf die Ventilscheibe gedrückt ist. Dadurch kann die Schrägscheibenmaschine sowohl als Axialkolbenpumpe als auch als Axialkolbenmotor in einem ausreichenden Drehzahlbereich betrieben werden. Aufgrund der von der wenigstens einen Trommelfeder aufgebrachten großen Trommelkraft ist die Gesamtresultierende der Druckkraft an der Zylinderentlastungsfläche näher an einer Rotationsachse der Zylindertrommel angeordnet, weil die Trommelkraft zentrisch in axialer Richtung von der wenigstens einen Trommelfeder auf die Zylindertrommel aufgebracht ist und die an den Verjüngungsflächen wirkenden hydrostatischen Druckkräfte und die von den Kolben aufgebrachten Reibkräfte sind asymmetrisch, sodass bei einer Überlagerung der asymmetrischen Reibkräfte der Kolben und der zentrisch und damit symmetrisch aufgebrachten Trommelkraft der Trommelfeder die Gesamtresultierende damit insgesamt näher an der Rotationsachse der Zylindertrommel liegt. Dadurch können hohe Differenzen der Flächenpressungen an der Zylinderentlastungsfläche in vorteilhafter Weise vermieden werden, sodass dadurch ein gleichmäßiger mechanischer Verschleiß oder ein im Wesentlichen gleichmäßiger mechanischer Verschleiß an der Zylinderentlastungsfläche und an der Ventilscheibe auftritt. Die Zylinderentlastungsfläche ist außerdem hydrostatisch entlastet von der Hydraulikflüssigkeit auf der Ventilscheibe gelagert und aufgrund der kleineren Differenzen der Flächenpressungen tritt ein im Wesentlichen konstanter Spalt für die hydrostatische Entlastung zwischen der Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe auf. Der Spalt für die hydrostatische Entastung ist jedoch derart gering, dass die Hoch- und Niederdrucköffnung leckagedicht abgedichtet ist.
In einer ergänzenden Variante liegt der Durchmesser der Zylindertrommel zwischen 30 mm und 180 mm, vorzugsweise zwischen 60 mm und 120 mm, insbesondere zwischen 80 mm und 100 mm. Insbesondere bei einer Zylindertrommel mit einem Durchmesser zwischen 30 mm und 180 mm in Kombination mit den anderen Parametern ist ein besonders vorteilhafter und optimierter Betrieb der Schrägscheibenmaschine möglich, sowohl für den Betrieb als Axialkolbenpumpe als auch als Axialkolbenmotor.
Zweckmäßig liegt der Durchmesser der Kolbenbohrung zwischen 7 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm und 30 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 20 mm. Die Dimensionierung der Schrägscheibenmaschine erfolgt insgesamt optimiert und insbesondere bei einem Durchmesser der Kolbenbohrungen zwischen 5 mm und 70 mm, vorzugsweise zwischen 15 mm und 20 mm, wirken der Parameter des Entlastungsgrades zwischen 92 % und 105 % und der Trommelkraft zwischen 200 N und 2000 N besonders vorteilhaft, sodass einerseits beim Betrieb als Axialkolbenmotor kein Abheben der Zylindertrommel von der Ventilscheibe auftritt und andererseits auch bei einem Betrieb als Axialkolbenpumpe die Druckkräfte zwischen der Zylindertrommel und der Ventilscheibe keine besonders große Größe annehmen und dadurch die Flächenpressungen zwischen der Zylindertrommel an der Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe weiterhin von dem vorhandenen Material dauerhaft aufgenommen werden können bzw. standhalten können.
In einer ergänzenden Variante liegt die Anzahl der Kolben zwischen 5 und 11, insbesondere zwischen 7 und 9 und/oder mit der Schrägscheibenmaschine ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar. Bei der Anzahl der Kolben zwischen 5 und 11 und einem Parameter des Entlastungsgrades zwischen 92 % und 105 % sowie der Trommelkraft zwischen 200 N und 2000 N tritt eine besonders vorteilhafte Kombination bezüglich der Flächenpressung an der Zylinderentlastungsfläche auf.
Die Kolbenbohrungen weisen Verjüngungsflächen auf und der hydrostatische Druck innerhalb der Kolbenbohrungen an der Verjüngungsfläche in axialer Richtung bewirkt eine resultierende Druckkraft auf die Zylindertrommel in Richtung zu der Ventilscheibe, sodass dadurch eine hieraus resultierende Druckkraft auf die Ventilscheibe zwischen der Zylinderentlastungsfläche und der Ventilscheibe wirkt.
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Schrägscheibenmaschine mit den Schritten: Durchleiten von Hydraulikflüssigkeit durch die Schrägscheibenmaschine, so dass bei einem Betrieb als Axialkolbenpumpe mechanische Energie in hydraulische Energie umgewandelt wird oder bei einem Betrieb als Axialkolbenmotor hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, auf die Gleitschuhe und die Kolben von der Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenbohrungen und in dem Innenraum eine hydrostatische Entlastungskraft und eine hydrostatische Belastungskraft aufgebracht wird und der Entlastungsgrad je eines Gleitschuhe mit je einem mit dem Gleitschuh verbundenen Kolben definiert ist als das Verhältnis der hydrostatischen Entlastungskraft zu der hydrostatischen Belastungskraft an diesem Gleitschuh mit Kolben, wobei die Schrägscheibenmaschine betrieben wird, so dass der Entlastungsgrad der Gleitschuhe mit Kolben zwischen 92% und 105%, vorzugsweise zwischen 94% und 100%, insbesondere zwischen 95% und 98%, liegt. Mit diesen Entlastungsgrad G der Gleitschuhe mit den Kolben treten an den Gleitschuhen geringe mechanische Verluste auf, weil die Gleitschuhe an der Auflagefläche der Schwenkwiege eine geringe Reibung verursachen.
In einer weiteren Ausführungsform wird auf den Gleitschuh eine hydrostatische Entlastungskraft an einer, vorzugsweise, ringförmigen Kontaktfläche und an einer, vorzugsweise kreisförmigen, Aussparungsfläche aufgebracht wird.
Zweckmäßig wird auf den Gleitschuh die hydrostatische Belastungskraft an einer, vorzugsweise ringförmigen, Außenfläche aufgrund des Außendruckes der Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum aufgebracht.
In einer zusätzlichen Variante wird auf den Kolben die hydrostatische Belastungskraft an der Kolbenbodenfläche aufgrund des Innendruckes der Hydraulikflüssigkeit in der Kolbenbohrung aufgebracht.
Erfindungsgemäßer Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Schrägscheibenmaschine zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und umgekehrt, wenigstens einen Druckspeicher, wobei die Schrägscheibenmaschine als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Schrägscheibenmaschine ausgebildet ist.
Vorzugsweise umfasst der Antriebsstrang zwei Schrägscheibenmaschinen, welche hydraulisch miteinander verbunden sind und als hydraulisches Getriebe fungieren und/oder der Antriebsstrang umfasst zwei Druckspeicher als Hochdruckspeicher und Niederdruckspeicher.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schrägscheibenmaschine eine Wiegenlagerung für die Schwenkwiege.
Zweckmäßig umfasst die Schrägscheibenmaschine wenigstens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Schwenkwiege.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt einer Schrägscheibenmaschine,
2 einen Querschnitt A-A gemäß 1 einer Ventilscheibe der Schrägscheibenmaschine sowie eine Ansicht einer Schwenkwiege,
3 eine Ansicht der Zylindertrommel senkrecht auf eine Zylinderentlastungsfläche der Schrägscheibenmaschine gemäß 1,
4 eine Projektion einer Kolbenbohrung und einer Kolbenbohrungsöffnung auf eine Ebene senkrecht zu einer Längsachse der Kolbenbohrung,
5 einen Teillängsschnitt B-B gemäß 3 der Zylindertrommel mit einem Kolben und
6 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
Ausführungsformen der Erfindung
Eine in 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 (1). Mit der Antriebswelle 9 ist eine Zylindertrommel 5 drehfest und in axialer Richtung beweglich verbunden, wobei die Antriebswelle 9 und die Zylindertrommel 5 zweiteilig ausgebildet sind. Hierzu weist die Zylindertrommel 5 eine axiale Bohrung 68 auf innerhalb der die Antriebswelle 9 in axialer Richtung beweglich ist relativ zu der Zylindertrommel 5. Eine Nabenverbindung 61 verbindet die Zylindertrommel 5 drehfest mit der Antriebswelle 9, so dass von der Zylindertrommel 5 ein Drehmoment auf die Antriebwelle 9 übertragbar ist und umgekehrt. 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 17 bzw. Kolbenachsen 17 der Kolbenbohrungen 6 sind dabei im Wesentlichen, z. B. mit einer Abweichung von 1° bis 5°, 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 1 und parallel zu der Zeichenebene von 2 ausgerichtet. Die Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 ist parallel zur und in der Zeichenebene von 1 angeordnet und senkrecht auf der Zeichenebene von 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 (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 Druckfeder 41 bringt die Druckkraft mittelbar auf die Rückhaltescheibe 37 auf, weil zwischen der Rückhaltescheibe 37 und der Druckfeder 41 ein Druckring 43 angeordnet ist. Die Auflagefläche des Druckringes 43 für die Rückhaltscheibe 37 ist teilkugelförmig ausgebildet mit einer fiktiven Kugel dessen fiktiver Mittelpunkt in der Längsachse einer Schwenkachse 15 der Schwenkwiege 14 liegt, so dass eine Schwenkbewegung der Schwenkwiege 14 keine axiale Bewegung des Druckringes 43 bedingt.
Die Schwenkwiege 14 ist – wie bereits erwähnt – um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert und weist ferner eine Öffnung 42 (1) zur Durchführung der Antriebswelle 9 auf. Am Gehäuse 4 ist eine Wiegenlagerung 20 ausgebildet. Dabei sind an der Schwenkwiege 14 zwei Lagerabschnitte ausgebildet. Die beiden Lagerabschnitte der Schwenkwiege 14 liegen auf der Wiegenlagerung 20 auf. Die Schwenkwiege 14 ist damit mittels einer Gleitlagerung an der Wiegenlagerung 20 bzw. dem Gehäuse 4 um die Schwenkachse 15 verschwenkbar gelagert. In der Darstellung in 1 weist die Auflagefläche 18 gemäß der Schnittbildung in 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 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 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 (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 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 1 rechts dargestellten axialen Ende 66 als Zylinderentlastungsfläche 35 der Zylindertrommel 5 eine Ventilscheibe 11 auf, mit einer nierenförmigen Hochdrucköffnung 12 und einer nierenförmigen Niederdrucköffnung 13. Abweichend hiervon kann die Hoch- und Niederdrucköffnung 12, 13 auch aus einer Vielzahl von Einzelöffnungen ausgebildet sein und die Einzelöffnungen sind nierenförmig angeordnet (nicht dargestellt). 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. Die im Querschnitt kreisförmigen Kolbenbohrungen 6 münden an einem der Ventilscheibe 11 zugewandten axialen Endbereich in nierenförmige Kolbenbohrungsöffnungen 67 (3 und 5). Innerhalb der Kolbenbohrungen 6 ist somit an dem axialen Endbereich eine Verjüngungsfläche 70 vorhanden, weil die Querschnittsfläche der kreisförmigen Kolbenbohrungen 6 größer ist als die Querschnittsfläche der nierenförmigen Kolbenbohrungsöffnungen 67. 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. Das axiale Ende 66 der der Zylindertrommel 5 liegt auf der Ventilscheibe 11 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 sieben 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 Zylindertrommel 5 und die Antriebswelle 9 sind – wie bereits erwähnt – zweiteilig ausgebildet und mittels der Nabenverbindung 61 miteinander verbunden, sodass die Zylindertrommel 5 mit der Antriebswelle 9 drehfest verbunden ist und zusätzlich die Zylindertrommel 5 in axialer Richtung bezüglich der Antriebswelle 9 beweglich ist. Die Druckfeder 41 liegt an dem in 1 links dargestellten axialen Ende auf dem Druckring 43 auf und an dem in 1 rechts dargestellten axialen Ende der Druckfeder 41 auf einem Befestigungsring 62. Der Befestigungsring 62 ist in einer Ringnut an der Bohrung 68 der Zylindertrommel 5 in axialer Richtung fest mit der Zylindertrommel 5 verbunden. Die Druckfeder 41 liegt somit an dem axialen rechten Ende auf dem Befestigungsring 62 auf, sodass von der Druckfeder 41 eine zentrische axiale Druckkraft auf die Zylindertrommel 5 in Richtung zu der Ventilscheibe 11 aufgebracht wird. Die Druckfeder 41 bildet somit eine Trommelfeder 36 zum Aufbringen einer Trommelkraft auf die die Zylindertrommel 5, welche eine Druckkraft zwischen der Zylindertrommel 5 an der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11 bedingt. Abweichend hiervon können die Druckfeder 41 und die Trommelfeder 36 auch als zwei separate Federn ausgebildet sein (nicht dargestellt). Die von der Trommelfeder 36 auf die Zylindertrommel 5 aufgebrachte Trommelkraft ist insbesondere erforderlich bei einer Inbetriebnahme der Schrägscheibenmaschine 1, da hier innerhalb der Kolbenbohrungen 6 die Hydraulikflüssigkeit noch keinen Druck aufweist und in diesem Betriebszustand der Inbetriebnahme die Zylindertrommel 5 lediglich von der Trommelfeder 6 auf die Ventilscheibe 11 gedrückt ist und eine Druckkraft zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 der Zylindertrommel 5 und der Ventilscheibe 11 erforderlich ist, damit die Hoch- und Niederdrucköffnung 12, 13 leckagedicht, d. h. mit einer geringen Leckage für die hydrostatische Entlastung der Zylinderentlastungsfläche 35 auf der Ventilscheibe 11, abgedichtet sind. An einem axialen Endbereich der Kolbenbohrungen 6 münden die im Querschnitt kreisförmigen Kolbenbohrungen 6 in nierenförmige Kolbenbohrungsöffnungen 67. Die Kolbenbohrungsöffnungen 67 (3 und 4) weisen eine kleinere Querschnittsfläche auf als die Kolbenbohrungen 6, sodass an der Zylindertrommel 5 in bzw. an den Kolbenbohrungen 6 Verjüngungsflächen 70 vorhanden sind. Der hydrostatische Druck der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Kolbenbohrungen 6 bewirkt an den Verjüngungsflächen 70 eine axiale Druckkraft, welche auf die Zylindertrommel 5 wirkt in Richtung zu der Ventilscheibe 11, sodass hierdurch eine zusätzliche resultierende Druckkraft zwischen der Ventilscheibe 11 und der Zylindertrommel 5 an der Zylinderentlastungsfläche 35 vorhanden ist. Im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 ist somit die Druckkraft zwischen der Zylindertrommel 5 und der Ventilscheibe 11 eine Resultierende aus der Trommelfederkraft der Trommelfeder 35 und der hydrostatischen Druckkraft auf die Verjüngungsflächen 70 der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Kolbenbohrungen 6.
Auf die Kolben 7 wirken Querkräfte, insbesondere bei einem Schwenkwinkel der Schwenkwiege 14 mit einem spitzen Winkel. Diese Querkräfte an den Kolben 7 führen zu Reibkräften zwischen den sich bewegenden Kolben 7 und der Zylindertrommel 5 und bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe 2 erhöhen die Reibkräfte der Kolben 7, welche auf die Zylindertrommel 5 aufgebracht werden, bei den Kolben 7 an der Hochdrucköffnung 12 die Druckkräfte zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 der Zylindertrommel 5 und der Ventilscheibe 11, weil sich die Kolben 7 an der Hochdrucköffnung 12 in Richtung zu der Ventilscheibe 11 bewegen. Bei einem Betrieb als Axialkolbenpumpe 2 wirken die Reibkräfte der Kolben 7 an der Niederdrucköffnung 12 in entgegengesetzter Richtung und verringern die Druckkräfte zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 der Zylindertrommel 5 und der Ventilscheibe 11. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit an der Hochdrucköffnung 12 von zum Beispiel 400 bar ist wesentlich größer als der Druck der Hydraulikflüssigkeit an der Niederdrucköffnung 13 von wenigen bar, zum Beispiel 2 bar oder 3 bar, sodass die Reibkräfte der Kolben 7 an der Niederdrucköffnung 13 bezüglich der Reibkräfte an der Hochdrucköffnung 12 zu vernachlässigen sind. Bei dem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenpumpe 2 erhöhen somit die Reibkräfte der Kolben 7 die Druckkräfte zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11. In umgekehrter Weise tritt bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenmotor 3 eine Reduzierung der Druckkraft zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11 aufgrund der Reibkräfte der Kolben 7, welche von den Kolben 7 auf die Zylindertrommel 5 aufgebracht werden, auf, weil sich bei dem Betrieb als Axialkolbenmotor 3 sich die Kolben 7 an der Hochdrucköffnung 12 von der Ventilscheibe 11 weg bewegen. Diese Verringerung der Druckkraft zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11 könnte zu einem Abheben der Zylindertrommel 5 von der Ventilscheibe 11 führen, sodass dadurch ein Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenmotor 3 bereits bei niedrigen Drehzahlen nicht mehr gewährleistet ist.
Die Trommelfeder 36, welche sowohl die Druckkraft auf die Zylindertrommel 5 aufbringt zur Erhöhung der Druckkraft zwischen der Ventilscheibe 11 und der Zylindertrommel 5 fungiert zusätzlich auch als Druckfeder 41 zum Aufbringen einer Druckkraft auf die Rückhaltescheibe 37. Dabei ist die Trommelkraft der Trommelfeder 36 dahingehend ausgelegt, sodass in Kombination mit einem Entlastungsgrad von 95 % bis 98 % und der Trommelkraft zwischen 400 N und 1500 N auch bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 bei größeren Drehzahlen als Axialkolbenmotor 3 kein Abheben der Zylindertrommel 5 von der Ventilscheibe 11 auftritt. Die Kolben 7 weisen an einem der Ventilscheibe 11 zugewandten axialen Ende eine Kolbenbodenfläche 33 auf und die Kolbenbodenfläche 33 steht in Kontakt mit der Hydraulikflüssigkeit bei einer Befüllung der Kolbenbohrungen 6 mit Hydraulikflüssigkeit. Die Kolben 7 weisen zentrisch, das heißt koaxial zu der Längsachse 17 bzw. Kolbenachse 17 der Kolben 7 einen Entlastungskanal 69 auf. Der Entlastungskanal 69 dient zur hydrostatischen Entlastung der Kolbenverbindungsstelle 22 und der Gleitlagerung der Gleitschuhe 39 auf der Auflagefläche 18 der Schwenkwiege 14. Eine Projektion der Kolbenbodenfläche 33 in Richtung der Längsachse 17 des Kolbens 7 auf eine Ebene senkrecht zu der Längsachse 17 bildet die fiktive Kolbenbodenbasisfläche 34. Bei der Kolbenbodenfläche 33 ist der Entlastungskanal 69 mit berücksichtigt, weil an der Entlastungskanal 69 an dem Gleitschuh 39 von einer Kontaktfläche 71 im Wesentlichen abgedichtet ist. Die Kolbenbodenbasisfläche 34 berücksichtigt somit diejenige Fläche des Kolbens 7, welche auf den Kolben 7 eine hydrostatische axiale Druckkraft in Richtung der Längsachse 17 in Richtung weg von der Ventilscheibe 11 aufbringt. Diese hydrostatische Druckkraft ist überwiegend diejenige Kraft mit welcher die Gleitschuhe 39 auf die Auflagefläche 18 gedrückt sind. Dies verursacht an den Gleitschuhen 39 und damit auch an den Kolben 7 bei einer Schwenkwiege 14 mit einem Schwenkwinkel in einem spitzen Winkel Querkräfte, welche umso größer sind, je größer der Schwenkwinkel der Schwenkwiege 15 ist. Die Querkräfte an den Kolben 7 verursachen, wie oben beschrieben, Reibungskräfte. Im Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 weist jedoch die Schwenkwiege 14 im Regelfall einen Schwenkwinkel in einem spitzen Winkel auf, weil bei einem Schwenkwinkel von 0° die Schrägscheibenmaschine 1 nicht als Axialkolbenpumpe 2 oder Axialkolbenmotor 3 arbeiten kann.
Die Kolbenbohrungen 6 weisen senkrecht zu der Längsachse 17 der Kolbenachse 17 der Kolbenbohrungen 6 eine Querschnittsfläche A_K auf. Die axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen 67 an den axialen Enden, welche der Ventilscheibe 11 zugewandt sind, weisen die Querschnittsfläche A_B auf. Eine Differenzquerschnittsfläche A_V je Kolbenbohrung 6 bzw. je Kolbenbohrungsöffnung 67 bzw. je Verjüngungsfläche 70 ist die Differenz bzw. der Betrag der Differenz aus der Querschnittsfläche A_K und der Querschnittsfläche A_B. Die Differenzquerschnittsfläche A_V ist die Projektion der Verjüngungsfläche 70 auf einen Ebene senkrecht zu der Längsachse 17 der Kolbenbohrung 6 und gibt diejenige Fläche an mit der der hydrostatische Druck der Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenbohrungen 6 eine axiale Druckkraft auf die Zylindertrommel 5 in Richtung zu der Ventilscheibe 11 aufbringt (4).
Die Zylinderentlastungsfläche 35 ist diejenige Fläche A mit welcher die Zylindertrommel 5 an dem axialen Ende 66, welcher der Ventilscheibe 11 zugewandt ist, auf der Ventilscheibe 11 hydrostatische entlastet aufliegt. In der Zylinderentlastungsfläche 35 ist somit die Querschnittsfläche A_B der Kolbenbohrungsöffnungen 67 nicht enthalten. Die axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen 67 an der Ventilscheibe 11 weisen einen radialen Abstand r zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 auf. Der maximale radiale Abstand r_max ist der maximale radiale Abstand r zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 der Kolbenbohrungsöffnungen 67 bei Berücksichtigung sämtlicher Kolbenbohrungsöffnungen 67. In 3 weisen die Kolbenbohrungsöffnungen 67 identische maximale radiale Abstände r_max auf. Weisen jedoch die Kolbenbohrungsöffnungen 67 unterschiedliche maximale radiale Abstände r_max auf (nicht dargestellt), ist der maximale radiale Abstände r_max derjenigen Kolbenbohrungsöffnung 67 maßgeblich mit dem maximalsten sämtlicher der maximale radiale Abstände r_max der Kolbenbohrungsöffnungen 67.
In identischer Weise ist der minimale radiale Abstand r_min der Kolbenbohrungsöffnungen 67 definiert. Ein fiktiver äußerer Kreis K_a mit dem Radius r_max weist als Mittelpunkt die Rotationsachse 8 auf und liegt auf der Zylinderentlastungsfläche 35 auf. Ein fiktiver innerer Kreis K_i mit dem Radius r_min weist als Mittelpunkt die Rotationsachse 8 auf und liegt auf der Zylinderentlastungsfläche 35 auf.
Eine radiale äußere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche A_a ist definiert als derjenige Anteil der Zylinderentlastungsfläche 35, welche einen größeren radialen Abstand zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 aufweist als r_max. Eine radiale innere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche A_i ist definiert als derjenige Anteil der Zylinderentlastungsfläche 35, welche einen kleineren radialen Abstand zu der Rotationsachse 8 der Zylindertrommel 5 aufweist als r_min.
Der Entlastungsgrad E als eine empirische Formel ist definiert als die Fläche A der Zylinderentlastungsfläche 35 abzüglich der Hälfte der radialen äußeren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche A_a und abzüglich der Hälfte der radialen inneren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche A_i dividiert durch die Summe sämtlicher Differenzquerschnittsflächen A_v. E = (A – 0,5·A_a – 0,5·A_i)/(∑A_V)
Die Summe sämtlicher Differenzquerschnittsflächen A_v ist somit ein Maß für die Druckkraft mit welcher die Zylindertrommel 5 aufgrund der hydrostatischen Druckkraft der Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenbohrungen 6 auf die Ventilscheibe 11 gedrückt ist. Die Zylinderentlastungsfläche 35 ist auf der Ventilscheibe 11 hydrostatische entlastet gelagert. Es ist somit zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11 Hydraulikflüssigkeit vorhanden und der hydrostatische Druck dieser Hydraulikflüssigkeit bewirkt eine Druckkraft auf der Zylinderentlastungsfläche 35, welche die Zylindertrommel 5 in axialer Richtung zu der Schwenkwiege 14 und damit weg von der Ventilscheibe 11 drückt. In tangentialer Richtung zwischen den Kolbenbohrungsöffnungen 67 wird von einem konstanten Druck der Hydraulikflüssigkeit zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe ausgegangen. An der radialen äußeren fiktive Zylinderentlastungsteilfläche A_a wird in radialer Richtung nach außen von einem linearen Druckabfall ausgegangen. In analoger Weise wird an der radialen inneren fiktive Zylinderentlastungsteilfläche A_i wird in radialer Richtung nach innen von einem linearen Druckabfall ausgegangen. Aufgrund dieses linearen Druckabfalles wird die radiale äußere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche A_a und die radialen inneren fiktive Zylinderentlastungsteilfläche A_i beim Entlastungsgrad E nur zur Hälfte berücksichtigt. Der empirische Entlastungsgrad E als eine geometrische Größe ist somit ein Maß für das Verhältnis der axialen Druckkräfte an der Zylindertrommel 35 aufgrund der hydrostatischen Druckkraft der Hydraulikflüssigkeit, welche die Zylindertrommel 5 axial in Richtung zu der Ventilscheibe 11 drücken zu den axialen Druckkräften, welche die Zylindertrommel 5 axial von der Ventilscheibe 11 weg drücken.
Bei dem Entlastungsgrad zwischen 95 % und 98% und einer Trommelkraft, welche von der Trommelfeder 36 auf die Zylindertrommel 5 aufgebracht wird beispielsweise zwischen 500 N und 1000 N ist die Schrägscheibenmaschine 1 besonders optimal dimensioniert und kann sowohl als Axialkolbenpumpe 2 als auch als Axialkolbenmotor 3 in einem ausreichenden Drehzahlbereich betrieben werden, ohne dass die Gefahr eines Abhebens der Zylindertrommel von der Ventilscheibe 11 auftritt.
Die Kolben 7 mit den Gleitschuhen 39 sind ebenfalls den hydrostatischen Druckkräften der Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt. Auf die Kolben 7 wirkt an der Kolbenbodenbasisfläche 34 als der Fläche A_KB die Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenbohrungen 6 mit dem Druck p_i. Die kreisförmige Kolbenbodenbasisfläche 34 weist einen Durchmesser von d_KB auf (5). Dabei ist der Druck p_i unterschiedlich und schwankt zwischen ca. 400 bar bei einer fluidleitenden Verbindung der Kolbenbohrungen 6 mit der Hochdrucköffnung 12 und einem Druck von einigen bar bei einer fluidleitenden Verbindung der Kolbenbohrungen 6 mit der Niederdrucköffnung 13. In dem Innenraum 44, welcher mit der Hydraulikflüssigkeit befüllt ist, weist die Hydraulikflüssigkeit der Druck p_a auf. Der Entlastungskanal 69 in den Kolben 7 mündet in einen Entlastungskanal 69 in den Gleitschuhen 39. Die Gleitschuhe 39 weisen eine kreisförmige Fläche A_Ga auf, welche der Schwenkwiege 14 und der Auflagefläche 18 zugewandt sind. Die kreisförmige Fläche A_Ga weist den Durchmesser d_Ga auf (5). Ein Teil der kreisförmige Fläche A_Ga ist als eine kreisförmige Aussparung mit einer kreisförmigen Aussparungsfläche 73 mit der Fläche A_Gi ausgebildet. Die Fläche A_Gi weist den Durchmesser d_Gi auf. An der kreisförmigen Aussparung mit der Fläche A_Gi besteht kein Kontakt zwischen der Auflagefläche 18 und dem Gleitschuh 39. Nur an der ringförmigen Kontaktfläche 71 besteht zwischen dem Gleitschuh 39 und der Auflagefläche 18 ein hydrostatisch entlasteter Kontakt zwischen dem Gleitschuh 39 und der Auflagefläche 18. Diese ringförmige Kontaktfläche 71 weist die Fläche A_Ga–A_Gi auf. Außenseitig auf den Gleitschuh 39 wirkt an einer ringförmigen Außenfläche 72 mit der Fläche A_Gr die Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum 44 mit dem Druck p_a. Die ringförmigen Außenfläche 72 mit der Fläche A_Gr weist den äußeren Durchmesser d_Ga und den inneren Durchmesser d_Gr auf.
Der hydrostatische Entlastungsgrad G eines Gleitschuhes 39 mit einem Kolben 7 ist definiert als das Verhältnis der hydrostatischen Entlastungskraft F_E zu der hydrostatischen Belastungskraft F_B. Aufgrund der hydrostatischen Entlastungskraft F_E wird der Gleitschuh 39 mit dem Kolben 39 von der Auflagefläche 18 weg gedrückt und wegen der hydrostatischen Belastungskraft F_B wird der Gleitschuh 39 mit dem Kolben 39 auf die Auflagefläche 18 gedrückt.
Auf die Fläche A_Gi wirkt der Druck p_i und an der ringförmigen Kontaktfläche 71 (weist Kontakt zu der Auflagefläche 18 auf) mit der Fläche A_Ga–A_Gi nimmt der Druck angenähert in radialer Richtung nach außen mit dem natürlichen Logarithmus von p_i zu p_a ab. Auf die kreisförmigen Aussparungsfläche 73 mit der Fläche A_Gi und die ringförmigen Kontaktfläche 71 mit der Fläche A_Ga–A_Gi wirkt die hydrostatischen Entlastungskraft F_E. Auf die ringförmigen Außenfläche 72 des Gleitschuhes 39 mit der Fläche A_Gr wirkt die Belastungskraft F_R und auf die Kolbenbodenbasisfläche 34 mit der Fläche A_KB wirkt die Belastungskraft F_K.
Dabei ist die Entlastungskraft F_E an dem Gleitschuh 39 folgendermaßen allgemein festgesetzt:
Die Entlastungskraft F_E an dem im Querschnitt kreisförmigen Gleitschuh 39 ist folgendermaßen festgesetzt:
Die Belastungskraft F_K an der Kolbenbodenbasisfläche 34 ist folgendermaßen allgemein festgesetzt: F_K = A_KB·p_i
Die Belastungskraft F_K an dem im Querschnitt kreisförmigen Kolben 7 ist folgendermaßen festgesetzt: F_K = π / 4·d 2 / KB·p_i
Die Belastungskraft F_R an der ringförmigen Außenfläche 72 des Gleitschuhes 39 mit der Fläche A_Gr ist folgendermaßen allgemein festgesetzt: F_R = A_Gr·p_a
Die Belastungskraft F_R an der ringförmigen Außenfläche des Gleitschuhes 39 an dem im Querschnitt kreisförmigen Gleitschuh 39 ist folgendermaßen festgesetzt: F_R = π / 4·(d 2 / Ga – d 2 / Gr)·p_a
Der Druck p_i schwankt zwischen 400 bar und einigen bar, je nachdem, ob die Kolbenbohrungen 6 in fluidleitender Verbindung mit der Hochdrucköffnung 12 oder der Niederdrucköffnung 13 stehen. Dabei ist der Druck p_i bei der fluidleitender Verbindung der Kolbenbohrung 7 mit der Niederdrucköffnung 13 vorzugsweise gleich dem Druck p_a der Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum 44, so dass dadurch für diesen Betriebszustand die obigen Formeln entsprechend vereinfacht werden können. Insbesondere bei der fluidleitender Verbindung der Kolbenbohrung 6 mit der Niederdrucköffnung 13 muss der Entlastungsgrad G als das Verhältnis der hydrostatischen Entlastungskraft F_E zu der hydrostatischen Belastungskraft F_B kleiner als 1 sein, damit die Gleitschuhe 39 nicht von der Auflagefläche 18 abheben, sofern die Druckfeder 41 nicht berücksichtigt wird. Der Entlastungsgrad der Gleitschuhe 39 mit den Kolben 7 liegt vorzugsweise zwischen 95% und 98%, um die Reibungsverluste zu minimieren.
In 6 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 Schrägscheibenmaschine 1 weist einen Entlastungsgrad E und G zwischen 95 % und 98 % auf sowie eine Dimensionierung der Trommelfeder 36 dahingehend, dass diese eine Trommelkraft zwischen 400 N und 1500 N auf die Zylindertrommel 5 aufbringt.
Bei einem Durchmesser der Zylindertrommel 5 zwischen 60 mm und 120 mm sowie der Anzahl von sieben Kolben ist die Schrägscheibenmaschine 1 insgesamt besonders vorteilhaft dimensioniert. Die von der Trommelfeder 36 auf die Zylindertrommel 5 aufgebrachte Trommelkraft in zentrischer Richtung bewirkt, dass auch bei einem Betrieb der Schrägscheibenmaschine 1 als Axialkolbenmotor 3 die Reibkräfte der Kolben 7 auf die Zylindertrommel 5 kein Abheben der Zylindertrommel 5 von der Ventilscheibe 11 bewirken. Ferner sind die Differenzen der Flächenpressung zwischen der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11 gering aufgrund der zentrischen von der Trommelfeder 36 aufgebrachten Trommelkraft, sodass dadurch das Material an der Zylinderentlastungsfläche 35 und der Ventilscheibe 11 als Gleitlagerung im Wesentlichen gleichmäßig beansprucht ist und nicht an der Hochdrucköffnung 12 eine große Überbeanspruchung auftritt, sodass dieses im Wesentlichen gleichmäßig abgenutzt und mechanisch beansprucht wird. Die Auswahl des Materials für die Zylinderentlastungsfläche 35 und die entsprechende korrespondierende Gegenfläche an der Ventilscheibe 11 erfolgt dabei dahingehend, dass das Material für eine Gleitlagerung mit der entsprechenden im Wesentlichen gleichmäßigen Flächenpressung geeignet ist und dauerhaft den mechanischen Beanspruchungen standhält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1013928 A2 [0007]
CH 405934 [0008]
DE 102010006895 A1 [0009]

Claims

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), – die Kolbenbohrungen (6) an einem einer Ventilscheibe (11) zugewandten axialen Ende in Kolbenbohrungsöffnungen (67) münden und die Querschnittsfläche (A_K) senkrecht zu einer Kolbenlängsachse (17) der Kolbenbohrungen (6) größer ist als die Querschnittsfläche (A_B) senkrecht zu der Kolbenlängsachse (17) der Kolbenbohrungsöffnungen (67) an dem einer Ventilscheibe (11) zugewandten axialen Ende und eine Differenzquerschnittsfläche (A_V) je Kolbenbohrung (6) gebildet ist aus der Differenz zwischen der Querschnittsfläche (A_K) der Kolbenbohrung (6) und der Querschnittsfläche (A_B) der Kolbenbohrungsöffnung (67) an dem einer Ventilscheibe (11) zugewandten axialen Ende, – eine mit der Zylindertrommel (5) 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), – eine Ventilscheibe (11) mit einer Niederdrucköffnung (13) zum Ein- und/oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit in die und/oder aus den rotierenden Kolbenbohrungen (6) und mit einer Hochdrucköffnung (12) zum Aus- und/oder Einleiten von Hydraulikflüssigkeit aus den und/oder in die rotierenden Kolbenbohrungen (6), – wobei die Zylindertrommel (5) an einer Zylinderentlastungsfläche (A, 35) auf der Ventilscheibe (11) aufliegt und eine radiale äußere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche (A_a) definiert ist als derjenige Teil der Zylinderentlastungsfläche (A, 35), welche einen größeren radialen Abstand zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) aufweist als der maximalste radiale Abstand (r_max) sämtlicher radialen Abstände (r) sämtlicher Kolbenbohrungsöffnungen (67) an axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen (67), welche der Ventilscheibe (11) zugewandt sind, zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) und eine radiale innere fiktive Zylinderentlastungsteilfläche (A_i) definiert ist als derjenige Teil der Zylinderentlastungsfläche (35), welche einen kleineren radialen Abstand zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5) aufweist als der minimalste radiale Abstand (r_min) sämtlicher radialen Abstände (r) sämtlicher Kolbenbohrungsöffnungen (67) an axialen Enden der Kolbenbohrungsöffnungen (67), welche der Ventilscheibe (11) zugewandt sind, zu der Rotationsachse (8) der Zylindertrommel (5), – wobei ein Entlastungsgrad definiert ist als die Zylinderentlastungsfläche (A, 35) abzüglich der Hälfte der radialen äußeren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche (A_a) und abzüglich der Hälfte der radialen inneren fiktiven Zylinderentlastungsteilfläche (A_i) dividiert durch die Summe sämtlicher Differenzquerschnittsflächen (A_V), dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsgrad zwischen 92% und 105%, vorzugsweise zwischen 94% und 100%, insbesondere zwischen 95% und 98%, liegt.
Schrägscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägscheibenmaschine (1) wenigstens eine Trommelfeder (36), insbesondere Trommeldruckfeder (36), umfasst und mit der wenigstens einen Trommelfeder (36) auf die Zylindertrommel (5) eine Trommelkraft aufgebracht ist, so dass an der Zylinderentlastungsfläche (35) die Zylindertrommel (5) mit einer hieraus resultierenden Druckkraft auf die Ventilscheibe (11) gedrückt ist.
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (5) in axialer Richtung beweglich an der Antriebswelle (9) gelagert ist.
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindertrommel (5) drehfest mit der Antriebwelle (9) verbunden ist.
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelkraft, insbesondere als Trommeldruckkraft, zwischen 200 N und 2000 N, vorzugsweise zwischen 400 N und 1500 N, insbesondere zwischen 500 N und 1000 N, liegt.
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Zylindertrommel (5) zwischen 30 mm und 180 mm, vorzugsweise zwischen 60 mm und 120 mm, insbesondere zwischen 80 mm und 100 mm, liegt.
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kolbenbohrung (6) zwischen 7 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm und 30 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 20 mm, liegt.
Schrägscheibenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kolben (7) zwischen 5 und 11, insbesondere zwischen 7 und 9, liegt und/oder mit der Schrägscheibenmaschine (1) ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 9 bis 12 ausführbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer Schrägscheibenmaschine (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten: – Durchleiten von Hydraulikflüssigkeit durch die Schrägscheibenmaschine (1), so dass bei einem Betrieb als Axialkolbenpumpe (2) mechanische Energie in hydraulische Energie umgewandelt wird oder bei einem Betrieb als Axialkolbenmotor (3) hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, – auf die Gleitschuhe (39) und die Kolben (7) von der Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenbohrungen (6) und in dem Innenraum (44) eine hydrostatische Entlastungskraft und eine hydrostatische Belastungskraft aufgebracht wird und der Entlastungsgrad je eines Gleitschuhe (39) mit je einem mit dem Gleitschuh (39) verbundenen Kolben (7) definiert ist als das Verhältnis der hydrostatischen Entlastungskraft zu der hydrostatischen Belastungskraft an diesem Gleitschuh (39) mit Kolben (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägscheibenmaschine (1) betrieben wird, so dass der Entlastungsgrad der Gleitschuhe (39) mit Kolben (7) zwischen 92% und 105%, vorzugsweise zwischen 94% und 100%, insbesondere zwischen 95% und 98%, liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gleitschuh (39) eine hydrostatische Entlastungskraft an einer, vorzugsweise, ringförmigen Kontaktfläche (71) und an einer, vorzugsweise kreisförmigen, Aussparungsfläche (73) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gleitschuh (39) die hydrostatische Belastungskraft an einer, vorzugsweise ringförmigen, Außenfläche (72) aufgrund des Außendruckes der Hydraulikflüssigkeit in dem Innenraum (44) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Kolben (7) die hydrostatische Belastungskraft an der Kolbenbodenfläche (33) aufgrund des Innendruckes der Hydraulikflüssigkeit in der Kolbenbohrung (6) aufgebracht wird.
Antriebsstrang (45) für ein Kraftfahrzeug, umfassend – wenigstens eine Schrägscheibenmaschine (1) zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und umgekehrt, – wenigstens einen Druckspeicher (53), dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägscheibenmaschine (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 13, 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.