WO2012119802A1

WO2012119802A1 - Axial piston machine arrangement

Info

Publication number: WO2012119802A1
Application number: PCT/EP2012/050341
Authority: WO
Inventors: Richard Bauer; Alexander Mark
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: DE102011005352A1

Abstract

The invention relates to an axial piston machine arrangement comprising two swash-plate type axial piston machines (3, 4) with displacement volume-adjusting devices (17, 19). The aim of the invention is to provide an axial piston machine arrangement which can be produced in an inexpensive manner and/or which requires little installation space. This is achieved in that the displacement volume-adjusting devices (17, 19) of the axial piston machines (3, 4) are mechanically coupled to one another on the swash-plate side.

Description

Beschreibung description

Titel title

Axialkolbenmaschinenanordnung Stand der Technik Axial piston machine arrangement prior art

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschinenanordnung mit zwei Axialkolbenmaschinen in Schwenkscheibenbauweise mit Schluckvolumenverstelleinrich- tungen. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Fahrzeugachse mit einer derarti- gen Axialkolbenmaschinenanordnung. The invention relates to an axial piston machine arrangement with two axial piston machines in the swashplate design with displacement volume adjustment devices. The invention further relates to a vehicle axle with such axial piston machine arrangement.

In Hybridfahrzeugen können Radmotoren eingesetzt werden, die jeweils einem anzutreibenden Rad zugeordnet sind. In Kraftfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen können Axialkolbenmaschinen zu verschiedenen Zwecken eingesetzt werden. In hybrid vehicles wheel motors can be used, each associated with a driven wheel. In motor vehicles and mobile machines axial piston machines can be used for various purposes.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Axialkolbenmaschinenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist und/oder wenig Bauraum benötigt. The object of the invention is to provide an axial piston machine assembly according to the preamble of claim 1, which is inexpensive to produce and / or requires little space.

Die Aufgabe ist bei einer Axialkolbenmaschinenanordnung mit zwei Axialkolbenmaschinen in Schwenkscheibenbauweise mit Schluckvolumenverstelleinrichtun- gen, dadurch gelöst, dass die Schluckvolumenverstelleinrichtungen der Axialkolbenmaschinen schwenkscheibenseitig mechanisch miteinander gekoppelt sind. Die Axialkolbenmaschinen können in bekannter Art und Weise mit einem Zylinder, Triebwerkskolben, Stellkolben und jeweils einer Schwenkscheibe aufgebaut sein. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Schluckvolumenverstelleinrich- tungen kann die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert werden. Durch eine intelligente interne Kraftführung können strukturmechanische Anforderungen an die Stellteile erheblich reduziert werden. Daraus ergeben sich Bauraumvorteile, eine Massereduktion, eine Kostenreduktion und Vereinfachungen in der Ansteue- rung. Als Schluckvolumen oder Verdrängungsvolumen wird das Volumen bezeichnet, das durch eine Axialkolbenmaschine bei einer Wellenumdrehung aufgenommen oder abgegeben wird. Die Axialkolbenmaschinen arbeiten vorzugsweise als Axialkolbenmotoren, können aber auch als Axialkolbenpumpen arbeiten. The object is in an axial piston machine assembly with two axial piston machines in swash plate design with Schluckvolumenverstelleinrichtun- conditions, achieved in that the Schluckvolumenverstelleinrichtungen the axial piston machines are pivotally coupled to each other pivotally. The axial piston machines can be constructed in a known manner with a cylinder, engine piston, actuating piston and a respective swash plate. Due to the coupling of the intake volume adjusting devices according to the invention, the number of required components can be reduced. Thanks to an intelligent internal power supply, structural mechanical requirements can be met the control parts are significantly reduced. This results in space advantages, a mass reduction, a cost reduction and simplification in the control. The volume which is absorbed or dispensed by an axial piston machine during a shaft revolution is referred to as displacement volume or displacement volume. The axial piston machines preferably operate as axial piston motors, but can also operate as axial piston pumps.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass Stellkolben der Schluckvolumenverstelleinrich- tungen schwenkscheibenseitig mechanisch miteinander gekoppelt sind. Über die Stellkolben kann der Schwenkwinkel der Schwenkscheibe verstellt werden. Dadurch verändert sich das Schluckvolumen der jeweiligen Axialkolbenmaschine. A preferred exemplary embodiment of the axial piston machine arrangement is characterized in that adjusting pistons of the intake volume adjusting devices are mechanically coupled to one another on the pivoting disk side. About the adjusting piston of the swivel angle of the swash plate can be adjusted. As a result, the displacement of the respective axial piston machine changes.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stellkolben der einen A- xialkolbenmaschine eine gemeinsame Bewegungsachse mit einem Stellkolben der anderen Axialkolbenmaschine aufweist. Dadurch kann die Herstellung eines Gehäuses für die Axialkolbenmaschinenanordnung erheblich vereinfacht werden. A further preferred embodiment of the axial piston machine arrangement is characterized in that at least one actuating piston of an axial piston machine has a common axis of movement with an actuating piston of the other axial piston machine. As a result, the production of a housing for the axial piston machine arrangement can be considerably simplified.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schluckvolumenverstelleinrichtungen über Schwenkscheiben der Axialkolbenmaschinen mechanisch miteinander gekoppelt sind. Die beiden Schwenkscheiben sind durch mindestens eine Lagereinrichtung drehbar gelagert. A further preferred exemplary embodiment of the axial piston machine arrangement is characterized in that the displacement volume adjusting devices are mechanically coupled to one another via pivoting disks of the axial piston machines. The two swash plates are rotatably supported by at least one bearing device.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schluckvolumenverstelleinrichtungen über eine gemeinsame Schwenkscheibe der Axialkolbenmaschinen mechanisch miteinander gekoppelt sind. Dadurch kann die Anzahl der benötigten Bauteile weiter reduziert werden. Darüber hinaus kann der axiale Bauraum verkürzt werden. A further preferred exemplary embodiment of the axial piston machine arrangement is characterized in that the displacement volume adjusting devices are mechanically coupled to one another via a common pivoting disk of the axial piston machines. As a result, the number of required components can be further reduced. In addition, the axial space can be shortened.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkscheibe durch ein Schwenkzapfenlager gelagert ist. Eine zusätzliche Lagerschale kann entfallen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Axialkolbenmaschinenanord- nung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkolbenmaschinen eine gemeinsame Schwenkwiege aufweisen und/oder eine gemeinsame Schwenkaktorik aufweisen und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Beson- ders vorteilhaft können die Schluckvolumina der beiden Axialkolbenmaschinen über eine gemeinsame Versteileinrichtung verstellt werden. Durch die gemeinsame Schwenkwiege kann der Lagerungsaufwand, insbesondere im Hinblick auf im Betrieb auftretende Momente, erheblich reduziert werden. Durch das gemeinsame Gehäuse kann der Herstellungs- und/oder Montageaufwand weiter verein- facht werden. A further preferred embodiment of the axial piston machine arrangement is characterized in that the swash plate is supported by a pivot pin bearing. An additional bearing shell can be omitted. A further preferred exemplary embodiment of the axial piston machine arrangement is characterized in that the axial piston machines have a common pivoting cradle and / or have a common pivoting actuator and / or are arranged in a common housing. The absorption volumes of the two axial piston machines can be adjusted particularly advantageously via a common adjusting device. Due to the common pivoting cradle, the storage effort, in particular with regard to moments occurring during operation, can be considerably reduced. The common housing makes it possible to further simplify the manufacturing and / or assembly effort.

Bei einer Fahrzeugachse mit einer vorab beschriebenen Axialkolbenmaschinen- anordnung ist die vorab angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Axialkolbenmaschinen als Radmotoren ausgeführt und jeweils einem anzutreibenden Rad zugeordnet sind. Die Fahrzeugachse ist vorzugsweise Teil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs oder einer mobilen Arbeitsmaschine. Bei dem Antriebsstrang handelt es sich vorzugsweise um einen Hyd- raulikhybridantriebsstrang. In a vehicle axle with a previously described Axialkolbenmaschinen- arrangement, the above-stated object is alternatively or additionally achieved in that the axial piston machines are designed as wheel motors and each associated with a driven wheel. The vehicle axle is preferably part of a drive train of a motor vehicle or a mobile work machine. The powertrain is preferably a hydraulic hybrid powertrain.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fahrzeugachse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schluckvolumenverstelleinrichtungen der Axialkolbenmaschinen schwenkscheibenseitig mechanisch so miteinander gekoppelt sind, dass sich die anzutreibenden Räder der Fahrzeugachse relativ zueinander verdrehen können. Das liefert den Vorteil, dass mit der erfindungsgemäßen Axialkolbenma- schinenanordnung ohne zusätzliche Bauteile eine Differentialfunktion dargestellt werden kann. A preferred embodiment of the vehicle axle is characterized in that the Schluckvolumenverstelleinrichtungen the axial piston machines pivoting side are mechanically coupled together so that the driven wheels of the vehicle axle can rotate relative to each other. This provides the advantage that a differential function can be represented with the axial piston machine arrangement according to the invention without additional components.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fahrzeugachse ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer der Axialkolbenmaschinen und dem zuge- ordneten Rad ein Wendegetriebe angeordnet ist. Das Wendegetriebe ermöglicht eine Drehrichtungsumkehr. Das Wendegetriebe kann als Planetengetriebe ausgeführt sein. Durch die Drehrichtungsumkehr wird eine fast vollständige Kraftkompensation an der Schwenkwiege ermöglicht. Dadurch vereinfacht sich die Lagerung der Schwenkscheibe erheblich und die mechanische Belastung des Bauteils kann dramatisch reduziert werden, was wiederum eine Bauteilvereinfachung mit sich bringt. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Kurze Beschreibung der Zeichnung A further preferred exemplary embodiment of the vehicle axle is characterized in that a reversing gear is arranged between one of the axial piston machines and the associated wheel. The reversing gear allows reversing the direction of rotation. The reversing gear can be designed as a planetary gear. Reversing the direction of rotation allows almost complete force compensation on the pivoting cradle. As a result, the storage of the swash plate is simplified considerably and the mechanical stress on the component can be reduced dramatically, which in turn brings about a simplification of the component. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Short description of the drawing

Es zeigen: Show it:

Figur 1 eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Axialkolbenma- schinenanordnung mit zwei Schwenkscheiben; FIG. 1 shows a simplified representation of an axial piston machine arrangement according to the invention with two pivoting disks;

Figur 2 eine ähnliche Axialkolbenmaschinenanordnung wie in Figur 1 mit einer gemeinsamen Schwenkscheibe und Figur 3 eine Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugs mit der Axialkolbenmaschinenanordnung aus Figur 2. FIG. 2 shows a similar axial piston machine arrangement as in FIG. 1 with a common swivel disk, and FIG. 3 shows a vehicle axle of a motor vehicle with the axial piston machine arrangement from FIG. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In den Figuren 1 bis 3 ist jeweils eine Axialkolbenmaschinenanordnung 1 ; 21 mit zwei Axialkolbenmaschinen 3, 4; 23, 24 vereinfacht dargestellt. Die Axialkolbenmaschinen 3, 4; 23, 24 weisen jeweils eine Welle 8; 28, 38 auf, die aus einem Zylinder 10; 30, 40 herausragt, der auch als Trommel bezeichnet wird. In den Zylindern 10; 30, 40 der Axialkolbenmaschinen 3, 4; 23, 24 sind Triebwerkskolben 11 , 12; 31 , 32, 41 , 42 hin und her bewegbar aufgenommen. Die Triebwerkskolben 1 1 , 12; 31 , 32, 41 , 42 werden in den Zylindern 10; 30, 40 zum Antrieb der vorzugsweise als Motoren arbeitenden Axialkolbenmaschinen 3, 4; 23, 24 mit Hydraulikmediumdruck beaufschlagt. Außerhalb der Zylinder 10; 30, 40 sind Stellkolben 13, 14; 33, 43 angeordnet. DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS In FIGS. 1 to 3, an axial piston machine arrangement 1; 21 with two axial piston machines 3, 4; 23, 24 simplified. The axial piston machines 3, 4; 23, 24 each have a shaft 8; 28, 38, which consist of a cylinder 10; 30, 40 protrudes, which is also referred to as a drum. In the cylinders 10; 30, 40 of the axial piston machines 3, 4; 23, 24 are engine pistons 11, 12; 31, 32, 41, 42 moved back and forth. The engine pistons 1 1, 12; 31, 32, 41, 42 are in the cylinders 10; 30, 40 for driving the axial motors 3, 4 preferably operating as motors; 23, 24 acted upon by hydraulic medium pressure. Outside the cylinder 10; 30, 40 are adjusting pistons 13, 14; 33, 43 arranged.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind aus dem jeweiligen Zylinder 10 herausragende Enden der Triebwerkskolben 11 , 12 an einer Schwenkscheibe 15, 16 angebracht. Die Stellkolben 13, 14 der Axialkolbenmaschinen 3, 4 sind ebenfalls an der jeweiligen Schwenkscheibe 15, 16 angebracht. Die Stellkolben 13, 14 gehören zu einer Schluckvolumenverstelleinrichtung 17, 19 mit der das Schluckvolumen der jeweiligen Axialkolbenmaschine 3, 4 verstellt werden kann. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, protruding ends of the engine pistons 11, 12 are attached to a swashplate 15, 16 from the respective cylinder 10. The adjusting pistons 13, 14 of the axial piston machines 3, 4 are also attached to the respective swash plate 15, 16. The adjusting piston 13, 14 belong to a Schluckvolumenverstelleinrichtung 17, 19 with the the displacement of the respective axial piston machine 3, 4 can be adjusted.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind die Schluckvolumenver- Stelleinrichtungen 17, 19 mechanisch miteinander gekoppelt, wie in Figur 1 durch ein gestricheltes Rechteck 18 angedeutet ist. Durch die mechanische Kopplung der beiden Schluckvolumenverstelleinrichtungen 17, 19 kann zum Beispiel eines von zwei Regelventilen für die Verstellung wegfallen. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Triebwerkskolben 31 , 32; 41 , 42 der Axialkolbenmaschinen 23; 24 als auch die Stellkolben 33; 43 an einer gemeinsamen Schwenkscheibe 45 angebracht. Über die gemeinsame Schwenkscheibe 45 sind die Schluckvolumenverstelleinrichtungen 37; 47 mechanisch miteinander gekoppelt. Die gemeinsame Schwenkscheibe 45 ist durch ein einfaches Schwenkzapfenlager 48 schwenkbar gelagert. According to one essential aspect of the invention, the displacement volume adjusting devices 17, 19 are mechanically coupled to one another, as indicated by a dashed rectangle 18 in FIG. By the mechanical coupling of the two Schluckvolumenverstelleinrichtungen 17, 19 can be omitted, for example, one of two control valves for the adjustment. In the embodiment shown in Figure 2, both the engine pistons 31, 32; 41, 42 of the axial piston machines 23; 24 and the adjusting piston 33; 43 attached to a common swash plate 45. About the common swash plate 45 are the Schluckvolumenverstelleinrichtungen 37; 47 mechanically coupled with each other. The common swash plate 45 is pivotally supported by a simple pivot bearing 48.

In Figur 3 ist eine Fahrzeugachse 60 eines Kraftfahrzeugs mit zwei anzutreibenden Rädern 61 , 62 dargestellt. Zum Antrieb der Räder 61 , 62 dient eine Axialkol- benmaschinenanordnung 21 , wie sie in Figur 2 dargestellt ist. Das Rad 61 wird über die Welle 28 der Axialkolbenmaschine 23 angetrieben. Das Rad 62 wird ü- ber die Welle 38 der Axialkolbenmaschine 24 angetrieben. Dabei ist ein Wendegetriebe 65 zwischen die Axialkolbenmaschine 24 und das Rad 62 geschaltet. Das Wendegetriebe 65 ermöglicht eine Drehrichtungsumkehr zwischen der Welle 38 und dem Rad 62. FIG. 3 shows a vehicle axle 60 of a motor vehicle with two wheels 61, 62 to be driven. To drive the wheels 61, 62 serves a Axialkol- benmaschinenanordnung 21, as shown in Figure 2. The wheel 61 is driven via the shaft 28 of the axial piston machine 23. The wheel 62 is driven via the shaft 38 of the axial piston machine 24. In this case, a reversing gear 65 is connected between the axial piston machine 24 and the wheel 62. The reversing gear 65 allows a reversal of direction between the shaft 38 and the wheel 62nd

Durch ein gestricheltes Rechteck 75 ist in Figur 3 angedeutet, dass die beiden Axialkolbenmaschinen 23, 24 der Axialkolbenmaschinenanordnung 21 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Die beiden Axialkolbenmaschinen 23, 24 teilen sich also das Gehäuse 75 und die gemeinsame Schwenkscheibe 45 inklusive der zugehörigen Schwenkaktorik. By a dashed rectangle 75 is indicated in Figure 3, that the two axial piston machines 23, 24 of the axial piston machine assembly 21 are housed in a common housing. The two axial piston machines 23, 24 thus share the housing 75 and the common swash plate 45 including the associated Schwenkaktorik.

Dadurch kann die Baulänge der Axialkolbenmaschinenanordnung 21 deutlich verkürzt werden. Darüber hinaus kann die Anzahl der mechanischen Bauteile für die Verstellung halbiert werden. Durch die direkte mechanische Kopplung der Schluckvolumenverstelleinrichtungen 37, 47 kann eine externe Synchronisation der Verstellungen entfallen. Darüber hinaus wird für die synchrone Verstellung der beiden Axialkolbenmaschinen 23, 24 nur ein Regelventil benötigt. As a result, the overall length of the axial piston machine arrangement 21 can be significantly shortened. In addition, the number of mechanical components for the adjustment can be halved. Due to the direct mechanical coupling of the Schluckvolumenverstelleinrichtungen 37, 47 can be an external synchronization the adjustments are omitted. In addition, only one control valve is required for the synchronous adjustment of the two axial piston engines 23, 24.

Claims

Axial piston machine arrangement with two axial piston machines (3,4; 23, 24) in a swashplate construction with displacement volume adjusting devices (17, 19, 37, 47), characterized in that the displacement volume adjustment devices (17, 19, 37, 47) of the axial piston machines (3.4, 23 , 24) are pivotally mechanically coupled together.

Axial piston machine arrangement according to claim 1, characterized in that adjusting pistons (13, 14, 33, 43) of the displacement volume adjusting devices (17, 19, 37, 47) are mechanically coupled to one another on the pivoting disk side.

Axial piston machine arrangement according to claim 2, characterized in that at least one actuating piston (13, 14, 33) of an axial piston machine (3, 23) has a common movement axis with an actuating piston (43) of the other axial piston machine (4, 24).

Axial piston engine arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Schluckvolumenverstelleinrichtun- gen (17, 19) via pivot discs (15, 16) of the axial piston machines (3,4) are mechanically coupled together.

Axial piston machine arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Schluckvolumenverstelleinrichtungen (37,47) via a common swash plate (45) of the axial piston machines (23,24) are mechanically coupled together.

6. Axialkolbenmaschinenanordnung according to claim 5, characterized in that the swivel plate (45) by a pivot pin bearing (48) is mounted.

7. Axialkolbenmaschinenanordnung according to any one of the preceding claims, characterized in that the axial piston machines (23,24) have a common pivoting cradle and / or a common

Have Schwenkaktorik and / or in a common housing (75) are arranged.

8. Vehicle axle with an axial piston machine arrangement (1, 21) according to one of the preceding claims, characterized in that the axial piston machines (3,4; 23, 24) are designed as wheel motors and are each assigned to a driven wheel (61, 62).

9. Vehicle axle according to claim 8, characterized in that the

Swing volume adjustment devices (17, 19, 37, 47) of the axial piston machines (3, 4, 23, 24) are mechanically coupled to one another on the pivoting disk side in such a way that the wheels (61, 62) of the vehicle axle (60) to be driven can rotate relative to one another.

10. Vehicle axle according to claim 8 or 9, characterized in that between one of the axial piston machines (24) and the associated wheel (62) a reversing gear (65) is arranged.