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Stufenlos regelbares, hydraulisches Getriebe.
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Getriebe, welches bei unveränderlichem Kolbenhub durch die Änderung der Zylinderfüllung regelbar ist und zu diesem Zweck mit Steuerschiebern arbeitet.
Das Getriebe gemäss der Erfindung, welches sowohl als Pumpe wie auch als Motor betrieben werden kann, ist mit mehreren Kolben gerader Anzahl ausgebildet, die parallel zur Hauptwelle des Getriebes angeordnet sind und an den entgegengesetzten Seiten eines gemeinsamen, an der Hauptwelle angeordneten Trieb- stüekes angreifen. Dieses Triebstück ist zweckmässig als ein an der Hauptwelle schräg gelagerter, gegen
Verdrehung gesicherter Taumelring ausgebildet. Die Kolbenkräfte wirken auf den Taumelring gleich- achsig und paarweise in einander entgegensetztem Sinne ein, so dass die Hauptwelle ohne Biegung und
Seitenschub auf reine Torsion beansprucht ist.
Ausserdem wird durch diese Anordnung eine besonders gedrängte Bauart gesichert, welche das Getriebe zur Anwendung, insbesondere in Fahrzeugen, sowohl als schnellaufende Pumpe wie auch als schnellaufender Motor besonders für hohe Betriebsdruck geeignet macht.
Es sind hydraulische Getriebe bekannt, bei welchen die Fördermenge bei unveränderlichem
Kolbenhub geregelt werden kann, welche aber mit Ventilen gesteuert werden. Hiebei ist das Einlass- ventil gesteuert, das Auslassventil ein automatisches Ventil. Aus den aus den Westphalschen Ventil- untersuchungen bekannten Regeln folgt es, dass sich eine Ventilsteuerung für schnellaufende hydrau- lische Getriebe, die mit hohem Betriebsdruck arbeiten, nicht eignen kann, da man entweder zu unzu- lässig hohen Ventilschliessgeschwindigkeiten oder zu praktisch unmöglichen Abmessungen des Ventils kommt.
Bei den gebräuchlichen Betriebsdrücken, die im allgemeinen um 100 Atm. liegen, ist ein geräusch- loser und stossfreier Gang mit Ventilen nicht zu sichern, abgesehen davon, dass unter derart hohen Drücken arbeitende Ventile bekanntlich rasch erodiert werden und nicht mehr dicht schliessen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, arbeitet die Vorrichtung nach der Erfindung mit Steuer- schiebern mit positiver Überdeckung, von welchen die die Auslassöffnung steuernden Schieber an ihren
Schieberstangen nachgiebig derart gelagert sind, dass sie entlang der Schieberstange eine Bewegungs- freiheit haben, wie in der oben genannten deutschen Patentschrift beschrieben. Die Steuerung des Ge- triebes erfolgt hiebei im Sinne der Erfindung dadurch, dass die wirksame Zylinderfüllung bei unveränder- lichem Kolbenhub durch die Änderung der Regelbewegungen bzw. die Änderung der relativen Lage der
Schieber zur Getriebewelle geregelt wird.
In weiterer Ausführung der Erfindung ist der Voreilwinkel des die Steuerschieber betätigenden Triebstückes zwecks Zusammenlegung der Stelle des Abschaltens der Saugkammer bzw. der Druck- kammer vom Zylinderraum mit einer der Totpunktlage des Kolbens verstellbar. Dadurch wird ein besonders sanfter und stossfreier Übergang gesichert. Das Getriebe arbeitet auch bei den höchsten Dreh- zahlen und Betliebsdrücken vollkommen ruhig, und als weiterer Vorteil ergibt sich der Umstand, dass auch bei grosser Kapazität der zwischen dem Schieber und dem Kolben liegenden Räume die in der
Flüssigkeit angehäufte Kompressionsaibeit nach dem Abschliessen der Druckkammer in der Form von
Expansionsarbeit auf die Getriebewelle abgegeben wird und nicht als Wärme verlorengeht.
Die Zeichnungen zeigen je ein Ausführungsbeispiel des Getriebes als Motor und als Pumpe, wobei diese Ausführungen für den Antrieb eines Fahrzeuges gedacht sind. Das Anwendungsgebiet des Getriebes ist jedoch nicht auf diese Ausführungsart beschränkt.
Fig. 1 zeigt einen Lärgssehnitt durch ein in die Radnabe eines Fahrzeuges eingebauten Motors entlang der Linie A-C der Fig. 2, die Fig. 2 einen Querschnitt durch den Motor nach der Fig. 1, die
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Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Getriebes, die Fig. 4 zeigt eine als Pumpe arbeitende Aus- führungsform in Längsschnitt, die Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie E-F der Fig. 4, die Fig. 6 ist ein Steuerdiagramm zur Erklärung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäss den Fig. 4 und 5.
Die Hauptwelle des Motors nach den Fig. 1 und 2 besteht aus zwei Teilen 1 und, 2. welche mittels Zapfen. 3 des rechten Teiles und Hülse 4 des linken Teiles ineinandergepresst sind. Die Hauptwelle 1,.'2 ist im zweiteiligen Gehäuse 5. 6 an Rollen 7, gelagert. Der mittlere, gekröpfte Teil der Hauptwelle trägt an Rollenlagern 9, 10 angeordnet einen Taumelring 11,-welcher gegen Verdrehung durch den
Zapfen 12 und den am Zapfen 12 vorgesehenen entlang der am Gehäuse 6 befestigten Führung 1.'3 gleiten- den Vierkant 14 gesichert ist. Im Taumelring 11 sitzen vier. gegeneinander um 90'versetzte Kugelzapfen, von welchen in der Fig. 2 bloss zwei, 15 und 15', eingezeichnet sind.
Jeder Kugelzapfen arbeitet mit zwei Kolben zusammen, so das Kugelgelenk 15 (Fig. 1) mit den Kolben 16 und 17. Die mit je einem
Kugelzapfen zusammenarbeitenden Kolben sind an entgegengesetzten Seiten des Taumelringes 11 in
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an. Je zwei einander gegenüberliegende Kolben werden durch ein elastisches Zugglied 22 zusammenge- zogen. so dass beim Hin-und Herschwingen des Kugelzapfens. M zwischen diesen und den Gleitschuhen kein totes Spiel entstehen kann. Die Anzahl der Kugelzapfen, welche jeweils an den Eckpunkten eines um die geometrische Achse der Hauptwelle gelegten regulären Vielecks liegen, ist eine gerade Zahl. so dass einem jeden Kugelgelenk ein zweites diagonal gegenübersteht.
Die Steuerung erfolgt mittels Schieber, die im gemeinsamen Gehäuse 23 ebenfalls parallel zur Hauptwelle angeordnet sind. Im schmiedeeisernen Stück 23 sind ein Hochdruckraum 24, ein Niederdruckraum 25 und für je zwei. an verschiedenen Seiten des Taumelringes einander diagonal gegenüberliegenden Kolben ein gemeinsamer Anschlussraum 26. Die Druckflüssigkeit wird dem Raum 24 über die flexible Leitung 27'zugeführt und die verbrauchte Flüssigkeit aus dem Raum 25 durch die Leitung 28
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Zylinderraum des diametral gegenüberliegenden Kolbens 16' (Fig. 3) verbunden. so dass diese beiden gemeinsam durch den Schieber gesteuert werden. Der Schieber, welcher mit positiver'Überdeckung
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Die Steuerung wird von der Hauptwelle ebenfalls mittels einer Taumelscheibe betätigt.
Zu diesem Zweck ist an der Welle 2 um den Kugelzapfen 34 ein Taumelkopf 35 drehbar gelagert. Er trägt den Taumelring 36, an welchem die die einzelnen Steuerschieber betätigenden Kugelzapfen 37 sitzen.
Der Taumelring wird durch den Zapfen 38 und die Gleitführung 39 am Verdrehen ebenso behindert wie der mit dem Kolben zusammenarbeitende, oben beschriebene Taumelring. Zwischen dem Kugelzapfen 34 und dem Taumelkopf 35 ist ein. in der Zeichnung nicht dargestellter sphärischer Teil mit
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Kopfes um diese Achse ändern zu können. ist der Taumelkopf 35 mit einem Arm 40 versehen und dessen ausserhalb der Drehachse liegendes Ende über das Glied 41 gelenkig mit dem koaxial mit der Hauptwelle drehbar gelagerten Zapfen 42 verbunden., Der Zapfen 42 ist im Sinne des Pfeiles 43 verschiebbar.
Diese Verschiebung kann mittels Flüssigkeitsdruckes oder von Hand aus erfolgen. Für die Bewegung
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Das Getriebegehäuse 5, 6 ist mittels Zapfen 46,47 um die Achse C-D drehbar gelagert. An einer um den Zapfen 46 drehbar gelagerten Gabel 48 greift eine Feder 49 des Fahrzeuges an. wobei das am Zapfen 47 angreifende, am Wagengestell angelenkte Hebelgelenk 50 das Gehäuse 5, 6 am Auskippen hindert. Der Hebel 50, die Feder 49 und die miteinander starr verbundenen Zapfen 47, 48 bilden ein Gelenkparallelogramm mit den Gelenken 51 und 52. Die Drehachse der Gabel 53 um den Zapfen 37 bildet gleichzeitig die Zuleitung der Hochdruckleitung 27. Am Wellenstummel 7 ist eine freiliegende, gepresste Scheibe 54 aufgekeilt. an deren Rand die durch Schrauben 65 befestigte, abnehmbare Laufradnabe 56. sitzt.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt : Wird dem Motor über die Leitung 27 Druckflüssigkeit zuge- führt, so gelangt diese durch die jeweils offenstehenden Drucksehieber in die Zylinderräume der zugehörigen Kolben, welche jeweils nur einander diametral gegenüberstehende Kolben sein können, worauf das Kräftepaar die Hauptwelle in Umdrehung'setzt. Im angenommenen Beispiel ist die Schiebersteuerung stets auf totale Füllung eingestellt. Weiter unten wird noch die Möglichkeit einer Mengenregelung der den Kolben zugeführten Flüssigkeit gezeigt.
Soll die Drehrichtung des Motors umgekehrt werden, so wird die Flüssigkeit aus dem Zylinderraum des Kolbens 57 abgelassen, worauf die Rückholfeder 45 den Zapfen 42 so weit nach rechts verschiebt, bis der Neigungswinkel des Taumelringes 36 seinen Sinn geändert hat. Dies entspricht einer Verlegung des Steuerdiagramms um 180". so dass die Drehriehtung des Motors umgekehrt wird.
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Da stets zwei einander diagonal entgegengesetzte Zylinderräume miteinander verbunden sind. bleiben die Kolbenkräfte 16, 16' (Fig. 3) infolge des hydrostatischen Gleichgewichtes stets gleich gross. jedoch dem Sinne nach einander entgegengesetzt wirkend, so dass die Resultierende dieser Kolbenkräfte keine Komponente in der Richtung der Hauptwelle haben kann. Sämtliche Kolbenkräfte erzeugen demnach ein reines Drehmoment, so dass die Rollenlager als einfache Gleitlager zu bauen sind. Dadurch wird eine äusserst gedrängte, leiehte Bauart und ein guter mechanischer Wirkungsgrad erreicht.
Die Fig : 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform als Pumpe, die bei gleichbleibendem Kolbenhub mit regelbarer Fiillung arbeitet, und ist insbesondere geeignet, vom Fahrzeugmotor angetrieben Druckflüssigkeit für den Motor gemäss den Fig. 1 und 2 zu liefern. Der Antrieb und die Anordnung der Pumpent kolben, die Ausbildung der Hauptwelle und des Taumelringes gleichen vollkommen dem Antrieb und der Anordnung gemäss den Fig. 1 und 2. Die gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Auch die Ausbildung und Anordnung der Steuerschieber und ihres Gehäuses gleicht derjenigen nach den Fig. 1 und 2, wozu noch zu bemerken ist, dass für jedes zusammengehörige Kolbenpaar der Niederdruckraum 68 mit der Leitung 28 und der Hochdruckraum 69 mit der Leitung 27 in nicht gezeichneter Verbindung steht.
Um die Menge der geförderten Druckflüssigkeit bei gleichbleibendem Hub regeln und zu diesem Zweck die Steuerschieber in der Längsrichtung verschieben zu können, ist deren Antrieb vom Antrieb gemäss den Fig. 1 und 2 abweichend ausgebildet. An der Verlängerung 70 der Hauptwelle 2 sitzt lose drehbar und in der Achsrichtung verschiebbar eine Hülse 71, in deren rechtseitigen, die Wulst 72 der
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der Fig. 2 ausgebildet und angeordnet ist. Der Bolzen 7. gleitet mit seinem unteren Ende in einer Spiral- nut 74 der Wulst 72.
Wird also die Hülse 71 um die Welle 70 verdreht, so verschiebt sich hiebei die Hülse entsprechend dem Masse der Steigung der Spiralnut 74 in der Achsrichtung, wobei die Steuerschieber. die an den Kugelzapfen 37 mit Gleitschuhen 76 angreifen, in gleichem Mass in axialer Richtung eben- falls verschoben werden. Um die Hülse 71 verdrehen zu können, greift das äussere Ende des Bolzens 7.' ; in den Schlitz 77 eines an der Scheibe 78 vorgesehenen Mitnehmers. Die Scheibe 78 sitzt an der Welle 70 ebenfalls lose drehbar und ist über die Torsionsfeder 79 mit an der Welle 70 ortsfest verkeilten Scheibe 80 verbunden. In der Scheibe 80 sitzen zwei Bolzen 81 und 8'2. um welche Fliehgewichte 83 und 84 schwing- ) bar gelagert sind.
In jedem der Gewichte 83, 84 sitzt je ein Stift 85 bzw. 86, an welchem einzeln ein mit seinem andern Ende mit der Welle 70 verbundenes Metallband 87. 88 befestigt ist.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Der Steuerschieber arbeitet mit positiver Überdeckung und passiert zufolge der Bewegungsfrei- heit des Schiebers für die Steuerung des Druckkanal die Umschaltstelle unabhängig von der Totpunkt- i lage der zugehörigen Kolben 16, 16', auch wenn die Kolben ihre grösste Geschwindigkeit im Sinne des
Pfeiles 69 aufweisen, ohne dass hiedurch in der Flüssigkeit unzulässig hohe Drucke entstehen würden.
Befindet sich die Hülse 71 in der in der Fig. 4 dargestellten Grenzlage, so wird die Niederdruck- kammer 68, abgesehen von einer kleinen Überdeckungsperiode, während des ganzen Saughubes der
Kolben 16 und 16'mit dem Zylinderraum der betreffenden Kolben verbunden. während die gleichen ) Zylinderräume im Laufe des nachfolgenden ganzen Druckhubes mit dem Hochdruckraum 69 verbunden werden. Fig. 6 zeigt das Steuerdiagramm. Bei der beschriebenen Arbeitsweise erfolgt die Umsteuerung der Kanäle entsprechend den totalen Förderungen stets bei der oberen und unteren Totpunktlage
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Mittellage des Schiebers fällt somit stets mit der Totpunktlage der Kolben zusammen.
Werden nun die Hülse 71 und mit ihr die Steuerschieber im Sinne des Pfeiles 90 um die Länge o verschoben, so verschieben sich auch die Umschaltstellen des Schiebers am Kurbelkreis in Fig. 6 bis zu den der Strecke-a-entsprechenden Punkten I und II. Dann liefert die Pumpe Flüssigkeit bloss zwischen den Punkten 7 und II. Während der Bewegung der Kolben von jr bis I und von II bis 0 wird die Flüssigkeit aus dem Zylinder in die Saugleitung zurückgedrängt. Die Fördermengen, d. i. die wirk- ) samen Füllungen, verhalten sich in den beiden beschriebenen Fällen wie die Grössen H und h.
Es ist vorteilhaft, wenn die Steuerung so verstellt wird. dass die Umschaltstelle 1 (d. i. das Um- schalten von der Saugkammer 68 auf die Druckkammer 69) in der unteren Totpunktlage s ; des Kolbens erfolgt. Hiedurch wird ein sanfter, stossfreier Übergang von der Saugperiode auf die Druckperiode ge- währleistet. Um dies zu erreichen, muss, wie aus der Fig. 6 ersichtlich, der Punkt 1 mit dem unteren t Totpunkt 1r zusammenfallen. also eine Zurückdrehung der Steuerung gegenüber der Kurbelwelle um
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Diese zwangsläufige Verschiebung der Hülse 71 gegenüber der Welle kann durch beliebige Mittel. wenn gewünscht von der Hand aus, bewerkstelligt werden. Nach der Ausführungsform gemäss den Fig. 4 und 5 erfolgt sie in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hauptwelle 1. 2. Zu diesem Zweck wird die
Torsionsfeder 79 so abgestimmt, dass bei einer Mindestdrehzahl der Welle 1. 2-7. 8 entsprechend der
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geschoben wird, in welchem Falle die Fördermenge der Pumpe gleich Null ist. Bei dieser Drehzahl befinden sich die Gewichte 83, 84 in der in der Fig. 5 gezeichneten Lage.
Bei der Leerlaufstellung sind daher die Zylinderräume der Kolben der Pumpe stets mit dem t Niederdruckraum 68 verbunden, so dass die durch die Rückleitungen 28 (Fig. 2) mit den ringförmigen
Räumen 26 kommunizierenden Hydromotore leer laufen können.
Sobald jedoch die Drehzahl des Pumpenantriebes gesteigert wird, schwingen die Gewichte 83, < M infolge der Fliehkraft auseinander, wodurch entsprechend der gesteigerten Drehzahl auch die Hülse 71 entgegen dem Sinne des Pfeiles 90 bewegt und hiedurch die Förderleistung der Hochdruckpumpe gesteigert wird.
Falls der Ungleiehformigkeitsgrad des Fliehkraftreglers genügend klein ist, kann eine praktisch hyperbolische Zugkraftcharakteristik erzielt werden, so dass die wirtschaftliche Drehzahl des Antriebs- motors stets erhalten bleibt, während das Getriebe bei veränderlicher Zugkraft sieh stets eine der ver- fügbaren Kraftleistung entsprechende Übersetzung selbsttätig aussucht.
Es kann natürlich auch das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Getriebe mit der gleichen Steuerung ausgerüstet werden, wobei dann auch dieses bei gleichbleibendem Kolbenhub mit veränderlicher, regel- barer Füllung arbeitet. Dadurch kann der Regelbereich der Anlage noch erhöht werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stufenlos regelbares, hydraulisches Getriebe (Pumpe oder Motor), bei welchem eine Mehrzahl von Kolben mit einer gemeinsamen Getriebewelle zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass
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Infinitely variable, hydraulic transmission.
The invention relates to a hydraulic transmission which can be regulated by changing the cylinder charge while the piston stroke remains unchanged and which works with control slides for this purpose.
The transmission according to the invention, which can be operated both as a pump and as a motor, is designed with several even number of pistons which are arranged parallel to the main shaft of the transmission and engage on the opposite sides of a common drive piece arranged on the main shaft . This drive piece is useful as a counter-supported on the main shaft
Rotation secured swash ring formed. The piston forces act on the wobble ring on the same axis and in pairs in opposite directions, so that the main shaft does not bend and
Sideshift is stressed on pure torsion.
In addition, this arrangement ensures a particularly compact design, which makes the transmission suitable for use, especially in vehicles, both as a high-speed pump and as a high-speed motor, particularly for high operating pressures.
Hydraulic transmissions are known in which the delivery rate remains unchanged
Piston stroke can be regulated, but which are controlled with valves. The inlet valve is controlled and the outlet valve is an automatic valve. From the rules known from Westphal's valve investigations, it follows that valve control is not suitable for high-speed hydraulic transmissions that work with high operating pressure, because the valve closing speeds are either inadmissibly high or the dimensions of the valve are practically impossible comes.
At the usual operating pressures, which are generally around 100 atm. noiseless and shock-free operation with valves cannot be ensured, apart from the fact that valves operating under such high pressures are known to be quickly eroded and no longer close tightly.
In order to avoid these disadvantages, the device according to the invention works with control slides with positive overlap, of which the slides controlling the outlet opening are attached to their
Slide rods are resiliently mounted such that they have freedom of movement along the slide rod, as described in the above-mentioned German patent. The transmission is controlled within the meaning of the invention in that the effective cylinder charge is achieved with an unchangeable piston stroke by changing the control movements or changing the relative position of the
Slide to the gear shaft is regulated.
In a further embodiment of the invention, the advance angle of the drive piece actuating the control slide can be adjusted for the purpose of merging the point of switching off the suction chamber or the pressure chamber from the cylinder space with one of the dead center positions of the piston. This ensures a particularly smooth and smooth transition. The transmission works perfectly smoothly even at the highest speeds and operating pressures, and a further advantage is the fact that, even with a large capacity, the spaces between the slide and the piston are in the
Compression fluid accumulated after the pressure chamber has been closed in the form of
Expansion work is released on the gear shaft and is not lost as heat.
The drawings each show an exemplary embodiment of the transmission as a motor and as a pump, these designs being intended for driving a vehicle. However, the field of application of the transmission is not limited to this embodiment.
Fig. 1 shows a longitudinal section through an engine installed in the wheel hub of a vehicle along the line A-C of FIG. 2, FIG. 2 shows a cross section through the engine according to FIG
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3 is a schematic illustration of the transmission, FIG. 4 shows an embodiment working as a pump in longitudinal section, FIG. 5 shows a section along the line EF in FIG. 4, FIG. 6 is a control diagram for explaining FIG Operation of the device according to FIGS. 4 and 5.
The main shaft of the engine according to FIGS. 1 and 2 consists of two parts 1 and 2, which by means of pins. 3 of the right part and sleeve 4 of the left part are pressed into one another. The main shaft 1,. '2 is mounted in the two-part housing 5, 6 on rollers 7. The middle, cranked part of the main shaft carries a wobble ring 11 arranged on roller bearings 9, 10 -which prevents rotation by the
Pin 12 and the square 14 provided on the pin 12 and sliding along the guide 1.'3 attached to the housing 6 is secured. Four sit in the wobble ring 11. Ball studs offset from one another by 90 ', of which only two, 15 and 15', are shown in FIG.
Each ball stud works with two pistons, so the ball joint 15 (Fig. 1) with the pistons 16 and 17. Each with one
Ball studs cooperating pistons are on opposite sides of the swash ring 11 in
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at. Two pistons lying opposite one another are drawn together by an elastic tension member 22. so that when swinging the ball stud back and forth. M no dead play can arise between these and the sliding shoes. The number of ball studs which are each at the corner points of a regular polygon laid around the geometric axis of the main shaft is an even number. so that each ball joint has a second diagonally opposite it.
It is controlled by means of slides, which are also arranged in the common housing 23 parallel to the main shaft. In the wrought iron piece 23 are a high pressure chamber 24, a low pressure chamber 25 and two for each. a common connection space 26 on different sides of the wobble ring diagonally opposite pistons. The pressure fluid is fed to space 24 via flexible line 27 ′ and the used liquid from space 25 through line 28
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Cylinder chamber of the diametrically opposite piston 16 '(Fig. 3) connected. so that these two are controlled together by the slider. The slide, which with positive 'overlap
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The control is operated from the main shaft by means of a swash plate.
For this purpose, a wobble head 35 is rotatably mounted on the shaft 2 around the ball pin 34. It carries the wobble ring 36 on which the ball pins 37 that actuate the individual control slides are seated.
The swash ring is prevented from rotating by the pin 38 and the sliding guide 39, as is the swash ring described above, which cooperates with the piston. Between the ball stud 34 and the wobble head 35 is a. not shown in the drawing with spherical part
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Head to change this axis. the wobble head 35 is provided with an arm 40 and its end located outside the axis of rotation is articulated via the link 41 to the pin 42 rotatably mounted coaxially with the main shaft. The pin 42 is displaceable in the direction of arrow 43.
This shift can be done by means of fluid pressure or by hand. For movement
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The gear housing 5, 6 is rotatably mounted about the axis C-D by means of pins 46, 47. A spring 49 of the vehicle acts on a fork 48 that is rotatably mounted about the pin 46. the lever joint 50, which engages on the pin 47 and is articulated on the carriage frame, prevents the housing 5, 6 from tipping out. The lever 50, the spring 49 and the pins 47, 48 rigidly connected to one another form a joint parallelogram with the joints 51 and 52. The axis of rotation of the fork 53 around the pin 37 also forms the feed line for the high pressure line 27. On the stub shaft 7 is an exposed, pressed disk 54 keyed. on the edge of which the removable impeller hub 56, fastened by screws 65, sits.
The device works as follows: If hydraulic fluid is supplied to the motor via line 27, it passes through the open pressure slide valve into the cylinder chambers of the associated pistons, which can only be diametrically opposed pistons, whereupon the force couple turns the main shaft 'puts. In the example assumed, the slide control is always set to full filling. The possibility of regulating the quantity of the liquid supplied to the piston is shown below.
If the direction of rotation of the motor is to be reversed, the liquid is drained from the cylinder chamber of the piston 57, whereupon the return spring 45 moves the pin 42 to the right until the angle of inclination of the wobble ring 36 has changed its meaning. This corresponds to shifting the control diagram by 180 "so that the direction of rotation of the motor is reversed.
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Since there are always two diagonally opposite cylinder spaces connected to one another. the piston forces 16, 16 '(FIG. 3) always remain the same due to the hydrostatic equilibrium. however, acting in opposite directions, so that the resultant of these piston forces cannot have any component in the direction of the main shaft. All piston forces therefore generate pure torque, so that the roller bearings can be built as simple slide bearings. This results in an extremely compact, lightweight design and good mechanical efficiency.
4 and 5 show an embodiment as a pump which works with a constant piston stroke with controllable filling and is particularly suitable for supplying pressure fluid driven by the vehicle engine for the engine according to FIGS. 1 and 2. The drive and the arrangement of the pumpent piston, the design of the main shaft and the wobble ring are completely identical to the drive and the arrangement according to FIGS. 1 and 2. The same parts are provided with the same reference numerals.
The design and arrangement of the control slide and its housing is similar to that of FIGS. 1 and 2, for which it should be noted that for each associated pair of pistons, the low-pressure chamber 68 with the line 28 and the high-pressure chamber 69 with the line 27 in a connection not shown stands.
In order to regulate the amount of pressure fluid delivered with a constant stroke and to be able to move the control slide in the longitudinal direction for this purpose, its drive is designed differently from the drive according to FIGS. 1 and 2. On the extension 70 of the main shaft 2 sits loosely rotatable and displaceable in the axial direction, a sleeve 71, in its right-hand side, the bead 72 of the
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of Fig. 2 is formed and arranged. The lower end of the bolt 7 slides in a spiral groove 74 of the bead 72.
If the sleeve 71 is rotated about the shaft 70, the sleeve is displaced in the axial direction according to the mass of the pitch of the spiral groove 74, with the control slide. which act on the ball stud 37 with slide shoes 76 are also displaced to the same extent in the axial direction. In order to be able to rotate the sleeve 71, the outer end of the bolt 7 engages. ' ; into the slot 77 of a driver provided on the disk 78. The disk 78 is also loosely rotatably seated on the shaft 70 and is connected via the torsion spring 79 to the disk 80 wedged in a stationary manner on the shaft 70. Two bolts 81 and 8'2 are seated in the disk 80. About which flyweights 83 and 84 are swingable) mounted.
In each of the weights 83, 84 there is a respective pin 85 or 86, to which a metal band 87, 88 connected at its other end to the shaft 70 is individually fastened.
The device works as follows:
The control slide works with positive overlap and, due to the freedom of movement of the slide for controlling the pressure channel, passes the switchover point regardless of the dead center position of the associated pistons 16, 16 ', even when the pistons are at their greatest speed in the sense of
Have arrow 69 without creating inadmissibly high pressures in the liquid.
If the sleeve 71 is in the limit position shown in FIG. 4, the low-pressure chamber 68, apart from a small overlap period, becomes the during the entire suction stroke
Pistons 16 and 16 'are connected to the cylinder space of the relevant piston. while the same) cylinder chambers are connected to the high pressure chamber 69 in the course of the subsequent entire pressure stroke. Fig. 6 shows the control diagram. In the described mode of operation, the channels are reversed in accordance with the total promotions always at the top and bottom dead center
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The center position of the slide therefore always coincides with the dead center position of the pistons.
If the sleeve 71 and with it the control slide are now shifted in the direction of arrow 90 by the length o, the switching points of the slide on the crank circuit in FIG. 6 also shift to points I and II corresponding to the route-a. Then the pump delivers liquid only between points 7 and II. During the movement of the pistons from jr to I and from II to 0, the liquid is pushed back from the cylinder into the suction line. The delivery rates, d. i. the effective) fillings behave in the two cases described like the sizes H and h.
It is advantageous if the control is adjusted in this way. that the switchover point 1 (i.e. the switchover from the suction chamber 68 to the pressure chamber 69) is in the bottom dead center position s; of the piston takes place. This ensures a smooth, jolt-free transition from the suction period to the pressure period. To achieve this, as can be seen from FIG. 6, point 1 must coincide with bottom t dead center 1r. thus a reverse rotation of the control in relation to the crankshaft
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This inevitable displacement of the sleeve 71 relative to the shaft can be done by any means. if desired, can be done by hand. According to the embodiment according to FIGS. 4 and 5, it takes place as a function of the speed of the main shaft 1. 2. For this purpose, the
Torsion spring 79 tuned so that at a minimum speed of the shaft 1. 2-7. 8 according to
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is pushed, in which case the delivery rate of the pump is zero. At this speed, the weights 83, 84 are in the position shown in FIG.
In the idling position, the cylinder chambers of the pistons of the pump are therefore always connected to the low-pressure chamber 68, so that the through the return lines 28 (FIG. 2) with the annular
Rooms 26 communicating hydraulic motors can run empty.
However, as soon as the speed of the pump drive is increased, the weights 83, <M swing apart as a result of the centrifugal force, whereby the sleeve 71 also moves against the direction of the arrow 90 corresponding to the increased speed and thereby increases the delivery rate of the high pressure pump.
If the degree of inequality of the centrifugal governor is sufficiently small, a practically hyperbolic tractive force characteristic can be achieved so that the economical speed of the drive motor is always maintained, while the gearbox always automatically selects a gear ratio corresponding to the available power output when the tractive force changes.
The transmission shown in FIGS. 1 and 2 can of course also be equipped with the same control, in which case this also works with a variable, controllable filling with the piston stroke remaining the same. This allows the control range of the system to be increased.
PATENT CLAIMS:
1. Infinitely variable hydraulic transmission (pump or motor), in which a plurality of pistons cooperate with a common transmission shaft, characterized in that
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