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Hydraulisches Wechselgetriebe.
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Wechselgetriebe, das für beliebige Antriebe, z. B. den Antrieb von Maschinen, besonders aber für den Antrieb von Kraftfahrzeugen jeder Art geeignet ist.
Es sind Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei denen eine Hauptpumpe und eine Zusatzpumpe Verwendung findet und bei denen die für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses massgebende Einstellung des Hubvolumens des hydraulischen Motors durch äusseren Einfluss erfolgt.
Auch sind Druckpumpen mit umlaufenden Kolben bekanntgeworden, die in einem exzentrisch im Gehäuse gelagerten Radkörper längsverschiebbar sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein hydraulisches Getriebe mit veränderbarer Übersetzung, bestehend aus einer gleichzeitig als Pumpe arbeitenden hydraulischen Kupplung und einem hydraulischen Motor, wobei der durch Kupplungswirkung getriebene Teil der Pumpe mit dem getriebenen Teil des Motors auf Drehung gekuppelt ist, wobei die beiden getriebenen Teile der Kupp- lung und des Motors, z. B. durch ihre gegenseitige Versehiebbarkeit quer zur Getriebeachse gleichzeitig als Organ für die Steuerung der Grösse des Hubvolumens des hydraulischen Motors und damit der Grösse des Übersetzungsverhältnisses ausgebildet sind.
Es handelt sich somit bei der vorliegenden Erfindung um eine automatische Regelung der Grösse des Hubvolumens des hydraulischen Motors.
Eine besonders zweckmässige Ausführung ist diejenige, gemäss welcher die beiden getriebenen
Teile der Kupplung und des Motors als ineinanderliegende Hohlzylinder ausgebildet sind, welche mittels ebener Führungsflächen so zusammenwirken, dass trotz Kupplung auf Verdrehung eine gegenseitige
Verschiebung der beiden Teile quer zu den Hohlzylinderachsen ermöglicht wird.
Dabei kann die Ausführung so getroffen sein, dass die gegenseitige Führung der Hohlzylinder flüssigkeitsdicht erfolgt, so dass der freie Raum zwischen den beiden Hohlzylindern in zwei vollkommen getrennte Kammern unterteilt ist, in welche zwecks gegenseitiger Verschiebung der Hohlzylinder Druckmittel von verschiedenen Drücken eingeleitet werden.
Durch Einbau eines selbsttätigen, erst bei Überschreitung eines bestimmten Betriebsdruckes öffnenden Abschlussorgans in die hydraulische Verbindung zwischen Pumpe und Motor kann der Übergang von der mechanischen Kupplung zur Aufteilung der Kraftübertragung zwischen Kupplung und hydraulischer Übertragung beliebig eingestellt oder willkürlich beeinflusst werden.
Für die Pumpe in der Kupplung und den hydraulischen Motor eignen sich grundsätzlich alle brauchbaren hydraulischen Maschinen, vorzugsweise jedoch starrwirkende Maschinen, z. B. Drehkolbenmaschinen. Auch die mechanisch kraftübertragende Verbindung des hydraulischen Motors mit dem treibenden Teil der Kupplung ist in verschiedener Weise möglich.
In den Zeichnungen ist beispielsweise die Verwirklichung der Erfindung gezeigt : Fig. 1 ist ein Querschnitt eines vollständigen hydraulischen stufenlosen Kupplungsgetriebes nach Linie X-Y der Fig. 2, Fig. 2 ein Längsschnitt des Kupplungsgetriebes gemäss Fig. 1, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie P-Q der Fig. 2, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie R-ss der Fig. 2, Fig. 5 ein Schnitt nach Linie T-U der Fig. 2, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie V-W der Fig. 1, 2 und 5.
Gemäss den Fig. 1-6 ist zu einer als Pumpe ausgebildeten Kupplung noch ein aus der Pumpe gespeister Motor hinzugefügt, u. zw. umhüllt hier der Motor die Kupplung. Angetrieben wird bei dem gezeichneten Beispiel mittels der Welle 27 die exzentrische Walze 2 und der treibende Teil der Kupplung ist das Gehäuse 1 a der Kupplung, das auf der treibenden Welle 68 befestigt ist. Dieses Gehäuse ist zugleich der treibende Teil eines hydraulischen Motors ähnlicher Art wie die Pumpe.
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Die Exzentrizität der Exzenterwalze des Motors ist jedoch veränderbar gemacht. Zu diesem Zweck ist das Exzenter 33 auf dem Gehäuse mittels Führungsbacken 34 bei 31 radial geführt und mittels parallel den Führungsflächen angeordneten Federkeile 32 mit ihm gekuppelt. Der Exzenter 33 ist von einer ihm konzentrischen Trommel 36 eingeschlossen, die bei 37 lose auf ihm gelagert ist, also seine Umdrehung nicht mitzumachen braucht, und auf deren zylindrischer Aussenfläche die radial im feststehenden Motorgehäuse 39 geführten Schieber 38 gleiten, die in bekannter Weise etwa halbzylindrische, den berührten Flächen sich anschmiegende Gleitschuhe 41, 41a tragen. Die Schieber 38 werden von einem gemeinsamen Ring 40 umfasst, der infolgedessen die Exzenterbewegung des Exzenters 33 mitmacht.
Das Motorgehäuse 39 ist auf der linken Seite (Fig. 2) durch einen Deckel 42 und auf der rechten Seite durch einen Deckel 43 abgeschlossen. Diese Deckel besitzen je einen mit Kanälen 50 versehenen Ringansatz 44, von denen jeder mit einem Drehschieber 45 des Umlaufgehäuses la der Kupplungspumpe zusammenwirkt, das der treibende Teil sowohl der Kupplung als auch des hydraulischen Motors ist.
Von den radialen Öffnungen 51 zwischen den Stegen 52 der den Schieberspiegel bildenden Ansätze 44 werden also auf der einen Seite des Exzenters über die eine Hälfte des Umfanges und auf der andern Seite des Exzenters über die andere Hälfte des Umfanges von je einem etwa halbzylindrischen Schieber 45 abgedeckt.
Die Hubräume des Motors können durch Veränderung der Exzentrizität des Exzenters 33 entlang den Führungen 31 und Federkeilen 32 verändert werden und damit auch die Leistung, die der Motor auf hydraulischem Wege übernimmt. Diese Verschiebung kann durch Anwendung des Treibmitteldrucks im Raum 46 bzw. 47 zwischen dem umlaufenden Gehäuse la der Kupplung und dem Exzenter 33 selbsttätig bewirkt werden. Die Zuführung des Treibmittels hiezu erfolgt für den Raum 46 unmittelbar durch einen Kanal 48 (Fig. 2) im Deckel 12 des Kupplungsgehäuses aus dem bei 49 aus der Pumpe austretenden Treibmittel. Für den Raum 47 erfolgt die Zuführung mittels der Kanäle 50 in den Stegen des Schieberspiegels 52 (Fig. 1 und 4).
Diese Kanäle 50 münden in den Zwischenraum 53, der zwischen dem Drehschieber 45 und dem hohlen Lagerzapfen 37 der Motorkolbenwalze 33 liegt.
Von dem Raum 53 führen radiale Kanäle 54 in den Raum 47. Die Kanäle 50 stehen durch Rohrleitungen 55 und 56 mit einem Ausgleichsbehälter 57 in Verbindung, der seinerseits durch eine Rohrleitung 58 mit einem Windkessel 59 verbunden ist. Mittels eines Druckreglers 60 wird dauernd ein mittlerer Betriebsdruck im Ausgleichsbehälter 57 hergestellt.
Zur Vermeidung eines Überdruckes ist ein Sicherheitsventil 61 am Ausgleichsbehälter 57 angeordnet, welches das überschüssige Treibmittel durch eine Rohrleitung 62 in den Vorratsbehälter 63 gelangen lässt. Aus dem Vorratsbehälter 63 führen Kanäle 64 zum Saugraum 65 der Kupplungspumpe und zum Auslass 51 des Motors.
Zur Entlüftung, sowie zur Ölzuführung in den Raum 67 der Kupplung ist dieser durch Kanäle 66 über die Kanäle 64 mit dem Vorratsbehälter 63 verbunden. Der Druckausgleichsbehälter 57 sowie der Windkessel 59 sind mit Entlüftungsventilen 73 bzw. 74 versehen.
Die Rohrleitung 58 kann. durch eine den Ausgleichsbehälter 57 und seinen Druckregler 60 umgebende Leitung 69 bei Öffnung des darin befindlichen Absperrorgans 70 unmittelbar mit der Leitung 62 und dem Vorratsbehälter 63 verbunden werden. Dadurch wird der Windkessel 59 drucklos und die Kupplungspumpe und der hydraulische Motor wirkungslos gemacht.
Was nun die Wirkungsweise des hydraulischen Wechselgetriebes betrifft, so ergibt sich die Wirkung der als Pumpe ausgebildeten Kupplung aus dem Gesagten. Die bei eintretendem Schlupf zwischen getriebenem und treibendem Teil der Kupplung eintretende Pumpwirkung drückt das flüssige Treibmittel jedoch nicht einfach über ein belastetes Auslassorgan in den Vorratsraum oder den Saugraum der Pumpe, sondern in den hydraulischen Motor, dessen treibender Teil mit dem der Kupplung mechanisch kraftübertragend verbunden ist.
In den Vorratsbehälter 63 wird vor Inbetriebsetzung so viel Öl eingegossen, dass das ganze System mit Öl gefüllt ist. Lediglich im oberen Teil des Ausgleichsbehälters 57 und des Windkessels 59 verbleibt noch Luft. Etwa in andern Teilen des Systems nach Öleinfüllung noch verbleibende Luftreste entweichen bei Ingangsetzung durch verschiedene Kanäle, insbesondere durch die Kanäle 66 und die Öffnungen 71 in den Vorratsbehälter 63.
Bei Ingangsetzung wird das Treibmittel aus den Kanälen 64 durch die Kupplungspumpe angesaugt und gelangt von der Druckseite der Pumpe in den Druckraum 72 des Motors und gleichzeitig in den Windkessel 59. Aus diesem gelangt es über die Leitung 58 und das Druckreduzierventil60 so lange in den Ausgleichsbehälter 57, bis dort der erforderliche mittlere Betriebsdruck erreicht ist. Ist nun das Drehmoment an der treibenden Welle 68 ebenso gross wie an der getriebenen Welle 27 und zugleich das Übersetzungsverhältnis l : l, so findet von demjenigen Zeitpunkt ab, in welchem im Ausgleichsbehälter 57 der mittlere Betriebsdruck vorhanden ist, keinerlei Ölumlauf weder in der Kupplungspumpe noch im hydraulischen Motor statt. Die Kupplungspumpe hat dann nur Kupplungswirkung und das umlaufende Gehäuse la hat dieselbe Drehzahl wie die Walze 2.
Da nun zwischen dem umlaufenden Gehäuse 1 der Kupplung und dem verschiebbaren Exzenter 33 des Motors auf
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