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Hydrostatisches Getriebe
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Drehmoment- und Drehsinnänderungsgetriebe, insbesondere für Land- und Wasserfahrzeuge und Arbeitsmaschinen für die Landwirtschaft, das Baugewerbe und die Industrie, wobei eine regelbare Axialkolbenpumpe sowie ein von dieser beaufschlagter Axialkolbenmotor und gegebenenfalls zugehörige Ventile, Ölfilter u. dgl. in einem gemeinsamen, gleichzeitig den Ölvorratsraum bildenden Gehäuse angeordnet sind.
Es ist zwar an sich bekannt, eine selbständige und vollständige, d. h. in sich geschlossene und mit einem Gehäuse versehene hydrostatische Pumpe sowie einen ebensolchen hydrostatischen Motor in irgendein gemeinsames weiteres Gehäuse einzubauen, und derart durch Leitungen gegebenenfalls über Ventile, miteinander zu verbinden, dass die Pumpe und der Motor zusammen ein Getriebe ergeben, wobei das gemeinsame Genäuse gleichzeitig Ölvorratskammer sein kann und auf jeden Fall gleichzeitig die erforderlichen Ventile und Steuerorgane aufnimmt. In einem solchen Falle wird durch das gemeinsame Gehäuse das Getriebe als geschlossene Baugruppe zusammengefasst. Derartige hydraulische Getriebe sind sehr gross und schwer und auch sehr teuer, weil ja durch die Zusammenfassung im Gehäuse kein einziger Bauteil an der hydrostatischen Pumpe oder dem Motor eingespart wird.
Ist an einem solchen Getriebe eine Wartung erforderlich, so muss das gemeinsame Gehäuse geöffnet werden, wobei durch die Öffnung des Gehäuses die einzelnen und an sich wiederum geschlossenen Teile wie die Pumpe oder der Motor bzw. der Ventilblock soweit erreichbar werden, dass sie ausgebaut werden können, aber zunächst noch nicht an sich zugängig werden, da sie ja an sich wiederum geschlossen sind. Die Vornahme von Wartungsarbeiten an derartigen Getrieben erfordert also einen ausserordentlich hohen Arbeits- und Zeitaufwand.
Die gegenständliche Erfindung bezweckt, derartige Nachteile zu beseitigen. Bei dem hydrostatischen Getriebe gemäss der Erfindung ist an einer Wand des Gehäuses der Triebflansch der Axialkolbenpumpe sowie der den Steuerspiegel und die Zylindertrommel der Axialkolbenpumpe tragende Bügel mittels Lagerböcken gelagert und ist an der gleichen Wand des Gehäuses mittels eines Zwischenblockes der Steuerspiegel des Axialkolbenmotors gelagert, wobei der Triebflansch des Axialkolbenmotors an der der genannten Wand des Gehäuses gegenüberliegenden Wand des Gehäuses gelagert ist. Ein solches Getriebe ist wesentlich kleiner und leichter als die bisher bekannten, weil die im einzelnen die Kräfte aufnehmenden Einzelgehäuse von Pumpe und Motor fortgelassen sind, so dass die Kräfte unmittelbar auf die Wand des Getriebegehäuses übergeleitet werden.
Das hat die weitere Folge, dass bei Abnahme des Deckels des Getriebes sofort die Einzelteile von Pumpe und Motor voll zugängig sind. Durch den Fortfall der dazwischenliegenden Einzelgehäuse können Pumpe und Motor sehr dicht aneinandergerückt werden, so dass insbesondere unter Berücksichtigung der Raumansprtiche einer schwenkbaren Axialkolbenpumpe und des Motors sich ein sehr kleines Gesamtgetriebegehäuse ergibt.
Bei einem derartigen Getriebe ist es sehr zweckmässig, dass in dem Gehäuse ein die grösstmögliche Ausschwenkung der Zylindertrommel der Axialkolbenpumpe begrenzender verschiebbarer Anschlag vorgesehen ist, wobei der Anschlag mit einem von dem Druck der Förderleitung beaufschlagten, gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Kolben verbunden ist, derart, dass bei zunehmendem Druck in der Förderleitung der grösstmögliche Ausschwenkwinkel der Pumpe in der Richtung, in der die mit dem jeweiligen Anschlag verbundene Leitung Druckleitung ist, begrenzt wird. Steigt bei einer derartigen Anordnung
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derDruck in der Förderleitung über ein zulässiges Mass an, so wird durch den Kolben der Anschlag vorge- schoben und damit die grösstmögliche Ausschwenkung der Pumpe beschränkt.
Da bei kleinerer Ausschwen- kung die Pumpe auch nur kleinere Fördermengen liefert, wird sich ein Gleichgewichtszustand einstellen, bei dem der Motor bei dem gegebenen Förderdruck gerade die von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmen- ge aufnimmt, ohne denDruck in der Förderleitung weiter zu erhöhen. Sinkt der Druck in der Förderleitung wieder dadurch ab, dass der Motor ein geringeres Drehmoment aufnimmt, weicht der Anschlag wieder zurück und die Pumpe kann wieder weiter ausgeschwenkt werden in eine Lage, in der sie wieder eine grössere Flüssigkeitsmenge je Zeiteinheit fördert.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegemandes schematisch und teil- weise im Schnitt dargestellt. Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Getriebe gemäss der Erfindung. Fig. 2 zeigt einen Deckel zu einem Getriebe wie dem in Fig. 1 dargestellten Getriebe, wobei in diesem Deckel ein Vorgelegegetriebe angeordnet ist. Fig. 3 zeigt einen ebensolchen Deckel, wobei in die- sem ein anderes Vorgelegegetriebe angeordnet ist und Fig. 4 zeigt eine Ausschwenkwinkel-Begren- zungseinrichtung für die Pumpe eines Getriebes gemäss der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch ein hydrostatisches Wechsel- und Wendegetriebe, wie es in dieser Aus- führung z. B. auch für Boote verwendet werden kann. Es besteht aus einem Gehäuse 1, in dem eine mit der Antriebswelle 2 koaxial laufende Regelpumpe 3, ein Motor 4, der auf die Abtriebswelle 5 arbeitet, ein Ventilblock 6, der das hydrostatische Schaltorgan enthält, ein für Pumpe und Motor vorteilhafterwei- se gemeinsamer Lagerblock 7, ein Ölfilter 8 und ein Luftfilter 9 angeordnet sind. Mittels des Hebels 10 ist die Regelpumpe 3 schwenkbar und damit ihre Fördermenge von Null in beiden Richtungen stufenlos bis zu einem Höchstwert einstellbar. Mit dem Flansch 11 ist das Gehäuse 1 am nicht gezeichneten Kur- belgehäuse einer Brennkraftmaschine zu befestigen. Der Antrieb von der Brennkraftrnaschine erfolgt über eine elastische Kupplung 12.
Ein Lüfterrad 13 sorgt für einen Kühlluftstrom. der das Gehäuse 1 in einer an sich bekannten Weise, die nicht näher dargestellt ist, kühlt. Die Verbindungsleitung C zwischen Regelpumpe 3 und dem hydraulischen Motor 4 ist denkbar kurz und bietet deshalb nur einen sehr geringen Strömungswiderstand. Die mit E bezeichnete gestrichelte Linie soll das freie Ende der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine darstellen.
Die Regelpumpe 3 ist um eine horizontale Achse 14 bis zu denlagen 15 und 16 schwenkbar, wasz. B. derVor- bzw. Rückwärtsfahrt entspricht. Sie kann natürlich um jede beliebige Achse, vorzugsweise auch um eine senkrechte Achse schwenkbar sein. Im letzten Falle braucht das Gewicht der Regelpumpe 3nicht ausgeglichen werden.
Diese Anordnung lässt deutlich erkennen, dass die Abtriebswelle 5 um ein beträchtliches tiefer als die Antriebswelle 2 liegt, so dass sich für den Bootsan1 ; rieb der Vorteil ergibt. dass die Schraubenwelle nicht derartig schräg nach unten geführt werden muss, wie das bei den bekannten Antrieben der Fall ist. Ausser der achsparallelen Lage von Antriebswelle 2 und Abtriebswelle 5 lässt sich die Achse der Abtriebswelle auch in jedem beliebigen Winkel zur Achse der Antriebswelle anordnen, u. zw. mit dem Vorzug, dass die wesentlichsten und teuerste Bauelemente beibehalten und nur einfache Bauteile, wie der Lagerblock 7 und Teile des Gehäuses 1 entsprechend verändert werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Möglichkeiten an, ein und dasselbe Gehäuse 21, das dem Gehäuse 1 in Fig. l entspricht, mittels eiuesGehäusedeckels 22 durch unterschiedliche Ausbildung der Zahnritzel 23, 33 und der mit diesem im Eingriff stehenden Zahnräder 24, 34 eine Untersetzungsstufe mit unterschiedlichem Untersetzungsverhältnis bei Beibehaltung der wesentlichsten Bauteile anbringen zu können, dabei ist die Abtriebswelle 25, 35 in allen Fällen in gleicher oder der dem Verwendungszweck günstigsten Lage anzubringen.
Die Fig. 4 zeigt eine über den Förderdruck gesteuerte Fördermengenbemessung. In dem Arbeitszylinder 41 befinden sich. ein Kolben 42, der über eine Kolbenstange 43 mit einem Anschlag 47 auf das Schwenkgehäuse 44 der Regelpumpe 3 einwirken kann. Der Kolben 42 ist von dem Förderdruck, der sich über die Leitung 45 in den Zylinder 41 überträgt, belastet. Dieser Kraft wirkt eine durch die Feder 46 hervorgerufene, nach einer festgelegten Federkennlinie wirkende Spannkraft entgegen. Durch das Verhälmis von hydraulischer Kolbenkraft und Spannkraft ist erreicht, dass die volle Leistung der Brennkraftmaschine ausgenützt werden kann, d. h., dass die Regelpumpe 3 nur so weit ausschwenkbar ist, dass bei Belastung kein leistungsmindemder Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine stattfindet bzw. dass im Teillastbereich z.
B. beim Antrieb einer Schiffsschraube die Regelpumpe 3 durch Zurückweichen des Anschlages 47 weiter ausgeschwenkt und damit die Fördermenge erhöht und die Drehzahl der Schraube vergrössert werden kann, so dass die Schraube die diesem Teillastzustand entsprechende Motorleistung voll ausnützen kann.