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Hydraulisches, stufenloses Differentialgetriebe
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches, stufenloses Getriebe, mit dem man theoretisch Übersetzungs- verhältnisse von 1 : 0 bis 1 : 00 erreichen kann. (Letzteres nur unter zusätzlicher Umschaltung des An- triebsanschlusses, was noch näher erläutert wird.) Die Praxis weicht wohl von der Grenze 1 : 00 ab, nicht aber von der Grenze 1 : 0. Darüber hinaus sind auch Rückwärtsgänge in denselben Grenzen, wie sie be- reits oben erwähnt sind, ohne zusätzliche Umschaltung möglich.
Es ist bereits ein hydraulisches Getriebe bekannt, bei dem zwei Pumpen in einem geschlossenen Kreislauf wirken und ein hydraulischer Motor parallel dazu geschaltet ist. Die beiden Pumpen können hiebei sowohl in gleicher Richtung als auch in entgegengesetzter Richtung fördern. Im ersten Fall wird die Summe der Fördermengen dem Motor zugeführt und im zweiten Fall die Differenz. Dieses bekannte Getriebe hat, abgesehen von einer Vielfalt komplitierter Einzelteile, den Nachteil, dass drei Aggregate erforderlich sind.
Demgegenüber zeichnet sich das anmeldungsgemässe Getriebe dadurch aus, dass die beider Pumpen durch eine Drehkolbenpumpe gebildet sind, die in zwei gegeneinander abgedichteten Kammern unterteilt ist, wobei ein und derselbe Kolben in beiden Kammern wirkt und in axialer Richtung verschiebbar ist und dass, wie bereits bekannt, der Einlass der einen Kammer mit dem Auslass der andern Kammer und der Auslass der einen Kammer mit dem Einlass der andern Kammer verbunden ist und dass ferner zwischen beiden Verbindungsleitungen eine Ausgleichsleitung besteht, in die der hydraulische Motor eingeschaltet ist.
Bezüglich der Pumpe herrscht im weiteren Sinne auch hier zu bekannten Erfindungen Ähnlichkeit.
Bei diesen wird nämlich durch starre Kopplung verschiebbarer Wände in Pumpe und Motor die Förder- menge des einen Aggregates entgegengesetzt zur Fördermenge des andern Aggregates verstellt.
Nicht aber wird bei diesen bekannten Vorrichtungen die Differenz der Fördermenge ausgenutzt, son- dern der Motor von der Pumpe direkt angetrieben.
Durch die Verschiebbarkeit des Drehkolbens lässt sich nun die Förder- und Bedarfsmenge der einen Kammer auf Kosten der andern stufenlos verändern.
Da nun die beiden Kammern einander mit Flüssigkeit versorgen, ergibt sich bei verschiedenen Grössen der beiden Kammern (und daher auch verschiedenen Bedarfs- und Fördermengen) folgende Tatsache :
Einerseits wird der Bedarf der einen Kammer durch die Fördermenge der andern Kammer nicht ge- deckt, und anderseits fördert die eine Kammer mehr, als die andere Kammer benötigt. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer Verbindung zwischen den beiden Rohrkuppelungen, in der der Ausgleich stattfin- det. (In den Zeichnungen mittels Pfeilen symbolisiert). In dieser Verbindung wird nun ein Motor geschal- tet, dessen Welle die Abtriebswelle des Getriebes darstellt. Dieser dreht sich mit einer Geschwindigkeit, die durch die Ausgleichsmenge des oben angeführten Systems pro Umdrehung in bezug auf die eigene Be- darfsmenge pro Umdrehung bestimmt ist.
U,. (V,.-V,,) xU,. : V motor/mm = K K syst/mm motor (U = Umdrehung, V = Volumen, K = Kammer l, K = Kammer 2, syst = Zweikammer-System)
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Es ist natürlich möglich, die An-und Abtriebswelle zu vertauschen, so dass der zwischengeschaltete Motor nun als Pumpe wirkt, die das Zweikammersystem antreibt, wodurch Übersetzungsverhältnisse theoretisch bis zu 1 : 00 erreicht werden können, während zuerst Übersetzungsverhältnisse bis 1 : 0 erreicht wurden, u. zw. auch praktisch.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. l die Ausführung des ganzen Getriebes, bei der die Elemente nach Art einer Drehkolbenpumpe mit Radialschieber aufgebaut sind, Fig. 2 das Zweikammersystem nach Art einer Drehkolbenpumpe, die ähnlich einer Zahnradpumpe funktioniert, auseinandergezogen dargestellt, sowie Fig. 3 und 4 den schematischen Aufbau des Getriebes mit Einrichtungen, die noch näher erläutert werden.
Bei dem Getriebe gemäss Fig. ist ist ein Drehkolben 1 in einen Zylinder 2 und eine Achse 3, die zugleich Antriebswelle des Getriebes ist, drehbar gelagert. Der Zylinder ist durch zwei Deckkolben 4, 5 beiderseits abgeschlossen. Diese Kolben sind im Zylinder in Richtung der Achse verschiebbar.
Ebenso der Drehkolben, der dicht an die Deckkolben anschliesst. Eine Trennscheibe 6, die in einer Ausnehmung im Zylinder um die Achse drehbar gelagert ist, und ihrerseits eine Ausnehmung hat, worin der Drehkolben in axialer Richtung gleitet, teilt das System in zwei Kammern und dichtet diese gegeneinander ab. Der Einlass 7 der oberen Kammer ist mit dem Auslass 8 der unteren Kammer durch eine Umleitung 9 verbunden. Ebenso der Einlass 10 der unteren Kammer mit dem Auslass 11 der oberen Kammer durch die Umleitung 12 (durch Pfeile symbolisiert). Saug-und Druckräume sind durch die gefederten Radialschieber 14, 15 und die Radialschieberlager 16, 17 getrennt.
Die beiden Rohre (Umleitungsrohre) 9, 12 sind ihrerseits durch eine Überleitung 18 (durch Pfeile symbolisiert) verbunden, in die ein Motor 19, der dieselbe Funktionsweise hat wie eine Kammer des Zweikammersystems, eingeschaltet ist.
Es ist möglich, die Elemente des Getriebes auf der Grundlage anderer, bekannter Pumpentypen aufzubauen, die unter Umständen einen höheren Wirkungsgrad haben als die bereits angeführte Pumpe. So können z. B. Kapselpumpen, Drehkolbenpumpen und auch Zahnradpumpen Verwendung finden.
Der näheren Erläuterung bedarf hiebei die Verwendung von Zahnradpumpe oder Rotationskolbenpumpe jener Type, die in Fig. 2 aufscheint. Wesentlich dabei ist, dass der Doppelzylinder in einen Schubund in einen Stationärteil zerfällt. Im Zylinder des schubteiles (Schubzylinder 20, 21) kann der Rotations- kolben (genannt Schubkolben 22) in axialer Richtung verschoben werden, was jedoch beim Zylinder des Stationärteiles (Stationärzylinder 23, 24) nicht der Fall ist. Die Stationärtrennscheibe 25 liegt zwischen den beiden Teilen des Stationärkolbens 26, 27 und ist fest mit dem Stationärzylinder verbunden, während sich die schubtrennscheibe 28 mit dem Schubkolben mitdreht, jedoch an der ersteren dichtend gleitet und mit ihr immer in einer Ebene liegt.
Die Deckkolben 29, 30 schliessen analog dem ersten Modell dicht an den Schubkolben an und sind in axialer Richtung verschiebbar. Ein Keil 31 verbindet die beiden Stationärkolbenteile fest miteinander.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 3 wird durch Kurzschliessung der Überleitung 18 der Motor 19 umgangen. Diese Kurzschliessung wird durch das Ventil 32 im Bedarfsfalle unterbrochen, wodurch derselbe Effekt wie bei einer Kupplung erreicht wird. Ksi. il = Zweikammersystem.
Das in Fig. 4 dargestellte Getriebe ist mit zwei Überleitungen 18, 18' und zwei Motoren 19, 19' ausgestattet. Es wird dadurch ein ähnlicher Effekt wie bei einem Autodifferential hervorgerufen. R,, R, sind Kraftfahrzeugräder.
Diese beiden in den Fig. 3 und 4 dargestellten Einrichtungen sind an sich bekannt, in Kombination mit der Erfindung stellen sie jedoch eine Neuerung dar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulisches Getriebe, bestehend aus zwei, in einem geschlossenen Kreislauf arbeitenden Pumpen, die mit verschiedenen Fördermengen arbeiten, und deren Fördermengendifferenz das Treibmittel für einen hydraulischen Motor bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpen durch eine Drehkolbenpumpe gebildet sind, die in zwei gegeneinander abgedichtete Kammern unterteilt ist, wobei ein und derselbe Kolben (1) in beiden Kammern wirkt und in axialer Richtung verschiebbar ist, und dass, wie bereits bekannt, der Einlass (7) der einen Kammer mit dem Auslass (8) der andern Kammer und der Auslass (11) der einen Kammer mit dem Einlass (10) der andern Kammer verbunden ist, und dass ferner zwischen diesen beiden Verbindungsleitungen (9 und 12) eine Ausgleichsleitung (18) besteht, in die der hydraulische Motor (19) eingeschaltet ist.