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Hydraulisches Wechselgetriebe, insbesondere für Motorwagen.
Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Wechselgetriebe, insbesondere für Automobile, die aus zwei Systemen von kreisenden Pumpen bestehen, mittels welcher die Bewegung der treibenden Welle auf die anzutreibende Welle übertragen wird. Bei den bekannten Getrieben dieser Art kann durch Änderung des wirksamen Volumens des einen Pumpensystems das Übersetzungsverhältnis der Triebwelle und der getriebenen Welle innerhalb der Grenzen I : I bis I : 0 und auch die Drehrichtung der getriebenen Welle kontinuierlich geändert werden.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, dass zur Ermöglichung eines grösseren Übersetzungsverhältnisses als I : I zwischen der Triebwelle und der anzutreibenden Welle die Drehrichtung des auf die anzutreibende Welle einwirkenden Pumpensystems durch Umschaltung von Druck-und Saugseite umkehrbar ist.
Die Fig. i der die Erfindung beispielsweise veranschaulichenden Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch das Wechselgetriebe dar. Die Fig. 2 zeigt das Getriebe im Schnitt nach der Linie A--B der Fig. 1. Die Fig. 3 veranschaulicht in schematischer Darstellung die Anordnung der Verbindungskanäle zwischen den beiden Pumpensystemen, wobei die Mantelfläche des Zylinders, in welcher im wesentlichen diese Kanäle liegen, abgewickelt ist. Die Fig. 4 zeigt in der gleichen Darstellung wie die Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der Kanalverbindungen.
Mit der treibenden Welle a ist ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes Gehäuse fest verbunden, das zwei Systeme von kreisenden Pumpen umschliesst. Die anzutreibende Welle b trägt ein Exzenter f, welches in der Verlängerung der Triebwelle a eine Ausnehmung g besitzt, in welcher ein Lager k für das abgesetzte Ende der Triebwelle a angeordnet ist.
Das die beiden Pumpsysteme umschliessende Gehäuse besteht aus einer mit der Triebwelle a verkeilen Scheibe i, zwei ringförmigen Körpern 1n und n, die durch eine Zwischenwand e voneinander getrennt sind und aus einer zweiten Scheibe j, die in der Mitte eine grössere kreisrunde Öffnung k besitzt. Die das Gehäuse bildenden Teile i, ?n, n und i sind durch mehrere Schrauben o miteinander fest verbunden.
Jeder der beiden ringförmigen Körper 1n, n dient zur Anfnahme eines Systems von
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keit dient.
In den ringförmigen Körpern 1n, n ist je ein kreisförmiger Kanal N bzw. w vorgesehen. Gegenüber jedem Steuerschlitz it sind in dem ringförmigen Körper n zwei durch einen Steg voneinander getrennte Steuerschlitze 2,3 vorgesehen. Die Steuerschlitze 2 sind mittels der Kanäle 4 mit dem Ringkanal w, die Steuerschlitze 3 mittels zur Getriebeachse paralleler Kanäle J mit dem Ringkanal v des Körpers m verbunden. Gegenüber den Steuerschlitzen t der Pumpzylinder p sind in dem Ringkörper m gleichfalls zwei durch einen Steg voneinander getrennte Steuerschlitze 6, 7 (Fig. 3) vorgesehen, von denen die einen 6 mittels der Kanäle 8 mit dem Ringkanal v, die anderen 7 mittels zur Getriebeachse paralleler Kanäle 9 mit dem Ringkanal w des Körpers n verbunden sind.
Beim Betrieb der Pumpen gelangen infolge der Schwingung der Pumpenzylinder p, q um ihre zur Getriebeachse parallelen Achsen die Steuerschlitze t, u der Zylinder abwechselnd mit den Schlitzen 2 und 3 bzw. 6 und 7 in Verbindung.
In jedem der Pumpenzylinder p und q ist ein Kolben 10 bzw, 11 angeordnet, mit dem ein Schuh 13 bzw, 14 mit kreisbogenförmiger Fuss fläche 15 verbunden ist. Die Schuhe 13 der Pumpenkolben tO stützen sich auf das Exzenter f der anzutreibenden Welle b, wodurch die Wechselwirknng zwischen diesen Pumpen und der Welle b herbeigeführt wird.
Zum Antrieb der Pumpen q dient ein Exzenter 16, das um eine zur getriebenen Achse parallele Achse verstellbar ist. Dieses Exzenter ist am Ende einer hohlen Welle 17 befestigt, durch welche die anzutreibende Welle b hindurchgeht. Die Hohlwelle 17 ist in einer Lagerbüchse 18 drehbar angeordnet, die in der Öffnung k der Gehäusewand j ge- lagert ist. An dem aus dem Pumpengehäuse herausragenden Ende trägt die Hohlwelle 17 ein Schneckenrad 19, in das eine Schnecke 20 eingreift, die mittels eines Handrades ver-
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stellt werden kann. Durch die Drehung der Schnecke 20 und des Schneckenrades 19 wird die Hohlwelle 17 samt dem Exzenter 16 verstellt. Dadurch wird dessen Exzentrizität und damit auch der Hub der Pumpenkolben 11 geändert.
Das aus den Teilen i, m, n und i bestehende Gehäuse samt den Pumpenzylindern p und q dreht sich beständig mit der Triebwelle a, während der Exzenter in der eingestellten Lage festgehalten wird und als treibendes Organ auf die Pumpenkolben 11 einwirkt. Ist der Exzenter 16 so eingestellt, dass seine geometrische Achse mit den Achsen der Wellen a und b zusammenfällt, so bleiben die Kolben 11 in den Zylindern q in Ruhe, Bei jeder anderen Einstellung des Exzenters arbeiten beide Pumpensysteme.
Mittels des im vorhergehenden beschriebenen Getriebes, das an sich bekannt ist, kann durch Änderung der Stellung des Exzenters 16 und die dadurch bewirkte Änderung des wirksamen Volumens der Pumpen q die Übersetzung zwischen der Triebwelle und der getriebenen Welle nicht nur innerhalb der Grenzen i : i und i : o, sondern auch die Drehrichtung der getriebenen Wellen geändert werden, wobei alle diese Änderungen kontinuierlich vor sich gehen.
Der Erfindung gemäss wird das Getriebe derart ausgestaltet, dass die getriebene Welle b in derselben Richtung wie die Triebwelle a, jedoch mit einer grösseren Geschwindigkeit als diese rotieren kann. Zu diesem Zwecke werden die Pumpen p derart in den Kreislauf der zirkulierenden Flüssigkeit eingeschaltet, dass sie den Exzenter. f und die getriebene Welle b zusätzlich in derselben Richtung drehen wie die Antriebswelle a. Die Steuerschlitze 6,7 der Pumpen p müssen umgekehrt, wie es bei der früheren Drehrichtung der Fall war, mit den Ringkanälen v und w verbunden werden, so dass Druck-und Saugseite der Pumpen p miteinander vertauscht sind. Die Fig. 3 veranschaulicht, welche Hilfskanäle angeordnet werden müssen, um eine solche Vertauschung vorzunehmen.
Die Steuerschlitze 6 der Pumpenzylinder p sind mittels Kanäle 29 (strichpunktiert gezeichnet) mit dem Ringkanal w, die Steuerschlitze 7 durch Kanäle 30 mit dem Ringkanal v verbunden. In jedem der Kanäle 8, 9 und 29, 30 ist ein Ventil oder Hahn 31 bzw. 32 eingebaut. Wenn das Getriebe mit einer Übersetzung arbeiten soll, die gleich oder kleiner ist als 1 : I, so sind die Ventile 31 offen und die Ventile 32 geschlossen. Durch Schliessen der Ventile 31 und Öffnen der Ventile 32 wird die Drehrichtung der Pumpen p ge- ändert, so dass sie die getriebene Welle b in derselben Richtung drehen wie die Antriebs- welle a und die Summe der beiden Geschwindigkeiten auf die getriebene Welle b übertragen wird.
Die Umschaltung von Druck-und Saugseite bei den Pumpen p wird in dem Zeitpunkt vorgenommen, in welchem das Übersetzungsverhältnis i : i eingestellt ist und die Pumpen p ausser Tätigkeit sind. Der Übergang auf eine höhere Geschwindigkeit der ge-
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kontinuierlich.
Um die Umsteuerung der Ventile 31, 32 während der Drehung des die Pumpen um-
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Durch verschiebbare Anschläge oder Leisten, die in die Bahn dieser Betätigungsorgane gebracht werden, erfolgt die Umsteuerung der Ventile 31, 32.
Bei der Ausführungsform des Getriebes nach den Fig. i bis 3 sind zur Einstellung einer das Verhältnis I : I übersteigenden Übersetzung zwölf Ventile nötig. Die Zahl der umzusteuernden Ventile kann bedeutend herabgesetzt werden, wenn für jedes der beiden Pumpensysteme p, q sowohl ein Druck-als auch ein Saugraum angeordnet wird. Eine solche Einrichtung ist durch die Fig. 4 veranschaulicht. Hier sind ausser den beiden Ringkanälen v, w zwei weitere Ringkanäle und WI vorgesehen. In den Kanal Vi (dem Saugraum der Pumpen q) münden die drei Kanäle 5, in den Kanal (dem Druckraum der Pumpen p) münden die drei Kanäle 9.
Die Ringkanäle w und Wl sind mittels eines Kanals 33, die Ringkanäle v und va mittels eines Kanals 34 miteinander verbunden. Zwei Hilfskanäle 35, 36 (strichpunktiert gezeichnet) verbinden die Ringkanäle : o und N bzw. die Ringkanäle ! fi und vl miteinander. In den vier Kanälen 33, 34, 35, 36 ist je ein Ventil 37 bzw, 38 angeordnet. Bis zum Übersetzungsverhältnis i : i zwischen der Triebwelle und der angetriebenen Welle sind die Ventile 37 geöffnet und die Ventile 38 geschlossen. Werden die Ventile 37 geschlossen und die Ventile 38 geöffnet, so wird die Drehrichtuug der Pumpen p geändert. Das geschieht in dem Zeitpunkt, in welchem die Kolben der Pumpen q keinen Hub erhalten.
Wird nun nach dem Umsteuern der Ventile 37, 38 mittels des Exzenters 16 in den Pumpen q ein wirksames Volumen eingestellt, so arbeitet das Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis, das grösser ist als 1 : 1. Ist das wirksame Volumen in den Pumpen q gleich dem der Pumpen p, so arbeitet das Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis' t : : <
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Durch entsprechende Führung der Kanäle 33 bis 36 und durch Anordnung je eines Dreiweghahnes an Stelle eines Ventilpaares 3 ?, 5 kann die Zahl der Ventile auf zwei herabgesetzt werden,
Zwischen dem Druckraum v und dem Saugraum w der beiden Pumpensysteme wird ferner ein direkter Verbindungskanal angeordnet, in welchem ein unter Federwirkung stehendes Ventil eingeschaltet ist, das gewissermassen als Sicherheitsventil dient.
Wenn nämlich der Druck der Flüssigkeit im Druckraum die zulässige Höhe überschreitet, so tritt ein Teil der Flüssigkeit durch dieses Ventil unmittelbar in den Saugraum über. Das Ventil in dem direkten Verbindungskanal zwischen den beiden Pumpenräumen kann ferner derart
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Saugraum gestattet wird, ohne dass die Druckflüssigkeit in den Pumpen p zur Wirkung gelangt. Auf diese Weise kann das Getriebe bei jeder Stellung des Exzenters 16 und ohne dessen Stellung zu ändern, momentan ausgeschaltet werden, was insbesondere bei der Anwendung des Getriebes für Automobile, die oft plötzlich steh, n bleiben müssen, von Vorteil ist.
Zu dem angegebenen Zwecke kann ausser dem das Sicherheitsventil enthaltenden Kanal eine besondere Verbindung zwischen dem Druckraum v und dem Saugraum : o vorgesehen werden, in welche das von aussen zu betätigende Ventil eingeschaltet ist.
Das Wechselgetriebe und seine Teile sind durchwegs symmetrisch gebaut, so dass das Getriebe nach beiden Drehrichtungen laufen kann.
Infolge seiner gedrängten Bauweise ist das neue Getriebe insbesondere für den Einbau in das Schwungrad der Motoren geeignet.