Hydraulisches Kupplungs- und Wechselgetriebe. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein solches hydraulisches Kupplungs- und Wechselgetriebe, das mindestens ein Pumpen element aufweist, also auch mehrere Pumpen elemente oder Gruppen von Pumpenelemen ten aufweisen kann. Dabei ist es mit minde stens einer Pum.penregelungsvorrichtung ver sehen, durch deren Umstellung die verschie denen Kupplungsstufen, und zwar Freilauf, direhte Kupplung und verschiedene Überset zungsstufen herbeigeführt werden können.
Die Erfindung bezweckt wesentlich, diese Ki--ipplungsst-Lifen in der Weise herbeizufüh ren, dass bei allen Belastungsverhältnissen eine zur Erzielung einer gleichmässigen Leistung am meisten zweckmässige Kupp lungsstufe selbsttätig erhalten wird.
Die Er findung besteht im wesentlichen darin<B>'</B> dass die erwähnte Regelungsvorrichtung in der Weise gestaltet und angeordnet ist, dass ihre Einstellbewp,gungen durch den Einfluss teils von dem Flüssigkeitsdruehe im Druchraum des Getriebes, teils von der Fliehkraft herbei geführt werden, so dass die Kupplungsstufen teils von dem Drehmoment des getriebenen Teils des Getriebes, teils von der Umdrehungs zahl eines der umlaufenden Teile des Ge triebes abhängig und mit diesen verändert werden.
Auf den beigefügten Zeichnungen sind zwei Aasführungsbeispiele eines nach dem Differentialprinzip ausgeführten hydrauli- sehen <B>X</B> tippluings- und Wechselgefriebes ge mäss dieser Erfindung veranschaulicht, wel ches insbesondere für Automobile und der gleichen bestimmt ist.
Fig. <B>1</B> ist ein Schnitt des Getriebes gemäss der einen Ausführungsform längs der ge brochenen Linie A-B der Fig. 2; Fig. <B>2</B> ist ein Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 1; Fig. <B>3</B> ist ein achsialer Schnitt des Ge triebes gemäss der andern Ausführungsform.
Bei dem in den Fig. <B>1</B> Lind 2 gezeigten Getriebe, bei welchem die Pumpenelemente als Kapselpumpen ausgeführt sind, bezeich net<B>1</B> eine treibende Welle, zum Beispiel die Motorwelle des Automobils, mit der ein äusse res Gehäuse 2 fest verbunden ist, welches den treibenden Rotor des Getriebes bildet und mit Widerlagern bezw. Arbeitsflächen (nicht ge zeigt) für die einzelnen PumpeDelemente ver sehen ist.
In dem erwähnten Gehäuse 2 ist eine getriebene Welle<B>3,</B> zum Beispiel die Kardanwelle des Automobils, drehbar ge lagert, auf der ein mit radial beweglichen Schaufeln 4 versehener Rotor<B>5</B> festgeheilt ist, welcher den getriebenen Rotor des Ge triebes und gemeinschaftlich mit dem trei benden Rotor 2 das gewöhnlich als Generator arbeitende Pumpenwerk bildet.
In dem Ge häuse 2 sind ferner zwei voneinander unab hängige Statorelemente <B>6</B> und<B>7</B> angebracht, welche mit radial beweglichen Schaufeln<B>8</B> bezw. <B>9</B> versehen und auf Hülsen<B>10</B> bezw. <B>11</B> festgeheilt sind, die gegenüber einander und gegenüber der getriebenen Welle<B>3</B> verdreh- bar sind. Die Statorelemente <B>6, 7</B> mit ihren Schaufeln<B>8, 9</B> bilden hierbei in bekannter Weise zusammen mit dem treibenden Rotor 2 die gewöhnlich als Motoren wirlienden Pumpenwerke des Getriebes.
Sämtliche Pum- penwerke 2,<B>5,</B> 2,<B>6</B> und 2,<B>7</B> sind hierbei doppeltwirkend ausgeführt, das heisst<B>je</B> mit zwei Widerla,-ern und zwei Arbeitslagern versehen, so dass das Getriebe ausbalanciert wird.
An den freien Enden der Hülsen<B>10, 11</B> sind Sperrvorrichtungen 12 und<B>13</B> befestigt, %velche mit Sperrzähnen 14 in einem festen Stativ zusammenwirken, so dass die Stator- elemente <B>6</B> und<B>7</B> sich in bekannter Weise mit dem treibenden Motor 2 frei drehen kön nen, aber verhindert sind, sich in entgegen- Cresetzter Richtung zu drehen.
In der die Trennwand zwischen den Pum penelementen 2,<B>5</B> und 2,<B>6</B> bezw. 2,<B>7</B> bil denden Mittenwand <B>16,</B> welche mit dem trei benden Motor oder dem Gehäuse 2 fest ver bunden ist, sind gemäss der Erfindung Rege- lungsvorrielitungen der unten näher angege benen Art und Wirkung angebracht. Die Regelungsvorrichfungen sind hierbei auf Grund der zweipoligen Ausführung der Pum penelemente paarweise an diametral gegen überliegenden Stellen angeordnet, wobei der Deutlichkeit halber jedoch nur eine Rege lungsvorrichtung jedes Paares gezeigt ist.
<B>C</B> In der Zwisehen-v#,anci <B>16</B> sind an diame tral oder hauptsächlich diametral gegenüber liegenden Stellen Bohrungen<B>17, 18</B> und<B>19</B> gemacht, welche senkrecht zur Achsenrien- tung verlaufen und Führungen für hin- und herbewegliehe Kolbenventile<B>20,</B> 21 und 2:), bilden.
Sämtliche Ventile sind in ihren Aussenlagen gezeigt, in denen an den innern Enden der Ventilstangen<B>9-3,</B> 9-4,<B>25</B> ange brachte Köpfe<B>26, 27, 28</B> gegen die Innen seite von in den Bohrungen<B>17, 18, 19</B> be festigten Ringen<B>29, 30, 31</B> anliegen, so dass weitere Auswärtsbewegung der Ventile ver- J hindert wird. Mit den Köpfen<B>26, 2-7, 28</B> sind Stangen<B>32, 33</B> und 34 drehbar verbun- den, welche paarweise mit Ringen<B>35, 36</B> #nid <B>37</B> drehbar vereinigt sind, die auf einer mit der Zwischenwand<B>16</B> fest verbundenen Hülse 38 drehbar angeordnet sind.
Durch diese Zusammenkupplung der Ventilpaare wird eine gleichförmige Bewegung der Ven tile jedes Paares gewährleistet. Die Ventil- r.Nuine <B>17</B> und <B>18</B> stehen in ihrem äussern Ende durch die Öffnun.-1' <B>39</B> in der Zwischen wand<B>16</B> (Fig. <B>1)</B> mit dem Druckraum des Pumpenwerkes 2,<B>5</B> in stetiger Verbindung, so dass die Ventile 20 und 2.1 von dem Flüs sigkeitsdruck in dem erwiflinten Raum direl#t betätigt werden.
Die Ventilräume<B>17</B> können ferner in einer gewissen Lage des Ventils 20 durch Öffnungen 40 (nur eine ersichtlich in der Fig. 2) mit dem Druckraum des, Pumpen- werkes 2,<B>6</B> in Verbindung gesetzt. werden, wobei offenbar mvisehen den Druckräumen der Pumpenwerke 2,<B>5</B> und 2,<B>6</B> eine Verbin dung hergestellt wird.
In ähnlicher Weise können durch -\Terinittlung der Ventilrifiume <B>Z,</B> <B>18</B> und Offnungen 41 in der Zwisehenwand <B>16</B> die Druckräume, der Pumpenwerke 2,<B>5</B> und 2,<B>7</B> miteinander in Verbindung gesetzt werden.
Die Ventile 20 und 21 welche, wenn sich das Getriebe in Tätigkeit befindet, wie e *thnt, von dem Flüssigkeitsdruek im Pum- rw# penwerk 2,<B>5</B> beeinflusst werden.
werden ausserdem infolge der Fliehkraft dazu ge- br.-.icht, nach aussen geschleudert zu werden, und die oben angegebenen Verbindungen zwi- sehen den 11-)ruckräumen der Pumpenwerke ,#vurden offenbar dann zustande kommen, #vunn der Flüssigkeitsdruck im Pumpenwerk 2,<B>5,</B> das heisst das Drehmoment der getrie- heneit Welle,<B>3,</B> grösser ist als die von den #'eiitllliürpern <B>20,</B> 21 ausgeübte Fliehkraft,
die ihrerseits teils von dem Gewicht der Veritilkörper, teils von der Drehzahl des Ro tors 2 und Welle<B>1</B> abhängig ist. Der Ventil körper<B>220</B> ist hierbei, wie dies aus der<B>'</B> Fig. 2 hervorgeht, hohl ausgebildet, während der Ventilkörper 21 massiv ist, und infolgedessen wird offenbar das leichtere Ventil 20 zwi schen den Druckräumen der Pumpenwerke 121 <B>3</B> und 2,<B>6</B> eine Verbindung bei einem nie drigeren Druck öffnen, als bei dem das schwerere Ventil 21 eine Verbindung<B>zwi-</B> schen den Druckräumen der Pumpenwerke 2# <B>5</B> und 2,<B>7</B> herstellt.
Die Ventile 22, wel che ausser von der Fliehkraft in entgegen- leselzter Richtung von Federn 42 beeinflusst sind, bewirken, wenn sich das Getriebo in Ruhe befindet oder wenn eine gewisse cye- ringere Drehzahl nicht überschritten wird, durch Öffnungen 43 eine direkte Verbindung zwischen dem Druckraum des Pumpenwerhes 2,<B>5</B> und dem für sämtliche Pumpenwerke gemeinsamen Druckraum, so dass hierbei in bekannter Weise Freilauf erhalten wird.
In der Zwischenwand<B>16</B> sind ferner in bekann ter Weise Sicherheitsventile 4-4 angeordnet, welche bei der Unischaltung der Druckrich- tuncren die Druck- und Saugräume selbsttätig verbinden, so dass auch hierbei Freilauf er halten wird.
Das beschriebene Kupplungs- und Weeh- selgetriebe ist, wie erwähnt, insbesondere für Automobile oder dergleichen bestimmt, und bei der folgenden Beschreibung der Wir kungsweise des Getriebes wird angenommen, dass die Ventile 22 in Tätigkeit treten, das heisst die Verbindung zwischen dem Druck raum des Pumpenwerkes 2,<B>5</B> und dein Saug raum absperren, wenn die Drehzahl bis auf <B>300</B> pro Minute gelangt und somit das Dreh moment des Triebmotors verwendbar ist, während die Ventile 20 -und 21 derart bemes- ,sen sind,
dass bei einer Drehzahl von zum Bei spiel<B>900</B> pro Minute und darüber und bei einem maximalen Drehmoment des Trieb motors ihre Flieliwirkung grösser ist als der hierbei im Pumpenwerk 2,<B>5</B> herrschende Flüssigkeitsdruck, so dass also die erwähnten Ventile die Verbinduno, zwischen den Druck räumen der Pumpenwerke absperren und di rekte Kupplung erhalten wird.
Wird nun angenommen, dass der Triebmotor und damit die Welle<B>1</B> und der Rotor 2 in Drehung versetzt werden, so hat dies anfäng lich, keinen Einfluss auf den getriebenen Ro tor<B>5</B> mit der Welle<B>3,</B> weil, wie erwähnt, zwi- sehen dem Druckraum des Pumpenwerkes 2,<B>5</B> und dem Saugraum durch die Ventile 22 eine direkte Verbindung vorhanden ist und somit nur eine Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des erwähnten Pumpenwerkes vor sich acht.
Weil hierbei die Ventile 20 und 21 keinem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt wer den, werden sie infolge der Fliehkraft nach aussen geführt und sperren die Verbindung zwischen den einzelnen Druchräumen ab, wenn eine solche beim Ingangsetzen vorhan den war. Die Statorelemente <B>6</B> und<B>7,</B> welche hierbei keinem Druck, ausgesetzt sind, sind freigegeben und drehen sieh mit dem trei benden Rotor 2, und keine Zirkulation der Flüssigkeit kommt innerhalb der Pumpen- werhe 2,<B>6</B> und 2,<B>7</B> vor.
Wenn die Drehzahl des Motors den an genommenen Wert von<B>300</B> pro Minute über schreitet, treten die Ventile 22 in Tätigkeit und sperren die Verbindung zwischen dem Druckraum des Pumpenwerhes 2,<B>5</B> und dem Saugraum ab. Es entsteht hierbei im er wähnten Pumpenwerk ein Druck, welcher durch die Flüssigkeit auf dein getriebenen Rotor<B>5</B> und auch auf die Ventile 20 und 21 direkt überführt wird, wobei die getriebene Welle<B>3</B> in Drehung mit einer Geschwindig keit gesetzt wird, die teils von der Umdre hungszahl der Motorwelle<B>1,</B> teils von der Belastung, das heisst vom Drel-imoment <B>3,</B> ab- hä,ngig ist,
Wenn hierbei das erwähnte Dreh moment und damit der Druck im Pumpen- werk 2,<B>5</B> kleiner ist als die von denVentilen 20 und 21 bei der fraglichen Umdrellungs- zahl ausgeübte Fliehkraft, so bleibt offen bar die Verbindung zwischen den Druck räumen der Pumpen-,verke 2,<B>5</B> und 2,<B>6</B> bezw. -), <B>7</B> abgesperrt, und eine direkte Kupplung wird erhalten.
Wenn anderseits der auf das Ventil 20 ausgeübte Druck grösser ist als die fragliche Fliehkraft des erwähnten Ventils, so wird die Verbindung zwisi#hen den Druck räumen der Pumpenwerke <B>29, 5</B> und 2,<B>6</B> ge öffnet, und eine Übersetzung zwischen den Wellen wird erhalten, welche von dem Ver hältnis der volumetriseheil Kapazitäten der beiden Pumpenwerke direkt abhängig ist.
<B><I>23</I></B> t3 Wenn ferner das Drehmoment der Welle<B>3</B> vergrössert wird, so -wird der Druel.:# im Pum- penwerk- 2,<B>5</B> -weiterhin erhöht, und das Ven til 21 wird einwärts geführt und bewirkt eine Verbindung zwischen den Druckräumen der Pumpenwerke 2,<B>5</B> und 2,<B>7.</B> Es wird hierbei zwischen den Wellen<B>1</B> und<B>3</B> eine Übersetzung erhalten, die von dem Verhält nis, einerseits, der Kapazität de#i Pumpen- werkes 2,<B>5</B> Lind, anderseits, der gemeinsamen Kapazität der Pumpenwerke 2,<B>6</B> und 2,<B>7</B> abhängig ist.
Wird hiernach die Belastung der Welle<B>3</B> vermindert, und zwar zum Beispiel dadurch, dass der Anlasswiderstand überwunden und der Weg eben ist, so wird auch der Druck im Pumpenwerk '2,<B>5</B> vermindert, und das eine oder die beiden Ventilpaare 20,<B>21</B> werden durch die Fliehkraft nach aussen geführt und ,sperren die Verbindung zwischen den ein zelnen Druekräumen ab. so dass entweder ein geringeres Übersetzungsverhältnis oder eine <I>n</I> eD direkte Kupplung selbsttätig erhalten -wird.
Die oben angegebenen Verhältnisse finden offenbar bei dem hier angenommenen Bei spiel bei allen Umdrehungszahlen zwischen <B>300</B> und<B>900</B> pro Minute statt-.
Wird die Umdreliungszahl des Motors bis auf den angenommenen Wert von<B>900</B> pro Minute erhöht-, so wird zwischen den Wellen<B>1.</B> und<B>3</B> eine direkte Kupplung selbst tätig herbeigeführt, indem, wie erwähnt, bei dieser Umdrehungszabl die Fliehkraft der Ventile 20, 21 grösser ist als der Druck, wel- eher bei dem maximalen Drehmoment- des Motors in dem Pumpenwerk 2,<B>5</B> entsteht.
Wird in diesem Falle das Drehmoment der (retriebenen Welle<B>3</B> vergrössert, so wird offenbar die Geschwindigkeit der Motorwelle und.' damit auch die Fliehkraft der Ventile 20 und 4.)1 vermindert, so dass das eine oder beide in Tätigkeit treten und in angegebener Weise selbsit-äti", eine Übersetzun- herbei führen.
Aus dem oben Angeführten ist es klar, dass die Kupplungsstufe in Übereinstimmung mit den vorläufig herrschenden Verhältnis sen, das heisst mit der Belastung der getrie benen Welle und mit der Umdrehungszahl der treibenden W, elle völlig selbsttätig ein gestellt -wird, und der Führer hat nur die Bremistoffzufuhr zum Motor nach Bedarf zu regeln.
Die in der Fig. <B>3</B> gezeigte Ausführungs- Zn LI form unterscheidet sieh von der Ausführun-s- form gemäss Fig. <B>1</B> und Fig. 2 wesentlich dadurch, dass die treibende Welle<B>1</B> hier mit dem Roior <B>5</B> direkt verbunden ist, der somit treibend, statt gulrieben wird, und dass die getriebene Welle<B>3</B> durch die Zwisehenwand <B>16</B> mit dem Gehäuse 2 fest verbunden ist, welches somit den getriebenen Rotor,
statt des treibenden bildet. Die Ventilvorrichtun gen (nur<B>21</B> ist in der Fig. <B>3</B> ersichtlich) sind auch hier in der Zwischenwand<B>16</B> des Gehäuses 2 angebracht und, wie vorher, von dem Druck im Pumpenwerk 2,<B>5</B> beeinflusst;
ihre Wirkung wird aber nun von der Um drehungszahl des getriebenen Teils (des Ge häuses 2 mit der Welle<B>3</B> statt von der Umdrehungszahl des treibenden Teils<I>(des</I> Gehäuses 2 mit der Welle<B>1)</B> abhana101 C C, Die Ventilvorriehtungen können, -wenn erwünscht, auch derart angeordnet, sein, dass ihre -Wirkung von der Umdrehungszahl so- C wohl des treibenden, wie auch des getriebenen Teils abhängig -wird. das heisst in der Weise.
dass, wenn zum Beispiel zwei Ventilvorrich tungen vorhanden sind, die Wirkung der einen von der ITmdrehungszahl des treiben den Teils und die ^#Ä7irliv.ny der andern von n der Umdrehungszahl des getriebenen Teils <B>in</B> abhängig ist.
EMI0005.0001
<I>Ks</I> <SEP> 1.,2t <SEP> offenbar, <SEP> dass <SEP> die <SEP> angegebenen <SEP> Ver hältnissu <SEP> durch <SEP> zweckmässige <SEP> Abänderungen
<tb> Llur <SEP> Ventilvorrichtungen <SEP> beliebig <SEP> verändert
<tb> werden <SEP> können, <SEP> indem <SEP> diese, <SEP> wenn <SEP> er wün.,#ellt, <SEP> auch <SEP> durch <SEP> Federn <SEP> oder <SEP> dergleichen
<tb> bc--täti,-t <SEP> werden <SEP> können, <SEP> -welche <SEP> die <SEP> Flieh kraft <SEP> oder <SEP> den <SEP> Flüssigkeitsdruck <SEP> entweder
<tb> unterstützen <SEP> oder <SEP> ihr <SEP> bezw. <SEP> ihm <SEP> entgegen wirken.
<SEP> Die <SEP> Ventilvorrichtungen <SEP> brauchen
<tb> auell <SEP> nicht, <SEP> wie <SEP> gezeigt, <SEP> unter <SEP> direktem <SEP> Ein fluss <SEP> der <SEP> Flielikraft <SEP> und <SEP> des <SEP> FlÜssigkeits druckes <SEP> zu <SEP> stehen, <SEP> sondern <SEP> diese <SEP> Kräfte <SEP> kön nen <SEP> durch <SEP> zweckmässige <SEP> Bewegungsübertra <B>9</B> <SEP> rUngen <SEP> dazu <SEP> ceb.racht <SEP> werden, <SEP> auf <SEP> die <SEP> Ventil <B>z#</B> <SEP> t'
<tb> vorrichtungen <SEP> indirekt <SEP> zu <SEP> wirken.
Die Erfindung ist ferner übrigens nicht auf die in den Zeiehnungen veransehauliell- teil A-usführungsformen beschränkt, sondern kann auch in den Fällen verwendet werden, wo nur ein Pumpenwerk vorhanden ist, da die Regelung der Kupplungsstufe durch Drosselung erfolgt, oder wie zum Beispiel nur zwei oder mehr als drei Pumpenwerke vorhanden sind, oder endlich wie ein oder mehrere der Pumpenwerke auf verschiedene Kapazitäten einstellbar sind oder aus Kol benpumpen mit zum Beispiel regelbarem Hub bestellen.
Das Getriebe kann Serner in an sich be kannter Weise mit einer selbsttätig wirken den Kupplung versehen sein, die bei irgend einer zweckmässigen Drehzahl auf meelia.ni- schem Wege eine direkte Kupplung herbei führt.
Die Regelungsvorrichtungen können auch derart gestaltet und angeordnet sein, dass ihre Einsiellbewegungen durch indirekten Einfluss teils von dem im Druckraum des Getriebes herrschenden Flüssigkeitsdruch, teils von der Flielikraft herbeigeführt wer den.