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Leistungsteilendes Umlaufrädergetriebe Bei der älteren Bauart der
Axialkolbengetriebe stützen sich die Kolben gegen einen Treibring oder eine Taumelscheibe
ab, deren Schrägstellungen gegen die Treibachse das Übersetzungsverhältnis bestimmen.
Die Überleitung der Treibflüssigkeit vom Primärteil (Ölpumpe) zum Sekundärteil (Ölmotor)
erfolgt in der Regel über einen gemeinsamen Steuerspiegel, so daß kurze und verlustarme
Saug- und Druckleitungen entstehen. Diese Bauart läßt jedoch keine hohen Betriebsdrücke
und daher keine kleinen Abmessungen zu, wie sie beispielsweise für ein Kraftfahrzeuggetriebe
gebraucht werden. Es ist vorgeschlagen, diesen Nachteil durch Einbau des Axialkolbengetriebes
in ein leistungsteilendes Getriebe auszugleichen, so daß nur ein Teil der Gesamtgetriebeleistung
durch das Axialkolbengetriebe geht. Diese Maßnahme führt jedoch nur bei kleinen
Regelbereichen, die für das Kraftfahrzeug nicht ausreichen, zum Erfolg.
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Bei der neueren Bauart wird ein senkrecht zur Treibachse starr angeordneter
Treibflansch verwendet. Die Fördermenge der Ölpumpe bzw. die Schluckmenge des Ölmotors
und damit die Übersetzung des Getriebes wird durch Schrägstellen (Schwenken) der
Zylinderachse gegen die zugehörige Treibachse geregelt. Daher müssen die Saug- und
Druckleitungen vom Steuerspiegel zur Schwenkachse zurückgeführt werden, wobei mehrfache
scharfe Umlenkungen des Flüssigstromes entstehen. Auf der Druckseite ist die Zuführung
über ineinander drehbare Rohre erforderlich. Da bei vielen Getrieben die Saugseite
unter Überdruck stehen muß, gilt für diese das gleiche auch für die Saugseite.
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Um die einfache Leitungsführung der älteren Bauart für die neuere
zu erreichen, hat man auch bei dieser Primärteil und Sekundärteil in einem gemeinsamen
Gehäuse auf einen gemeinsamen Steuerspiegel arbeiten lassen. Dann bedarf es auf
der Antriebs-oder Abtriebsseite wenigstens zweier Kardangelenke und einer ausziehbaren
Welle. Will man die Getriebeübersetzung nur durch Schwenken des gemeinsamen Gehäuses
ändern, muß man einen hydraulisch unerwünschten geometrischen Zusammenhang zwischen
den beiden Schwenkwinkeln in Kauf nehmen. Beim Fahrzeuggetriebe wird zweckmäßig
zunächst nur die Primärseite, dann nur die Sekundärseite geschwenkt. Dies kann bei
dieser Anordnung mit hintereinanderliegendem Primär- und Sekundärteil bei feststehendem
gemeinsamem Gehäuse erreicht werden. Man braucht dann aber vier Kardangelenke und
zwei ausziehbare Wellen.
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Eine weitere Anordnung legt Primär- und Sekundärseite nebeneinander
in ein gemeinsames Gehäuse mit einander schräg gegenüberliegenden Steuerspiegeln.
Dadurch wird zwar die Bauart kurz und gedrungen. Die Saug- und Druckleitung müssen
aber schräg um die sich drehenden Teile herumgelegt werden. Auf einer Getriebeseite
müssen zwei Kardangelenke und eine ausziehbare Welle vorgesehen werden. Die für
Fahrzeuggetriebe erwünschte Regelung kann nur durch zwei Schwenkachsen erreicht
werden.
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Weiter ist der Zusammenbau von Primär- und Sekundärteil in einem Gehäuse
mit sich kreuzenden Achsen der treibenden und getriebenen Welle vorgeschlagen. Legt
man eine Schwenkachse mit der Achse einer der Wellen zusammen, kann man die Übersetzung
nur durch Schwenken des gemeinsamen Gehäuses um diese Achse ändern, ohne Kardangelenke
und ausziehbare Wellen zu benutzen. Eine einfache und verlustarme Leitungsführung
ist dann nicht möglich, ebensowenig ein einfaches raumsparendes Gehäuse. Auf die
für Fahrzeuggetriebe erwünschte Regelung muß verzichtet werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Primär- und Sekundärteil
eines Axialkolbengetriebes neuerer Bauart mit festen Treibflanschen in ein kurzes
gedrungenes gemeinsames Gehäuse mit nebeneinanderliegenden Steuerspiegeln und kurzen
festen Flüssigkeitsleitungen so einzubauen, daß die Übersetzungsregelung nur durch
Schwenken des gemeinsamen Gehäuses um eine Achse durchgeführt wird, ohne daß es
der Verwendung von Kardangelenken. ausziehbarer oder sich kreuzender Wellen bedarf.
Sie löst diese Aufgabe durch Einbau dieses Getriebes, des eigentlichen Drehmomentenwandlers,
in ein leistungsteilendes Umlaufrädergetriebe mit zwei Nullstellen für die Wandlerleistung.
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Ein Beispiel zeigen Fig. 1 bis 3. Die bei A eingeleitete Getriebeleistung
geht zum größten Teil unmittelbar über die Planetenräder 12, von denen nur eines
gezeichnet ist, und das Sonnenrad 2 zum Abtrieb B. Ein kleinerer Teil wird über
die Planeten 11 und das Hohlrad 21 zur Zwischenübersetzung in den
Rädern
C und C' geleitet und treibt den Primärteil C". Dieser liegt in Fig. 1 hinter dem
geschnitten gezeichneten Sekundärteil D" mit diesem in einem gemeinsamen Gehäuse,
wie Fig. 2 in Aufsicht zeigt. Vom Sekundärteil D" fließt der Wandlerleistungsanteil
über die Zwischenübersetzung D'-D, Sonne 1 zurück nach 11 und über 12 und 2 nach
B. Den Eingriff der Zwischenübersetzungen C-C' und D-D' zeigt Fig. 3.
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Die in Fig. 1 gezeichnete Stellung möge beispielsweise einer Gesamtgetriebeübersetzung
i = nA/nB = 2 entsprechen. Bei voll ausgeschwenktem und stillstehendem Sekundärteil
D" fördert die Ölpumpe C" kein Öl bzw. nur so viel Öl, wie zur Deckung der Leckölverluste
und Erzeugung des erforderlichen Öldruckes nötig ist. Die von D" abgegebene Leistung
ist Null, wie groß auch immer die bei A eingeleitete und bei B abgegebene Leistung
ist. Die zweite Nullstellung der Wandlerleistung ist erreicht, wenn das Gehäuse
um die Achse E-E um den Winkel y in Pfeilrichtung geschwenkt wird. Dann gilt das
gleiche wie bei der ersten Nullstelle mit dem Unterschied, daß die Rollen von C"
und D" vertauscht sind. Wenn die zweite Nullstelle beispielsweise bei i =1/2 liegt,
ist bei i = 1 ein Maximum der Wandlerleistung erreicht, bei dem die Wandlerleistung
ein Drittel der Gesamtgetriebeleistung ist.
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Läßt die Konstruktion einen Schwenkwinkel der Wandlerteile von mehr
als y zu, kann man bei gleicher Auslegung des leistungsteilenden Umlaufgetriebes
eine Übersetzung i < 1/2 und > 2 erreichen. Der zwischen den Nullstellen als
Primärteil arbeitende Wandlerteil C" wirkt diesseits und jenseits der Nullstellen
als Sekundärteil, für D" gilt das Umgekehrte.
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Zuweilen läßt es die Charakteristik des Wandlers zweckmäßig erscheinen
oder läßt es nicht zu, den Wandler bis zum Stillstand eines oder beider Wandlerteile
auszufahren. Dann strebt der Anteil der Wandlerleistung beiderseits des Maximums
dem Wert Null zu, ohne die Nullstellen zu erreichen.
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Durch Wahl der Zähnezahlverhältnisse hat man es in der Hand, bei biespielsweise
konstantem Gesamtgetriebeeingangsmoment den Öldruck mit steigender Übersetzung steigen
oder fallen zu lassen oder ihn über den ganzen Regelbereich konstant zu halten.
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Verwendet man als eigentlichen Drehmomentenwandler ein Radialkolbengetriebe
oder Kapselgetriebe, bei dem die Änderung der Fördermenge und damit der Übersetzung
durch Änderung der Exzentrizität; Parallelverschieben des Gehäuses, bewirkt wird,
gelten ähnliche Überlegungen. Bei der durch die Auslegung des leistungsteilenden
Umlaufgetriebes bestimmten einen Nullstelle steht der eine Getriebeteil still, während
beim anderen Getriebeteil die Exzentrizität Null oder nahezu Null ist, bei der andren
Nullstelle steht dieser Getriebeteil still, während bei jenem die Exzentrizität
Null ist. Auch bei mechanischen Getrieben mit verstellbaren Exzentrizitäten der
Primär- und Sekundärseite gilt das gleiche. Stets ist es weder erforderlich noch
erwünscht, daß die Gehäuseteile der beiden Getriebeteile gegeneinander bewegt werden.
Man kann also ein gemeinsames Gehäuse benutzen und durch Bewegen dieses gemeinsamen
Gehäuses die Übersetzung einstellen.
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Die obigen Darlegungen sind unabhängig davon, wie groß jeweils die
Gesamtgetriebeleistung in irgendeinem Punkt des Regelbereiches ist. Sie gelten also
in gleicher Weise für konstante Leistung wie für konstantes Abtriebsmoment, demnach
auch für die Kombination des Fahrzeuggetriebes.