DE10305181A1 - Drehmomentübertragungseinheit - Google Patents

Abstract

Bei der Drehmomentübertragungseinheit ist das Gehäuse (3) und der Zylinder (2) einer hydrostatischen Maschine drehbar gelagert. Dreht der Zylinder (2) und das Gehäuse (3) mit Differenzdrehzahl, so wird ein Volumenstrom gefördert, welcher von einem Volumenbegrenzungsventil (9) begrenzt werden kann, wodurch ein Drehmoment zwischen dem Zylinder (2) und dem Gehäuse (3) übertragen werden kann.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinheit nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
• Drehmomentübertragungseinheiten, sogenannte Kupplungen, können kraftschlüssig, beispielsweise durch Lamellenkupplungen, oder hydrodynamisch, beispielsweise durch einen Drehmomentwandler, ausgeführt sein. Drehmomentwandler sind verschleißfreie Kupplungen, deren ungünstiger Wirkungsgrad in bestimmten Bereichen, jedoch häufig durch eine zusätzliche Überbrückungskupplung, eliminiert wird, wodurch die Drehmomentübertragungseinheit aufwendig gestaltet sein muß. Bei der Verwendung von Lamellenkupplungen ist der Verschleiß bei gewünschten, gleichbleibenden Übertragungseigenschaften, insbesondere bei häufig schleifenden Lamellen, zu berücksichtigen.
• Die DE 42 35 710 A1 offenbart ein hydromechanisches Antriebsaggregat, bei welchem das Gehäuse des Hydrostaten drehbar gelagert ist und den Abtrieb bildet und der Zylinder, in welchem die Kolben oszillierend aufgenommen sind, drehfest gehalten ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentübertragungseinheit zu schaffen, welche verschleißfrei arbeitet und mit welcher das Abtriebsdrehmoment und die Abtriebsdrehzahl unabhängig von der Antriebsdrehzahl verändert werden kann.
• Die Aufgabe wird mit einer, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit gelöst.
• Erfindungsgemäß weist die Drehmomentübertragungseinheit eine hydrostatische Maschine auf, deren Gehäuse drehbar gelagert ist und in deren Zylinder Kolben oszillierend angeordnet sind, welche mit dem Gehäuse in Wirkverbindung stehen. Der Zylinder ist ebenfalls drehbar angeordnet. Vorzugsweise ist das Gehäuse und der Zylinder koaxial angeordnet. Es besteht einerseits die Möglichkeit, dass der Zylinder den Antrieb und das Gehäuse des Hydrostaten den Abtrieb oder andererseits, dass der Zylinder den Abtrieb und das Gehäuse den Antrieb bilden. Dreht das Gehäuse und der Zylinder mit Differenzdrehzahl, so fördert der Hydrostat einen Volumenstrom, was beispielsweise dadurch möglich ist, dass der Hydrostat mit einer Saugleitung mit einem Druckmittelreservoir verbindbar ist, und der Hydrostat eine Druckleitung aufweist, durch welche das Druckmittel wieder zurück in das Ölreservoir gefördert wird. Der Hydrostat kann als hydraulische Maschine mit konstantem Fördervolumen oder als hydraulische Maschine mit verstellbarem Fördervolumen ausgebildet sein. In der Druckleitung der hydrostatischen Maschine ist ein verstellbares Begrenzungsventil angeordnet, mit welchem der Volumenstrom begrenzbar ist. Wird die Drehmomentübertragungseinheit nun mit Differenzdrehzahl vom Antrieb zum Abtrieb betrieben und der geförderte Volumenstrom gedrosselt, so wird am Abtrieb der Drehmomentübertragungseinheit ein Drehmoment erzeugt, mit welchem ein Verbraucher angetrieben werden kann. Je nach eingestelltem Begrenzungsventil und vorhandenem Drehmoment des Verbrauchers stellt sich die Drehzahl des Abtriebs ein. Wird zusätzlich das Fördervolumen der hydrostatischen Maschine verändert, wird der Verstellbereich der Drehzahl in Abhängigkeit des Drehmoments zusätzlich vergrößert. Nur durch Zurückschwenken des Fördervolumens der hydrostatischen Maschine auf Null-Förderung kann der Abtrieb drehmomentfrei geschaltet werden, da auch bei völlig geöffnetem Begrenzungsventil und einem geförderten Volumenstrom, in dem die hydrostatische Maschine ausgeschwenkt ist, durch die Strömungsverluste ein Drehmoment am Abtrieb entsteht. Bei völlig geschlossenem Begrenzungsventil und ausgeschwenkter hydrostatischer Maschine wird der An- und Abtrieb hydraulisch verspannt, wodurch die Drehmomentübertragungseinheit das volle Drehmoment sowie die Antriebsdrehzahl überträgt. Sollte es aus sicherheitstechnischen Gründen notwendig sein, den Antrieb mit dem Abtrieb mechanisch zu verbinden, so besteht die Möglichkeit, das Gehäuse und den Zylinder zusätzlich über eine form- oder kraftschlüssige Kupplung zu verbinden.
• Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
• Die einzige Figur zeigt eine Drehmomentübertragungseinheit mit einem Antrieb 1, welcher einen Zylinder, in welchem nicht dargestellte Kolben oszillierend angeordnet sind, antreibt. Die Kolben sind in Wirkverbindung mit einem Gehäuse 3, welches mit einem Abtrieb 4 verbunden ist. Das Gehäuse 3 ist drehbar in einem ortsfesten Gehäuse 5 gelagert. Der Zylinder 2 ist drehbar im Gehäuse 3 gelagert. Der Zylinder 2 ist mit seinen Kolben auf festes Fördervolumen eingestellt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Zylinder 2 mit seinen Kolben mit verstellbarem Fördervolumen auszubilden. Der Zylinder 2 ist über eine Saugleitung 6 mit einem Druckmittelreservoir 7 und über eine Drucklei tung 8 und über ein Volumenbegrenzungsventil 9 mit dem Druckmittelreservoir 7 verbunden. Besteht eine Differenzdrehzahl zwischen dem Antrieb 1 und dem Abtrieb 4, indem beispielsweise der Abtrieb 4 mit einem Verbraucher verbunden ist und somit ein Drehmoment am Abtrieb 4 anliegt, so wird Druckmittel aus dem Druckmittelreservoir 7 über die Saugleitung 6 gesaugt und in die Druckleitung 8 gedrückt, über welche sie über das Volumenbegrenzungsventil 9 in das Druckmittelreservoir 7 zurückfließt. Bei völlig geöffnetem Volumenbegrenzungsventil 9 wird, ausschließlich durch die Strömungsverluste, ein Reaktionsmoment am Gehäuse 3 und somit am Abtrieb 4 erzeugt, welches versucht, den Verbraucher anzutreiben. Durch Begrenzung des Volumenstroms mit dem Volumenbegrenzungsventil 9 wird das Drehmoment am Abtrieb 4 verändert, wodurch sich die Drehzahl am Abtrieb 4 in Abhängigkeit des Drehmoments des Verbrauchers einstellt. Das Volumenbegrenzungsventil 9 kann mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden sein, welche in Abhängigkeit von Signalen, welche beispielsweise aus der Antriebsdrehzahl oder der Antriebsdrehzahl bestehen, das Volumenbegrenzungsventil 9 nach zuvor definierten Vorgaben regelt. Wird das Volumenbegrenzungsventil 9 vollständig geschlossen, wird der Antrieb 1 mit dem Abtrieb 4 vollständig hydraulisch verspannt, wodurch das Antriebsdrehmoment und die Antriebsdrehzahl auf den Abtrieb 4 übergehen. Somit ist es möglich, völlig verschleißfrei Drehmoment auch mit Differenzdrehzahl vom Antrieb 1 zum Abtrieb 4 zu übertragen.

1

Antrieb

2

Zylinder

3

Gehäuse

4

Abtrieb

5

ortsfestes Gehäuse

6

Saugleitung

7

Druckmittelreservoir

8

Druckleitung

9

Volumenbegrenzungsventil

Claims (7)

1. Drehmomentübertragungseinheit mit einer hydrostatischen Maschine, mit einem drehbar gelagerten Gehäuse (3), mit Kolben, welche in einem Zylinder (2) oszillierend angeordnet sind und mit dem Gehäuse (3) in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet , dass der Zylinder (2) drehbar angeordnet ist und ein von der hydrostatischen Maschine erzeugter Volumenstrom begrenzbar ist, um dadurch ein Drehmoment zwischen dem Zylinder (2) und dem Gehäuse (3) zu erzeugen und entweder der Zylinder (2) den Antrieb und das Gehäuse (3) den Abtrieb oder der Zylinder (2) den Abtrieb und das Gehäuse (3) den Antrieb bilden.
2. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatische Maschine eine in ihrem Fördervolumen verstellbare Axialkolbenmaschine ist.
3. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatische Maschine eine Axialkolbenmaschine oder Radialkolbenmaschine mit konstantem Fördervolumen ist.
4. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatische Maschine als in ihrem Drehmoment verstellbare Kupplung verwendet wird.
5. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Volumenstroms in Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl geregelt wird.
6. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom und/oder die Begrenzung des Volumenstroms in Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl geregelt wird.
7. Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder kraft- oder formschlüssig mit dem Gehäuse verbindbar ist.