DE1069978B

DE1069978B -

Info

Publication number: DE1069978B
Application number: DENDAT1069978D
Authority: DE
Original assignee: Daimller-Benz Aktiengesellschaft, Stiuttgart-Untertürkheim
Publication date: 1959-11-26

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pumpe und Motor umfassendes hydrostatisches Getriebe, dessen Getriebepumpe und Getriebemotor axial gegeneinander abgestützt sind und dessen Motor- und Pumpenwelle koaxial zueinander gelagert sind.

Eine wesentliche Schwierigkeit bei hydrostatischen Getrieben besteht in der Aufnahme der hohen axialen Drücke, welchen die unter dem Flüssigkeitsdruck stehenden umlaufenden Teile des Getriebes ausgesetzt sind. Infolge der gleichzeitig auftretenden hohen Drehzahl und hohen Drücke haben die zur Aufnahme der Axialdrücke verwendeten Lager, z. B. auch Wälzlager, nur eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer. Deshalb ist man bereits dazu übergegangen, Getriebepumpe und Getriebemotor koaxial zueinander zu lagern und axial gegeneinander abzustützen.

Die auf diese Weise konstruierten hydrostatischen Getriebe benötigten bisher stets mehrere Axialdruckwälzlager, was einen Aufbau des Getriebes aus relativ großen und schweren Konstruktionsteilen notwendig so machte. Durch die Mehrzahl der Lager und die großen Massen der bewegten Teile entstehen Verluste, die einen guten Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes nicht zulassen.

Die Erfindung bezweckt vor allem eine Beseitigung dieser Mängel und besteht im wesentlichen darin, daß die umlaufenden Teile beider Getriebeeinheiten, nämlich die umlaufenden Teile von Pumpe und Motor mittels eines einzigen, zwischen beiden angeordneten Axialdruckwälzlagers, z. B. eines Kegelrollenlagers, axial gegeneinander abgestützt sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung soll das die Pumpe und den Motor abstützende Lager zwischen auf der Pumpenwelle und Motorwelle angeordneten Zahnrädern angeordnet sein, welche die Antriebswelle mit der Getriebepumpenwelle und die Abtriebswelle mit der Getriebemotorwelle verbinden.

Auf diese Weise wird der Gesamtaufbau des Flüssigkeitsgetriebes wesentlich vereinfacht, und bei der besonderen Anordnung von Pumpe und Motor treten während des Betriebes fast keine Relativbewegungen zwischen diesen beiden Getriebeteilen auf. Aus diesem Grunde kann das zwischen Getriebepumpe und Getriebemotor angeordnete Axialdrucklager wesentlich kleiner gehalten werden als die sonst üblichen Wälzlager und hat trotzdem eine größere Lebensdauer. Besonders vorteilhaft ist es, daß es durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des hydrostatischen Getriebes möglich ist, seine Gesamtabmessungen bei gleicher Leistung kleiner zu halten und dadurch den Wirkungsgrad des Getriebes zu erhöhen.

Als reine Weiterbildung der oben erläuterten Erfindungsgedanken sollen sowohl die Pumpen- und die Motorwelle als auch die Antriebs- und die Abtriebs-Hydrostatisches Getriebe

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dipl.-Ing. Fritz Grabow, Stuttgart-Untertürkheim,
ist als Erfinder genannt worden

welle konzentrisch ineinandergelagert sein. Weitere Vorteile werden erzielt, wenn bei parallel oder etwa parallel zu der Antriebswelle verlaufender Getriebeachse Antrieb und Abtrieb in axialer Richtung auf der gleichen Getriebeseite liegen und die Antriebswelle innerhalb der Abtriebswelle angeordnet ist, wobei mindestens entweder das Pumpen- oder das Motoraggregat von einer zur Antriebswelle parallelen Lage (positiv und negativ) verschwenkbar ist, und zwar nach beiden Richtungen.

Eine weitere konstruktive Vereinfachung bringt die Weiterausbildung des Erfindungsgegenstandes, die darin besteht, daß Pumpe und Motor durch einen Lenker miteinander verbunden sind, der gleichzeitig die Leitungen zur hydraulischen Verbindung zwischen Pumpe und Motor enthält und aus zwei über Kreuz angeordneten S-förmigen Rohren besteht, die vorzugsweise starr miteinander verbunden sind. Auch für diese konstruktive Vereinfachung wird kein selbständiger Schutz angestrebt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf dieselbe,

Fig. 3 einen Axialschnitt\ (teilweise Ansicht) einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der verlängerten Lebensdauer des erfindungsgemäß verwendeten Abstützlagers zwischen Getriebepumpe und Getriebemotor.

In Fig. 1 und 2 erfolgt der Antrieb des hydrostatischen Getriebes von der Motorwelle 10, z. B. eines Fahrzeug-Antriebsmotors, über die Hohlwelle 11 und die Zahnräder 12 bzw. 13, wobei letzteres auf der hohlen Pumpenwelle 14 fest angeordnet ist. Die Pumpenwelle 14 ist in Lagern 15 und 16 im festen Gehäuse gelagert und mit dem Antriebsflansch 17 für die Ge-

909 650/285

triebepumpeP fest verbunden. Die nicht umlaufende Trommel 18 mit dem umlaufenden inneren Trommelteil 18 a der Pumpe P ist in der Drehachse A mit dem Gehäuse schwenkbar verbunden derart, daß die in Zylindern 19 des inneren Trommelteiles beweglichen Pumpenkolben 20 einen um so größeren Hub ausführen, je schräger die Trommel 18 um die Achse A gestellt wird.

In der hohlen Pumpenwelle 14 ist die Motorwelle 21, z. B. mittels Nadellagers 22, gelagert. Außerdem ist die Welle 21 durch das Kugel- bzw. Rollenlager 23, 24 im Gehäuse abgestützt. Mit der Welle 21 ist der Antriebsflansch 25 verbunden, von dem der innere Teil 26 a der Trommel 26 in entsprechender Weise wie beim Antrieb der Pumpe in Drehrichtung durch Pleuelstangen und Rollen mitgenommen wird. Die Trommel 26 des Getriebemotors M ist um die Achse B in ähnlicher Weise wie die Pumpe/⁵ um die Gelenkachse A schwenkbar am Gehäuse gelagert. Durch ein Zahnradpaar 27, 28 steht die Motorwelle 21 mit der Abtriebswelle 29 in Antriebsverbindung. Letztere durchsetzt nach vorn hin die Hohlwelle 11 und ist mit dieser durch eine Kupplung 30 zur Erzielung eines das hydrostatische Getriebe überbrückenden direkten Ganges kuppelbar. Das Verschwenken von Pumpe und Motor geschieht vorzugsweise hydraulisch, wie z. B. für den Motor M durch den Kolben 31 angedeutet ist, der mit der Trommel 26 des Motors M durch eine Gelenkstange 32 verbunden ist. Zur hydrostatischen Verbindung von Pumpe P und Motor M dient ein Rohrsystem, das, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, aus zwei über Kreuz angeordneten S-förmigen Rohren 33 und 34 besteht, die z. B. starr miteinander verbunden sind, indem sie gleichzeitig als Lenkerverbindung zwischen den Gelenkachsen 35 an der Pumpe P und 36 des Motors M dienen.

Pumpe P und Motor M sind mit Bezug auf eine zur Antriebswelle senkrechte Symmetrieebene axial einander gegenüberliegend angeordnet. Die im Zylinderraum 19 auftretenden Drücke vor den Kolben 20 der Pumpe P und die im entsprechenden Zylinderraum des Motors M auf die Kolben wirkenden Drücke sind hierbei axial gegeneinander gerichtet, indem sich die Pumpenwelle 14 gegen die Motorwelle 21 mittels eines zwischengeschalteten Kegelrollenlagers oder ähnlichen Lagers 37 gegeneinander abstützen. Der Außenring 38 des Lagers stützt sich hierbei seinerseits gegen das Zahnrad 13 auf der Pumpenwelle, der Innenring 39 gegen das Zahnrad 27 auf der Motorwelle 21 ab.

Eine ähnliche Ausführung zeigtFig. 3. Entsprechende Teile sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen, jedoch um lOO vermehrt, gekennzeichnet. Die das hydrostatische Getriebe antreibende Welle liegt in diesem Fall als Innenwelle 111 in der getriebenen Hohlwelle 129, die über ein Kegelradgetriebe 140, 141 eine Querwelle 142 antreibt, die vom hydrostatischen Getriebe aus gesehen, auf der gleichen Seite wie der Antrieb liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Pumpe P nach beiden Richtungen hin, z. B. insgesamt um einen Winkel α um die Achse A verschwenkt werden kann und dadurch einen weiten Verstellbereich des Getriebes ermöglicht.

Die in diesem Fall in der Motorwelle 121 mittels Nadellagers 122 gelagerte innere Pumpeinwelle 114 ist gegen die erstere wieder durch ein Kegelrollenlager oder ähnliches Lager 137 abgestützt, dessen Außenring 138 sich gegen das Zahnrad 113 des Zahnradpaares 112,113 und dessen Innenring 139 sich gegen das mit dem Abtriebszahnrad 128 im Eingriff befindliche Zahnrad 127 auf der Motorwelle 121 abstützt.

Die Pumpenwelle 114 stützt sich ferner über ein Nadellager 115, die Motorwelle über die Lager 123 bzw. 124 am Gehäuse ab. Im übrigen ist die Wirkungsweise prinzipiell die gleiche wie im Falle des ersten Ausführungsbeispieles.

Selbstverständlich ist es nicht notwendig, daß Pumpe und Motor durch ein unveränderliches Gestänge miteinander verbunden sind. Gegebenenfalls können auch Pumpe und Motor je für sich schwenkbar um die zugeordneten Achsen A bzw. B angeordnet sein, wobei beispielsweise die Pumpe P um einen größeren Winkel α und der Motor M um einen kleineren Winkel β schwenkbar ist; letzteres insbesondere auch deswegen, weil der Motor M in seiner Schwenkbewegung durch die Antriebswelle 111 bzw. Abtriebswelle 129 begrenzt ist.

In Fig. 4 ist die Lebensdauer eines Pumpe und Motor unmittelbar gegeneinander abstützenden Abstützlagers 37 bzw. 137 im Vergleich zur Lebensdauer eines bisher verwendeten, zur axialen Abstützung von Pumpe bzw. Motor gegen das feststehende Gehäuse dienenden Lagers dargestellt.

Auf der Abszisse ist hierbei das Drehzahlverhältnis von Pumpe zu Motor Δη PIM aufgetragen, während die Ordinate die Lebensdauer des Lagers Lh in Stunden angibt. Die Kurve LhP zeigt hierbei die Lebensdauer eines Pumpenlagers bei Abstützung der Pumpe gegen das feststehende Gehäuse, die Kurve LhM die Lebensdauer eines Motorlagers bei Abstützung des Motors gegen das feststehende Gehäuse, während durch die Kurve LhPIM die Lebensdauer des erfindungsgemäß vorgesehenen Lagers, welches die Pumpe unmittelbar gegen den Motor abstützt, dargestellt ist.

Im Punkt Q, in welchem Getriebepumpe und Getriebemotor gleiche Drehzahlen haben, weist bei Abstützung von Pumpe bzw. Motor gegen das Gehäuse jedes der beiden Lager eine Lebensdauer 1 auf. Zum gleichen Zeitpunkt steigt aber die Lebensdauer des erfindungsgemäß vorgesehenen Lagers theoretisch ins Unendliche, da eine Drehzahldifferenz zwischen Innen- und Außenring des Lagers in diesem Augenblick nicht vorhanden ist. Da auch sonst die Drehzahldifferenz am erfindungsgemäßen Lager im allgemeinen wesentlich geringer ist als bei den bisher üblichen Lagern mit Abstützung am feststehenden Gehäuse, liegt auch sonst die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Lagers praktisch stets wesentlich oberhalb der Lebensdauer der in bekannter Weise gegen das Gehäuse abgestützten Lager.

Claims

Patentansprüche:

1. Pumpe und Motor umfassendes hydrostatisches Getriebe, dessen Getriebepumpe und Getriebemotor axial gegeneinander abgestützt sind und dessen Motor- und Pumpenwelle koaxial zueinander gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Teile beider Getriebeeinheiten, nämlich die umlaufenden Teile von Pumpe (P) und Motor (M), mittels eines einzigen, zwischen beiden angeordneten Axialdruckwälzlagers, z. B. eines Kegelrollenlagers (37 bzw. 137), axial gegeneinander abgestützt sind.

2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Pumpe (P) und den Motor (M) abstützende Lager (37) zwischen auf der Pumpenwelle (14) und Motorwelle (21) angeordneten Zahnrädern der Zahnradpaare