DE1075915B

DE1075915B - Hydrostatisches Getriebe

Info

Publication number: DE1075915B
Application number: DEK23721A
Authority: DE
Original assignee: Chr Knoedler & Soehne
Current assignee: Chr Knoedler & Soehne
Priority date: 1954-10-14
Filing date: 1954-10-14
Publication date: 1960-02-18

Description

Hydrostatisches Getriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Flüssigkeitsgetriebe in Axialkolbenbauart mit je einer Anzahl mit Schiefscheiben zusammenwirkender Arbeitskolben, die je in den Stirnseiten von Zylindertrommeln angeordnet sind, die mit der treibenden bzw. getriebenen Welle drehfest verbunden sind und sich auf einen gemeinsamen, im Getriebegehäuse gelagerten Steuerzapfen drehen.
Bei bekannten Getrieben dieser Art werden die durch das Drucköl auf die Lager ausgeübten Kräfte mittels Wälzlager aufgenommen, um die Reibungskräfte und Reibungsmomente in tragbaren Grenzen zu halten. Die schon bei mittleren Drücken auftretenden Kräfte machen Lager mit verhältnismäßig großen Abmessungen erforderlich, was eine große und teuere Bauart des Getriebes nach sich zieht.
Gemäß der Erfindung ist bei Getrieben der beschriebenen Art an beiden Stirnseiten des die Lager für die Zylindertrommeln bildenden Steuerzapfens je eine, gleichzeitig ein Drucklager enthaltende Druckkammer vorgesehen, deren Begrenzung durch den Boden der Zylindertrommelbohrung und die Stirnseite des Steuerzapfens gebildet wird und die sich während des Betriebes mit Druckflüssigkeit füllt, wobei die Stirnseiten des Steuerzapfens in ihrer Flächengröße der resultierenden Druckfläche der jeweils gleichzeitig unter Druck stehenden Arbeitskolben der Zylindertrommel im wesentlichen entsprechen, so daß die Lagerungen der Zylindertrommeln auf dem Steuerzapfen durch während des Betriebes wirksame, zusätzliche hydraulische Gegendrücke von den auf Lager wirkenden Betriebsdrücken und den sich daraus ergebenden Belastungsdrehmomenten entlastet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe spielen die sonst zur Aufnahme von Axialkräften dienenden Wälzlager nur eine untergeordnete Rolle und können demzufolge wesentlich kleiner gehalten werden als bei den bekannten Getrieben. Sie nehmen hier nur eine kleine Restkraft auf, welche eine sichere Anlage der Trommel an dem Steuerzapfen gewährleistet.
Weiter können bei den bekannten Axialkolbenflüssigkeitsgetrieben von den Drucksteuerschlitzen nennenswerte Leckölmengen lediglich in Richtung der erfindungsgemäß vorgesehenen Druckkammer entweichen. Da jedoch diese Druckkammer ebenfalls unter Druck steht, ist ein Ölverlust nach dieser Richtung hin an sich nicht möglich. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird somit auch der hydraulische Wirkungsgrad verbessert.
Die Größe der axialen Flächen der im Steuerzapfen vorgesehenen Steuernuten ist im besonderen so bemessen, daß der auf diese wirkende Betriebsdruck der Flüssigkeit zusammen mit dem entsprechend gewählten Abstand der Steuernuten vom nächsten Drucklager ein Gegendrehmoment bildet, welches das durch die parallel zueinander angreifenden Belastungs- und Entlastungsdrücke entstehende Belastungsdrehmoment aufhebt.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
Fig. 1 ist ein Längsmittelschnitt durch das Flüssigkeitsgetriebe; Fig. 2 zeigt teilweise einen Horizontalschnitt nach der Linie A-A aus Fig.1; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Mittelstück des Getriebes; Fig.4 zeigt einen "Querschnitt durch die Zusatzpumpe; Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Steuerzapfen im Bereich des Pumpenläufers; Fig. 6 ist eine Teilansicht des Steuerzapfens in Richtung des Pfeiles aus -Fig. 5.
Das der Erfindung zugrunde liegende -Getriebe umfaßt - wie aus Fig. 1 ersichtlich - zwei Zylindertrommeln 8, 9, die den Pumpen- bzw. Motorläufer bilden und je eine Mehrzahl von Pumpenkolben 11 enthalten, die in entsprechenden Bohrungen 19 der Zylindertrommeln 8, 9 gleiten, und mit Schiefscheiben 23, 24 zusammenwirken. Als Antrieb bzw. Abtrieb für diese Trommeln sind Steckwellen 2, 3 vorgesehen, die in Wälzlagern 51,52 laufen.
Das Ganze ist in einem Getriebegehäuse 1 untergebracht, das von einem Gehäusemantel 7 mit Deckeln 5, 6 zur Führung der mittels des Flügelrades 4 umgewälzten Kühlluft versehen ist.
Die Zylindertrommeln 8, 9 sind auf einem feststehenden Steuerzapfen 12 drehbar gelagert, der in einem Mittelstück 13 sitzt, an welchem auch eine Zusatzpumpe 10 angebracht ist. Dieses Mittelstück ist bei der hier gezeigten Ausführungsform über seitliche Leisten 14, 15 mit Endzapfen 16 und elastische Hülsen 17 in Bohrungen 18 der Gehäusedeckel 1 a, 1 b nachgiebig gelagert. Die Kolben 11 liegen an den Druckringen 21 der Wälzlager 22 der beiden feststehenden Schiefscheiben 23, 24 an. Die antriebsseitige Schiefscheibe 23 ist in ihrer Schräglage verstellbar, indem z. B. ein Handhebel 25 od. dgl. über ein Ritzel 26 auf ein Zahnsegment 27 od. dgl. auf dem Lagerzapfen 28 der Schiefscheibe 23 einwirkt. Hie hier feststehende, zweite Schiefscheibe 24 könnte natürlich, wenn das Getriebe auch für Übersetzungen ins Schnelle verwendet werden soll, ebenfalls verstellbar sein.
Die Steuerung des von den Kolben des Pumpenläufers 8 erzeugten Druckflüssigkeitsstromes auf die Arbeitskolben des Motorläufers 9 erfolgt über den Steuerzapfen, der zu -diesem Zweck vorzugsweise vier beiderseits abgeschlossene Längsbohrungen 29, 30 aufweist, die paarweise miteinander in Verbindung stehen über je ein Paar sich um 180° gegenüberliegender Steuernuten 32, 33, die auf den die Zylindertrommeln 8, 9 tragenden Steuerzapfenteilen angebracht sind, derart, daß sie sich mit den Öffnungen der von den Kolbenbohrungen 19 kommenden Steuerkanälen 34 decken.
Auf beiden Stirnseiten des Steuerzapfens sitzen Axialdrucklager 31.
Die grundsätzliche Wirkungsweise eines solchen Getriebes bedarf keiner weiteren Erläuterung. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, ergibt sich aus den Kolbendrücken des Läufers eine Kraft P1. Diese Kraft wird gemäß der Erfindung dadurch ausgeglichen, daß an den Enden des Steuerzapfens je eine DruckkammerA gebildet ist, die sich beim Betrieb mit Leckflüssigkeit füllt und dadurch unter Druck steht. Die Stirnflächen des Steuerzapfens sind auf die resultierende Fläche der Läuferkolben so abgestimmt, daß durch den Druck in der Druckkammer A eine Kraft P entsteht, die nahezu gleich, aber entgegengesetzt der Kraft P1 ist. Der Differenzbetrag zwischen P und P1 wird durch die Druck-Lager 31 aufgenommen.
Beide Kräfte P und P1 greifen jedoch in einem gewissen Abstand voneinander an, so daß ein Drehmoment P1 . a entsteht, wobei a der resultierende Abstand der wirksamen Läuferkolben von der Drehachse des Läufers ist. Die Wirkung dieses Drehmomentes wird beim vorliegenden Getriebe jedoch durch ein Gegendrehmoment P2 b aufgehoben. P2 ergibt sichaus dem auf die axialen Flächen der auf der Druckseite liegenden Steuernuten 32 des Steuerzapfens, und bist der Abstand der Steuernuten von der Mitte der Drucklagerhöhe. Die Größe dieses Gegendrehmoments P2 . b läßt sich praktisch genau durch entsprechende Wahl des Abstandes b und der Breite der Steuernuten 32 auf das Drehmoment P1- a abstimmen, so daß die Lager beider Läufer im Betrieb nahezu vollkommen druckentlastet sind, was auf den Wirkungsgrad und die Lebensdauer des Getriebes von wesentlichem Einfluß ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydrostatisches. Getriebe in Axialkolbenbauart mit einer Anzahl mit Schiefscheiben zusammenwirkender Arbeitskolben, die in den Stirnseiten mit der treibenden bzw. der getriebenen Welle drehfest verbundener Zylindertrommeln angeordnet sind, die sich auf einem gemeinsamen, im Getriebegehäuse gelagerten Steuerzapfen drehen, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten des die Lager für die Zylindertrommeln (8, 9) bildenden Steuerzapfens (12) je eine, gleichzeitig ein Drucklager (31) enthaltende Druckkammer (A) vorgesehen ist, deren Begrenzung durch den Boden der Zylindertrommelbohrung und die Stirnseite des Steuerzapfens (12) gebildet wird und die sich während des Betriebes mit Druckflüssigkeit füllt, wobei die Stirnseiten des Steuerzapfens (12) in ihrer Flächengröße der resultierenden Druckfläche der jeweils gleichzeitig unter Druck stehenden Arbeitskolben (11) der Zylindertrommel (8 bzw. 9) im wesentlichen entsprechen, so daß die Lagerung der Zylindertrommeln (8 und 9) auf dem Steuerzapfen (12) durch, während des Betriebes wirksame, zusätzliche hydraulische Gegendrücke von den auf die Lager wirkenden Betriebsdrücken und den sich daraus ergebenden Belastungsdrehmomenten entlastet werden.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der axialen Flächen der Steuernuten (32) so bemessen sind, daß der auf diese wirkende Betriebsdruck der Flüssigkeit zusammen mit dem entsprechend gewählten Abstand der Steuergluten (32) vom nächsten Drucklager (31) ein Gegendrehmoment P2 - b bildet, welches das Belastungsdrehmoment P1 - a, welches durch die parallel zueinander angreifenden Belastungs-und Entlastungskräfte P1 und P entsteht, aufhebt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 218, 229, 433 450, 593597, 880989, 952150; französische Patentschriften Nr. 441784, 53845, 952 536, 973 415; britische Patentschrift Nr. 463 543; USA.-Patentschrift Nr. 2 263 315.