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Hydrostatisches Getriebe mit Leistungsverzweigung Die Erfindung betrifft
ein hydrostatisches Getriebe mit Leistungsverzweigung, welches aus einer Pumpeneinheit
mit an einer abtriebsseitigen Taumelscheibe ablaufenden Kolben und aus einer mit
der Pumpeneinheit sowohl hydraulisch als auch mechanisch gekoppelten Motoreinheit
besteht, und bei welchem eine relative Winkelverstellbarkeit zwischen dem Motorzylinderblock
und dem zugeordneten Triebflansch vorgesehen ist.
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Es sind hydrostatische Getriebe mit einfacher Leistungsverzweigung
bekannt. Bei diesen Getrieben, die in der Regel keine Zahnräder benötigen, ist sowohl
die als Pumpe als auch die als Motor wirk-ende Einheit als Axialkolbeneinheit mit
Taumelscheiben ausgebildet. Diese Konstruktion bereitet insofern Schwierigkeiten,
als es notwendig ist, die rotierende Taumelscheibe mindestens der Motoreinheit zu
verstellen. Außerdem ist der Verstellwinkel solcher Taumelscheiben verhältnismäßig
eng begrenzt.
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Es ist des weiteren ein hydrostatisches Getriebe mit Leistungsverzweigung
bekannt, das zwei Einheiten mit an Taumelscheiben ablaufenden bzw. durch Triebflansche
gesteuerten Kolben umfaßt. Dabei sind beide Einheiten, von denen die eine als Pumpe
und die zweite als Hydrometer geschaltet ist, sowohl hydraulisch als auch mechanisch
gekoppelt. Außerdem arbeitet das bekannte Getriebe mit feststehenden Zylindergehäusen,
wobei die Drehachse der Taumelscheibe parallel zur Achse der Zylinder verläuft.
Ein solches Getriebe hat ebenfalls nur einen geringen Verstellbereich.
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Es ist ferner ein hydrostatisches Getriebe bekannt, dessen als Hydrometer
wirkende Sekundäreinheit eine Stützscheibe aufweist, deren Neigungswinkel durch
Schwenken ihrer Drehachse mittels einer Schneckenradverzahnung, gegebenenfalls bis
auf einen Winkel Null, einstellbar ist, während die Kolben des Primärteiles durch
eine Taumelscheibe mit unveränderlich im Gehäuse der Einheit festgelegter Winkellage
angetrieben werden. Die Taumelscheibe der Primäreinheit steht hierbei über ein Zahnradpaar
in Antriebsverbindung mit einer Welle, die ihrerseits mit dem Zylindergehäuse der
Sekundäreinheit fest verbunden ist. Außerdem sind Primär-und Sekundäreinheit hydraulisch
durch Leitungen miteinander verbunden, die an feststehende bzw. nicht umlaufende
Teile der beiden Einheiten angeschlossen sind. Bei derartigen hydrostatischen Getrieben
treten, insbesondere an der Stützscheibe der als Motor wirkenden Sekundäreinheit,
erhebliche Reibungswiderstände auf, die den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzen.
Eine unmittelbare Antriebsverbindung zwischen der Taumelscheibe der Primäreinheit
und der schwenkbar gelagerten Stützscheibe der Sekundäreinheit ist nicht möglich.
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Es ist des weiteren ein hydrostatisches Getriebe bekannt, wobei die
Triebscheibe einer hydrostatischen Einheit, beispielsweise der Pumpe, mechanisch
mit einer der Wellen eines hydromechanischen Verbundgetriebes verbunden ist. Dabei
sind Motoreinheit und Pumpeneinheit, die beide schwenkbar gelagert sind, starr miteinander
durch ein Gelenkgestänge in Form von Rohren gekuppelt, so daß eine selbständige
Verstellung der Einheiten, z. B. der Motoreinheit, nicht möglich ist.
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Es ist auch ein Flüssigkeitskolbengetriebe bekannt, welches mit zumindest
teilweise gemeinsam auf die Abtriebswelle wirkendem Primär- und Sekundärteil in
Verbindung mit einem nachgeschalteten, in Stufen schaltbaren Zahnraduntersetzungsgetriebe
verwendet wird, und zwar derart, daß die durch das Zahnradgetriebe in Stufen schaltbaren
Untersetzungen durch das Flüssigkeitskolbengetriebe in einem gewissen Bereich stufenlos
erhöht oder erniedrigt werden. Das bekannte Flüssigkeitsgetriebe ist verhältnismäßig
aufwendig und benötigt einen für Personenkraftwagen ungünstig großen Raum.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gedrängt gebautes hydrostatisches
Getriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die bei den bekannten Getrieben
auftretenden Mängel vermieden sind. Die Erfindung besteht darin, daß eine mit dem
Triebflansch fest verbundene Verzahnung mit einer Verzahnung im Eingriff steht,
die ihrerseits
mit der um die Achse dieser Verzahnung umlaufenden
Taumelscheibe der Pumpe fest verbunden ist.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird eine einfache mechanische
übertragung des Antriebs von der Purnpeneinheit auf die Motoreinheit mittels Verzahnungen
ermöglichl. - Eine solche Antriebsübertragung stellt eine erhebliche #.Vereinfachung
in der hydrostatischen Getricbekonstruktion dar.
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Eine weitere Verbe#s'serung und Vereinfachung des hydrestatischen
Getriebes wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die zur Antriebswelle im
Winkel unverstellbare Taumelscheibe der Pumpe in an sich bekannter Weise als den
Zylinderblock dieser Pumpe umschließendes umlaufendes Gehäuse ausgebildet ist, das
Mt dei"zugleich als eine Verzahnung aufweisenden Sf#üeischeibe zur Steuerung der
hydraulischen Kupplung von Pumpe und. Motor fest verbunden ist.
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An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt F i g. 1 die schematische
Schnittansicht durch ein erfindungsgemäß.' detes hydrostatisches Getriebe und F
i g. 2 eine Draufsicht auf die Steuerscheibe der Pumpe.
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In der Zeichnung ist mit P die Pumpe als Primäreinheit und mit M der
Motor äIs# Sekundäreinheit eines hydrestatischewGetriebes mit Leistungsverzwei-gung
bezeichnet. Die Pumpe P # wird , z. B. durch einem Verbrennungsmotor faittei
eine r Antriebswelle 10 angetrieben, -mit der ein Zylinderblock
11
fest verbunden ist. Der Zylinderblock 11 enthält mehrere im Kreisb
parallil zur Achse der Antriebswelle angeordnete Zylinder 12, in denen die Pumpenkijtbeü'13'-gl
, * Unnen. Die ' Piimpenkolben 13
stÜtzen- " axial Üd,
einer- Taumelscheibe 14 ab, welche mit einer Abtriebswelle*15 gowie über ein den
'und 'die PunilJenkolben 13 um-16 mit'einer Steuerscheibe 17
fest verbunden,
z."B,' mit letzterer `verschraubt ist. Die St#uefscheibe 17 weist' 'in an
sich bekannter Weise zwei nie#renförmige; kich je etwa über den halbeü Umfang erstrecken&
Nuten 18 bzw. 19 auf, welche bei relätiver.Drehung# der Steuerscheibe
17
zum ZyUnderblock*U abwechselnd mit Bohrungen 20 in ioniiiiüniziereiide
Verbindung kommen, und von denen Behr.ungen 21 bzw. 22 ausgehen, die bei Dreh u-n*
g der '. Steuerscheibe 17 abwechselnd mit einem Leitungsanschluß 23
bzw. einem Leitungsanschluß 24 'in einem feststehenden Teil 25 in Verbindung
gebracht werden. Die letztgenannten Leitungen können hierbeian der Steuerfläche
zwischen dem die Leitungsanschlüsse 23 und 24 enthaltenden feststehenden
Teil 25 und der Steuerscheibe 17 über einen größeren Teil des Umfanges
durch Ringnuten ,erweitert sein.
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Der Leittiegsanschluß 23 führt über eine Leitung
26, der Leitungsanschluß 24 über eine Leitung 27
zum Motor
U. Dieser ist als Schwenkeinheit ausgebildet, die um eine feststehende Achse
28 schwenkbar gelagert ist,' und besteht aus dem nicht umlaufenden Tragteil
29, der durch Anne oder Stege 29 a in einem feststehenden Gehäuse
um die Achse 28 schwenkbar ist,. sowie aus einem umlaufenden Gehäuseteil
30, der mehrere auf den Umfang verteilte gylinder 31 mit darin gleitenden
Kolben 32 aufweist und der in nicht näher dargestellter Weise mit Bezug auf
den nicht umlaufenden Tragteil 29 zentriert und drehbar gelagert ist. Die
Kolben 32 sind durch Kolbenstangen 33 mit einem Triebflansch 34 verbunden,
der auf einer Welle 35 angeordnet und im feststehenden Gehäuse oder Gestell
25 um eine zur Achse der Antriebswelle 10 parallel liegende Achse
drehbar gelagert und als Zahnrad mit einer Verzahnung 36 ausgebildet ist,
der mit einer Verzahnung 37
an der Steuerscheibe 17 der Pumpe P im
Eingriff steht.
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Die Leitungen 26 und 27 führen zu Räumen oder Kanälen
38, 39, von denen z. B. der Raum oder Kanal 38 als Einlaßkanal, der
Raum oder Kanal 39
als Auslaßkanal des Motors M dient. Sie stehen durch Bohrungen
40 bzw. 41 mit nierenförrnigen, sich in Umfangsrichtung ähnlich den Nuten
18 und Werstreckenden Ringnuten 42 und 43 in Verbindung, die, beim Umlauf
des Gehäuseteiles 30 zum Tragteil 29 wechselweise mit den an die Zylinder
31 anschließenden Bohrungen 44 in Verbindung' gebFacht werden.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sucht die Antriebswelle
10 bei deren Antrieb die Pumpenkolben 13 hin- und herzubewegen, solange
die Abtriebswelle 15 eine kleinere Drehzahl als die Antriebswelle hat, und
zwar bei stehender Abtriebswelle mit einer Hubzahl, welche der vollen Drehzahl der
Ajitriebswelle 10 entspricht.,Hierdurch wird'das in den Zylindern 12 eing
eschlossene öl aus den in der Druckzone liegenden Zylindern über die Leitungsteile
20, 18,
21, 23 und 26 zum Einlaßkana138 des Moto'rsM gefördert.
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Das in den Einlaßkana138 gedrückte 01 gelangt w . eiter
üb# i die Leitungsteile 40, 42. und > 44 in , den in der Zeichnung
oberen Teil der Zylinder 31, w . odurch dieKolbeh 32 nach abwärts
gedrückt und dadurch das den Triebflansch 34 und das mit diesem über die Kolbenstangen
33 in Drehrichtung gekuppelte Zylindergehäuse 30 in Umdrehung versetzt
wird. Gleichzeitig wird öl über die Leitungsteile 44, 43 und 41 aus dem unteren
Teil der Zylinder 31 über den Auslaßkanal 39 ausgeschoben und von
dort über die Leitungsteile 27, 24, 22, 19 und 20 in die in der Saugzone
liegenden Zylinder 12 der Pumpe angesaugt. Die Drehung des mit einer Verzahnung
37
versehenen Triebflansches 34 wird über die Verzahnung 36 und über
die mit ihr im Eingriff stehenden Verzahnung 37 der Steuerscheibe
17 auf die Taumelscheibe 14 und damit auf die Abtriebswelle 15
übertragen.
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Solange die Abtriebswelle 15 und damit auch der Triebflansch
34 des Motors M am Drehen gehindert wird, kann eine Drehung der Antriebswelle
10 nur dadurch erfolgen, daß die gegen eine Bewegung infolge des ebenfalls
noch stehenden Zylindergehäuses 30 hydraulisch gesperrten Kolben
13 unmittelbar die Taumelscheibe 14 zu drehen suchen. Gleichzeitig wird ein
Druck auf die Kolben 32 ausgeübt. Vorzugsweise ist hierbei der Motor M auf
einen größtmöglichen Schwenkwinkel oc eingestellt, so daß eine maximale Untersetzung
erzielt und ein maximales Drehmoment von dem Motor M auf den Triebflansch 34 ausgeübt
und damit das Andrehen der Steuerscheibe 17 mit der Taumelscheibe 14 und
der Abtriebswelle 15 wirksam unterstützt wird.
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Durch Verringerung des Neigungswinkels oc des Motors M kann die Untersetzung
von ihrem Maximum bis auf Null verringert werden. In letzterem
Falle
ist der Hub der Motorkolben 32 gleich Null und infolgedessen die Förderung
des öles durch die Pumpenkolben gesperrt. Antriebswelle10 und Abtrieswelle
15 können in diesem Falle nur gemeinsam umlaufen.