DE1211886B

DE1211886B - Hydromechanical gearbox with axial piston pump and motor

Info

Publication number: DE1211886B
Application number: DEJ24164A
Authority: DE
Inventors: William Margolin; Louis G Haller
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1962-08-07
Filing date: 1963-07-31
Publication date: 1966-03-03

Description

Hydromechanisches Getriebe mit Axialkolbenpumpe und -motor Die Erfindung bezieht sich auf ein hydromechanisches Getriebe mit einer Axialkolbenpumpe und einem Axialkolbenmotor, deren in einem Zylinderblock gegeneinander arbeitende Kolben kranzförinig um eine Getriebelängsachse angeordnet sind und denen je eine von außen verschwenkbare Taumelscheibe zugeordnet ist.Hydromechanical transmission with axial piston pump and motor The invention relates to a hydromechanical transmission with an axial piston pump and an axial piston motor, the pistons of which work against one another in a cylinder block are arranged in a wreath-like manner around a longitudinal axis of the transmission and each of which is assigned a swash plate that can be pivoted from the outside.

Bei bekannten Getrieben obiger Art (USA.-Patentschrift 2 570 843) sind die beiden Taumelscheiben beidseitig des die Pumpen- und Motorkolben aufnehmenden Zylinderblocks angeordnet und hier einmal auf der Getriebewelle und zum anderen im Getriebegehäuse schwenkbar gelagert. Derartige hydrostatische Getriebe erfordern zum Abfangen der im Getriebe herrschenden Axialdrücke unbedingt Axialdrucklager. Solche Axialdrucklager, die wegen der auftretenden hohen Drücke im Getriebe in der Regel vergleichsweise groß ausgebildet sein müssen, sind nicht nur sehr teuer, sondern führen auch zu einem komplizierten Aufbau des Getriebes.In known transmissions type (USA. Patent 2,570,843) of the above are the two wobble plates arranged on both sides of the pump and motor piston receiving cylinder block and pivotally supported here once on the transmission shaft and secondly in the gearbox housing. Such hydrostatic transmissions absolutely require axial thrust bearings to absorb the axial pressures prevailing in the transmission. Such axial thrust bearings, which as a rule have to be made comparatively large because of the high pressures occurring in the transmission, are not only very expensive, but also lead to a complicated structure of the transmission.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydromechanisches Getriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht nur einen einfachen Aufbau, sondern außerdem den Vorteil aufweist, daß die bisher bei den bekannten Flüssigkeitsgetrieben unbedingt erforderlichen Axialdrucklager zum Abfangen der im Getriebe herrschenden Axialdrücke entfallen können. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Taumelscheiben derart zur Längsachse des Getriebes angelenh sind, daß sie ihre Axialbelastung über normale Wälzlager ohne Verwendung von Axialdrucklagern auf Ventilelemente übertragen, die an den gegenüberliegenden Seitenflächen des Zylinderblocks anliegen und mit darin vorgesehenen, Arbeitsflüssigkeit führenden Ringkanalen zusammenarbeiten. Auf diese Weise kommt man zu einem hydromechanischen Getriebe, bei dem also die normalerweise erforderlichen Axialdrucklager zum Abfangen der Axialdruckkräfte durch seitlich des Zylinderblocks angeordnete Ventilelemente ersetzt werden. Dadurch können bei einfachem und kompaktem Aufbau des Getriebes dessen Herstellungskosten wesentlich gesenkt werden.The invention is based on the object of a hydromechanical transmission of the type mentioned to create not only a simple structure, but also has the advantage that the previously known fluid drives absolutely necessary axial thrust bearings to absorb the prevailing in the gear Axial pressures can be dispensed with. This is achieved according to the invention in that the Swash plates are so attached to the longitudinal axis of the transmission that they reduce their axial load transferred to valve elements via normal roller bearings without the use of thrust bearings, which rest on the opposite side surfaces of the cylinder block and with work together provided ring channels carrying working fluid. on this is how you get a hydromechanical transmission, which is normally the case Axial thrust bearings required to absorb the axial thrust forces from the side of the cylinder block arranged valve elements are replaced. This allows simple and compact structure of the transmission whose manufacturing costs are significant be lowered.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Taumelscheibe in an sich bekannter Weise auf einer den Zylinderblock durchsetzenden Getriebewelle befestigt, mit der das eine Ventilelement fest verbunden ist, das mit der der Taumelscheibe abgewandten Seitenfläche des Zylinderblocks zusammenarbeitet, während die andere Taumelscheibe unverdrehbar im Getriebegehäuse schwenkbar angelenkt ist, das den Zylinderblock umgibt und das andere Ventilelement trägt, das mit der anderen Seitenfläche des Zylinderblocks zusammenarbeitet.In an advantageous embodiment of the invention, this is a swash plate in a manner known per se on a gear shaft penetrating the cylinder block attached, with which one valve element is firmly connected, that of the swash plate remote side face of the cylinder block cooperates while the other Swashplate is pivoted non-rotatably in the transmission housing, which the Surrounds the cylinder block and carries the other valve element with the other side surface of the cylinder block cooperates.

Zweckmäßig ist die Außenseite des umlaufenden Ventilelementes durch Druck beaufschlagbar, der in einem Raum herrscht, der von der zweiten Getriebewelle und dem mit ihr verbundenen Zylinderblock gebildet wird, und das Ventilelement gegen das eine Ende des Zylinderblocks gepreßt wird und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Raum mit Druckflüssigkeit versorgt und der Flüssi t3 9-keitsdruck auf dem Ventilelement aufrechterhalten wird, so daß die axiale Druckbelastung an der Grenzfläche des Ventilelementes und des Zylinderblocks aufrechterhalten wird.The outside of the revolving valve element is expediently through Pressure can be applied that prevails in a space that of the second gear shaft and the cylinder block connected to it is formed, and the valve element against one end of the cylinder block is pressed and that means are provided with the help of which the space is supplied with hydraulic fluid and the fluid pressure is t3 is maintained on the valve element, so that the axial compressive load increases the interface of the valve element and the cylinder block is maintained.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebe nach der Linie 1-1 der F i g. 2, F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Getriebe nach der Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1, F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2, F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 1, F i g. 7 eine Teilansicht des Getriebes in Richtung des Pfells 7 in F i g. 3, F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der F i g. 7, F i g. 9 eine Teilansicht in Richtung des Pfeils 9 in F i g. 5, F i g. 10 einen Schnitt nach der Linie 10-10 der F i g. 7 und F i g. 11 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der F i g. 7. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. 1 shows a longitudinal section through the transmission along the line 1-1 of FIG. 2, Fig. 2 shows a longitudinal section through the transmission along line 2-2 of FIG . 1, Fig. 3 shows a section along the line 3-3 of FIG. 1, FIG. 4 shows a section along the line 4-4 of FIG. 1, FIG. 5 shows a section along line 5-5 in FIG . 2, Fig. 6 shows a section along the line 6-6 of FIG. 1, FIG. 7 shows a partial view of the transmission in the direction of the arrow 7 in FIG. 3, fig. 8 shows a section along line 8-8 in FIG . 7, fig. 9 is a partial view in the direction of arrow 9 in FIG. 5, Fig. 10 shows a section along line 10-10 of FIG . 7 and FIG. 11 shows a section along line 11-11 of FIG . 7th

Das Getriebe 15 weist ein Gehäuse 16 auf, das aus Gehäuseabschnitten 17, 18 und 19 und aus einem Ventilelement 20 zusammengesetzt ist. Das Ventilelement 20 ist am Gehäuseabschnitt 17 mittels Schrauben 21 befestigt, die in Langlöchern 22 geführt sind (F i g. 6), so daß das Ventilelement von außen genau eingestellt werden kann, ohne daß das Getriebe zerlegt werden muß.The transmission 15 has a housing 16 which is composed of housing sections 17, 18 and 19 and of a valve element 20. The valve element 20 is fastened to the housing section 17 by means of screws 21 which are guided in elongated holes 22 ( FIG. 6), so that the valve element can be precisely adjusted from the outside without the transmission having to be dismantled.

Eine Antriebswelle 23 läuft in dem Gehäuse 16 in Lagern 24 und 26. Ein Ende dieser Welle ragt aus dem Gehäuse heraus und dient zum Anschluß eines Motors. In dem Gehäuse ist außerdem eine als Hohlwelle ausgebildete Ausgangswelle 27 angeordnet, deren äußeres Ende in einem Lager 28 läuft und deren inneres Ende als Glocke 27' ausgebildet und mittels Schrauben 29 an einem Axialkolbenzylinderblock 30 befestigt ist, der mittels eines Lagers 25 auf der Antriebswelle 23 gelagert ist. Die Antriebswelle 23, die Ausgangswelle 27 und der Zylinderblock 30 drehen sich um eine gemeinsame Längsachse.A drive shaft 23 runs in the housing 16 in bearings 24 and 26. One end of this shaft protrudes from the housing and is used to connect a motor. In the housing there is also an output shaft 27 designed as a hollow shaft, the outer end of which runs in a bearing 28 and the inner end of which is designed as a bell 27 ' and is fastened by means of screws 29 to an axial piston cylinder block 30 which is mounted on the drive shaft 23 by means of a bearing 25 is stored. The drive shaft 23, the output shaft 27 and the cylinder block 30 rotate about a common longitudinal axis.

Der Zylinderblock 30 weist eine Anzahl von kranzförmig angeordneten Axialbohrungen 31 auf (F i g. 4), die nicht ganz durchgehen, sondern einen Boden 32 (F i g. 2) mit einer Öffnung 33 enthalten. In jeder dieser Bohrungen 31 ist ein Pumpenkolben 34 gleitend angeordnet, dessen äußeres Ende ein Kugelgelenk 35 trägt. Jeder Kolben 34 enthält einen Längskanal 36, der es ermöglicht, einen Teil des auf den Kolben 34 ausgeübten Drucks auszugleichen, während der andere Teil von dem Kugelgelenk 35 aufgenommen wird. Außerdem ist der Zylinderblock-30 mit einer Anzahl entgegengesetzt gerichteter, kranzförinig angeordneter Axialbohrungen 37 versehen, die ebenfalls nicht durchgehen, sondern einen Boden 38 mit einer Öffnung 39 aufweisen. In jeder dieser Bohrungen 37 ist ein Motorkolben 40 gleitend angeordnet, dessen äußeres Ende ein Kugelgelenk 41 trägt. Jeder Kolben 40 weist einen Längskanal 42 auf, der es ermöglicht, einen Teil des auf den Kolben 40 ausgeübten Drucks auszugleichen, während der andere Teil von dem Kugelgelenk 41 aufgenommen wird.The cylinder block 30 has a number of axial bores 31 arranged in a ring ( FIG. 4), which do not go all the way through, but rather contain a base 32 ( FIG. 2) with an opening 33. In each of these bores 31 , a pump piston 34 is slidably arranged, the outer end of which carries a ball joint 35. Each piston 34 contains a longitudinal channel 36 which makes it possible to equalize part of the pressure exerted on the piston 34, while the other part is received by the ball joint 35 . In addition, the cylinder block 30 is provided with a number of oppositely directed, annularly arranged axial bores 37 , which likewise do not go through, but rather have a bottom 38 with an opening 39 . In each of these bores 37 , a motor piston 40 is slidably arranged, the outer end of which carries a ball joint 41. Each piston 40 has a longitudinal channel 42 which makes it possible to compensate for part of the pressure exerted on the piston 40, while the other part is received by the ball joint 41.

Im Zylinderblock 30 sind zwei konzentrische Ringkanäle 43 und 44 (F i g. 1, 2 und 4) angeordnet, die eine Vielzahl von Verbindungsstegen 45 aufweisen (Fig.4), die den Block zusammenhalten, da die kingkanäle von einer Seite des Blocks bis zur anderen Seite durchgehen. Abhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle 23 führt jeweils einer der Kanäle 43 und 44 Hochdruck und der andere niedrigen Druck. Die beiden Kanäle 43 und 44 stehen nicht miteinander in Verbindung.In the cylinder block 30 , two concentric annular channels 43 and 44 (F i g. 1, 2 and 4) are arranged, which have a plurality of connecting webs 45 (FIG. 4) that hold the block together, since the king channels from one side of the block to go through to the other side. Depending on the direction of rotation of the drive shaft 23 , one of the channels 43 and 44 carries high pressure and the other low pressure. The two channels 43 and 44 are not in communication with one another.

Am Gehäuseabschnitt 17 ist eine Taumelscheibe 46 mit Zapfen 49 und 50 in Lagern 47 und 48 schwenkbar gelagert. Die Taumelscheibe ist etwa ringförmig gestaltet und weist eine Ringfläche 51 auf, auf der die Kugelgelenke 41 der Motorkolben entlanggleiten. In F i g. 1 ist die Taumelscheibe in durchgezogenen Linien in senkrechter Stellung dargestellt, in der die Motorkolben 40 nicht hin und her gehen. Wenn die Taumelscheibe in eine der gestrichelt dargestellten Schwenkstellungen gebracht wird, haben die Motorkolben ihren größten Hub, wenn sich der Zylinderblock 30 mit der Ausgangswelle 27 dreht. Das Verschwenken der Taumelscheibe geschieht durch Verdrehen der Steuerwelle 52, die mit dem Zapfen 49 verkeilt ist.A swash plate 46 with journals 49 and 50 is pivotably mounted in bearings 47 and 48 on the housing section 17. The swash plate is approximately annular and has an annular surface 51 on which the ball joints 41 of the engine pistons slide. In Fig. 1 , the swash plate is shown in solid lines in a vertical position in which the engine pistons 40 do not go back and forth. When the swash plate is brought into one of the pivoting positions shown in dashed lines, the engine pistons have their greatest stroke when the cylinder block 30 rotates with the output shaft 27. The swash plate is pivoted by rotating the control shaft 52, which is keyed to the pin 49.

Eine weitere Taumelscheibe 53 ist auf der Antriebswelle 23 schwenkbar angebracht, die einen etwa halbkreisförmigen Abschnitt 23' in der Nähe des Gehäuseabschnitts 19 aufweist (F i g. 1, 2 und 5). An dem Abschnitt 23' ist eine als halber Ring gestaltete Stützplatte 57 mittels Schrauben 58 einstellbar befestigt, die in Langlöchem 59 des Wellenabschnitts 23' geführt sind, so daß die Stützplatte gegen diesen verdreht werden kann. Die Schrauben 58 sind durch Bohrungen 58' (F i g. 2) im Gehäuseabschnitt 19 zugänglich, die durch Stopfen 150 verschlossen werden können. Die Stützplatte 57 weist ein Paar fluchtende Lager 54 und 54" auf, und die Taumelscheibe 53 trägt ein Paar Lagerzapfen 55 und 55'. Diese Anordnung ermöglicht ein Verschwenken der Taumelscheibe 53 um die Zapfen 55 und 55", während sie mit der Antriebswelle 23 mitläuft.Another swash plate 53 is pivotably mounted on the drive shaft 23 , which has an approximately semicircular section 23 ' in the vicinity of the housing section 19 ( FIGS. 1, 2 and 5). A support plate 57 designed as a half ring is adjustably fastened to the section 23 ' by means of screws 58 which are guided in elongated holes 59 of the shaft section 23' so that the support plate can be rotated against it. The screws 58 are accessible through bores 58 ' ( FIG. 2) in the housing section 19 , which can be closed by plugs 150. The support plate 57 has a pair of aligned bearings 54 and 54 "and the swash plate 53 carries a pair of journals 55 and 55 '. This arrangement allows the swash plate 53 to pivot about the journals 55 and 55" while it rotates with the drive shaft 23 .

Aus F i g. 5 ist zu ersehen, daß der Gehäuseabschnitt 18 eine große Axialbohrung 60 mit einer eingepreßten Gleitbüchse 61 aus Lagermetall besitzt, in der ein Ring 62 verschiebbar ist. Dieser Ring weist eine nach innen gerichtete ringförmige Aussparung 63 auf. An seiner Außenseite weist er vier um 901 versetzte Ansätze 64, 65, 66 und 67 auf, die durch Öffnungen 68, 69, 70 und 71 im Gehäuseabschnitt 18 und in der Büchse 61 hindurchgehen. Diese öffnungen sind durch Kappen 72, 73, 74 und 75 dicht verschlossen, die mit schräg angeordneten Führungen 76, 77, 78 und 79 zur Aufnahme der Ansätze 64, 65, 66 und 67 versehen sind. Eine Verdrehung des Rings 62 verschiebt diesen gleichzeitig in axialer Richtung. Die Taumelscheibe 53 weist einen Ansatz 80 mit Führungsrollen 81 und 82y die in die ringförmige Aussparung 63 hineinragen, auf. Wenn der Ring 62 durch Verdrehen axial verschoben wird, wird die Taumelscheibe 53 entsprechend um ihre Zapfen 55 und 55' geschwenkt.From Fig. 5 it can be seen that the housing section 18 has a large axial bore 60 with a pressed-in sliding bush 61 made of bearing metal, in which a ring 62 can be displaced. This ring has an inwardly directed annular recess 63 . On its outside it has four lugs 64, 65, 66 and 67 offset by 901, which pass through openings 68, 69, 70 and 71 in the housing section 18 and in the sleeve 61 . These openings are tightly closed by caps 72, 73, 74 and 75 , which are provided with obliquely arranged guides 76, 77, 78 and 79 for receiving the shoulders 64, 65, 66 and 67 . A rotation of the ring 62 moves it at the same time in the axial direction. The swash plate 53 has an extension 80 with guide rollers 81 and 82y which protrude into the annular recess 63. When the ring 62 is axially displaced by rotating, the swash plate 53 is pivoted accordingly about its pins 55 and 55 '.

Zum Verdrehen des Ringes 62 ist ein fünfter Ansatz 83 an ihm vorgesehen (F i g. 5 und 8), der durch eine gesonderte öffnung 84 im Gehäuse hindurchgeht. über der öffnung ist ein Steuergehäuse 85 mit Schrauben 86 dichtend befestigt. Im Boden des Steuergehäuses ist ein Schlitz 87 angeordnet, der die gleiche Schräglage besitzt wie die Führungen 76, 77, 78 und 79. Auf diese Weise wird durch Bewegen des Ansatzes 83 der Ring 62 wie oben beschrieben axial verschoben.To rotate the ring 62 , a fifth projection 83 is provided on it ( FIGS. 5 and 8), which extends through a separate opening 84 in the housing. A control housing 85 is fastened in a sealing manner with screws 86 above the opening. In the bottom of the control housing there is a slot 87 which has the same inclination as the guides 76, 77, 78 and 79. In this way, by moving the projection 83, the ring 62 is axially displaced as described above.

Das Steuergehäuse 85 besteht aus einem Gehäusekörper 88 und einer Deckplatte 89, die mit Schrauben 90 dichtend verbunden sind. Das äußere Ende 83,* des Ansatzes 83 ist etwas abgesetzt und trägt ein Kugelgelenk 91, an dem ein Finger 92 befestigt ist, der auf diese Weise gegen den Ansatz 83 schwenkbar und um dessen Achse drehbar ist. Der Finger 92 weist eine Bohrung 93 auf, in der ein Ende einer Stange94 aufgenommen wird, die über ein Gelenk 95 mittels eines Bolzens97 mit einer Steuerstange 96 verbunden ist. Die Steuerstange ist in einer Bohrung 98 des Gehäusekörpers 88 geführt und mittels Dichtungen99 gegen Lecköl geschützt. Durch eine Längsbewegung der Steuerstange 96 wird also der Ring 62 verschoben und schwenkt dadurch die Taumelscheibe 53. The control housing 85 consists of a housing body 88 and a cover plate 89, which are connected in a sealing manner with screws 90. The outer end 83, * of the extension 83 is slightly offset and carries a ball joint 91 to which a finger 92 is attached, which in this way can be pivoted against the extension 83 and rotatable about its axis. The finger 92 has a bore 93 in which one end of a rod 94 is received, which is connected to a control rod 96 via a joint 95 by means of a bolt 97. The control rod is guided in a bore 98 of the housing body 88 and is protected against leakage oil by means of seals99. The ring 62 is displaced by a longitudinal movement of the control rod 96 and thereby pivots the swash plate 53.

Die Verschwenkung der beiden Taumelscheiben 46 und 53 geschieht zweckmäßig unabhängig voneinander mittels Hydraulikzylinder, die auf die Steuergestänge 52 bzw. 96 wirken.The two swash plates 46 and 53 are appropriately pivoted independently of one another by means of hydraulic cylinders which act on the control rods 52 and 96 , respectively.

Das Ventilelement 20 ist mit vier bogenförmigen Nuten 100, 101, 102 und 103 versehen, wobei die Nut 100 mit der Nut 101 über einen Kanal 104 und die Nut 102 mit der Nut 103 über einen Kanal 105 verbunden ist. Außerdem steht der Kanal 105 mit den Bohrungen 39 aller Motorzylinder im Block 30 unterhalb der Achse der Antriebswelle 23 (gemäß F i g. 2) und der Kanal 104 mit den Bohrungen 39 aller Motozylinder oberhalb der Achse der Welle 23 (gemäß F i g. 2) in Verbindung. Die Bogenlänge der öffnungen 39 (F i g. 4) sollte etwa gleich dem Ab- stand X in F i g. 6 sein, da sonst entweder ein Druckklemmer oder ein Nebenschluß zwischen den Nuten 100 und 102 auftreten kann.The valve element 20 is provided with four arcuate grooves 100, 101, 102 and 103 , the groove 100 being connected to the groove 101 via a channel 104 and the groove 102 being connected to the groove 103 via a channel 105 . In addition, the channel 105 with the bores 39 of all motor cylinders in block 30 is below the axis of the drive shaft 23 (according to FIG. 2) and the channel 104 with the bores 39 of all motor cylinders is above the axis of the shaft 23 (according to FIG. 2) in connection. The arc length of the openings 39 ( FIG. 4) should be approximately equal to the distance X in FIG. 6 , since otherwise either a pressure jam or a shunt between the grooves 100 and 102 can occur.

Angrenzend an die rechte Stimfläche des Zylinderblocks 30 ist ein mit der Antriebswelle 23 verkeiltes und mit ihr umlaufendes Ventilelement 106 angeordnet, das vier bogenförmige Nuten 107, 108, 109 und 110 aufweist (F i g. 3). Die Nut 107 steht mit der Nut 108 über einen Kanal 111 und die Nut 109 mit der Nut 110 über einen Kanal 112 in Verbindung. Außerdem verbindet der Kanal 112 den Ringkanal 43 mit jedem der Pumpenzylinder unterhalb der Achse der Antriebswelle 23, und der Kanal 111 verbindet den Ringkanal 44 mit den Pumpenzylindern oberhalb der Achse der Antriebswelle (gemäß F i g. 2). Ähnlich wie bei den bogenförmigen öffnungen 39 der Motorzylinder sollte die Länge der bogenförmigen öffnungen 33 bei den Pumpenzylindern etwa gleich dem Abstand Y (F i g. 3) zwischen den Nuten 107 und 109 sein.Adjacent to the right end face of the cylinder block 30 is arranged a valve element 106 wedged to the drive shaft 23 and rotating with it, which has four arcuate grooves 107, 108, 109 and 110 ( FIG. 3). The groove 107 is connected to the groove 108 via a channel 111 and the groove 109 is connected to the groove 110 via a channel 112. In addition, the channel 112 connects the ring channel 43 to each of the pump cylinders below the axis of the drive shaft 23, and the channel 111 connects the ring channel 44 to the pump cylinders above the axis of the drive shaft (according to FIG. 2). Similar to the arcuate openings 39 in the motor cylinders, the length of the arcuate openings 33 in the pump cylinders should be approximately equal to the distance Y ( FIG. 3) between the grooves 107 and 109 .

Aus dem bisher Gesagten ist zu erkennen, daß während des Laufs des Getriebes 15 die Antriebswelle 23 und die Ausgangswelle 27 einschließlich des Zylinderblocks 30 mechanisch nach links gedrückt werden (gemäß F i g. 2), da sie gegen die schräggestellte Taumelscheibe 46 arbeiten. Diese Tatsache würde normalerweise für das Lager 24 ein Axialdrucklager notwendig machen. Es tritt aber eine größere Hydraulikkraft auf, die versucht, die Stirn flächen des Zylinderblocks 30 von den Ventilelementen 20 und 106 abzuheben, wodurch wiederum ein Axialdrucklager an der Stelle des Lagers 28 notwendig würde. Um diese ungleichen Kräfte auszugleichen, ist eine Ausgleichsvorrichtung 113 vorgesehen, die aus einem im rechten Ende der Antriebswelle 23 angeordneten Differentialkolben besteht. Der Kolbenabschnitt 116 mit geringem Durchmesser läuft in einer entsprechenden Bohrung 114, und der Abschnitt 117 mit dem größeren Durchmesser läuft in einer größeren Bohrung 115. Das rechte Ende der Bohrung 115 ist durch einen mit einer Axialkolbenbohrung 119 versehenen Anschlag 118 verschlossen. Auf diese Weise entstehen drei Kammern 120, 121 und 122.From what has been said so far, it can be seen that while the transmission 15 is running, the drive shaft 23 and the output shaft 27 including the cylinder block 30 are mechanically pushed to the left (according to FIG. 2) because they work against the inclined swash plate 46. This fact would normally make a thrust bearing for the bearing 24 necessary. But there is a greater hydraulic force that tries to lift the end faces of the cylinder block 30 from the valve elements 20 and 106 , which in turn would require a thrust bearing at the location of the bearing 28. In order to compensate for these unequal forces, a compensating device 113 is provided, which consists of a differential piston arranged in the right end of the drive shaft 23. The piston section 116 with a small diameter runs in a corresponding bore 114, and the section 117 with the larger diameter runs in a larger bore 115. The right end of the bore 115 is closed by a stop 118 provided with an axial piston bore 119 . In this way, three chambers 120, 121 and 122 are created.

In dem mit der Antriebswelle umlaufenden Ventilelement 106 befindet sich ein enger Kanal 123, dessen eines Ende in den Kanal 111 mündet und dessen anderes Ende in einen Kanal 124 übergeht, wodurch ein Sitz für ein Kugel-Rückschlagventil 125 Clebildet wird. Ein zweiter en-er Kanal 126, der im ZD C Ventilelement um 1800 gegen den ersten versetzt angeordnet ist, mündet mit einem Ende in den Kanal 112, während das andere Ende in einen Kanal 127 übergeht, wodurch ein Sitz für ein weiteres Kugelrückschlagventil 128 gebildet wird. Eine Ringnut 129 in der Welle 23 verbindet die beiden Kanäle 124 und 127. Wie bereits erwähnt, steht in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebswelle 23 je- weils einer der beiden Kanäle 111 und 112 unter Hochdruck und der andere unter niedrigem Druck. Die Ringnut 129 steht jedoch ständig unter Hochdruck, da die Kugelventile 125 bzw. 128 bei Hochdruck öffnen und sonst geschlossen sind. In the valve element 106 rotating with the drive shaft there is a narrow channel 123, one end of which opens into the channel 111 and the other end of which merges into a channel 124, whereby a seat for a ball check valve 125 Cle is formed. A second en-er channel 126, which is offset by 1800 from the first in the ZD C valve element, opens at one end into channel 112, while the other end merges into a channel 127 , thereby forming a seat for a further ball check valve 128 will. An annular groove 129 in the shaft 23 connects the two channels 124 and 127. As already mentioned, depending on the direction of rotation of the drive shaft 23, one of the two channels 111 and 112 is under high pressure and the other is under low pressure. However, the annular groove 129 is constantly under high pressure, since the ball valves 125 and 128 open at high pressure and are otherwise closed.

In der Antriebswelle 23 ist ein Hochdrucklängskanal 130 angeordnet, der die Kammer 120 über eine Querbohrung 131 mit der Ringnut 129 verbindet, so daß die Kammer 120 ständig unter Hochdruck steht, der den Differentialkolben 116-117 nach rechts verschiebt (F i g. 2). Ein zweiter Längskanal 132 in der Antriebswelle 23 verbindet die Kammer 121 mit dem Freiraum 133 zwischen dem Zylinderblock 30 und der Welle 23, der durch das Lager 25 bedingt ist. Auf diese Weise ist die Kammer 121 an den Gehäuseraum 134 angeschlossen, der wiederum mit einem Tank in Verbindung stehen kann.A high pressure longitudinal channel 130 is arranged in the drive shaft 23 , which connects the chamber 120 via a transverse bore 131 with the annular groove 129 , so that the chamber 120 is constantly under high pressure, which moves the differential piston 116-117 to the right ( FIG. 2). . A second longitudinal channel 132 in the drive shaft 23 connects the chamber 121 with the free space 133 between the cylinder block 30 and the shaft 23, which is caused by the bearing 25 . In this way, the chamber 121 is connected to the housing space 134, which in turn can be in communication with a tank.

Die Seite des Differentialkolbens mit dem geringen Durchmesser 116 steht ständig unter Hochdruck, der den Kolben nach rechts schiebt und auf diese Weise die Flüssigkeit in der Kammer 122 und in der Bohruno, 119 unter Druck setzt, die die Verbindung mit einem Raum 135 herstellt, der aus der Ausgangswelle 27 mit der Glocke 27' und aus dem Ventilelement 106 gebildet wird und ebenfalls Druckflüssigkeit enthält. Der in dem Raum 135 entstehende Druck drückt die Ausgangswelle 27 und den mit ihr fest verbundenen Zylinderblock 30 nach rechts und die Antriebswelle mit dem Ventilelement 106 nach links. Durch entsprechende Wahl der Durchmesser 116 und 117 des Differentialkolbens ist es möglich, die mechanischen und hydraulischen Axialdrücke an der Antriebs- und Ausgangswelle auszugleichen. Ob- wohl diese Kräfte abhängig sind von der Belastung des Getriebes, werden sie in jedem Fall ausgeglichen, da sich der Flüssigkeitsdruck in dem Raum 135 auch entsprechend ändert.The side of the differential piston with the small diameter 116 is constantly under high pressure which pushes the piston to the right and in this way pressurizes the liquid in the chamber 122 and in the Bohruno, 119 which connects with a space 135 , the is formed from the output shaft 27 with the bell 27 ' and from the valve element 106 and also contains pressure fluid. The pressure arising in the space 135 pushes the output shaft 27 and the cylinder block 30 firmly connected to it to the right and the drive shaft with the valve element 106 to the left. By selecting the diameters 116 and 117 of the differential piston accordingly, it is possible to compensate for the mechanical and hydraulic axial pressures on the drive and output shafts. Although these forces are dependent on the load on the transmission, they are balanced in any case, since the fluid pressure in the space 135 also changes accordingly.

Um Leckölverluste im Raum 135 auszugleichen, die eine Verschiebung des Differentialkolbens nach rechts gegen den Anschlag 118 zur Folge hätten, ist eine Einrichtung vorgesehen, durch die die Druckflüssigkeit ergänzt wird. Die Antriebswelle 23 weist eine Querbohrung 136 auf, die den Raum 135 mit der kleinen Kolbenbohrung 114 verbindet. Wenn der Differentialkolben nach rechts verlagert wird, gibt der Abschnitt 116 die Bohrung 136 frei und verbindet damit den Raum 135 mit der ständig unter Hochdruck stehenden Kammer 120. Durch die dadurch auftretende Druckerhöhung im Raum 135 steigt auch der Druck in der Kammer 122, der auf den großen Querschnitt 117 des Differentialkolbens einwirkt und den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückschiebt, wodurch die Bohrung 136 wieder geschlossen wird. Die Leekölverluste im Raum 135 sind damit wieder ausgeglichen.In order to compensate for leakage oil losses in the space 135 , which would result in a displacement of the differential piston to the right against the stop 118 , a device is provided through which the pressure fluid is supplemented. The drive shaft 23 has a transverse bore 136 which connects the space 135 with the small piston bore 114. When the differential piston is displaced to the right, the section 116 outputs the bore 136 free and thus connecting the space 135 with the constantly under high pressure chamber 120. Due to the thereby occurring pressure increase in the space 135, the pressure in the chamber 122, rising to the large cross section 117 of the differential piston acts and pushes the piston back into its starting position, whereby the bore 136 is closed again. The Leeköl losses in room 135 are thus compensated again.

Zum Ausgleichen der Leekölverluste im gesamten System ist eine Zusatzpumpe (nicht gezeigt) vorgesehen, die mit einem Druck von etwa 7 atü fördert und über Leitungen 139 und 141 an das Getriebe angeschlossen ist. Die Leitungen 139 und 141 stehen über je ein Einlaß-Rückschlagventil 140 bzw. 142 mit Kanälen137 bzw. 138 im Ventilelement20 in Verbindung, die in die Kanäle 104 bzw. 105 münden. Da in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebswelle 23 jeweils einer der Kanäle 104 oder 105 unter Hochdruck steht, kann die Pumpe bei Bedarf nur über den anderen Kanal Flüssigkeit zuführen, da das unter Hochdruck stehende Rückschlagventil durch den Pumpendruck nicht geöffnet werden kann. Arbeitsweise In der in F i g. 1 und 2 in ausgezogenen Linien gezeigten senkrechten Stellung der Taumelscheiben 46 und 53 gehen weder die Motor- noch die Pumpenkolben hin und her, so daß keine Kraft von der Antriebs- auf die Ausgangswelle übertragen wird (Neutralstellung). Es ist jedoch zeimlich schwierig, die Taumelscheiben in der senkrechten Stellung zu halten. Jede Abweichung von der Senkrechten verursacht eine Kraftübertragung auf die Ausgangswelle 27. Um die Neutralstellung einzuhalten, sollten die Steuergestänge 52 und 96 »schwimmend« geführt sein, so daß die an ihnen angelenkten Taumelscheiben zusammenarbeiten können, um ihre Neutralstellung zu finden.To compensate for the leeward oil losses in the entire system, an additional pump (not shown) is provided, which delivers at a pressure of approximately 7 atmospheres and is connected to the transmission via lines 139 and 141. The lines 139 and 141 are each connected via an inlet check valve 140 and 142 with channels 137 and 138 in the valve element 20, which open into the channels 104 and 105, respectively. Since, depending on the direction of rotation of the drive shaft 23 , one of the channels 104 or 105 is under high pressure, the pump can only supply liquid via the other channel if necessary, since the high pressure check valve cannot be opened by the pump pressure. Operation In the in F i g. 1 and 2, the vertical position of the swash plates 46 and 53 shown in solid lines, neither the motor nor the pump pistons go back and forth, so that no power is transmitted from the drive shaft to the output shaft (neutral position). However, it is quite difficult to keep the swash plates in the vertical position. Any deviation from the vertical causes a power transmission to the output shaft 27. In order to maintain the neutral position, the control rods 52 and 96 should be guided "floating" so that the swash plates hinged to them can work together to find their neutral position.

Um Kraft übertragen zu können, wird zunächst die Taumelscheibe 46 in ihrer äußersten, im Uhrzeigersinn geschwenkten Stellung 46' festgestellt. Wenn nun die Taumelscheibe 53 in ihrer senkrechten Stellung bleibt, ist das übersetzungsverhältnis Null. Durch Verschieben des Ringes 62 in Richtung auf die Ausgangswelle wird die Taumelscheibe 53 in die Stellung 53' geschwenkt, in der die Ausgangswelle 27 in gleicher Richtung, aber mit geringerer Drehzahl läuft als die Antriebswelle 23. Dabei ist die Drehzahl der Ausgangswelle abhängig von der Schräglage der Taumelscheibe 53. Eine weitere Erhöhung dieser Drehzahl erreicht man durch Schwenkung der Taumelscheibe 46 entgegen dem Uhrzeigersinn bis zur senkrechten Lage.In order to be able to transmit power, the swash plate 46 is first fixed in its outermost position 46 'pivoted in the clockwise direction. If now the swash plate 53 remains in its vertical position, the transmission ratio is zero. By moving the ring 62 in the direction of the output shaft, the swash plate 53 is pivoted into the position 53 ' , in which the output shaft 27 runs in the same direction, but at a lower speed than the drive shaft 23. The speed of the output shaft depends on the inclined position of the swash plate 53. A further increase in this speed is achieved by pivoting the swash plate 46 counterclockwise up to the vertical position.

Wenn das übersetzungsverhältnis von Null bis zum Gleichlauf der Wellen verändert wird, sinkt der Anteil der hydraulisch übertragenen Kraft bis auf Null. In diesem Augenblick ist das Hydrauliksystem blockiert, und die Kraftlibertragung ist völlig mechanisch.When the gear ratio is from zero to the synchronization of the shafts is changed, the proportion of the hydraulically transmitted force drops to zero. At this moment the hydraulic system is blocked and the power transmission is blocked is completely mechanical.

Einen weiteren Anstieg der Ausgangswellendrehzahl erreicht man durch Schwenken der Taumelscheibe 46 entgegen dem Uhrzeigersinn bis zur Stellung 46". In diesem Schnellgangbereich steuert das Getriebe um, und der Hydraulikfluß steigt mit dem Übersetzungsverhältnis.A further increase in the output shaft speed can be achieved through Swivel the swash plate 46 counterclockwise to position 46 ″. In this overdrive range the transmission reverses and the hydraulic flow increases with the gear ratio.

Um entgegengesetzten Lauf der Wellen zu erreichen, d. h. für den Rückwärtsgang, wird die Taumelscheibe 46 wieder in ihre äußerst rechts geschwenkte Stellung 46" gebracht und die Taumelscheibe 53 senkrecht gestellt. Durch Verschieben des Ringes 62 in Richtung auf die Antriebswelle wird die Taumelscheibe 53 entgegen dem Uhrzeigersinn bis zur Stellung 53" geschwenkt, und die Ausgangswelle läuft mit zunehmender Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung zur Antriebswelle. Weiteres Ansteigen der Ausgangswellendrehzahl kann man durch Schwenken der Taumelscheibe 46 bis zur senkrechten Lage erreichen.To get the waves running in opposite directions, i. H. for reverse gear, the swash plate 46 is brought back to its extreme right-swiveled position 46 "and the swash plate 53 is placed vertically. By moving the ring 62 in the direction of the drive shaft, the swash plate 53 is swiveled counterclockwise to the position 53" , and the output shaft runs with increasing speed in the opposite direction to the drive shaft. A further increase in the output shaft speed can be achieved by pivoting the swash plate 46 up to the vertical position.

Ein übersetzungsverhältnis von 1: 1 rückwärts wird erreicht, wenn die Verdrängung der gesamten Motorkolben 40 pro Umdrehung zweimal so groß ist wie die Verdrängung der Pumpenkolben 34. Weitere Abnahme der Verdrängung der Motorkolben durch Verschwenken der Taumelscheibe 46 in die senkrechte Lage erhöht das Übersetzungsverhältnis im Rückwärtsgang. Im Rückwärtsgang ist die Verdrängung der Motorkolben pro Umdrehung immer größer als die der Pumpenkolben. Außer in der Neutralstellung und in der direkten übersetzung im Vorwärtsgang ist die Kraftübertragung auf die Ausgangswelle 27 teilweise mechanisch und der Rest hydraulisch, und beide Kolbenreihen arbeiten.A gear ratio of 1: 1 backwards is achieved when the displacement of the entire engine piston 40 per revolution is twice as great as the displacement of the pump piston 34. Further decrease in the displacement of the engine piston by pivoting the swash plate 46 into the vertical position increases the gear ratio in reverse . In reverse gear, the displacement of the engine pistons per revolution is always greater than that of the pump pistons. Except in the neutral position and in the direct transmission in forward gear, the power transmission to the output shaft 27 is partly mechanical and the rest is hydraulic, and both rows of pistons work.

Es sei angenommen, daß der in F i g. 2 in durchgezogenen Linien dargestellte Pumpenkolben 34 durch die Taumelscheibe 53 in den Zylinder hineingeschoben wird. Dann strömt der Hochdruck von der Öffnung 33 in den Kanal 112 und in die bogenförmige Nut 110 im Ventilelement 106. Von dort aus geht der Hochdrück in den Ringkanal 43 im Zylinderblock 30 und in die bogenförmige Nut 101 des Ventilelements 20 und dann über die Nut 100 und den Kanal 104 zum Motorkolben 40' (F i g. 2), der auf diese Weise gegen die Taumelscheibe 46 bewegt wird.It is assumed that the one shown in FIG. 2, the pump piston 34 shown in solid lines is pushed into the cylinder by the swash plate 53. The high pressure then flows from the opening 33 into the channel 112 and into the arcuate groove 110 in the valve element 106. From there, the high pressure flows into the annular channel 43 in the cylinder block 30 and into the arcuate groove 101 of the valve element 20 and then via the groove 100 and the passage 104 to the engine piston 40 '(FIG . 2), which is moved against the swash plate 46 in this way.

Indessen wird der Motorkolben 40 durch die Taumelscheibe 46 in den Zylinder hineingeschoben. Unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit fließt durch die öffnung 39 des Zylinderblocks 30 in den Kanal 105 im Ventilelement 20, über die bogenförmige Nut 103 in den Ringkanal 44 des Zylinderblocks 30, über die bogenförmige Nut 108 und den Kanal 111 zur bogenförmigen Nut 107 und dann zum Pumpenkolben 34', der dadurch aus seinem Zylinder herausgeschoben und an die Taumelscheibe 53 angedrückt wird.Meanwhile, the engine piston 40 is pushed into the cylinder by the swash plate 46. Liquid under low pressure flows through the opening 39 of the cylinder block 30 into the channel 105 in the valve element 20, via the arcuate groove 103 into the annular channel 44 of the cylinder block 30, via the arcuate groove 108 and the channel 111 to the arcuate groove 107 and then to the Pump piston 34 ', which is thereby pushed out of its cylinder and pressed against the swash plate 53.

Die einstellbare Verdrehung des Ventilelements 20 dient zur enauen Einstellun- der Lage der bogeng 4D förmigen Nuten 100, 101, 102 und 103 zur Schwenkachse der Taumelscheibe 46. Entsprechend kann auch die Stützplatte 57 der Taumelscheibe 53 zum Einstellen verdreht werden, so daß die Taumelscheibe 53 in die richtige Einstellung zu den bogenförmigen Nuten 107, 108, 109 und 110 des Ventilelements 106 gebracht werden kann. Eine ungenaue Einstellung dieser Teile macht sich durch einen niedrigen Wirkungsgrad des Getriebes bemerkbar.The adjustable rotation of the valve member 20 serves to enauen attitudes of the position of bogeng 4D shaped grooves 100, 101, 102 and 103 46th to the pivot axis of the swash plate Accordingly, the support plate 57 of the swash plate are rotated 53 to adjust, so that the swash plate 53 can be brought into the correct adjustment to the arcuate grooves 107, 108, 109 and 110 of the valve element 106 . An inaccurate setting of these parts is noticeable by the low efficiency of the gearbox.

Claims

Claims: 1. Hydromechanical transmission with an axial piston pump and an axial piston motor, whose pistons working against each other in a cylinder block are arranged in a ring around a longitudinal axis of the transmission and each of which is assigned an externally pivotable swash plate, characterized in that the swash plates (46 or 53) are in such a way are articulated to the longitudinal axis of the gearbox (15) so that they transmit their axial load via normal roller bearings without the use of axial pressure bearings to valve elements (20 or 106) which rest on the opposite side surfaces of the cylinder block (30) and with annular channels provided therein, carrying working fluid (43, 44) work together.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the one swash plate (53) is fastened in a manner known per se on a transmission shaft (23) which penetrates the cylinder block (30) and to which the one valve element (106) is firmly connected cooperates with the side surface of the cylinder block facing away from the swash plate, while the other swash plate (46) is pivoted non-rotatably in the gear housing (17) which surrounds the cylinder block and carries the other valve element (20) which cooperates with the other side surface of the cylinder block. 3. Transmission according to one of claims 1 and 2, characterized in that the outside of the revolving valve element (106) can be acted upon by pressure which prevails in a space (135) of the second transmission shaft (27) and the one connected to it Cylinder block (30) is formed, and the valve element is pressed against one end of the cylinder block and that means are provided by means of which the space is supplied with pressure fluid and the fluid pressure is maintained on the valve element, so that the axial pressure load at the interface of the valve element and the cylinder block end is maintained. 4. Transmission according to claim 3, characterized in that the device for maintaining the liquid pressure in the space (135) consists of a differential piston (116-117) which regulates the flow of liquid through a bore (119) , and that the device in a the shafts (27) of the transmission is arranged. 5. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the pistons of the pump and the motor are provided in a known manner with a continuous longitudinal channel (36 or 42) so that the ball joints (35 and 41) through the pressure in the cylinders can be relieved. Contemplated publications: USA. Patents No. 2,570,843, 2,452,704, the 2,638,850th.