DE1625152A1

DE1625152A1 - Vorrichtung zur hydrostatischen UEbertragung mechanischer Kraefte

Info

Publication number: DE1625152A1
Application number: DE1967S0109972
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1966-05-23
Filing date: 1967-05-22
Publication date: 1970-06-18
Also published as: JPS504813B1; SE332758B; FR1487397A; DE1625152B2; BE697715A; ES340770A1; LU53644A1; NL146585B; NL6706979A; US3444690A; GB1187812A

Description

DR. APF

8 münchen 2. hilblestrasse 2o

Dr. Eul« Dr. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 MOndi«n 2, Hilbl«tra6a 20

^lhrZtlefien . Un.erZ.iA._n Datum 22. Mal 1967.

Vl/Gd 16 235 Anwaltsakten-Nr. 16 235

Societl Anonyme Andrl Citroen» PARIS /Frankreich.

ⁿ Vorrichtung zur hydrostatischen Übertragung mechanischer Kräfte."

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydrostatischen Übertragung der mechanischen Kraft eines Verbrennungsmotors mittels einer von den Verbrennungsmotor angetriebenen Pumpe, die ein Druckmedium trceugt, durch das ein oder mehrere hydraulische Motore angetrieben werden· Sie ,betrifft insbesondere tine Vorrichtung, bei der die Pompe nicht in der Aofc·· ihres Rotors, sondern seitlich angetrieben wird·

i - a.

PI!)·* W »I! _1thttmm FAfMTfUIf Mm* Nftfci *|wfc*f ****** MnJm mm HMmA, Mft·** M» *

8AD ORIQiNAt.

Diese Anordnung ist erforderlich, wenn die axialen Abmessungen der Vorrichtung beschränkt sind, wie es bei ihrer"Verwendung zum Antrieb eines Motorfahrzeuges der FaIl ist. Diese Anordnung ermöglicht ausserdem die Zwischenschaltung einer Geschwindigkeitsuntersetzung, die von grosser Bedeutung ist, wenn die Drehzahl des Antriebsmotors zu hoch und das zu übertragende Moment gering ist; unter diesen Umständen nämlich wird die Verwendung einer direkt angeschlossenen Pumpe sehr schwierig.

Um zu vermeiden, da3S durch die Untersetzung der Wirkungsgrad gegenüber dem Wirkungsgrad bei direktem Anschluss der Pumpe verringert wird, ist die Anordnung des Untersetzungsgetriebes so festgelegt, dass die auf die rotierende Trommel einwirkenden Kräfte zumindest teilweise ausgeglichen werden und möglicht nahe an der Auflagelinie der Trommel auf dem im Pumpengehäuse vorgesehenen Hauptwälzlager angreifen, in dem die Trommel gelagert ist.

Sie Pumpe besitzt einen schwimmenden sphärischen Verteilerspiegel, auf dem die Trommel aufliegt j der gegenseitige Kontakt dieser beiden Teile, der von den entsprecherdausgeglichenen ,auf die Trommel einwirkenden Axialkräften abhängt, wird insbesondere bei» Start aufrecht erhalten, um die Auslösung des Puapendmxokirtiea zu gewährleisten.

- 3 · 009825/0572 -

SAD ORIGfSSIAL

Eine erfin&ungsgemässe Vorrichtung zur hydrostatischen Übertragung mechanischer Kräfte "bestehend aus einer einen oder mehrere hydraulische Motore mit Flüssigkeit speisenden Pumpe mit einer rotierenden Trommel, einem feststehenden sphärischen Verteilerspiegel und einer sphärischen Scheibe zur Herstellung des Hubraums ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie seitlich über Untersetzungszahnräder angetrieben ist, deren Anordnung zur Verringerung der Übertragungsverluste und zu einem zumindest teilweisen Kräfteausgleich während des Betriebes beiträgt.

Die Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung, Hierbei zeigen:

Fig» t einen Schnitt durch das hydraulische Getriebe in aer Ebene I - I von Fig, 2,

Figo 2 einen Schnitt II - II gemäss Fig. 1 durch das hydraulische Getriene*in der Ebene, in der die Achse der Pumpe und die Achsen der beiden hydraulischen Motore liegen,

Fig. 3 einen Schnitt III — III gemäss Fig. 2 durch einen der hydraulischen Ufo tore in einer zu seiner Achse senkrechten Ebene.

Die Achse der von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor über eine Kupplung 70 angetriebenen Welle 1 ist zur

009825/0572 " ⁴ "

- BAD ORIGINAL ' ■

Achse 3 des Rotors bzw. der Trommel 4 der Pumpe des hydraulischen Getriebes parallel angeordnet (Fig. 1). Die Trommel 4 ist mit Zylinerbohrungen 5 versehen, deren jede einen an einer sphärischen Scheibe 7 anliegenden Kolben 6 mitnimmt. Diese Scheibe 7 ist durch Schwenken um eine zur Achse der Scheibe senkrechten Achse 8 verstellbar, die durch die koaxialen Wälzlager 9 und 10 an dessen Innenringen die Scheibe 7 montiert ist, festgelegt ist.

Die Pumpe wird über ein Zahnrad 12 angetrieben, das auf der die Welle 1 umschliessenden Hohlwelle 11 sitzt, welche über Innenkeilnuten mit der Welle 1 in Triebverbindung steht. Die Hohlwelle ist in einem Bollenlager 12 und in einem Kugellager 14 gelagert· ·

Das Zahnrad 12 greift in einen Zahnkranz 15 ein, der direkt in den Umfang der Trommel 4 eingeschnitten ist.

Die Trommel 4 ist in einem im Pumpengehäuse 17 vorgesehenen Rollenlager 16 gelagert und ist mittels eines im Flansch 19 des Pumpengehäuses angeordneten Nadellagers 18, in welchem eine mit der Trommel fest verbundene Hohlwelle 20 sitzt, auszentriert.

Ein schwimmender sphärischer Verteiler 21, in dem ein Zulaufkanal 22 und ein Ablaufkanal 23 vorgesehen sind, steht mit den'Kanälen 24, 25 in Verbindung, welche die beiden

009825/0572 bad

hydraulischen Motore, die links und rechts von der Schnittebene der Figo 1 angeordnet sind, mit Flüssigkeit speisen.

Die Hohlwelle 20 der Trommel 4 enthält ausserdem einen Kolben 29, dessen Kolbenstange am Boden 30 einer im Flasch 19 vorgesehenen Vertiefung 31 zum Anschlag kommen kann. Eine Feder 32 drückt die Hohlwelle vom Boden 30 des Flansches 19 weg, so dass die Trommel 4 gegen den sphärischen Spiegel des Verteilers 21 gedrückt wird, wodurch beim Anlaufen die Auslösung des Pumpendurohsatzes ermöglicht wird. Bei Normelbetrieb wirkt in dem Hohlraum der Welle über die Kanäle 33 und 34 der Betriebsdruck bzw· der Druck der Flüssigkeitszufuhr: Der Kolben 29 ist nun an dem Boden 30 im Anschlag und der- hier ausgeübte Druck, vermindert nun den Druck, der auf den Querschnitt des Kanals 34 einwirkt, drückt die Trommel 4 gegen den Verteiler 21. Bei einer Rückwirkung, wobei die Pumpe zum Motor wird, wirkt auf den Kolben 29 der entsprechende Druck ein. Der Kolben besitzt einen genügend grossen Querschnitt, um sich der Axialkomponente des Zahnrads 12, die nun umgekeht ist und das Bestreben hat, die Trommel 4 vom Verteiler 21 wegzudrücken, zu widersetzen«

Bei einer derartigen Pumpe ist es damit möglich, die während des Betriebs auftretenden Kräfte weitgehend auszu-

gleichen.

009825/0572

BAD ORIGINAL

Diese Kräfte bestehen insbesondere aus :

der Kraft F- des Antriebsmomentes, die am Zahnkranz 15 der , Trommel duroh das Zahnrad 12 erzeugt wird und eine radiale, auf die Aohse 3 zu gerichtete Eingriffskomponente i\ besitzt,

der Kraft F₂ bzw· Reaktion der Scheibe 7_f die an der Verstellachse 8 dieser Scheibe angreift, der Kraft F- bzw. Reaktion der Trommel, die teilweise durch die schräge Anordnung der Zylinderachsen gegenüber der sphärischen Oberfläche des Verteilers 21 bewirkt wird,

und der Kraft F., die durch die Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes auf die Trommel in Höhe der Öffnungen 22 und 23 des Verteilers 21 erzeugt wird·

Wenn sich die Trommel von der Seite der Scheibe 7 aus gestehen entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, befindet sich die Druckzone in der oberen Hälfte der Vorrichtung und die Kräfte F-, F, und F. greifen in benachbarten Punkten nahe bei der Auflagelinie des Rollenlagers 16,des Hauptträgers der auf die Trommel 4 einwirkenden Kräfte, an.

Der Krafte^ausgleich gesohieht direkt durch die Druckzufuhr auf, die ebene Fläche des Verteilers.

Ditafoh. diese teilweisen Kraftausgleichungen wird der Wlrkungs*

grad der Pump· erhöht. Entsprechend« Massnahmen wurden für die hydraulischen Itotor· ergriffen·

' · 7 · 00982S70572

⁸AD ORiQ!_NAL

Die koaxialen Rotore 36 -und. 37 dieser Motore drehen sich, um eine gemeinsame Achse 35 (Figo 2). .

Jeder Rotor "besitzt, mehrere radial angeordnete Zylinder bzw. 39» deren Achsen abwechselnd nach links und nach rechts gegen eine zur Achse 35 senkrechte Ebene leicht geneigt sind* Ein gemeinsamer zylinderischer Verteiler 28 ist mit der Pumpe über die Kanäle 26 und 27 verbunden. In den Zylindern gleiten Kolben 40 bzw« 41, deren äussere Kolbenenden auf den Bahnen 42 bzw. 43 der Exzenter die die Änderung ihre Hubes ermöglichen, aufliegen.

Um zu vermeiden, dass die Kolbenenden der Kolben 40 und auf ihren Führungsbahnen gleiten, sind diese an einem doppelten Ring 44 bzw» 45 befestigt, die beide in Wälzlagern 46 bzw· 47 ruhen. Diese Wälzlager werden von dem zur Steuerung des Exzenters dienenden Teil 48 bzw. 49 getragen.

Durch die Ausschaltung des Gleitens der Kolbenenden, die nun die Bahnen 42 und 43 in Drehung versetzen, erhöht sich der Wirkungsgrad des hydraulischen Getriebes. Da die Kolbenenden abgerundet sind, ändern sich Um* während der Drehung ihre Berührungspunkte mit der Bahn und die Kolben werden um ihre eigene Achse in Drehung versetzt. Dadurch werden frühzeitige Verschleißstellen vermieden.

Kanäle 50, 51, 52 stehen im Inneren des sphärischen Spiegels 21 miteinander in Verbindung und bewirken über Öffnungen

00982S70B72

■- - 8 -

am Umfang des Spiegels dessen teilweisen hydrostatischen Ausgleich,

Auf Fig» 3 ist der zylindrische Spiegel 28 dargestellt, der in der Patentanmeldung S 109 752 Ic/59a der Anmelderin beschrieben wird. Diese Vorrichtung ermöglicht die automatische Versetzung der Brücken des Spiegels 28, wenn die Motore beim Aufhören der. Beschleunigung des Fahrzeugs oder beim Abbremsen ihre Betriebsart wechseln und als Pumpe arbeiten, um die kinetische Energie des Fahrzeugs zu absorbieren·

Die Bahn 42 rollt wie oben beschrieben in dem Tragelement 48, das bei 53 angelenkt ist und das in 54 gesteuert wird· Das Teil 55 dient Kur Befestigung des Motors mit dem Rotor bew. der Trommel % in der Verwendungsstellung am Fahrzeug. Der Gehäuseabschnitt 56 ist mit dem Hauptgehäuse 17 verbunden.

Der rückwärtige Teil (Fig. 2) des Gehäuses ist über Dämpfungsklötze 57 befestigt, in deren Gummiring 58 der mit« tels Muttern 60 angezogene Bolzen 59 sitzt.

Auf Fig_# 2 sind weiterhin die Rohrleitungen 62 dargestellt, in denen das Medium zur Steuerung des Stellzylinders 61 der Scheibe 7 zuströmt, auf der die hydrostatisch ausgeglichenen Kufen 69 der Kolben 6 gleiten. Durch den Kolben

■ ;■:.. 'vv - 9 -

009825/QBU

des Zylinders 61 wird die Scheibe 7 an ihrem Angriffsstück 64 über die Pleuelstange 63 mit zwei Kugelgelenken um die Achse 8 geschwenkt. Durch einen Kolben 65» der unter der Wirkung des Steuerdruckes auf das Angriffsstück 67 der Scheibe 7 über die mit zwei Kugelgelenken versehene ^! Pleuelstange 66 drückt, wird jegliches Spie), bei der Ver» Stellung dieser Scheibe ausgeschlossen, -

. " . . ■ . ■-■■■- -;"■.' i.

Selbstverständlich ist die Erfindung nioht auf die hier beispielsweise dargestellte besondere Ausführung·art beschränkt, sondern lässt zahlreiche Änderungen int den ■ konstruktiven Einzelheiten und verschiedene Zusammenstellungen j und Anordnungen der Bauteile zu, . . I

Beispielsweise kann die Antriebswolle ebensogut aohräg zur Pumpenachse angeordnet sein, wobei die Pump· über konische Zahnräder angetrieben wird* .

Der Zahnkranz der Trommel 4? der im vorliegenden Ausführungsbeispiel direkt in diese Trommel eingeschnitten ist, kann aus einem Einzelteil bestehe»,das auf als Trommel aufgesetzt und auf jede bekannte Weise befestigt wird»

Wenn die Achsen der antreibenden und der angetriebenen Welle zueinander parallel sind, kennen ebenso wie geradver« a«Juvfce auoh splraLveraalinte Zahnräder vömgiidetr werden* ■ . ; Bei Verwendung von epi7aXveriahnte&

009125/0572- _Rifin

SAD

die dabei auftretende axiale Reaktion berücksichtigt und zur vollen Ausnutzung des· bei diesem Zahnradtyp erzielten gleichmassigeren Ssiifs kompensiert werden·

Patentanspruchs ι

BAD

Claims

Patentansprüche;

t. Vorrichtung zur hydrostatischen Übertragung mechanischer Kräfte "bestehend aus eiiier einen oder mehrere hydraulische Motore mit Flüssigkeit speisenden Pumpe mit einer rotierenden Trommel, einem feststehenden sphärischen Verteilerspiegel und einer sphärischen Scheibe zur Verstellung des Hubräums, dadurch gekennzeichnet, dass sie seitlich über Untersetzungszahnräder (12, 15) angetrieben ist, deren Anordnung zur Verringerung der Übertragungsverluste und zu einem zumindest teilweisen Kräfteausgleich während des Betriebes beiträgt· ■ |

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, " dass die Trommel (4) im mittleren Teil in einem Wälzlager (16) gelagert ist und in unmittelbarer Nähe dieses Wälzlagers mit einem Zahnkranz (15) versehen ist, welcher mit einem auf einer zur Trommelachse (3) parallelen Antriebs«* welle (1) befestigten Zahnrad (12) in Eingriff ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Zahnräder (12, 15) zylindrisch und geradverzahnt : sind# j

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, i dass die Zahnräder (12,.15) zylindrisch und spiralverzahnt sind·

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Reaktion der spiralverzahnten Zahnräder bei Betrieb der Pumpe als Motor durch einen Zylinder, der mit'dem Druck der als Pumpe arbeitenden Motore gespeist ist, ausgeglichen ist«

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte des AntriebsZahnrades (12) in Nähe des Hauptwälzlagers (16), in welchem die Trommel. (4) montiert ist,, und in Höhe des sphärischen Verteilerspiegels (21) angreifen.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebwelle (1) schräg zur Achse (3) der Pumpe angeordnet ist und dass die Zahnräder (12, 15) konisch sind_e

009825/0572 ^Bad