DE1653933A1

DE1653933A1 - Druckmittelfluessigkeitsmaschine mit vorgeschaltetem UEbersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE1653933A1
Application number: DE19671653933
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Liebert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1967-08-19
Filing date: 1967-08-19
Publication date: 1971-09-02
Also published as: CS155190B2; BR6801592D0; US3500756A; DE1653933B2; ES357273A1; SE328489B; JPS4815488B1; GB1232674A; FR1576889A; DE1653933C3

Description

ZAHNRADi¹ABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Druckmittelflüssigkeitsmaschine mit vorgeschaltetem Übersetzungsgetriebe.

Die Erfindung betrifft eine als Pumpe oder Motor verwendbare Druckflüssigkeitsmaschine, insbesondere eine vom Lenkrad zu betätigende Dosiereinrichtung einer Hilfskraftlenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit hydrostatischer Übertragung der Lenkkraft auf die zu lenkenden Räder und mit einem der Druckflüssigkeitsmaschine vorgeschalteten Übersetzungsgetriebe.

.Die bekannten Druckflüssigkeitsmaschinen haben einmal den Nachteil, daß sie einen relativ kleinen^Förderstrom im Verhältnis zu ihrer Antriebsdrehzahl liefern, wodurch große Abmessungen"erforderlich sind, um ein großes Fördervolumen je Umdrehungszahl der Antriebswelle zu erreichen, und zum anderen haben sie bei kleiner Antriebsdrehzahl einen geringen volumetrischen Wirkungsgrad .

Weiterhin sind Druckflüasigkeitsmaschinen bekannt geworden, bei denen durch eine besondere Antriebskinematik ein besserer Wirkungsgrad erreicht werden soll. So wird beispielsweise in dem ÜS-Patent 3.087.436 durch einen in einem innerverzahnten, feststehenden Gehäusering umlaufenden, außenverzahnten Innenrotor eine innere Übersetzung herbeigeführt, um bei niedriger Antriebsdreh-

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zahl und kleinen Abmessungen ein großes Fördervolumen zu erhalten. Druckflüssigkeitsmaschinen dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß sie ein besonderes mit dem Innenrotor gekuppeltes und als Langsam- oder Schnelläufer rotierendes Steuerorgan für die Zu- und Abführung des Druckmittels benötigen.

Aufgabe der Erfindung ist es' daher, unter Vermeidung der den bekannten Druckflüssigkeitsmaschinen anhaftenden Mängeln eine Einrichtung zu schaffen die als Pumpenaggregat bei geringer Antriebsdrehzahl einen großen Förderstrom mit hohem volumetrischem Wirkungsgrad liefert und als Hydraulikmotor bei großem Schluckvolumen und bei geringer Drehzahl der Abtriebswelle ein großes Drehmoment abgibt, ohne daß dabei ein drehendes oder sonstwie bewegtes Steuerorgan erforderlich wäre. Dies wird dadurch erreicht, daß dem Verdrängerelement ein einstufiges aus zwei Zahnrädern und je einer An- und Abtriebswelle bestehendes Übersetzungsgetriebe vorgeschaltet wird, durch dessen erfindungsgemäßen Aufbau ein relativ großes Übersetzungsverhältnis auf kleinem Bauraum· gegeben ist. - .

Die Erfindung besteht darin, daß das Übersetzungsgetriebe aus einem außenverzahnten.mit der An- bzw. Abtriebswelle durch eine kardanische Verbindung, beispielsweise eine Gelenkwelle, drehfest verbundenen, auf einem Exzenter einer Getriebewelle drehbar gelagerten Antriebsritzel Ρ-θ} und einem mit diesem ständig im Eingriff stehenden, festen äußeren Zahnring besteht, wobei das Antriebsritzel beim Drehen der An- bzw. Abtriebswelle sich mit seiner Außenverzahnung in der Innenverzahnung des feststehenden äußeren Zahnringes abwälzt und dabei über einen Ex-

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zenter die mit der An- bzw. Abtriebswelle fluchtende Getriebewelle mit einem der Umlaufbewegung des Getrieberitzels auf einer Kreisbahn um die Achse des feststehenden Zahnringes entsprechenden Vielfachen der Drehzahl der An- bzw. Abtriebswelle antreibt.

Die Erfindung besteht ferner darin, dass das Antriebsritzel eine konische Außenverzahnung aufweist, einerseits auf dem Exzenter der Getriebewelle mittels eine's Pendellagers drehbar und schwenkbar gelagert ist und andererseits mit der An- bzw. Abtriebswelle mittels eines Mitnehmerstiftes drehfest und allseitig schwenkbar verbunden ist, und daß es durch seine Ausbildung als Hohlwelle eine Lagerung der Getriebewelle in der An- bzw. Abtriebswelle ermöglicht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, wobei als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine als Dosiereinrichtung einer Hilfskraftlenkung verwendete Druckflüssigkeitsmaschine mit vorgeschaltetem Obersetzungsgetriebe gezeigt wird.

Pig. 1 zeigt in sinnbildlicher Darstellung die Verwendung des Erfindungsgegenstandes als Dosiereinrichtung einer Hilfskraftlenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Aggregat mit

Yerdrängerelement und Übersetzungsgetriebe. t

Pig. 3 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

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BAD ORIGINAL

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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das Verdrängerelement nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Übersetzungsgetriebe nach der Linie V-V in Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine als Dosiereinrichtung verwendete, vom Lenkrad betätigte Druckflüssigkeitsmaschine mit 1 bezeichnet. Von dieser führen zwei Leitungen 26 und 27 zu einem Steuerventil 2, das durch den in der Dosiereinrichtung erzeugten Differenzdruck hydraulisch betätigt wird. Ein mit dem Steuerventil 2 hydraulisch verbundener Servomotor 3 erhält das zum Verstellen der gelenkten Räder erforderliche Druckmittel über eine vom Motor angetriebene Hochdruckpumpe 4, die das Druckmittel von einem Ausgleichsbehälter 5 nachsaugt.

In Fig. 2 und den weiteren Figuren sind ein Übersetzungsgetriebe mit 6, ein Verdrängerelement mit" 7 und eine als Antriebswelle dienende Lenkspindel mit 8 bezeichnet. Wird die Lenkspindel 8 gedreht, so wird über einen Mitnehmerstift 9 ein Antriebsritzel 10, das drehfest und allseitig schwenkbar auf dem Lenkspindelende gelagert ist, mitgenommen. Das dem Mitnehmerstift 9 gegenüberliegende Ende des Antriebsritzels 10 trägt eine konische Außenverzahnung 11, die mit einer Innenverzahnung 12 eines feststehenden, äußeren Zahnringes 13 ständig im Eingriff steht. Hierbei stützt sich das Antriebsritzel 10 über ein Pendellager 15 an seinem freien Ende auf einem Exzenter 14 einer Getriebewelle 16 t ab. Dadurch wird die Außenverzahnung 11 des Antriebsritzels 10 in der Innenverzahnung 12 des Zahnringes 13 abgewälzt, so daß

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beispielsweise bei einer Rechtsdrehung der Lenkspindel 8 der Exzenter 14 in eine linke Kreisbahn um die Achse der Getriebewelle 16 gezwungen wird. Dabei erfährt auch die Getriebewelle eine Drehbewegung nach links mit einem dem Verhältnis der Zähnezahlen der Außenverzahnung 11 und der Innenverzahnung 12 entsprechenden Vielfachen der Antriebsdrehzahl gemäß der Formel:

Z₁₁

j_ _ —wobei i gleich dem Drehzahlvielfachen der Getriebe-

^Z12 ~ ^Z11
welle 16, Z₁₁ gleich der Zähnezahl der Außenverzahnung 11 und Z₁₂ gleich der Zähnezahl der Innenverzahnung 12 ist. Bei Z₁₁ =24 Zähne und Z_1? = 28 Zähne beträgt das Übersetzungsverhältnis i=6.

. Die Getriebewelle 16 treibt dann ihrerseits ein an sich bekanntes Verdrängefelement 7 an, das beispielsweise aus einem drehbar gelagerten, innenverzahnten Zahnring 17 und aus einem drehfest mit der Getriebewelle 16 verbundenen, außenverzahnten Rotor 18 besteht, der einen Zahn weniger als der Zahnring 17 aufweist. Der Zahnring 17 und der Rotor 18. bilden miteinander Verdrängerzellen 19» die stirnseitig durch einen Zwischendeckel 20 und einen Abschlußdeckel 21 begrenzt sind. Der Abschlußdeckel weist zwei nierenförmige Kammern 22 und 23 für die Zu- und Abführung des Druckmittels zu und von den als Saug- und Druckkammern wirkenden Verdrängerzellen 19 auf, die jeweils mit einer Anschlußöffnung 24 bzw. 25 für eine Druckmittelleitung 26 bzw. 27 in Verbindung stehen.·

Die Förderrichtung des Druckmittels wechselt'mit der Dreh-

richtung der An- bzw. Abtriebswelle 8, so daß je nach Drehrichtung der Druckmittelzufluß durch die Anschlußöffnung 24 und der Abfluß durch die Anschlußöffnung 25 oder entsprechend umgekehrt erfolgt.

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Durch den Wegfall eines drehenden Steuerschiebers werden bei der Erfindung ein kleinerer Strömungswiderstand, ein geringerer innerer Leckverlust sowie eine kompakte Bauweise erreicht. Weiterhin ist die voneinander unabhängige Lagerung des Zahnringes 17 an seinem Außendurchmesser und des Rotors 18 auf der Getriebewelle 16 gegenüber dem sich nur am Zahnring abstützenden Innenrotor der bekannten Einrichtungen vorteilhaft, da hierdurch ein besseres Abwälzen der Zahnprofile beider Teile miteinander erreicht wird.

15.8.1967

Mü/kl|\ Akte: 4798

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Claims

Patentansprüche:

1. Eine als Pumpe oder Motor verwendbare Druckflüssigkeitsmaschine, insbesondere eine vom Lenkrad zu betätigende Dosiereinrichtung einer Hilfskraftlenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit hydrostatischer Übertragung der Lenkkraft auf die zu lenkenden Räder und mit einem der Druckflüssigkeitsmaschine vorgeschalteten Übersetzungsgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe (6) aus einem axxßenverzahnten mit der An- bzw. Abtriebswelle (8) durch eine kardanische Verbindung, beispielsweise eine Gelenkwelle, drehfest verbundenen, auf einem Exzenter (14) einer Getriebewelle (16) drehbar gelagerten Antriebsritzel (10) mit einer Außenverzahnung (11) und einem mit diesem ständig im Eingriff stehenden festen, äußeren Zahnring (13) mit einer Innenverzahnung (12) besteht, wobei das Antriebsritzel (10) beim Drehen der An- bzw. Abtriebswelle (8) sich mit seiner Außenverzahnung (11) in der Innenverzahnung (12) des Zahnringes (13) abwälzt und dabei über den Exzenter (14) die mit der An- bzw. Abtriebswelle (8) fluchtende Getriebewelle (16). mit einem der Umlaufbewegung des Antriebsritzels auf einer Kreisbahn um die Achse des feststehenden Zahnringes (13) entsprechenden Vielfachen der Drehzahl der An- bzw. Abtriebswelle (8) antreibt.

2. Diuckflüssigkeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (10) mit einer konischen Außenverzahnung (11) versehen ist und einerseits auf dem

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Exzenter (14) der Getriebewelle (16) mittels eines Pendellagers (15) drehbar und schwenkbar gelagert ist und andererseits mit der An- bzw. Abtriebswelle (8) mittels eines Mitnehmerstiftes (9) drehfest und allseitig schwenkbar verbunden ist.

3. Druckflüssigkeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (10) als Hohlwelle ausgebildet ist und die Getriebewelle (16) durch das Antriebsritzel (10) hindurchgeführt und in der An- bzw. Abtriebswelle (8) gelagert ist.

15.8.1967

/J · Akte: 4798

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