DE19614381A1 - A hydrostatic variator - Google Patents

A hydrostatic variator

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DE19614381A1
DE19614381A1 DE1996114381 DE19614381A DE19614381A1 DE 19614381 A1 DE19614381 A1 DE 19614381A1 DE 1996114381 DE1996114381 DE 1996114381 DE 19614381 A DE19614381 A DE 19614381A DE 19614381 A1 DE19614381 A1 DE 19614381A1
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    • F16H39/00Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution
    • F16H39/04Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution with liquid motor and pump combined in one unit
    • F16H39/06Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution with liquid motor and pump combined in one unit pump and motor being of the same type
    • F16H39/26Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution with liquid motor and pump combined in one unit pump and motor being of the same type with liquid chambers not shaped as bodies of revolution or shaped as bodies of revolution eccentric to the main axis of the gearing
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    • F16H39/32Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution with liquid motor and pump combined in one unit pump and motor being of the same type with liquid chambers not shaped as bodies of revolution or shaped as bodies of revolution eccentric to the main axis of the gearing with liquid chambers formed in stationary members with sliding vanes carried by the rotor

Abstract

In order to obtain a hydrostatic, continuously variable force transmission device with a high efficiency, a substantially smaller size and therefore a reduced weight, it is proposed that two displacement units (4, 5) be arranged in a housing. The displacement units (4, 5) are two spherical dome-shaped inner shells (4a, 5a) arranged on a common longitudinal axis (9a, 10a) in such a way that the faces of the inner shells (4a, 5a) face each other with an axial gap. A control piston unit (6) arranged between the front faces of the inner shells (4a, 5a) delimits in the axial direction two working chambers (2, 3) filled with a hydrostatic medium, together with the two inner shells (4a, 5a). The control piston assembly can rotate around the longitudinal axis (9a, 10a) and has two non-parallel faces (6c, 6d) whose angle of inclination with respect to the longitudinal axis (9a, 10a) is adjustable. Separating elements (7) which project into the two working chambers (2, 3) subdivide each working chamber (2, 3) into a pressure half (2a and 3a) and a suction half (2b and 3b). The working chambers (2, 3) are in fluid communication with each other through control openings (6e) in the control piston assembly (6). When the inner shell (4a, 5a) or control piston assembly (6) turn around the longitudinal axis (9a, 10a), a pressure difference is created in the hydrostatic medium between the pressure half (2a, 3a) and the suction half (2b, 3b) of each working chamber (2, 3). The pressure difference causes force to be transmitted from the driving part (4a or 5a; 6) to the driven part(s) (6; 4a and/or 5a), depending on the difference between a first (A1) and a second (A2) cross-sectional areas of the control piston assembly (6). The ratio (n1/n2) between the speeds of rotation of the driving part (4a or 5a; 6) and the driven part(s) (6; 4a and/or 5a) can be continuously regulated by adjusting at least one inclination angle of one face (6c, 6d) of the control piston assembly (6).

Description

Hydrostatische Kraftübertragungen gibt es in unzähligen Ausführungen. Hydrostatic transmissions are available in countless variations. Die verschiedenen Bauarten von hydrostatischen Pumpen, Motoren und sonstigen Komponenten und die entspre chenden Kombinationen sind allgemein bekannt und brauchen nicht im Detail beschrieben werden. The different types of hydrostatic pumps, motors and other components and the entspre sponding combinations are well known and need not be described in detail. Hauptanwendungsgebiete von hydrostatischen Getrieben sind Bereiche wo mechani sche Kraftübertragung nicht möglich ist oder eine stufenlose Drehzahländerung notwendig oder erwünscht ist. Main applications of hydrostatic transmissions are areas where mechanical thermal power transfer is not possible or a stepless speed change is necessary or desirable.

Die hydrostatischen Getriebe sind in zwei Gruppen einzuteilen: Zur einen Gruppe gehören Getriebe, bei welchen Pumpe und Motor zu einer kompakten Einheit zusammengefaßt sind. The hydrostatic transmission are divided into two groups: To a group include gear, in which the pump and motor are combined into a compact unit. Sie werden vorwiegend stationär eingesetzt wenn stufenlose Übertragung von Drehzahl und Drehmoment sowie Drehrichtungsumkehr verlangt wird. They are mainly used when stationary stage transmission is required of rotational speed and torque, and direction of rotation.

Zur anderen Gruppe gehören Kraftübertragungen, bei welchen Pumpe und Motor entfernt voneinander eingesetzt werden, weil eine klassische mechanische Antriebsart aus vielfältigen Gründen nicht möglich ist. To the other group includes transmissions, are in which the pump and motor set apart, because a classical mechanical Power unit for various reasons is not possible. Hierbei wird das Arbeitsmedium über starre oder flexible Leitungen übertragen. Here, the working fluid is transmitted via rigid or flexible lines.

Ein breiter Einsatz von hydrostatischen Getrieben in Massenprodukten wie Kraftfahrzeugen (PKW/LKW) wäre zwar wünschenswert, hat sich aber bisher nicht durchsetzen können da der ungenügende Wirkungsgrad der bisher bekannten Systeme dies wirtschaftlich nicht zuläßt. A wider use of hydrostatic transmissions in mass products such as motor vehicles (cars / trucks) would be desirable, but has not been able to prevail because of the insufficient efficiency of the systems known to date it is unavoidable economical. Bei den für den Einsatz in Kraftfahrzeugen vorwiegend in Frage kommenden Kompakt getriebebauarten resultieren die Wirkungsgradverluste zum Teil aus der inneren Reibung der Komponenten und zum größeren Teil aus Strömungsverlusten durch komplizierte und nicht drosselfreie Steuerung des Arbeitsmediums. In the next for use in motor vehicles, mainly in question compact gear designs result, the efficiency losses partly due to the internal friction of the components and for the greater part of flow losses through complicated and not throttle-free control of the working medium. Eine zusätzlichen Senkung des Wirkungsgrades ergibt sich daraus, daß mit zunehmender Abtriebsdrehzahl die Fördermenge des Arbeits mediums steigt, woraus sich bei Höchstleistung der höchste Mediumdurchsatz ergibt. An additional reduction in efficiency results from the fact that the delivery rate of the working medium increases with increasing output speed, resulting in the highest at maximum power throughput medium. Dieser Effekt läßt sich jedoch durch die Kombination von hydrostatischen Getrieben mit leistungs verzweigenden mechanischen Getriebestufen in vielfältig bekannter Weise vermindern. However, this effect can be reduced by the combination of hydrostatic transmissions with branching-performance mechanical gear stages in diverse known manner. Diese Ausführungen mit Leistungsverzweigung sind jedoch aufwendig und lösen die Wirkungsgrad probleme ebenfalls nicht. However, these versions with power distribution are expensive and do not solve the efficiency problems also. Weitere Nachteile der bekannten hydrostatischen Getriebeausfüh rungen sind niedrige Leistungsdichte bezüglich Gewicht, Baugröße und Preis. Conclusions Further disadvantages of the known hydrostatic Getriebeausfüh are low power density with respect to weight, size and price.

Die Neuentwicklung des hydrostatischen Verstellgetriebes ist dem Bereich Kompaktgetriebe zuzuordnen und soll als Hauptziel die stufenlose Kraftübertragung in Fahrzeugen aller Art bei konkurrenzfähigem Wirkungsgrad zu den bisher fast ausschließlich eingesetzten mechani schen Schalt- und Automatikgetrieben bei geringem Gewicht, kleiner Baugröße und günstigen Herstellungskosten ermöglichen. The new development of the hydrostatic adjusting mechanism is assigned to the area compact gear and should allow as main objective the continuously variable transmission in all types of vehicles at competitive efficiency to the previously almost exclusively used mechanical rule manual and automatic transmissions with low weight small size and low cost.

Das Grundprinzip der Neuentwicklung ist zum Teil bereits Stand der Technik (siehe Patentan meldung: Offenlegungsschrift Nr. DE 31 43 645 A1). The basic principle of the new development is in part already state of the art (see patent applica message: Application Publication No. DE 31 43 645 A1.). In dieser Anmeldung wird die Kombi nation von einer verstellbaren hydrostatischen Pumpe und Motor zu einer Einheit in einem rotierenden Gehäuse beschrieben. In this application, the combi nation is described as a unit in a rotating housing of an adjustable hydrostatic pump and motor. Der wichtigste Effekt dieser Anordnung ist, daß mit zuneh mender Abtriebsdrehzahl die Fördermenge des Arbeitsmediums bis auf null abnimmt. The most important effect of this arrangement is that with increas mender output speed of the flow of the working medium decreases to zero. Zudem ist eine einheitliche Drehrichtung von Antrieb und Abtrieb vorgesehen wodurch der innere Reibungs- und Strömungswiderstand in Form von Leistung zusätzlich auf die Abtriebswelle wirksam ist. In addition, a uniform direction of rotation of input and output is provided whereby the inner friction and flow resistance in the form of power addition is effective on the output shaft. Beide Merkmale sind ein wichtiger Schritt zu einem guten Wirkungsgrad. Both features are an important step to a good efficiency. Die konkrete technische Ausführung des Prinzipes war nicht Gegenstand der Anmeldung. The actual technical implementation of the principle was not the subject of the application.

Die Neuentwicklung beinhaltet neben völlig neuen hydrostatischen Komponenten auch eine Verbesserung dieses bereits offenbarten Grundprinzips. The new development includes not only completely new hydrostatic components also improve this already the basic principle disclosed.

Der Kern der Konstruktion besteht aus im wesentlichen halbkugelförmigen Verdrängereinhei ten (( 1 ) Pumpen- und ( 2 ) Motoreinheiten) in Flügelzellenbauweise. The core of the structure consists of substantially hemispherical Verdrängereinhei th ((1) Pump and (2) motor units) in vane construction. Je eine Pumpen- ( 1 ) und eine Motoreinheit ( 2 ) sind rotationssymmetrisch auf einer gemeinsamen gedachten Achse zu einem kugelförmigen System zusammengefaßt. Depending on a pump (1) and a motor unit (2) are rotationally symmetrical combined on a common imaginary axis to a spherical system. Die Basis der Verdrängereinheiten ( 1 , 2 ) ist ein halbkugelförmiger Flügelzellenrotor ( 4 ) welcher an seiner Stirnfläche einen Ringförmigen Verdrängungsraum definiert, dadurch daß diese konvex konisch ausgeführt ist. The basis of the displacement units (1, 2), a hemispherical vane rotor (4) which is defined at its end face an annular displacement space, in that this is convex conical. Im Flügelzel lenrotor ( 4 ) sternförmig und parallel zur Achse angeordnete Schlitze dienen zur Aufnahme der Zellentrennflügel ( 5 ), welche um den Kugelmittelpunkt schwenkend den Verdrängungsraum in Zellen unterteilen. In Flügelzel lenrotor (4) star-shaped and arranged parallel to the axis of the slots serve to accommodate the cell separating wings (5) which divide around the spherical center swinging the displacement space into cells. Jeder Verdrängereinheit ( 1 , 2 ) ist stirnseitig als Begrenzung des Verdrän gungsraumes und als Anlauffläche für die Zellentrennflügel ( 5 ) eine Schrägscheibe zugeord net. Each displacement unit (1, 2) is the front side supply chamber as limiting the Verdrän and zugeord net as a contact surface for the cell separator vane (5), a swash plate. Beide Schrägscheiben (von Pumpe und Motor) sind zu einem Steuerblock ( 6 ) zusammen gefaßt und zwar in einem Winkel zueinander der dem positiven Gesamtverstellwinkel ent spricht. Both swash plate (pump and motor) are combined to form a control block (6) together and to each other speaks ent at an angle to the positive Gesamtverstellwinkel. Im Zentrum ist der Steuerblock ( 6 , Fig. 5) kugelförmig ausgebildet, passend zu einer entsprechenden Ausnehmung an den Flügelzellenrotoren ( 4 ). In the center is the control block (6, Fig. 5) formed in a spherical shape, fits in a corresponding recess in the vane rotors (4). Dies dient der inneren Begren zung der beiden Verdrängungsräume. This is the inner Begren wetting of the two displacement chambers. Die äußere Begrenzung der Verdrängungsräume erfolgt durch ein kugelförmiges Getriebegehäuse ( 3 ). The outer boundary of the displacement chambers is done by a spherical gear housing (3).

Der Steuerblock ( 6 ) ist im Zentrum um eine durch den Kugelmittelpunkt definierte Achse schwenkbar mit der Abtriebswelle ( 10 ) verbunden und dreht sich synchron mit dieser. The control block (6) is pivotally connected in the center to a plane defined by the ball center axis with the output shaft (10) and rotates in synchronism therewith. Die Schwenkachse zur Verstellung des Steuerblockes ( 6 ) ist so angeordnet, daß in dessen End lagen ( Fig. 6 und 8) abwechselnd jeweils eine der Schrägscheiben in rechtwinkeliger Posi tion zur Getriebeachse steht. The pivot axis for the adjustment of the control block (6) is arranged so that in the end layers (Fig. 6 and 8), alternately in each case a tion of the swash plates in right angle to the transmission axis is Posi. Die Verstellung des Steuerblockes ( 6 ) erfolgt mittels einer Dreh einführung ( 14 ). The adjustment of the control block (6) by means of a rotary inlet (14). Die in Fig. 2 sichtbare in die Abtriebswelle ( 10 ) integrierte Verstellung ist selbsthemmend und gut auswuchtbar. The visible in Fig. 2 integrated in the output shaft (10) is self-locking adjustment and well auswuchtbar. Sie funktioniert durch die axiale Verschiebung einer angeschrägten Welle ( 13 ). It works by the axial displacement of a taper shaft (13). Der Steuerblock ( 6 ) ist saug- und druckseitig mit je einem Durch bruch ( 7 , Fig. 5) zur kontrollierten Überleitung und Steuerung des Arbeitsmediums zwischen den Verdrängereinheiten ( 1 , 2 ) versehen. The control block (6), suction and pressure side each provided with a breakthrough (7, Fig. 5) for the controlled transfer and control of the working medium between the displacement units (1, 2).

Das Funktionsprinzip des Getriebesystems: The principle of operation of the transmission system:
Die Einleitung von Leistung in das Getriebesystem erfolgt, in dem der Flügelzellenrotor ( 4 ) der pumpenseitigen Verdrängereinheit ( 1 ) angetrieben wird. In which the vane rotor (4) of the pump-side displacer unit (1) is driven takes place the introduction of power in the transmission system. Der Flügelzellenrotor ( 4 ) der motorseitigen Verdrängereinheit ( 2 ) ist im Getriebegehäuse ( 3 ) feststehend eingepaßt. The vane rotor (4) of the motor-side displacement unit (2) is fitted fixedly in the gear housing (3). Die Abtriebsleistung wird vom Steuerblock ( 6 ) aufgenommen und in die Abtriebswelle ( 10 ) ein geleitet. The output power is received from the control block (6) and passed to the output shaft (10). In der Ausgangsstellung (Leerlauf, Fig. 6) befindet sich die pumpenseitige Schräg fläche des Steuerblocks ( 6 ) in rechtwinkeliger Stellung zur Getriebeachse (kein Fördervolu men), und die motorseitige Schrägfläche im maximalen Schrägwinkel (größtes Förder volumen). In the initial position (idling, Fig. 6) is the pump-side inclined surface of the control block (6) in right-angled position relative to the transmission axis (not Fördervolu men), and the engine-side inclined surface in the maximum inclination angle (largest conveying volume). Durch die Verstellung des Steuerblocks ( 6 ) in die andere Endstellung ( Fig. 8) wird die Förderung des Arbeitsmediums von Pumpe zu Motor druckseitig und umgekehrt saugseitig eingeleitet. By the adjustment of the control block (6) in the other end position (Fig. 8) the promotion of the working medium from pump to the engine is the pressure side and vice versa introduced on the suction side. Die Förderung des Arbeitsmediums geschieht dadurch, daß sich während der Drehung eines Flügelzellenrotors ( 4 ) gegenüber einer schräg angestellten Schräg scheibe die einzelnen Verdrängungszellen im Volumen verkleinern und vergrößern. The promotion of the working medium takes place in that, during the rotation of a vane rotor (4) with respect to a swash plate obliquely, the individual displacement cells Decrease in volume and larger. Da der motorseitige Flügelzellenrotor ( 4 ) feststeht, beginnt sich der Steuerblock ( 6 ) mit Abtriebs welle ( 10 ) im gleichen Drehsinn wie der Pumpenrotor ( 1 ) zu drehen. Since the engine-side vane rotor (4) is established, the control block (6) begins with a power take-off shaft (10) in the same direction as the pump rotor (1) to rotate. Die Abtriebsdrehzahl hängt von der Stellung des Steuerblocks ( 6 ) ab und kann stufenlos von null bis zum Maximal wert variiert werden. The output speed depends on the position of the control block (6) and can be infinitely varied from zero to the maximum value. Befindet sich die motorseitige Schrägscheibe in rechtwinkeliger Stellung zur Getriebeachse ( Fig. 8), dann steht die pumpenseitige Verdrängereinheit ( 1 ) auf Maximal leistung. The motor-side slant plate located in right-angled position relative to the gear axis (Fig. 8), then is the pump-side displacer unit (1) at maximum performance. Da in dieser Stellung die Motoreinheit ( 2 ) kein Arbeitsmedium aufnehmen kann, er gibt sich ein Drehzahlverhältnis zwischen Pumpenrotor ( 9 , Antrieb) und Steuerblock ( 6/10 , Abtrieb) von 1 : 1 und somit ein innerer hydrostatischer Stillstand. In this position as the motor unit (2) can not absorb the working medium, it outputs a speed ratio between the pump rotor (9, drive) and control block (6/10, output) of 1: 1, and thus an inner hydrostatic standstill. Die Mittelstellung ( Fig. 7) des Steuerblocks ( 6 ) bedeutet ein Übersetzungsverhältnis von 0.5 und zugleich die höchste interne Fördermenge von Arbeitsmedium. The central position (Fig. 7) of the control block (6) means a ratio of 0.5 and at the same time the highest internal flow of working medium.

Zusammenfassend dargestellt wird im Prinzip der Steuerblock ( 6 ) von der Pumpeneinheit ( 1 ) in der 1 : 1-Einstellung ( Fig. 8) direkt hydrostatisch angetrieben beziehungsweise mitgenom men und mit zunehmenden Drehzahlunterschied zwischen Antrieb ( 9 ) und Abtrieb ( 10 ) von der Motoreinheit ( 2 ) unterstützt, indem diese die Drehzahl in Drehmoment umsetzt. The control block (6) is summarized in principle from the pump unit (1) in the 1: 1-setting directly driven hydrostatically or mitgenom men and with increasing speed difference between the drive (9) and output (10) of (Fig. 8) motor unit (2) supported by reacting them in the speed torque. Ein hoher Wirkungsgrad ist bei diesem Getriebesystem nur in der beschriebenen Arbeitsweise bezie hungsweise bei gleicher Drehrichtung von Antrieb ( 9 ) und Abtrieb ( 10 ) gegeben. A high efficiency is in this transmission system only in the operation described relation ship dropwise at the same rotational direction of the drive (9) and output (10). Eine Dreh richtungsumkehr ist bei negativer Anstellung der pumpenseitigen Schrägscheibe begrenzt möglich, ergibt aber einen schlechten Wirkungsgrad, was aber bei meist seltener Anwendung (z. B. zur Rückwärtsfahrt) unerheblich ist. A rotational direction reversal is limited possible negative adjustment of the pump-side inclined plate, but results in a poor efficiency, but at most rare application (such. As to reverse) is irrelevant.

Beschreibung der wichtigsten Alternativ- und Detaillösungen: Description of the main alternative and detailed solutions:
Eine optimierte Ausführung des hydrostatischen Verstellgetriebesystems ist in Fig. 3 darge stellt. An optimized version of the hydrostatic Verstellgetriebesystems is shown in Figure 3 illustrates. Darge. Eine den pumpenseitigen Flügelzellenrotor ( 4 ) umfassende halbkugelförmige Stütz schale ( 11 ) ist mit diesem drehfest verbunden und im Getriebegehäuse mittels Wälzlager gela gert. A pump-side the vane rotor (4) comprising hemispherical support shell (11) is rotationally fixedly connected thereto and Gert gela in the gear housing by means of roller bearings. Diese Anordnung bewirkt den Wegfall der Gleitreibung und der Leckverluste zwischen Pumpeneinheit ( 1 ) und Getriebegehäuse, und damit eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades und Verschleißverhaltens. This arrangement causes the elimination of the sliding friction and leakage losses between the pump unit (1) and gearbox, and thus a significant improvement in the efficiency and wear characteristics.

Eine weitere mögliche Version ( Fig. 4) ist mit zwei mit dem Steuerblock ( 6 ) verbundenen halbkugelförmigen Gehäuseschalen ( 12 ) ausgestattet, wodurch eine außenliegende Verstel lung möglich wird. Another possible version (Fig. 4) is equipped with two with the control block (6) connected to the semi-spherical housing shells (12), whereby an external Verstel averaging is possible.

Bei allen beschriebenen Getriebeversionen ist entlang der beiden Schrägscheiben in der Innen kugel eine Nut ( 8 ) zur Zwangsführung der mit je einem Zapfen versehenen Zellentrennflügel ( 5 ) vorgesehen, damit der dauernde Kontakt der Zellentrennflügel mit den Schrägscheiben flächen gewährleistet ist. In all the described gearbox versions, a groove (8) along the two swash plates in the inner ball provided for the forced guidance of the each provided with a spigot cells separator vane (5) so that the permanent contact of the cells separator vane is guaranteed surfaces with the swash plate.

An den Flügelzellenrotoren ( 4 ) sind die Schlitze für die Zellentrennflügel ( 5 ) am Auslauf mit einer Ringnut ( 15 ) verbunden, um den Druckausgleich untereinander und die Abführung von Leckverlusten sicherzustellen. The slots for the cell separator vane (5) are attached to the vane rotors (4) connected at the outlet with an annular groove (15) to the pressure balance with each other and ensure the discharge of leakage. Zugleich erfolgt über mehrere dieser Ringnut ( 15 ) angeschlos senen Bohrungen ( 16 ) mit integriertem Rückschlagventil eine eventuell notwendige Speisung der einzelnen Verdrängungszellen, um Leckverluste auszugleichen und einen fortlaufenden Austausch des Arbeitsmediums zu ermöglichen. At the same time over a plurality of said ring groove takes place (15) is Schlos Senen bores (16) with integrated non-return valve supply any necessary displacement of the individual cells to leakage equalize and to allow a continuous exchange of the working medium.

Dieses neuartige hydrostatische Verstellgetriebe mit den vorbeschriebenen Merkmalen läßt absolute Spitzenwerte in Wirkungsgrad und Leistungsdichte erwarten. This new hydrostatic adjusting mechanism with the above characteristics can be absolute peak values ​​in efficiency and power density expected. Der hohe Wirkungs grad ergibt sich durch sehr niedrige spezifische Reibungsverluste, durch kaum vorhandene Strömungsverluste aufgrund der direkten und drosselfreien Überleitung des Arbeitsmediums zwischen den Verdrängereinheiten ( 1 , 2 ) und wegen des Gleichlaufes von Antrieb ( 9 ) und Abtrieb ( 10 ). The high efficiency level is obtained by very low specific friction losses, by barely existing flow losses due to the direct and throttle-free transfer of the working medium between the displacement units (1, 2) and because of the synchronism of the drive (9) and output (10). Die hohe Leistungsdichte resultiert aus einem großen Fördervolumen im Ver hältnis zur Baugröße und aus den möglichen hohen Betriebsdrehzahlen. The high power density results from a large delivery volume in comparison to the size and ratio of the possible high operating speeds. Im Vergleich, zum Beispiel, zu herkömmlichen Automatikschaltgetrieben benötigt das neue Getriebesystem nur einen Bruchteil bezüglich Bauraum, Gewicht und Herstellungskosten. In comparison, for example, to conventional automatic transmissions, the new transmission system requires only a fraction with respect to space, weight and manufacturing costs. Für stufenlose KFZ-An triebe sind bereits wesentlich niedrigere Energieverbrauchswerte ermittelt worden. For continuous automotive gear to considerably lower energy consumption values ​​have already been determined.

Die Zeichnungen zeigen in: In the drawings:

Fig. 1 hydrostatisches Verstellgetriebe in Grundversion (Gehäuse, motorseitiger Flügel zellenrotor und Steuerblock im Schnitt); Fig. 1 hydrostatic variators in basic version (casing, motor-side vane rotor and control block in section);

Fig. 2 Funktionsteile aus Fig. 1 in Explosionsdarstellung (Steuerblock und Abtriebswelle in Schnittdarstellung mit Einsicht in die innere Verstellmechanik); FIG. 2 shows functional components of Figure 1 in exploded view (control block and output shaft in a sectional view with access to the internal adjustment mechanism).

Fig. 3 optimierte Ausführung mit Stützschale; Fig. 3 is optimized model with the supporting shell;

Fig. 4 alternative Ausführung mit außenliegender Verstellmechanik; Fig. 4 alternative embodiment with an external adjustment mechanism;

Fig. 5 freigestellte Darstellung von Steuerblock mit Abtriebswelle; Fig. 5 exempted representation of the control block with an output shaft;

Fig. 6 Funktionsdarstellung - Leerlaufstellung; Fig. 6 function representation - the idle position;

Fig. 7 Funktionsdarstellung - mittlere Einstellung (Übersetzungsverhältnis 0,5); Fig. 7 function representation - medium setting (ratio 0.5);

Fig. 8 Funktionsdarstellung - Endstellung (Übersetzungsverhältnis 1). Fig. 8 function representation - end position (speed ratio 1).

Claims (3)

1. Hydrostatisches Verstellgetriebe, gekennzeichnet dadurch , 1. A hydrostatic variators, characterized in that
  • - daß die Verdrängereinheiten (Pumpe ( 1 ) und Motor ( 2 )) aus je einem halbkugelförmigen Flügelzellenrotor ( 4 ) bestehen, bei welchen im wesentlichen stirnseitig ein ringförmiger Verdrängungsraum angeordnet ist, - that the displacer units consist (pump (1) and motor (2)) of one hemispherical vane rotor (4) in which substantially end face, an annular displacement chamber is arranged,
  • - daß zwei Verdrängereinheiten (Pumpe ( 1 ) und Motor ( 2 )) rotationssymmetrisch auf einer ge meinsamen Drehachse zu einem kugelförmigen System in einem Gehäuse ( 3 ) zusammenge faßt sind und um einen gemeinsamen Kugelmittelpunkt zusammenwirken, - that two displacement units together rotationally symmetrical quantity (pump (1) and motor (2)) on of a common axis of rotation to a spherical system in a housing (3) are bordered and cooperate around a common center of the sphere,
  • - daß der pumpenseitige Flügelzellenrotor ( 4 ) von einer halbkugelförmigen mitdrehenden Stützschale ( 11 ) eingefaßt ist ( Fig. 3), welche zum Gehäuse hin reibungsarm gelagert ist, um die Reibungs- und Leckverluste zu mindern, - that the pump-side vane rotor (4) is enclosed by a semi-spherical co-rotating support shell (11) (Fig. 3) which is mounted to the housing through low friction, in order to reduce the friction and leakage losses,
  • - daß der motorseitige Flügelzellenrotor ( 4 ) im Gehäuse ( 3 ) formschlüssig und feststehend eingesetzt ist, und dadurch seine Arbeitsleistung in umgekehrtem Sinn an den Steuerblock ( 6 ) überträgt, wobei sich eine mit dem Antrieb identische Drehrichtung des Steuerblocks ( 6 ) ergibt, - that the motor-side vane rotor (4) is positively and fixedly inserted in the housing (3), and thereby transmits its performance in inverse sense to the control block (6), wherein an identical with the driving direction of rotation of the control block (6) yields,
  • - daß die Flügelzellenrotoren ( 4 ) mit im wesentlichen sternförmig und parallel zur Drehachse ausgerichteten Zellentrennflügel ( 5 ) ausgestattet sind, welche in den Führungsschlitzen um den Kugelmittelpunkt schwenkbar sind und den Verdrängungsraum in mehrere Zellen unter teilen, - that the vane rotors (4) are equipped with a substantially star-shaped and parallel to the rotation axis aligned cells separator vane (5) which are pivotable in the guide slots around the sphere center and divide the displacement space into a plurality of cells,
  • - daß die Verdrängereinheiten ( 1 , 2 ) durch einen um den Kugelmittelpunkt schwenkbaren Steuerblock ( 6 ) getrennt sind, welcher mit Durchbrüchen ( 7 ) zur direkten und drosselfreien Steuerung des Arbeitsmediums versehen ist, - that the displacement units (1, 2) are separated by a pivotable around the sphere center control block (6), which is provided with openings (7) for direct and throttle-free control of the working medium,
  • - daß der Steuerblock ( 6 ) im wesentlichen aus zwei in einem dem Verstellbereich entspre chenden Winkel keilförmig zueinander angeordneten Steuerscheiben besteht, welche als axiale Begrenzung der Verdrängungsräume und als Anlauf- und Dichtfläche für die Zellen trennflügel ( 5 ) der Flügelzellenrotoren ( 4 ) dienen, - that the control block (6) consists essentially of two in one is the adjustment entspre sponding angle wedge-shaped to each other arranged control wheels which separator vane as an axial limitation of the displacement chambers and as a contact and sealing surface for the cells (5) are of the vane rotors (4),
  • - daß die Schwenkachse zur Verstellung des Steuerblock ( 6 ) so angeordnet ist, daß in dessen Endlagen ( Fig. 6 und 8) abwechselnd jeweils eine der Schrägscheiben in rechtwinkliger Position zur Getriebeachse steht, - that the pivot axis for adjustment of the control block (6) is arranged so that alternately one of the swash plate stands in a perpendicular position to its end positions (Figures 6 and 8). To the transmission axis,
  • - daß der Steuerblock ( 6 ) im Zentrum kugelförmig zu den Flügelzellenrotoren ( 4 ) passend zur inneren Begrenzung der Verdrängungsräume ausgeführt und drehfest mit der Abtriebswelle ( 10 ) verbunden ist. - that the control block (6) running in the center of spherical to the vane rotors (4) to match the inner boundary of the displacement chambers and rotationally fixed to the output shaft (10) is connected.
2. Hydrostatisches Verstellgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, 2. A hydrostatic variator according to claim 1, characterized in that
  • - daß die Verstellmechanik des Steuerblockes ( 6 ) in die Abtriebswelle ( 10 ) integriert ist, in dem eine in Achsmitte angeordnete mit schrägen Verstellflächen versehene Welle ( 13 ) mit tels einer Dreheinführung ( 14 ) axial verschoben wird und somit eine selbsthemmend wir kende Verstellung des Steuerblocks ( 6 ) ergibt, - that the adjusting mechanism of the control block (6) is integrated with the output shaft (10), in which a in axle center arranged with inclined Verstellflächen provided shaft (13) with means of a rotary inlet (14) is axially displaced and hence a self-locking we kende adjustment of the the control block (6) yields,
  • - daß die Zellentrennflügel ( 5 ) mittels eines Zapfens in einer an den Steuerscheiben entlang laufenden Nut ( 8 ) zwangsgeführt werden, um ihren ständigen Kontakt mit den Schrägschei benflächen sicherzustellen, - that the cells separator vane (5) are positively guided by a pin in one of the control disks running along the groove (8) to permanently contact with the swashplate benflächen ensure
  • - daß eine Ringnut ( 15 ) den Druckausgleich zwischen den Führungsschlitzen der Zellentrenn flügel ( 5 ) und mittels angeschlossener Bohrungen ( 16 ) mit integrierten Rückschlagventilen die Speisung der einzelnen Verdrängungszellen ermöglicht. - that an annular groove (15) wing pressure equalization between the guide slots of the cell separator (5) and possible by means of connected bores (16) with integrated check valves feeding the individual displacement cells.
3. Hydrostatisches Verstellgetriebe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, 3. A hydrostatic variator according to claim 1 and 2, characterized in that
  • - daß eine alternative Ausführung mit zwei halbkugelförmigen Gehäuseschalen ( 12 ), welche mit dem Steuerblock ( 6 ) verbunden sind, ausgestattet ist, wodurch eine außenliegende Ver stellung mittels einer Dreheinführung ( 14 ) möglich ist. - that an alternative embodiment with two semi-spherical housing shells (12) which are connected to the control block (6), is provided, whereby an outer Ver position is possible by means of a rotary inlet (14).
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