DE2252355A1 - Hydrostatische kraftuebertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf hydrostatische Kraftübertragungsvorriehtungen und betrifft insbesondere hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtungen, bei denen eine mit variabler Förderleistung arbeitende Pumpe durch ein Steu- · erglied in Form einer winkelverstellbaren Taumelscheibe gesteuert wird, und bei denen ein mit variabler Leistung arbeitender Motor ebenfalls durch ein Steuerglied in Form einer winkelverstellbaren Taumelscheibe gesteuert wird»

Bei hydrostatischen Kraftübertragungsvorriehtungen,, zu denen eine mit variabler Förderleistung arbeitende Pumpe und ein Motor mit variabler leistung gehören, wird das Arbeitsvolumen sowohl der Pumpe als auch des Motors durch Variieren der Winkelstellung einer das Eegelglied bildenden Taumelscheibe geregelt. Gewöhnlich benötigt man hierbei bis jetzt zwei Zylinder- und Kolbenbaugruppen oder Stößel, von denen der eine zum Verstellen der Motortaumelscheibe und der andere zum Verstellen der Pumpentaumelscheibe dient. Ferner lassen sich solche Kraftübertragungsvorrichtungen unterschiedlichen Erfordernissen bezüglich der Drehzahl und der zu bewegenden last nur

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dadurch anpassen, daß man die betreffende Taumelscheibe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verstellt. Bei landwirtschaftlichen Zugmaschinen und ähnlichen Fahrzeugen benötigt man KraftÜbertragungsvorrichtungen, die es ermöglichen, das Ausgangsdrehmoment in weiten Grenzen zu variieren, damit eine Anpassung an unterschiedliehe Betriebsbedingungen des Fahrzeugs erreicht werden kann. Um von einem bestimmten Betriebszustand auf einen anderen Betriebszustand überzugehen, muß man die Taumelscheiben häufig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verstellen, d.h. der Einstellwinkel der Pumpentaumelscheibe kann sich häufig vom Einstellwinkel der Motortaumelscheibe unterscheiden, wenn ein Betrieb mit hohem Wirkungsgrad erzielt werden soll.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtung mit einer mit variabler Förderleistung arbeitenden Pumpe und einem Motor mit variabler Leistung zu schaffen, bei der Bewegungsübertragungsglieder vorhanden sind, die die Pumpentaumelscheifoe mit der Motortaumelscheibe verbinden und mittels eines einzigen Krafteinleitungsgliedes betätigt werden können, um die Pumpentaumelscheibe und die Motortaumelacheibe zu veranlassen, Jeweils die richtige Stellung einzunehmen, damit eine optimale Leistung auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen erzielt wirdj ferner soll durch die Erfindung eine solche hydrostatische Kraftübertragungsvorricatung geschaffen werden, die so wenig Baum beansprucht, daß sie sich in einem Getriebegehäuse unterbringen läßt, ohne daß größere Abänderungen an dem Getriebegehäuse erforderlich sind.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung eine hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtung geschaffen worden, die ein Steuerglied für eine winkelverstellbare Pumpentaumelscheibe und ein Steuerglied für eine winkelverstellbare Motortaumelscheibe aufweist, und bei der eine Bewegungsübertragungseinrichtung vorhanden ist, die die beiden Steuerglieder so miteinander verbindet, daß das eine Steuer-

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glied in Abhängigkeit von einer Bewegung des anderen Steuergliedes mit einer vorbestimmten variablen Geschwindigkeit herbeiführt, so daß "bei jeder Stellung des einen Steuergliedes das andere Steuerglied ihm gegenüber eine vorbestimmte Stellung einnimmt, um zu erreichen, daß die Kraftübertragungsvorrichtung ein vorbestimmtes· Drehmoment abgibt bzw. mit einem vorbestimmten Wirkungsgrad arbeitet. Zu der Bewegungsübertragungseinrichtung gehört ein Nockenhebel, der in Abhängigkeit von Bewegungen der Pumpentaumelscheibe oder des zugehörigen Steuergliedes bewegbar ist, um zu bewirken, daß sich das Steuerglied des Motors mit einer Geschwindigkeit bewegt, die sich nach der relativen Winkelstellung des Pumpensteuergliedes und des Motorsteuergliedes richtet. Der Nockenhebel ist durch ein Gestängeglied mit dem Pumpensteuerglied so verbunden, daß er in Abhängigkeit von den Bewegungen des Pumpensteuergliedes Drehbewegungen um seine Lagerung ausführt. Das Motorsteuerglied ist mit einem Bewegungsabnehmeglied versehen·, das mit der Nockenfläche des Nockenhebels so zusammenarbeitet, daß eine Drehung des Nockenhebels in Abhängigkeit von einer Winkelverstellung des Pumpensteuergliedes eine durch das Profil der Nockenfläche bestimmte Winkelverstellung des Motorsteuergliedes herbeiführt. Mit einem der Steuerglieder ist eine Krafteinleitungs- oder Betätigungseinrichtung in Form einer Zylinder- und Kolbenbaugruppe verbunden, um eine Kraftbetätigung der Steuerglieder während des Betriebs zu ermöglichen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 teilweise im Grundriß und teilweise in einem waagerechten Schnitt eine hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtung für eine Zugmaschine oder dergl.; und

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie

2-2 in Fig. 1, ...... ·.,.>■ ■ . :

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In Pig. 1 erkennt man ein Gehäuse 2 für eine insgesamt mit 4 bezeichnete hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtung. Zu der Vorrichtung 4 gehört eine mit variabler Förderleistung arbeitende Pumpe 6 mit einem eine Regelung des 7erdrängungsvolumens der Pumpe ermöglichenden Glied zum Steuern einer winkelverstellbaren Taumelscheibe der Pumpe. Ferner weist die hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtung 4 einen mit variabler Leistung arbeitenden Motor 10 auf, der in hydraulischer Verbindung mit der Pumpe 6 steht, um durch sie angetrieben werden au können, und dem ein Glied 12 zugeordnet ist, das dazu dient, eine winkelverstellbare Taumelscheibe des Motors zu verstellen und so das Arbeitsvolumen des Motors zu regeln.

Die Pumpe 6 wird durch eine mit dem Triebwerk des Fahrzeugs gekuppelte Antriebswelle 14 angetrieben, die sich durch die Kraftübertragungsvorrichtung hindurch erstreckt und durch eine Kupplungsmuffe 16 mit einer Zapfwelle 18 gekuppelt ist, so daß die Zapfwelle durch die Antriebswelle 14 ständig mit einer zur Drehzahl des Triebwerks proportionalen Drehzahl angetrieben wird. Zu dem Motor 10 gehört eine Kraftabgabewelle 20, die durch ein insgesamt mit 22 bezeichnetes Planetenzahnradgetriebe mit einer Abtriebswelle 24 verbunden ist.

Zu dem Planetenzahnradgetriebe 22 gehören ein mit der Kraftabgabewelle 20 verkeilter Zahnkranz 26, ein mit der Antriebswelle 14 verkeiltes Sonnenzahnrad 28 und mindestens ein Planetenritzel 32, das auf einem mit der Abtriebswelle 24 verkeilten Planetenträger 30 gelagert ist. Das bzw. jedes Planetenritzel 32 kämmt mit dem Zahnkranz 26 und dem Sonnenzahnrad 28, so daß die Drehzahl und die Drehrichtung des Planetenträ-. gers 30 und damit auch der Abtriebswelle 24 von der jeweiligen Drehzahl und Drehrichtung der Kraftabgabewelle 20 und des Sonnenzahnrades 28 abhängen. Befindet sich die Kraftabgabewelle 20 im Stillstand, bleibt auch der Zahnkranz 26 in Ruhe, und der Planetenträger 30 wird lediglich durch das Sonnezahnrad 28 angetrieben. Daher variieren die Drehzahl und die Drehrichtung der Abtriebswelie 24 entsprechend den Änderungen der Drehzahl

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und der Drehrichtung der Kraftabgabewelle '20 des Motors. Die ■ Drehzahl und die Drehrichtung der Kraftabgabewelle 20 hängen von der jeweiligen Stellung der Taumelscheibensteuerglieder 8 für die Pumpe und 12 für den Motor ab.

Will man unter den verschiedenen möglichen Betriebsbedingungen die gewünschte Drehzahl, das gewünschte Ausgangsdrehmoment und die gewünschte Leistungsabgabe der Abtriebswelle 24 erzielen, muß es möglich sein, die Winkelstellungen des Pumpensteuergliedes 8 und des Motorsteuergliedes 12 zu variieren, damit die gewünschte Betriebsweise der Kraftübertragungsvorrichtung erreicht wird. Beispielsweise kann ein Bereich der Abtriebsdrehzahl, des Abtriebsdrehmoments und der Leistungsabgabe vorhanden sein, der sich am besten dadurch einstellen läßt, daß man den Neigungswinkel des Pumpensteuergliedes 8 verändert, während der Neigungswinkel des Motorsteuergliedes 12 nur wenig oder nicht im entsprechenden Ausmaß geändert wird. Perner kann ein anderer Bereich der Abtriebsdrehzahl, des Abtriebsdr.ehmoments und der Leistungsabgabe vorhanden sein, der sich am besten dadurch einstellen läßt, daß man sowohl den Neigungswinkel des Pumpensteuergliedes 8 als auch denjenigen des Motorsteuergliedes 12 ändert, um innerhalb dieses Bereichs die gewünschten Werte für die Abtriebsdrehzahl, das Abtriebsdrehmoment und die Leistungsabgabe zu erzielen. Innerhalb des zuerst genannten Bereichs wird somit die gewünschte Änderung lediglich durch eine Änderung des Neigungswinkels des Pumpensteuergliedes 8 herbeigeführt, während die gewünschte Änderung bei dem anderen Bereich dadurch erzielt wird, daß man sowohl das Pumpensteuerglied 8 als auch das Motorsteuerglied 12 verstellt, wobei die Steuerglieder jedoch um unterschiedliche Winkelbeträge verstellt werden. Gemäß der Erfindung ist eine insgesamt mit 34 bezeichnete Bewegungsübertragungseinrichtung vorhanden, die das Pumpensteuerglied 8 und das Motorsteuerglied 12 so miteinander verbindet, daß eines der Steuerglieder in Abhängigkeit von einer Bewegung des anderen Steuergliedes mit einer vorbestimmten variablen Geschwindigkeit bewegt oder verstellt wird.

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Zu der Bewegungsübertragungseinrichtung 34 gehört ein Nockenhebel 36, der auf einer Achse 38 ortsfest drehbar gelagert ist, die in tragende Teile des Getriebegehäuses 2 eingebaut ist. Der Nockenhebel 36 wird um die Achse 38 in Abhängigkeit γόη den Bewegungen der Steuerglieder 8 und 12 gedreht, um zu bewirken, daß sich das eine Steuerglied gegenüber dem anderen Steuerglied mit einer Geschwindigkeit bewegt, die in Abhängigkeit von der relativen Winkelstellung der beiden Steuerglieder 8 und 12 variiert.

Gemäß Fig. 2 weist das Pumpensteuerglied 8 zwei durch

einen Querabstand getrennte Arme 40 und 42 auf. Das Pumpensteuerglied 8 ist mit dem Nockenhebel 36 durch ein Gestängeglied 44 verbunden, damit der Nockenhebel in Abhängigkeit von Bewegungen des Pumpensteuergliedes gedreht wird. Das Gestängeglied 44 weist einen gegabelten Endabschnitt 46 auf, der einen Teil des Arms 42 des Pumpensteuergliedes 8 aufnimmt, welcher mit dem Gestängeglied durch einen Gelenkbolzen 48 verbunden ist. Gemäß Fig. 2 weist der Nockenhebel 36 einen Ansatz 52 auf, der einen Schlitz 54 abgrenzt, von dem das andere Ende des Gestängegliedes 44 aufgenommen ist, das durch einen Gelenkbolzen 50 mit dem Nockenhebel verbunden ist.

Das Motorsteuerglied 12 weist einen Arm 58 auf, auf dem eine Nockenrolle 60 drehbar gelagert ist, die mit einem Kurvenschlitz 62 des Nockenhebels 36 zusammenarbeitet. Jede Schwenkbewegung des Pumpensteuergliedes 8 veranlaßt somit das Gestängeglied 44, den Nockenhebel 36 um seine Lagerachse 38 zu drehen. Bei jeder Drehbewegung des Nockenhebels 36 bewirkt die Nockenrolle 60 eine Winkelverstellung des Motorsteuergliedes 12 mit einer Geschwindigkeit, die sich nach der jeweiligen Stellung der Nockenrolle längs des Kurvenschlitzes 62 richtet. Der Kurvenschlitz 62 ist allgemein U-förmig und weist einen Basisabschnitt 62a und Schenkelabschnitte 62b auf. Die Form des Kurvenschlitzes 62 richtet sich nach der Winkelbeziehung zwischen dem Pumpensteuerglied 8 und dem Motorsteuerglied 12 und daher auch nach der Beziehung zwischen dem Verdrängungsvolumen der Pumpe 6 und dem Arbeitsvolumen der Pumpe B/L

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Zu der Betätigungseinrichtung 64 gehört ein in einem Zylinder 68 gleitend geführter, nicht dargestellter Kolben mit einer Kolbenstange 66, die sich gegenüber dem Zylinder 68 in Abhängigkeit davon bewegte daß dem Zylinder ein hydraulisches Druckmittel zugeführt wird, bzw. daß das Druckmittel aus dem Zylinder abgeleitet wird« Der Zylinder 68 ist auf der Achse 38 drehbar gelagert, und die Kolbenstange 66 ist durch einen G-elenkbolzen 82 mit dem Arm 40 des Pumpensteuerg'liedes 8 verbunden.

Auf der Kolbenstange 66 ist eine insgesamt mit 70 bezeichnete Federbaugruppe angeordnet <, die zum Zurückführen der Betätigungseinrichtung in ihre neutrale Stellung dient- Zu der Federbaugruppe 70 gehören zwei mit Flanschen versehene Federteller 72 und 74, die auf der Kolbenstange 66 gleitend geführt sind, ferner zwei Sprengringe 76 und 78, die gemäß Fig. 1 auf der Kolbenstange 66 angeordnet und durch einen Längsabstand getrennt sind,, sowie eine Feder 80, die sich an den Federtellern 72 und 74 abstützt und beide Federteller gegen die zugehörigen Sprengringe 76 und 78 vorspannt. Die Betätigungseinrichtung 64 bildet auf bekannte Weise einen Bestandteil einer nicht dargestellten, als geschlossene Schleife ausgebildeten Servoeinrichtung, die durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden kann, damit die Steuerglieder 8 und 12 nach Bedarf verstellt werden können. Wird die Kolbenstange 66 gemäß Fig. 1 und 2 gegenüber dem Zylinder 68 nach links bewegt, kommt der Federteller 72 zur Anlage an der benachbarten Stirnwand des Zylinders 68, und bei jeder weiteren Bewegung der Kolbenstange nach links wird die Feder 80 zusammengedrückt. Verringert sich danach der zur Wirkung gebrachte Druck, dehnt sich die Feder 80 wieder aus, um das Steuerglied 8 in seine neutrale Stellung zurückzuführen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Ansprüche s

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Claims (7)

1. ANSPRÜCHE

   Ί .) Hydrostatische Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Pumpe, einem verstellbaren Pumpensteuerglied zum Regeln des Verdrängungsvolumens der Pumpe, einem mit der Pumpe hydraulisch verbundenen, durch sie antreibbaren Motor, einem verstellbaren Motorsteuerglied zum Regeln des Arbeitsvolumens
   des Motors und einer mit einem der Steuerglieder verbundenen Betätigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegungsübertragungseinrichtung (36, 44) vorhanden ist, die eine Verbindung zwischen dem Steuerglied (8) der Pumpe (6) und dem Steuerglied (12) des Motors (10)
   herstellt und bewirkt, daß sich das eine Steuerglied in Abhängigkeit von Bewegungen des anderen Steuergliedes bewegt, und daß zu der Bewegungsübertragungseinrichtung ein Nookennebel (36) gehört, der in Abhängigkeit von der Bewegung des einen Steuergliedes bewegbar ist, um eine Bewegung des anderen Steuergliedes mit einer Geschwindigkeit herbeizuführen» die sich nach der jeweiligen relativen Winkelstellung der beiden Steuerglieder richtet.
2. 2. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Nockenhebel (36). auf einer ortsfesten Achse (38) drehbar gelagert ist, und daß ein Gestängeglied (44) den Nockenhebel mit dem einen Steuerglied (8) verbindet, damit der Nockenhebel in Abhängigkeit von leder Bewegung dieses Steuergliedes gedreht wird.
3. 3. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet , daß der Nockenhebel (36) eine Nockenfläche (62) aufweist, und daß auf dem anderen Steuerglied (12) ein mit der Nockenfläche gleitend zusammenarbeitendes Bewegungsabnahmeglied (60) angeordnet ist.

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4. 4. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungseinrichtung ein Krafterzeugungselement (64) aufweist, das mit der durch die Steuerglieder (8, 12) und die Bewegungsübertragungseinrichtung (36, 44) gebildeten Baugruppe verbunden ist, um eine Kraftbetätigung zum Verstellen der Steuerglieder zu ermöglichen.
5. 5. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Kraftbetätigungselement als Baugruppe mit einem Zylinder (68) und einem damit zusammenarbeitenden Kolben ausgebildet ist und eine Verbindung zwischen einer ortsfesten Unterstützung (38) und dem einen Steuerglied (8) bildet.
6. 6. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ii, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungseinrichtung (64) und die Bewegungsübertragungseinrichtung (36, 44) auf entgegengesetzten Seiten der Kraftübertragungsvorrichtung angeordnet sind.
7. 7. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegungsübertragungseinrichtung (36, 44) und die Betätigungseinrichtung (64) auf der ortsfesten Unterstützung (38) drehbar gelagert sind.

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