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Hydrostatischer Drehmomentwandler (Zusatz zu Patent ........... Patentanmeldung
P 22 03 478.2) Die Erfindung erstreckt sich auf einen hydrostatischen Drehmomentwandler,
bestehend aus einer Axialkolben-Pumpe und einem Axielkolben-Motor mit veränderbarom
Förder- bzw. Schluckvolumen innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses, insbesondere zur
Verwendung als selbsttätig nach dem Leistungsbedart geregeltes Getriebe für den
Antrieb eines mit verhältnismäßig hoher - im Verhältnis von etwa 1:5 veränderbaren
- Drehzahl arbeitenden Stromerzeugers (Generators) durch eine Brennkraftmaschine
mit wesentlich niedrigerer - ihrerseits etwa im Verhältnis 1:6 veränderbaren - Drehzahl,
bei dem die drehbar im Gehäuse gelagerten Schwenkkörper des Pumpen- und otortiles
von einem Servozylinder mit Kolben durch miteinander gekoppelte Gestänge 80 gesteuert
werden, daß die zur jeweils verlangten Generator- Antriebaleistung gehörende Wandler-Ausgangsdrehzahl
durch Verändern der Fördermenge der Axialkolben-Pumpe und/oder der Schluckmenge
des Axialkolben-Potors unabhängig von der Wandler-Eingangsdrehzahl konstant gehalten
wird nach Patent ...........,...(Patentanmeldung P 2203478.2) Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, einen hydrostatischen Drehmomentwandler zu schaffen, der die gleich
Funktion wie der. im Hauptpatent beschriebene Wandler erfüllt, dabei jedoch eine
wesentlich kleinere Baulänge aufweist und sich daher leichter in einem üblichen
Krattfahrzeugmotorraum unterbringen läßt. Diese Ausgabe ist erfindungsgemäß durch
die Abwandlung des im Hauptpatent beschriebenen Drehmomentwandlers in der leise
gelöst, daß der Pumpen- und Motorteil mit einem Volumenverhältnis größer al 151,
vorzugsweise zwischen 1,5s1- und 2:1, auf der gleichen Seite einer das gemeinsame
Gehäuse auf einer Seite abschließenden Steuerscheibe angeordnet sind. Durch eine
solche Ober- bzw. Nebeneinander- Anordnung des Pumpen- und Motorteiles ist es gelungen,
die Einbaulänge des hydrostatischen Drehmomentwandlere auf etwa 2/3 des bei gegenüberliegender
Anordnung
beiderseits einer gemeinsamen Steuer scheibe erforderlichen Baulänge zu verringern.
Die damit verbunden gleichzeitige Vergrößerung der Gesamthöhe bzw. Breite des Drehmomentwandlers
ist tür die Unterbringung des Wandlers selbst und des von diesem angetriebenen Generators
weniger störend, da in Höhen- und Breitenrichtung des Kraftfahrzeugmotorraumes im
allgemeinen mehr Einbauplatz zur Verfügung steht als in Fahrzeuglängerichtung.
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Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des ertindungsgemäßen hydrostatieren
Wandlers besteht darin, daß das Gehäuse mit Anschlüssen für einen vorzugsweise ebenfalls
in einer Vertikalebene mit dem Pumpen- und Motorteil parallel zu diesen angeordneten
Generator autwaist, der über einen ins Schnelle übersetzten Zugaittel-(vorzugsweise
Zahnriemen) -trieb mit der Ausgangswelle des Wandler-Motorteiles verbunden ist.
Ourch diese Augestaltung läßt sich die Einbaulänge tür den hydrostatischen Wandler
einschließlich des von diesem angetriebenen elektrischen Generators auf die Wandlerlänge
beschränken und gleichzeitig der Generator mit einer verhlltniemäßig hohen Maximal-Drehzehl
bis z. B. 12.000 U/min. von dem mit einer höchsten Ausgang@@rehzahl von ca. 5.000
U/min. umlaufenden dandler-otorteil antreiben.
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Schließlich liegt es im Rahmen der Ertindung, den hydrostatischen
Drehmomentwandler mit 2 Füllpumpe auszurüsten, von denen die ein durch die Eingangswelle
und die andere durch die Ausgangawelle angetrieben wird. Hierdurch wird die Möglichkeit
dazu geschaffen, den hydrostattschen Drehmomentwandler auch zum Ingangsetzen der
normalerweise als Antrieb dienenden Brennkraftmaschine mit Hilte des auf Motorbetrieb
aus der Fahrzeugbatterie umschaltbaren Generators zu verwenden, wobei ein gesonderter
Anlasser entfallen kann. Diese zusätzliche Ausnutzung des erfindungsgemäßen hydrostatischen
Drehmomentwandleres hat gegenüber den bekannten kombinierten Anlasser-Lichtmaschinen
den großen Vorteil, daß tür die Antangebeschleunigung der Brennkraftmaschine durch
die starke Untersetzung ein ausreichendes Drehmoment zur Vertügung steht, ohne die
Batterie mit hohen Spitzenströmen zu belasten, die sich sehr schadlich aut die Lebensdauer
der Batterie auswirken.
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Weitere vorteilhafte merkmale des erfindungsgemäßen hydrostatischen
Wandlers ergeben sich aus den zugehörigen Patentansprüchen und dar nachstehenden
Beschreibung eines Austührungsbeispieles anhand der Zeichnung mit drei Abbildungen.
Von diesen zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen hydrostatischen Drehmomentwandler
im Längsachnitt, Fig. 2 den gleichen Wandler im Querschnitt entsprechend der Linie
II/II in Fig. 1 und Fig. 3 ein Hydraulikschemabild des Wandlers mit Hiltseinrichtungen.
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Unter Verwendung entsprechender um 100 erhöhter Bezugezeichen für
die mit dem im Hauptpatent beschriebenen hydrostatischen Drehmomentwandler übereinstimmenden
Bauteile sind bei dem in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Wandler der Pumpenteil
101 und der motorteil 102 auf der ;CetJ gleichen Seite Steuerscheibe 103 mit parallel
zueinander liegender Antriebswelle 124 bzw. Abtriebswslle 126 innerhalb des gemeinsamen
Gehäuses 104 angeordnet. Das größte Fördervolumen des Pumpenteils 101 verhält sich
dabei zum größten Schluckvolumen des Motorteiles 102 etwa wie 1,5:1. Die jeweils
wirksame Fördermengedes Pumpenteils 101 und die Schluckmenge des motorteils 102
können durch Einstellen der Schwenkkörper 120 bzw. 121 auf unterschiedliche Schrägwinkel
im Gehäuse 104 mit Hilfe einer Servoverstellung mit einer selbsttätigen Regeleinrichtung
entsprechend aufeinander abgestimmt werden. Der Regelbereich des Wandlers ist dabei
so ausgelegt, daß einerseits die motor-Ausgangewelle 126 bereits bei der niedrigsten
(Leerlauf-) Drehzahl der Pumpen-Antriebswelle 124 von nE = ca. 900 U/min. mit einer
der Volleistung des über einen Zahnriementrieb 160, 161, 162 mit einem festen Ubersetzungsverhältnis
von ca. 2,4:1 ins Schnelle anzutreibenden nicht mit dargestellten elektrischen Generators
entsprechender höchster Ausgangsdrehzahl nA = ca. 5.000 U/min.
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angetrieben werden kann, während im anderen Grenzfall bei einer höchsten
Wandler-Eingangsdrehzahl nE = ca. 4.800 U/min. die Ausgangsdrehzahl bis
auf
nA = ca. 1.000 U/min. hinunterregelbar ist. Aus dieser Forderung ergibt sich ein
gesamter Regelbereich von ungef. 5,57s1 ois kr4,8 von ca. 27.
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Wie in dem Hydraulik-Schemabild der Figur 3 angedeutet, ist der hydrostatische
Wandler beim Austührungsbeispiel mit 2 Füllpumpen 163 und 164 ausgerüstet. Von diesen
ist die mit der Eingangswelle 124 drehfest verbundene Füllpumpe 163 bei dem Ausführungebeispiel
als handelsübliche Kapselpumpe ausgebildet, die vorteilhaft gleichzeitig zum Betätigen
einer nicht mit dargestellten Servolenkung benutzt werden kann. Diese Pumpe versorgt
bei von der - nicht mit dargestellten - Fahrzagbrennkraftmaschine z. 8.
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über einen doppelten Keilriementrieb 165, 166 angetriebener Eingangswelle
124 über eine Druckleitung 167 und Schnüffelventile 168,169 mit einem durch ein
Druckhalteventil 135 bestimmten Fülldruck P1 von z. 6. 7 atü mit Füllöl und gleichzeitig
die Servoverstelleinrichtung 137 bis 151 für die Schwenkkörper 120 und 121 des Wandlers
mit der erforderlichen Druckflüssigkeit. Die Servoverstellsinrichtung stimmt bei
diesem Betriebszustand mit der im Hauptpatent anhand des Ausführungsbeispiels gegebenen
Beschreibung in ihrer Wirkungsweise überein. Um jedoch den Wandler auch unter Vertauschung
des Pumpen- und motorteiles zum Ingangsetzen der Fahrzeugbrennkraftmaschins durch
den in diesem Fall als Elektromotor wirkenden Generator verwenden zu können, ist
der Wandler mit einer zweiten z. a.
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als Zahnradpumpe 164 ausgebildeten mit der Abtriebawelle 126 drehfest
verbundenen Füllpumpe versehen. Diese Pumpe 164 läuft beim Normalbetrieb des Wandern,
d. h. bei angetriebener Antriebswelle 124 und Füllpumpe 163 unbelastet mit, so lange
ein an die Druckleitung 170 angeschlossenes Absperrventil 171 durch den von der
Pumpe 163 in der Leitung 167 erzeugten Fülldruck entgegen der Kraft einer Feder
172 in der in Figur 3 dargestellten tffnungalage gehalten wird Wenn die Füllpumpe
163 jedoch - bei stillstehender Fahrzeugbrennkraftmaschine - nicht arbeitet und
infolgedessen die Leitung 167 drucklos ist, wird das Absperrventil 171 durch die
vorgespannte Feder 172 selbsttätig in Schließlage verstellt. Sobald nun die Füllpumpe
164 auf der Wandler-Ausgangswelle 124 von dem als Anlaß-Motor wirkenden - nicht
mit dargestellten Generator - in Drehung versetzt wird,
baut sich
in der Leitung 170 ein durch ein Druckhalteventil 173 bestimmter Fülldruck P2 von
z. B. ca. 10,5 atü auf. mit diesem Druck wird über ein gesondertes Rückschlagventil
174 einmal wieder der Wandler mit der erforderlichen Füllung versorgt, der in diesem
Fall mit vertauschten Saug-und Druckseiten im inneren Kreislauf 175 zwischen den
Wandlerteilen arbeitet. Gleichzeitigwird von der Pumpe 164 über eine Leitung 176
und ein Rückschlagventil 177 der Servoverstellzylinder 137 mit Kolben 138 und Kolbenstange
139 so beaufschlagt, daß der Schwenkkörper 121 durch das Gestänge 142 entgegen der
Kraft einer vorgespannten Feder 178 gegen einen Anschlag 179 für ein kleinstes Fördervolumen
und dor Schwenkkörper 120 auf größten Ausschlag entsprechend dem vollen Schluckvolumen
verstellt wird, um ein größtmögliches Drehmoment von den in diesem Fall als Motor
wirkenden Pumpenteil 101 des Wandlers zum Ingangsetzen der stillstehenden Fahrzeugbrennkraftmaschine
über den Riementrieb 165 zu übertragen. Sobald die Welle 124 des Pumpenteils 101
beim Anlassen der Brennkraftmaschine zu laufen beginnt, fängt auch die mit ihr drehfest
verbundene Füllpumpe 163 zu fördern an und setzt nach Aufbau des vollen Fülldruckes
P1 in der Leitung 167 den weiter oben beschriebenen normalen (Regel-) Betrieb des
Wandlers durch 0einen des Absperrventils 171 selbsttätig wieder her.
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Ansprüche: