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Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung
betrifft ein hydraulisches Getriebe, besonders für Automobile, mit dem verschiedene
Vor- und Rückwärtsgeschwindigkeiten, ferner ein Kurvenausgleich, eine Bremswirkung
und g:oichzeitig die automatische Regulierung -des Antriebsmotors erreicht werden.
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Die Einleitung dieser sämtlichen Vorgänge erfolgt von einer einzigen
Handkurbel aus. Die Art und Weise der Geschwindigkeitsgrade im Vor- und Rückwärtssinne
sowie die Größe der Bremswirkung sind auf einer unter der Handkurbel liegeuden Skala
schtbar, wobei bekannten Getrieben gegenüber die Gangart des Getriebes nach der
Erfindung sich der jeweiligen Handkurbelstellung automatisch anpaßt. D:e zur Verstellung
der Drehorgane aufzuwendende Kraft wird hierbei von der Antriebskraftmaschine entnommen.
Zur Erzielung der Bremswirkung kommt ein Drehschieber in Betracht, der bekannten
Vorrichtungen gegenüber derart durch entsprechende Zwischenteile mit der Handkurbel
in Verbindung steht, daß die Einsetzung der Bremswirkung kurz vor der Nullstellung
der Hand-Kurbel erfolgt, so daß sich ein besonderer Betätigungshebel für diesen
Schieber- erübrigt. In diesen Punkten liegt gegenüber den bekannten Getrieben der
Hauptvorteil der Erfindunc-. -Als treibendes Mittel dient wie bei bekannten Getrieben
dieser Art ein Flüssigkeitsstrom, am besten Ü Strom, der als endloses Band von einer
Förderpumpe zu den angetriebenen Maschinen und von hier aus zur Förderpumpe zurückfließt.
Durch Veränderung der Fördermenge ändert sich auch die Umdrehungszahl der angetriebenen
Maschinen. , Je nach der Strömungsrichtung ist in diesem oder jenem Sinne auch der
jeweilige Drehsinn der angetriebenen Maschinen. Der Kurvenausgleich regelt sich
hierbei selbsttätig, weil die beiden angetriebenen Maschnen unabhängig voneinander
den ihnen entgegengebrachten Widerständen entsprechend rotieren können. Durch Abdrosselüng
des Ölbandes in der zur Fö_derpumpe zurückführenden Leitung entsteht eine Bremsung
der angetriebenen Maschinen, die sich proportional zum Strömungswiderstand an der
Drosselungsstelle verhält. Umgekehrt wächst der Druck in der Zuleitung zu den angetriebenen
Maschinen mit dem Widerstande, der denselben entgegengebracht wird und werden die
auftretenden Druckschwankungen zur Regulierung der Motorleistung nutzbar gemacht.
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Die Förderpumpe und die beiden angetriebenen Maschinen sind Kolbenm.
schinen mit sternförmig angeordneten Zylindern. Um schädliche Erschütterungen zu
vermeiden, rotieren die Zylinder um ihre Achse. Die Förderpumpe, welche mit der
Motorwelle :direkt gekuppelt oder mittels Zahnräder verbunden ist, ersetzt gleichzeitig
ein Schwungrad, während die angetriebenen Maschinen in die Hinterräder eingebaut
sind. Bei schweren Lastwagen können gleichzeitig in Hinter- und Vorderräder angetriebene
Maschinen eingebaut
werden, um auf diese Weise das Gleiten der Räder
auf schlechten Straßen zu vermeiden. Auf der Zeichnung veranschaulicht Fig. x einen
Längsschnitt durch die Förderpumpe, Fig. 2 einen Querschnitt in verschiedenen Schnittebenen
durch dieselbe, Fig.3 eine Darstellung eines Teiles der Förderpumpe, teilweise geschnitten,
Fig. 4 eine Darstellung der Stellorgane, Fig. 5 die Betätigungsvo°richtung des Absperrschiebers,
Fig.6 eine Ansicht des gegen die Drehschieber sich legenden Flansches, -Fig.7 eine
Darstellung der Verbindung sämtlicher Teile mit der Einstellungshandkurbel und die
Steuerungsskala, Fig. 8, g, io und ix zwei schematische Darstellungen der Stellungen
des Drehschieters zum Erzenter, Fig. 12 einen Teil der Kupplungsvorrichtung und
Fig. 13 eine schematische Abwicklung der Kurvennut 45, Fig. 14 bis 17 sind
verschiedene Darstellungen ,des Drehschiebers.
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Mit dem Flansch i der -Motorwelle ist das Gehäuse 2 der Förderpumpe
fest verbunden. An dieses schl:eßen sich die Zylinder 3 an, von denen auf der Zeichnung
beispielsweise vier angeordnet sind. Gehäuse und Zylinder rotieren also rait der
Motorwelle. In den Zylindern bewegen sich die Kolben 4 Ein und her, die mit dem
Exzenter g durch die Pleuelstangen 5 verbunden sind, die einerseits die Kolbenbolzen
6 umfassen und andererseits mit ihren Fußenden in die Gleitbahn 7 der Kugellagerung
8 eingreifen. Das Exzenter g ist drehbar auf der Kröpfung io der Kurbelwelle ii
gelagert. Die Kurbelwelle ist mit den beiden Kugellagern 12 in dem Gehäuse 2 gelagert
und führt auf der der Motorwelle gegenüberliegenden Seite nach außen, wo sie gegen
Drehung festgehalten wird. Die Exzentrizitäten des Exzenters g und der Kröpfung
io betragen je die Hälfte des ganzen Kolbenhubes. Je nach der Stellung des Exzenters
kann deshalb der Hub der Kolben 4 von Null bis zum Höchstmaß verstellt werden. Auf
dem Exzenter sitzt das Schneckenrad 13, welches mit der Schnecke 14 in Eingriff
steht. Die Schnecke ist durch Gleitkeil mit der Spindel 15 verbunden, die in den
beiden Ansätzen 16 der Kurbelwelle ix verschiebbar gelagert ist. Beiderseits der
Schnecke 14 lagern drehbar auf der Spindel 15 die beiden Kegelräder 17, welche
durch das Kegelrad 18 verbunden sind, das in einem Auge ig der Kurbelwelle ii gelagert
ist. Eines der beiden Kegelräder ist außen gleichzeitig als Schraubenrad 2o ausgebildet,
das in den Schraubengang 21 eingreift, welcher in das Gehäuse 2 eingeschnitten ist.
Der Schraubengang erteilt dem Schraubenrad eine fortlaufende langsame Drehung, die
das Kegelrad 17 mitmacht und durch das Kegelrad 18 dem anderen Kegelrad 17
als entgegengesetzte Drehung mitgeteilt wird. Die Kegelräder 17 besitzen an ihren
Innensexten je eine Zahnung 22, denen die auf der Spindel 15 festsitzenden Gegenstücke
23 zugekehrt sind. In ihrer Mittelstellung ist die Welle 15 mit keinem der Kegelräder
gekuppelt. Die Drehrichtung der Kegelräder 17 ist entgegengesetzt, so daß beim Versc'rieben
der Spindel, je nach dem das eine oder andere mit derselben gekuppelt wird, auch
der Spindel mit der Schnecke die dem betreffenden Kegelrad innewohnende Dre'@richtung
erteilt wird. In den Ansätzen 16 ist parallel zur Spindel 15 die Spindcl 24 verschiebbar,
aber nicht drehbar gelagert. Auf dieser sitzt der Arm 25, der achsiale Verschiebungen
der Spindel 24 der Spindel 15 mitteilt. Die Spindel 24 besitzt ein Steilgewinde
26, das in die Mutter 27 eingreift, die außen die Zahnung 28 hat.. Durch Verd ehen
der Mutter 27 erfolgt die Verschiebung der Spindel 15 mit den Gegenstücken 23 in
diesem oder jenem Sinne. Die von jedem Kolben während einer Umdrehung der Förderpampe
angesaugte und fortgedrückte Olmenge wird durch den Rundschieber 29 ge-.-egelt,
der durch die Scheidewände 30 in zwei Kammern geteilt ist. Der Rundschieber
ist auf der Kurbelwelle ii drehbar gelagert. Die Zu- und Ableitung 3i, durch welche
das 0I fließt, steht mit dem Flansch 32 in Verbindung, welcher entsprechende Öffnungen
enthält und sich an die Stirnfläche des- Rundschiebers dichtend anlegt. Um den Rundschieber
rotiert mit dem Pumpenkörper der Ring 33, in dem für jeden Zylinderkopf ein Verbindungskanal
34 vorgesehen ist. Der Rundschieber nimmt nicht an der Rotation des Pumpenkörpers
teil, sondern unterliegt nur einer Verstellung von der halben Größe der des Exzenters
g, weil die Exzentrizität des Erzenters gleich dem Kurbelradius gewählt ist. Diese
Verstellung muß erfolgen,- um die Steuerungszeiten, die durch die Scheidewand 30
geregelt werden, der jeweiligen Hubstellung anzupassen.
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Es stellt in Fig. g bis 12 Punkt 0 die Achse der Förderpumpe dar.
' Punkt K ist die Achse des Kurbelwellenzapfens, somit der Drehpunkt des Exzenters
g. Punkt E ist der Mittelpunkt des Exzenters, welcher bei Verstellungen des Kolbenhubes
um Punkt K kreist. In Figur g befindet sich Punkt E in der äußersten Stellung, die
dem größten Hub entspricht. In Fig. io hat Punkt E eine Drehung von bereits go °
im Sinne des Uhrzeigers ausgeführt. Schreitet er in seiner Bewegung fort, so w .rd
die Entfernung zwischen ihm, und dem Mittel-
Punkt 0 immer kleiner,
bis E und 0, wie Fig. zr zeigt, zusammenfallen, in diesem Falle ist der Hub=:
0. Bei @ Fortsetzung der Drehung des Punktes E entfernt sich dieser wieder von Punkt
0, was Fig. 12 darstellt. Dreht sich der Zylinderstern um die Kurbelwellenachse
0 im Sinne des Uhrzeigers, dann steht jeder Zylinder, dessen Pleuelstange 5 mit
Punkt E und der Achse 0 in einer Geraden liegt in seiner äußeren oder inne-.en Totlage,
d. h. der Kolben ist im Begriffe, seine Bewegungsrichtung und Arbeitstätigkeit zu
ändern. Ist der betreffende Zylinder beispielsweise im äußeren Totpunkte, dann war
die vorhergehende-Bewegung seines Kolbens von innen nach außen gerichtet, wodurch
die Verdrängung der im Zylinder befindlichen Flüssigkeitsmenge bewirkt wurde. Im
Anschluß hieran ist der Kolben- im Begriff, seine Bewegung nach innen wieder aufzunehmen,
um neue Flüssigkeit anzusaugen. Da jeder dieser Vorgänge, Zu- und Ableitung, durch
eine besondere Rohrleitung erfolgt, so wird durch den Drehschieber eine Verbindung
mit der einen oder anderen der beiden Rohrleitungen je nach. dem Arbeitsverhältnis
des Zylinders hergestellt. Die Umsteuerung erfolgt also im inneren oder äußeren
Totpunkte, da die Dauer jeder Arbeitstätigkeit von einem zum anderen Totpunkte währt.
Da sich der Totpunkt immer nach der Lage des Exzentermittels E richtet; ist die
Lage der Scheidewand in der Weise von der Lage des Exzentermittels abhängig, daß
eine durch s-e gedachte Gerade durch E führt. Denkt man sich von Punkt 0 über E
eine Strahlenlinie, so führt diese, wenn Punkt E um Punkt K eine Drehung von go°
ausgeführt hat, eine Solche von 45' aus. Die Winkelgeschwindigkeit der Strahlenlinie
ist somit von halber Größe der des Punktes E. Letztere entspricht auch jener der
Scheidewand des Drehschiebers. In den Figuren ist die Scheidewand des Drehschiebers
schematisch eingezeichnet. In Fig. g bedeuten die Buchstaben Z und A Zu- bzw. Ableitung.
Betrachtet, man die Lage von Punkt E über 0, so liegt in den Fig. g bis rr Z links
und A rechts. Vom selben Gesichtspunkt aus Fig 12 betrachtet liegt A links und Z
rechts, so daß jetzt das Ansaugen aus der Ableitung und das Verdrängen in die Zuleitung
erfolgt. Die Strömungsrichtung des Flüssigkeitsbandes hat somit eine Umkehrung erfahren.
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Das Schneckenrad 13 des Exzenters g besitzt die Innenverzahnung
35, mit der das Zahnrad 36 in Eingriff steht. Dieses sitzt auf der durch die hohle
Kurbelwelle führenden Welle 37. Diese steht durch die beiden Zahnräder 38 und
39 mit der Welle 4o in Verbindung, die parallel zur Welle 37 und außerhalb
der Kurbelwelle gelagert ist. Idas Zahnrad 41, das auch auf der Welle 4o sitzt,
steht mit dem Zahnrad 42 des Rundschiebers in Ein-,ariff. Durch diese Vermittlung,
wobei das Übersetzungsverhältnis der Innenverzahnung 35 zum Zahnrad 36 so gewählt
ist, daß <.ich die Welle .37 etwa um die Hälfte schneller dreht wie das Exzenter
g, ist die Verbindung zwischen Exzenter und Rundschieber hergestellt. Die Verhältnisse
der übrigen Zahnräder sind so gehalten, .daß sich auf den Rundschieber die halbe
Drehgeschwindigkeit des Exzenters überträgt. Bei Verstellungen des Hubes, wenn dieselben
durch Verstellungen des Exzenters nach ein und derselben Seite erfolgen, wird auch
dem Ölbande immer ein und dieselbe Bewegungsrichtung gegeben; erfolgt aber eäne
Ve_ stellung des Exzenter:, nach der anderen Seite, so tritt ein Wechsel -der Steuerzeiten
zur Hubstellung ein, was entgegengesetzte Strömung des Ölbandes bedeutet. Die Welle
37 wird von der verschiebbaren Büchse 43 umkleidet, die durch die Rillen
44 mit der Mutter 27 in Verbindung steht. Das Zahnrad 38 ist an der der Büchse 43
zugekehrten Seite mit der Kurvennut 45 versehen, in welche die Rolle 46 eingreift,
die auf einem nach innen gerichteten radialen Zapfen der Büchse 43 läuft. Die Kurvennut
besitzt drei verschiedene Zonen. Die mittlere n ist ganz kurz, während die Zone
b sich über 27o° erstreckt .und Zone c den Rest, den die beiden vorhergehenden Zonen
übriglassen; einnimmt. Da sich die Welle 37 'eineinhalbmal so schnell d:el:t als
das Exzenter 9, so entspricht die große Kurvenzone einer halben Drehung des Exzenters.
Die Büchse 43 steht zwangläufigmit der in der hohlen Steuerwelle 47 gelagerten Stellwelle
48 in Verbindung, wobei zur Kupplung der beiden Teile nach der Zeichnung beispielsweise
die auf der Stehwelle 48 sitzende Schnecke 49 gewählt ist, die in das Zahnrad
50 eingreift, welches auf Büchse 4:3 festsitzt. Die Steliw eile 48 trägt
oben die Handkurbel 51, die über der Skala 52 angeordnet ist. Wird die Handkurbel
verstellt, so wird die Verstellung durch die Schnecke 49 auf das Zal_nrad 5o und
Büchse 43 übertragen. Die Rolle 46, die in der Ruhestellung des Exzen= ters in der
mittleren Zone sich befindet, verläßt durch die Drehung der Büchse diese Zone und
tritt Je nach der Richtung der Drehung in eine der beiden anderen Zonen. Hierbei
verschiebt sich die Büchse der Kurve entsprechend und verstellt die Mutter 27_ so;
daß je nach der Richtung der Verschiebung eines der beiden Kegelräder gekuppelt
ist. Sofort beginnt die Verstellung des Exzenters. g, wobei von der Innenverzahnung
35 das Zahnrad 36 mit der Welle 37 und Kurvennut 45 der Rolle 46 so lange entgegenbewegt
wird, bis die mittlere Zone a erreicht und dadurch die
Büchse in
ihre Antang#;stellung zurückgebracht und .d:e Verstellung aufgehoben ist. Je größer
die mit der Handkurbel ausgeführte Drehung ist, in clie#:em oder -jenem Drehsinne,
desto weiter läuft die Rolle 46 in diese oder jene der Kurvennuten 45 hinein und
desto länger muß die Verstellung des Exzenters 9 anhalten, um Rolle 46 wieder der
mittleren Zone a der Kurvennut zuzuführen. Die Größe der Verstellung des Hub-, ist
also von der Größe der Verstellung der Handkurbel 51 abhängig. Die Skala 52 gestattet
die Verstellungen der Handkurbel abzulesen.
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Die Abdrosselung des Ölbandes zur Bremsung des Wagens wird in dem
Gehäuse 53, da. .quer zur Förderpumpe liegt, bewirkt. Durch dieses führen die beiden
parallellaufenden Rohrleitungen 31. In der Bohrung des Gehäuses 53 kann der Doppeldrehschieber
54 schwingen, der aus Scheidewand 55, die die beiden Rohrleitungen voneinander trennt,
und dem Segment 56, das in Betriebsstellung den Überströmungskanal 57 verdeckt,
besteht. In der gewöhnlichen Betriebsstellung ist der Flüssigkeit der- Durchtritt
durch das Drehschiebergehäuse gestattet. Soll dagegen der Wagen gebremst werden,
so verschließt beim Verdrehen des Doppeldrehschiebers das Segment 56 desselben die
beiden Rohrleitungen 31 nach den angetriebenen Maschinen hin, während es den Überströmungskanal
57 .freilegt und ein Kurzschließen der beiden Rohrleitungen bewirkt und die Flüssigkeit
zur Förderpumpe zurückfließen läßt. Der Drehschieber, der in seinem Gehäuse 53 mit
den beiden Zapfen 58 gelagert ist, wird durch die an dem mit ihm fest verbundenen
Kurbelzapfen 59 angreifende Feder 6o stets so gehalten, daß der Flüssig-]zeit der
Durchfluß durch den Drehschieber gestattet ist. Zahnrad 61 steht mit Zahnrad 62
auf Welle 63 und Schneckenrad 64 in Verbindung. Die in Zahnrad 5o eingreifende Schnecke
49, die auf der Stehwelle 48 sitzt, greift gleichzeitig in das Schneckenrad 64 mit
ein. Wird also zur Hubverstellung eine Betätigung der Handkurbel 51 vorgenommen,
so wird die Bewegung der Stellwelle gleichzeitig über Schneckenrad 64, Welle 63
und Zahnrad 62 auf Zahnrad 61 übertragen. Da letzteres aber lose auf einem der beiden
Zapfen 58 läuft, so wird die Drehung dem Drehschieber erst dann übermittelt, wenn
der im Zahnrad 61 nach innen federnde Mitnehmerstift 65 an die auf dem Zapfen 58
sitzende Nase anschlägt. Dies tritt aber durch die besondere Form von Nase und Mitnehmerstift
nur ein, wenn mit der Handkurbel eine einer Zu ückstellung des Kolbenhubes- entsprechende
Bewegung ausgeführt wird, während im anderen Falle der Mitnehmerstift über die Nase
hinweggleitet. Die Einstellung ist dabei so gewählt,. daß die Mitnahme des Drehschiebers
erst geschieht, wenn die Handkurbel in einer Stellung ist, die einer Exzenterstellung
kurz vor dem Nullpunkt entspricht. Die Dauer der Mitnahme währt bis zum Nullpunkt.
Wird die Handkurbel noch weiter zurückgestellt zum Zwecke der Einschaltung des Rückwärtsganges,
so wird der Mitnehmerstift 65 durch Auflaufen auf den am Drehschiebergehäuse 53
festsitzenden Nocken 66 aus der Nase gehoben. Der Schieber wird hierdurch freigegeben
und durch die Feder 6o in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht, so daß die Bremswirkung
wieder aufgehoben ist. Durch diese Anordnung ist beim Stillstand-des Wagens, wobei
die Handkurbel immer auf Null teht, die Bremswirkung stets eingeschaltet, so daß
derselbe ohne weiteres an Abhängen halten kann.