DE3844265A1 - Verfahren zum wandeln des an einer welle vorhandenen drehmomentes und hydrostatischer drehmomentwandler zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum wandeln des an einer welle vorhandenen drehmomentes und hydrostatischer drehmomentwandler zur durchfuehrung des verfahrens

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DE3844265A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei Verwendung einer Verbrennungskraftmaschine bei Fahrzeugen, Erdbaumaschinen u. dgl. kommt der Kraftübertragung zentrale Bedeutung zu. Die Angleichung der Drehgeschwindigkeit des Motors und der Kardanwelle derart, daß an der Kardanwelle das von der jeweiligen Last in verschiedenen Fahrsituationen bedingte Drehmoment vorhanden ist, setzt die Verwendung eines Getriebes voraus, das eine Anzahl Übersetzungsverhältnisse besitzt. Üblicherweise werden die verschiedenen Übersetzungen durch Zahnräder erzielt. Die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit im europäischen Autoverkehr wird auf 18,5 km/h geschätzt. Das bedeutet, daß häufig angehalten wird bzw. daß viele Schaltvorgänge und Fahren in niedrigem Gang mit geringer Motorauslastung gegeben sind. Unter solchen Umständen ist die Kraftstoffwirtschaft des Verbrennungsmotors schlecht und die Verluste bei der Kraftübertragung sind groß.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wobei eine wesentliche Verbesserung der Kraftstoffwirtschaft durch die Entwicklung einer in einem weiten Übersetzungsbereich stufenlos arbeitenden Kraftübertragung gewährleistet wird, die eine je nach der Fahrsituation geschmeidige Umstellung des Drehmomentwandlungsverhältnisses ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 bzw. durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 4 gelöst. Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Umwandlung der Bewegungsenergiequanten mittels der Impulse in potentielle Energie. Die Bewegungsenergiequanten entstehen, wenn der Motor einen Augenblick lastfrei läuft und die Geschwindigkeit seiner bewegten Teile und damit die darauf beruhende Bewegungsenergie ansteigt. Wenn danach die vom Motor angetriebene Antriebswelle mit der Mittelwelle in Eingriff kommt, erhöht sich die Winkelgeschwindigkeit der Mittelwelle und wird derjenigen der Antriebswelle nahezu gleich und größer als die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle. Dadurch nimmt die Torsionskraft der zwischen der Mittelwelle und der Abtriebswelle liegenden Feder zu. Anschließend wird die Verbindung zwischen der Antriebwelle und der Mittelwelle unterbrochen und der gleiche Prozeß fängt wieder von vorn an. Auf diese Weise wird die Zunahme der Bewegungsenergie mittels eines Impulses in eine Torsionskraft, d. h. in eine Zunahme der potentiellen Energie umgewandelt und ein an der Abtriebswelle bestehendes Drehmoment aufrechterhalten, das von der Last abhängig ist und bspw. im Vergleich zu dem vom Motor abgegebenen durchschnittlichen Drehmoment bspw. zehnfach größer sein kann. Zu diesem Zweck ist zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eine hydrostatische Kupplung vorgesehen, mit der die Verbindung der Antriebswelle und der Mittelwelle bzw. die Loslösung derselben voneinander schnell und ohne mechanisch beanspruchende Sekundärwirkungen erfolgen kann. Anstelle einer hydrostatischen Kupplung kann auch eine magnetische Kupplung angewandt werden.
Vorteile bestehen in der einfachen Bauart sowie vor allem in den technischen Eigenschaften, wie stufenloses Arbeiten innerhalb eines weiten Drehmomentwandlungsbereiches. Außerdem wird automatisch das jeweils von der an der Abtriebswelle liegenden Last bedingte Wandlungsverhältnis gewählt, so daß eine vollständige Automatisierung möglich ist. Dies beruht bei unveränderter Drosselung des Motors darauf, daß bei einem Anstieg des Drehmomentwandlungsverhältnisses infolge schwerer Belastung der Abtriebswelle die Zahl der Impulse je Zeiteinheit in nahezu gleichem Verhältnis zunimmt, während deren Zeitdauer entsprechend kürzer wird. Infolgedessen ist die mit Hilfe der Kupplung von der Antriebswelle auf die Mittelwelle und weiter auf die Abtriebswelle übertragende Energiemenge je Zeiteinheit nahezu unverändert, was auch für die Belastung des Motors gilt. Daher wirken sich - wenn die Einstellungen der das Arbeiten der Vorrichtung steuernden Ventile nicht verändert werden - die Lastschwankungen an der Abtriebswelle auf das Drehmomentwandlungsverhältnis und auf die Drehzahl der Abtriebswelle aus, wohingegen der Einfluß auf die Belastung und die Drehzahl des Motors gering ist. Eine völlige Automatisierung wird erreicht, wenn die Steuerventile mit den Schwankungen der Motorleistung und der Drehzahl sowie mit den Schwankungen der Last an der Abtriebswelle synchronisiert sind.
Ein erheblicher Vorteil gegenüber herkömmlichen automatischen Kraftübertragungen ist u. a. der wesentlich bessere Wirkungsgrad der Kraftübertragung und gute Wirkungsgrad bei niedrigen Belastungsverhältnissen, weil keine Zahnradverluste gegeben sind. Bei direkter Durchschaltung sind die Verluste in erster Linie auf die Ölviskosität zurückzuführen und deshalb unbedeutend. Andererseits bewirkt jeder Impuls Verluste, deren Betrag von der während des Impulses durch das Ventil fließende Ölmenge und von der Druckdifferenz abhängig ist. Indem bei zunehmendem Wandlungsverhältnis die Impulszahl je Umdrehung der Abtriebswelle zunimmt, ergibt sich, daß der Wandlungswirkungsgrad als Funktion des Drehmomentwandlungsverhältnisses nach folgender Formel gegeben ist:
mit
n = Wirkungsgrad,
CR = Drehmomentwandlungsverhältnis, und
c = von der Bauweise der Vorrichtung
abhängiger Koeffizient.
Der Wert des Koeffizienten c, der auch den Maximalwert des Drehmomentwandlungsverhältnisses bestimmt, ist in erster Linie davon abhängig, wie viele Impulse je Umdrehung der Antriebswelle in Bezug auf die Mittelwelle erzeugt werden. Versuche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtungs-Ausführungsform mit zwei impulserzeugenden Stegen ergaben den Wert c = 9,5, wobei das maximale Drehmomentwandlungsverhältnis 1 : 10,5 betrug. Man findet diesen Wert experimentell, indem man die Abtriebswelle bis zum Stillstand abbremst. Im abgebremsten Stillstand ist der Wirkungsgrad Null. Bei einem Wandlungsverhältnis von 1 : 2 ist der Wirkungsgrad n = 0,89. Der Einfluß der Verluste war dadurch nachweisbar, daß das Übersetzungsverhältnis dann 2,24 : 1 betrug.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 bilden die Teile 3, 5 und 6 die hydrostatische Kupplung, wobei das Zentralzahnrad 3 ein Teil der Antriebswelle 1 ist. Das Kupplungsgehäuse 6 ist ein Teil der Mittelwelle 17, die mittels einer Feder 16 eine Abtriebswelle 22 dreht. Eine Einwegkupplung 9 verhindert die Drehung der Mittelwelle 17 entgegen der Richtung der Kraftübertragung. Im Zentralzahnrad 3 sind aus Fig. 2 ersichtliche Mulden 4 und Stege 28 vorhanden. Ein Ölkanal 7 öffnet sich sowohl in den Druckraum der Kupplung als auch in die Mulde 4 und verbindet diese mit einem Verbindungsrohr 10. Ein Ölkanal 8 öffnet sich in die Mulde 4 und verbindet diese mit einem Verbindungsrohr 11. Ein Ölkanal 13 verbindet ein Verbindungsrohr 24 mit dem Saugraum der Kupplung. Wenn sich das Zentralzahnrad 3 in Bezug auf das Kupplungsgehäuse 6 dreht, rotiert das Seitenzahnrad 5 in entgegengesetzter Richtung und die Kupplung saugt Öl durch das Verbindungsrohr 24 an, das mit der (nicht gezeichneten) Ölwanne der Vorrichtung in Verbindung steht. Das Verbindungsrohr 10 ist mit einem Steuerventil 55 (Fig. 4) verbunden. Durch ein Verbindungsrohr 53 fließt das Öl in die Ölwanne der Vorrichtung.
Wenn sich das Zentralzahnrad 3 im Verhältnis zum Kupplungsgehäuse 6 dreht und der Steg 28 die Öffnungen erreicht, mit denen die Ölkanäle 7 und 8 in die Mulde 4 münden, wird der Ölfluß vom Druckraum zum Ölkanal 8 gesperrt, und Ölfluß findet ausschließlich durch den Ölkanal 7 zum Verbindugnsrohr 10 und weiter zum Steuerventil 55 statt. Von der jeweiligen Stellung des Steuerventils ist der Strömungswiderstand und der dadurch verursachte Druckverlust abhängig. Als Funktion des Unterschieds zwischen den Winkelgeschwindigkeiten der Antriebswelle und der Mittelwelle bestimmt dieser Druckverlust, wie hoch die Druckspitze im Druckraum der Kupplung während des Impulses wird. Je höher die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten und/oder das Drehmoment, das von der Last bewirkt wird, und an der Mittelwelle angreift, umso höher ist die Druckspitze und umso höher das Drehmoment, welches während des Impulses das Kupplungsgehäuse 6 in Richtung der Kraftübertragung dreht. Um eine gänzlich automatische Arbeitsweise zu ermöglichen, ist die Abtriebswelle 22 mit einer Ölpumpe 20 versehen, von welcher der Ölfluß zum Verbindungsrohr 57 am Steuerventil 55 (Fig. 4) geht. Den Öldruck bestimmt ein Druckbegrenzungsventil, das von der Drehgeschwindigkeit der Abtriebwelle gesteuert wird, und das unter verschiedenen Fahrverhältnissen den richtigen Grunddruck in der Kupplung aufrechterhält.
In der in Fig. 5 gezeichneten Ausführungsform besteht die hydrostatische Kupplung aus einem scheibenförmigen, zur Antriebswelle 671 exzentrischen Kolben 63, aus einer Bodenplatte 66 und aus einem Zylinder 64, der um das Lager 65 schwenkbar gelagert ist. Im Schnitt A-A² gemäß Fig. 6 ist die Mündung des Ölkanals 71 sichtbar, die sich in den Zylinderraum 60 öffnet und dauernd offen steht. Desgleichen ist aus Fig. 6 die Mündung des Ölkanals 67 ersichtlich, die in der Extremlage des Zylinders 65 geschlossen ist. In dieser Lage werden die Impulse erzeugt, und das Ventil, dem das Öl durch die Mündung des Kanals 71 zufließt, steuert die Arbeitsweise der Vorrichtung. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher die Bewegung des Kolbens 47 in axiale Richtung stattfindet. Gleitstangen 41 und Stangenführungen 40 und 42 verhindern ein Verkanten des Kolbens 47 auf die Antriebswelle 30 zu. Der Impuls entsteht, wenn eine Knagge am Kolben 47 auf die Knagge 43 an der Mittelwelle trifft und der Kolben 47 in Fig. 3 nach links auszuweichen sucht. Vom Verbindungsrohr 34 strömt Öl zu einem Ventil, das die Arbeitsweise der Vorrichtung steuert. Nach dem Impuls führt die Feder 39 den Kolben 47 in die Ausgangslage zurück und Öl fließt durch das Verbindungsrohr 32in die Druckraum 46, wobei das Verbindungsrohr 32 mit der Ölwanne der Vorrichtung fluidisch in Verbindung steht.
In den gezeichneten Ausführungsformen ist das Druckbegrenzungsventil, das die maximale Druckhöhe im Druckraum der Kupplung bestimmt, z. B. mit dem Verbindungsrohr 57 (Fig. 4) verbunden.
Bei der Ausführung gem. Fig. 1 ruft die Drehbewegung der Antriebswelle in Bezug auf die Mittelwelle eine plötzliche oder eine stetige Bewegung von Öl aus dem Saugraum der hydrostatischen Kupplung zu deren Druckraum in solcher Weise hervor, daß der im Druckraum bestehende Druck der Bewegung zwischen den Teilen der Kupplung und damit der Bewegung zwischen der Antriebswelle und der Mittelwelle entgegenarbeitet. Aus diesem Grund wird die Arbeitsweise der Kupplung durch ein Ventil bestimmt, das den Ölfluß aus dem Druckraum und die Höhe des dort herrschenden Drucks steuert. Wenn das Steuerventil ganz geöffnet ist, entsteht kein Druck und die Vorrichtung befindet sich in der Neutrallage. Bei völlig geschlossenem Ventil liegt Direktschaltung vor. Zwischen diesen Grenzlagen des Steuerventils erzeugt die Vorrichtung Impulse und arbeitet als Drehmomentwandler, wobei das Drehmomentwandlungsverhältnis durch die Ventileinstellung bestimmt wird und stufenlos nach der Last im gesamten Leistungs- und Drehzahlbereich des Motors variiert.
Die Vorrichtung ist direkt durchgeschaltet, wenn im Druckraum der Kupplung ein genügend hoher Grunddruck relativ zur Lasthöhe aufrechterhalten wird. Der Druck ist z. B. mit Hilfe einer Ölpumpe und eines Druckbegrenzungsventils erhältlich, die von der Abtriebswelle angetrieben sind. Das Ventil steuert den Grunddruck derart, daß die Vorrichtung in Direktschaltung innerhalb des beim Fahren mit verschiedenen Geschwindigkeiten auf ebener Strecke erforderlichen Drehmomente zuzüglich einer geeigneten Reserve gehalten wird. Falls die Last bspw. infolge steiler Berganfahrt steil ansteigt, setzt die Impulserzeugung automatisch ein. Die Impulse halten dasjenige Drehmoment bei, das die Last an der Abtriebswelle verlangt, wobei die Drehzahl der Abtriebswelle und die Fahrgeschwindigeit abnehmen. Falls in diese Situation die Leistung des Motors ausreichend zunimmt, steigt die Drehzahl des Motors und der Antriebswelle in Bezug auf die Drehzahl der Mittelwelle in dem Grad, daß die entstehenden Impulse genügend Energie an die Abtriebswelle ohne Reduktion ihrer Drehzahl übertragen. Die Vorrichtung arbeitet in beiden Fällen stufenlos als Drehmomentwandler.
Die Ausführungsform, die manuellen Kraftübertragungen entspricht, ist mit einer Ventilgruppe ausgestattet, in welcher das Hauptventil von Hand bedient wird und bei Leerlauf des Motors ein zusätzliches Ventil von der Steuerung des Hauptventils unabhängig die Vorrichtung in der Neutrallage hält. Der Motor ist mit einem Drehzahlbegrenzer ausgerüstet. Eine Kraftübertragung in entgegengesetzter Richtung wird mit einem Einwegventil erzielt , welches den Ölrückfluß aus dem Saugraum der Kupplung zur Ölwanne der Vorrichtung unterbindet.
Wenn die Mittelwelle mit höherer Drehzahl als die Antriebswelle läuft, tritt Öl vom Druckraum der Kupplung in ihren Saugraum über. Da das Einwegeventil den Ölfluß aus dem Saugraum hinaus verhindert, steigt dort der Druck, bis die Mittelwelle die Antriebswelle und den Motor dreht. Dann ist eine Motorbremsung wirksam und der Motor kann z. B. durch Schleppen des Fahrzeuges gestartet werden. Insbesondere in Verbindung mit der von Hand bedienbaren Ausführung ist es angebracht, die Vorrichtung mit einem Ventil zu versehen, das durch Begrenzen des Maximaldrucks im Druckraum der Kupplung den Maximalwert des erzeugten Drehmoments begrenzt und auf diese Weise übermäßige Beanspruchung der Kraftübertragungskomponenten verhindert. Es ist auch angebracht, die Vorrichtung mit einem Hilfsventil auszurüsten, das mit dem Hauptsteuerventil synchronisiert ist. Wenn dieses Ventil in der extremen Schließstellung steht, verhindert es den Ölfluß vom Druckraum der Kupplung durch alle Kanäle außer demjenigen den das Hauptsteuerventil geschlossen hält und der die Vorrichtung dauernd durchgeschaltet hält, unabhängig von der Drehzahl und der Belastung des Motors.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch vorzüglich zum Einsatz in Erdbaumaschinen o. dgl. geeignet. Die Kombination von Feder und hydrostatischer Kupplung kann z. B. zum geschmeidigen Anlassen von schweren Maschinen in der Industrie verwendet werden.
Wenn die Antriebswelle in Bezug auf die Mittelwelle rotiert, bewirkt die in Fig. 1 gezeichnete Ausführungsform den Übergang von Öl vom Saugraum der hydrostatischen Kupplung in ihren Druckraum. Wenn ein Impuls erzeugt wird, strömt das Öl vom Druckraum nur durch das Steuerventil, welches die Strömung drosselt. Da die Einwirkung des Drucks auf die Dichte des Öls vernachlässigbar ist, steigt der Druck dann im Druckraum der Kupplung steil an, bis er dort den Eintritt von Öl sperrt, was die Bewegung der Kupplungsglieder stillsetzt und auf diese Weise die Antriebswelle und die Mittelwelle miteinander kuppelt. Es ist auch möglich, daß die Bewegung eines Kolbens in einem Zylinder entsprechende Wirkung herbeiführt.
Das vom Motor entwickelte Drehmoment dreht dann die Mittelwelle in der Kraftübertragungsrichtung und erhöht die Torsionskraft in der zwischen der Mittelwelle und der Abtriebwelle eingesetzten Feder. Die Zeitdauer der Impulse und der Drehwinkel der Mittelwelle sind von der Stellung des Steuerventils und von der Höhe des an der Mittelwelle wirkenden, von der Last verursachten Drehmoments abhängig. Je höher das Drehmoment, umso höher ist die Druckspitze in der Kupplung und umso größer die Strömungsgeschwindigkeit des Öls durch das Steuerventil bei der festgelegten Stellung des Steuerventils. Das bedeutet eine kürzere Dauer der Impulse und ein höheres Übersetzungs- sowie Drehmomentwandlungsverhältnis.
Liste der Bezugsziffern
Fig. 1
 1 Antriebswelle
 2 Hauptlager
 3 Zentralzahnrad
 3 Mulde
 5 Seitenzahnrad
 6 Kupplungsgehäuse
 7 Ölkanal
 9 Ölkanal
10 Verbindungsrohr
11 Verbindungsrohr
12 Ölförderkomponente
13 Ölkanal
14 Federbefestigungspunkt
15 Lager
16 Feder
17 Mittelwelle
18 Lager
19 Hauptlager
20 Ölpumpe
21 Hauptlager
22 Abtriebswelle
23 Lager
24 Verbindungsrohr
25 Federbefestigungspunkt
26 Verbindungsrohr
27 Verbindugnsrohr
Fig. 2
 3 Zentralzahnrad
 4 Mulde
28 Steg
Fig. 3
30 Antriebswelle
31 Einwegventil
32 Verbindungsrohr
33 Hauptlager
34 Verbindungsrohr
35 Ölkanal
36 Hauptlager
37 Ölkanal
38 Zylinderwand
39 Feder
40 Stangenführung
41 Gleitstange
42 Stangenführung
43 Knagge
44 Einwegkupplung
45 Mittelwelle
46 Druckraum
47 Kolben
Fig. 4
51 Ventilhebel
52 Ventildurchlaß
53 Verbindungsrohr
54 Verbindungsrohr
55 Ventilgehäuse
46 Ventilspindel
57 Verbindungsrohr
Fig. 5
60 Druckraum
61 Antriebwelle
62 Hauptlager
63 Kolben
64 Zylinder
65 Lager
66 Bodenplatte
67 Ölkanal
68 Lager
69 Einwegkupplung
70 Mittelwelle
Fig. 6
63 Kolben
64 Zylinder
65 Lager
66 Bodenplatte
67 Ölkanal
71 Ölkanal

Claims (13)

1. Verfahren zum Wandeln des an einer Welle vorhandenen Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, daß von einer durch einen Motor angetriebenen Antriebswelle Energiequanten an eine eine Last treibende Abtriebswelle in Form von Impulsen übertragen werden, wobei die Anzahl Impulse je Zeiteinheit der Differenz zwischen den Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle entspricht, so daß die Abtriebswelle ein Drehmoment aufweist, das größer ist als das durchschnittliche vom Motor erzeugte Drehmoment.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle wiederholt von einer Mittelwelle abgeschaltet wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der bewegten Teile des Motors und die darauf basierende Bewegungsenergie zunimmt, wobei der Zuwachs an Bewegungsenergie bei Wiederverbindung der Antriebswelle mit der Mittelwelle als Impuls in potentieller Energie umgewandelt wird, die als Torsionskraft einer zwischen der Mittelwelle und der Abtriebswelle vorgesehenen Feder an der Abtriebswelle ein der Last entsprechendes Drehmoment aufrechterhält, wobei der Wirkungsgrad n eine Funktion des Drehmoment-Wandlungsverhältnisses CR gemäß folgender Formel ist: wobei c ein von der Bauweise abhängiger Koeffizient ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle mittels einer einen Druckraum aufweisenden hydrostatischen Kupplung mit der Mittelwelle verbunden bzw. von ihr getrennt wird, wobei das von der hydrostatischen Kupplung übertragene Drehmoment eine Funktion der Druckhöhe im Druckraum der Kupplung ist, so daß das umgewandelte Drehmoment in gleichem Verhältnis zu- bzw. abnimmt, in dem die Druckhöhe im Druckraum steigt bzw. fällt.
4. Vorrichtung zum Wandeln des an einer Welle vorhandenen Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Motor angetriebene Antriebswelle und eine eine Last treibende Abtriebswelle vorgesehen ist, wobei von der Antriebswelle an die Abtriebswelle Energiequanten in Form von Impulsen übertragen werden, deren Zahl je Zeiteinheit der Differenz zwischen den Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswelle verhältnisgleich ist, so daß an der Abtriebswelle ein Drehmoment gegeben ist, das größer ist als das durchschnittliche vom Motor erzeugte Drehmoment.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eine Zwischenwelle vorgesehen ist, wobei die Antriebswelle wiederholt von der Mittelwelle abgeschaltet wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der bewegten Teile des Motors und die darauf basierende Bewegungsenergie zunimmt, und der Zuwachs an Bewegungsenergie bei Wiederanschaltung der Antriebswelle an die Mittelwelle als Impuls in potentielle Energie umgewandelt wird, die als Torsionskraft einer zwischen der Mittelwelle und der Abtriebswelle eingeschalteten Feder an der Abtriebswelle ein der Last entsprechendes Drehmoment aufrechterhält, wobei der Wirkungsgrad n der Vorrichtung durch folgende Formel gegeben ist: mit
n = Wirkungsgrad,
CR = Drehmomentwandlungsverhältnis, und
c = von der Bauweise der Vorrichtung
abhängige Koeffizient.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden bzw. zum Loslösen zwischen der Antriebswelle und der Mittelwelle eine hydrostatische Kupplung vorgesehen ist, wobei das von der Kupplung übertragene momentane oder permanente Drehmoment eine Funktion der Druckhöhe im Druckraum der Kupplung ist, so daß das von der Vorrichtung umgewandelte Drehmoment in gleichem Verhältnis zu- bzw. abnimmt, in dem die Druckhöhe im Druckraum steigt bzw. fällt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatische Kupplung ein Gehäuse aufweist, daß zwischen der Antriebswelle und der Mittelwelle vorgesehen und Teil der einen Welle ist, und daß die Kupplung ein Zentralzahnrad aufweist, das ein Teil der anderen Welle ist, wobei die je Zeiteinheit vom Saugraum der Kupplung in ihren Druckraum geförderte Ölmenge der Winkelgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Antriebswelle und der Mittelwelle verhältnisgleich ist und der im Druckraum der Kupplung herrschende Druck durch Drosselung des aus dem Druckraum austretenden Ölflusses bestimmt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß je Umdrehung der Antriebswelle in Bezug auf die Mittelwelle mindestens eine Stellung der Wellen zueinander gegeben ist, in der infolge der Position der Komponenten der hydrostatischen Kupplung zueinander der Ölfluß vom Druckraum der Kupplung durch andere Kanäle außer dem zu den Ventilen führenden Kanals gesperrt ist, wobei durch Drosselung des Ölflusses die Druckhöhe im Druckraum der Kupplung gesteuert ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegung des Zentralzahnrades oder einer entsprechenden Komponente der hydrostatischen Kupplung in Bezug auf das Kupplungsgehäuse ein Übergang von Öl aus dem Saugraum der Kupplung in ihren Druckraum gegeben ist, und daß durch die Erzeugung eines Impulses der von dem Impuls herrührenden Druck ansteigt, bis er die Bewegung zwischen den Kupplungsteilen stillsetzt und ein Drehmoment erzeugt, das die Mittelwelle in der Kraftübertragungsrichtung dreht, wobei der Drehwinkel der Mittelwelle und die Zeitdauer der Impulse von der durch die Last hervorgerufenen Drehmomenthöhe und von der Drosselung des Ölausflusses aus dem Druckraum der Kupplung abhängig sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß je Umdrehung der Antriebswelle in Bezug auf die Mittelwelle mindestens eine Stellung der Wellen zueinander gegeben ist, in der die Komponenten der Vorrichtung eine Bewegung eines Kolbens in einem Zylinder auslösen und den Druck im Druckraum des besagten Zylinders erhöhen, wodurch eine Verlangsamung der Bewegung des Kolbens in Bezug auf den Zylinder gegeben ist und die Wellen für die Zeitdauer der Impulse zusammengeschaltet sind und das Drehmoment umgewandelt wird, welches die Mittelwelle in der Kraftübertragungsrichtung dreht, wobei der Drehwinkel der Mittelwelle und die Zeitdauer der Impulse vom durch die Last hervorgerufenen Drehmoment und von der Drosselung des Ölflußmenge aus dem Druckraum der Kupplung abhängig sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilkombination vorgesehen ist, die bei Leerlauf des Motors einen Druckanstieg in der Kupplung verhindert und die Kupplung in ihrer Neutrallage hält, durch Unterbinden des Ölrückflusses von der Kupplung zu einer Ölwanne der Vorrichtung die Kraftübertragung in der entgegengesetzten Richtung aufrechterhält und durch Begrenzen des Maximaldrucks in der Kupplung und damit des Maximalwerts des umgewandelten Drehmomentes eine mechanische Überbelastung der Kraftübertragung verhindert.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum der hydrostatischen Kupplung ein Grunddruck aufrechterhalten wird, dessen Höhe von der Drehzahl der Abtriebswelle oder von der Fahrgeschwindigkeit eines die Vorrichtung aufweisenden Fahrzeugs abhängig ist, wobei der obere Grenzwert des umgewandelten Drehmoments derartig bestimmt wird, daß beim Fahren mit verschiedenen Geschwindigkeiten in der Ebene der Grunddruck fortlaufend die Erzeugung von Impulsen verhindert und die Vorrichtung in Direktschaltung hält.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ein Hilfsventil aufweist, das mit einem Hauptsteuerventil synchronisiert ist und das in seiner extremen Schließstellung den Ölfluß aus dem Druckraum der Kupplung durch alle Kanäle außer demjenigen verhindert, der durch das Hauptsteuerventil geschlossen wird und der die Vorrichtung dauernd direkt geschaltet hält, unabhängig von der Drehzahl und der Belastung des Motors.
DE3844265A 1988-02-15 1988-12-30 Verfahren zum wandeln des an einer welle vorhandenen drehmomentes und hydrostatischer drehmomentwandler zur durchfuehrung des verfahrens Withdrawn DE3844265A1 (de)

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