DE4022771C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H39/00—Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution
- F16H39/04—Rotary 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
- F16H39/06—Rotary 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
- F16H39/08—Rotary 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 each with one main shaft and provided with pistons reciprocating in cylinders
- F16H39/10—Rotary 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 each with one main shaft and provided with pistons reciprocating in cylinders with cylinders arranged around, and parallel or approximately parallel to the main axis of the gearing
- F16H39/14—Rotary 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 each with one main shaft and provided with pistons reciprocating in cylinders with cylinders arranged around, and parallel or approximately parallel to the main axis of the gearing with cylinders carried in rotary cylinder blocks or cylinder-bearing members
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Axialkolbengetriebe mit innerer Leistungsverzweigung,
mit einem Rotorelement, das einen mittels eines Antriebsaggregates
zu einer Rotationsbewegung antreibbaren Pumpenrotor und einen
drehfest mit diesem verbundenen Motorenrotor aufweist, mit im
Pumpenrotor und im Motorenrotor um die jeweilige Drehachse
verteilt angeordneten, einander entgegengesetzten Axialseiten
des Rotorelementes zugeordneten Pumpen- bzw. Motorkolben, die
bei der Rotation des Rotorelementes eine hin- und hergehende Hub
bewegung ausführen können, hinsichtlich derer sie an einer
Pumpenkolben-Führungseinrichtung und an einer Motorkolben-Führungseinrichtung
zwangsgeführt sind, wobei der Neigungswinkel zwischen
dem jeweiligen Rotor und der zugehörigen Führungseinrichtung den
Hubweg der Kolben bei der Rotation bestimmt, welche Kolben
jeweils mit einem im Rotorelement ausgebildeten, im Betrieb ein
Fluid enthaltenden und im Rahmen der Hubbewegung des zugeordneten
Kolbens hinsichtlich seines Volumens veränderlichen Förderraum
kommunizieren, wobei die Förderräume des Pumpenrotors mit
denjenigen des Motorenrotors derart verbindbar sind, daß Fluid
vom Pumpenteil zum Motorteil gefördert werden kann, wozu jeder
Förderraum mit einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal in Verbindung
steht und die Einlaßkanäle der pumpenseitigen Förderräume
mit den Auslaßkanälen der motorseitigen Förderräume und
die Auslaßkanäle der pumpenseitigen Förderräume mit den Einlaßkanälen
der motorseitigen Förderräume über mit dem Rotorelement
drehfest verbundene Kanäle kommunizieren, und wozu ferner den
jeweils einen Kolben und zugehörigen Förderraum umfassenden Verdrängereinheiten
eine die Kanalverbindung beherrschende Steuerventileinrichtung
zugeordnet ist, die derart zwangsgesteuert
ist, daß zum einen im Sinne einer Volumenverringerung arbeitende
Verdrängereinheiten einlaßseitig jeweils abgesperrt werden,
während auslaßseitig eine Freigabe des Fluiddurchgangs erfolgt
und zum anderen im Sinne einer Volumenvergrößerung arbeitende
Verdrängereinheiten auslaßseitig jeweils abgesperrt werden,
während einlaßseitig eine Freigabe des Fluiddurchgangs erfolgt,
wobei aus pumpenseitigen Förderräumen verdrängtes Fluid unter
Verdrängung der zugeordneten Motorkolben in motorseitige Förderräume
strömt und aus motorseitigen Förderräumen ausströmendes
Fluid in die pumpenseitigen Förderräume gelangt.
Ein hydrostatisches Axialkolbengetriebe mit innerer Leistungsverzweigung dieser Art geht aus der
DE-PS 9 52 322 hervor. Es besitzt einen mit Pumpenkolben ausgestatteten
Pumpenrotor sowie einen mit Motorkolben ausgestatteten
Motorenrotor, wobei beide Rotoren zu einem einheitlich
drehbaren Rotorelement zusammengefaßt sind, das drehbar gelagert
ist. Antriebsseitig ist eine Antriebswelle vorgesehen, die eine
als Taumelscheibe ausgebildete Führungseinrichtung trägt, welche
bei Rotation den Pumpenkolben eine Hubbewegung aufzwingt. Von
den Pumpenkolben verdrängtes Fluid gelangt dabei unter Vermittlung
einer Steuerventileinrichtung zu den Motorkolben, welche hierdurch
zu einer Hubbewegung angeregt werden. Da sich die Motorenkolben
an einer ortsfesten, als Schiefscheibe ausgebildeten
Führungseinrichtung abstützen, an welcher sie entlang gleiten
können, stellt sich insgesamt eine Rotationsbewegung des Rotorelementes
ein, welche auf eine Antriebswelle
übertragen wird, welche der Antriebswelle entgegengesetzt aus
dem Getriebegehäuse herausgeführt ist.
Axialkolbengetriebe dieser Art haben den Vorteil, daß nur ein
Minimum an Fluidstrom zum Umlauf gebracht werden muß, um einen
Abtrieb zu erzeugen. Der Volumenstrom ist im Gegensatz zu einfachen
hydrostatischen Getrieben nicht abhängig von der Antriebs-
bzw. Abtriebsdrehzahl, sondern allein von der Differenz dieser
beiden Drehzahlen. Dies bedeutet, daß bei übereinstimmender
Abtriebs- und Antriebsdrehzahl der umgewälzte Förderstrom gleich
null ist.
Als Folge ergibt sich eine drastische
Reduzierung der Strömungsverluste bei gleichzeitiger Erhöhung des
Wirkungsgrades. Netzrückwirkungen beziehungsweise Drehschwingungen
sind ausgeschlossen, und es ergibt sich ein vorteilhaftes Dreh
zahl/Drehmomentverhalten, wobei das Drehmoment bei Reduzierung
der Drehzahl ansteigt.
Allerdings besitzt das in der DE-PS 9 52 322 beschriebene Axialkolbengetriebe
eine beträchtliche axiale Baulänge, die seinen
Einsatz im Zusammenhang mit dem Antrieb von Ventilatoren oder
ähnlichen Strömungsmaschinen bisher verhindert hat, sowohl die
sonstigen Bedingungen, wie vorstehend ausgeführt, durchaus
günstig sind. Neben der beträchtlichen Baulänge
stellt sich im Dauerbetrieb trotz des nur geringen
umgewälzten Fluidvolumens, insbesondere bei der Übertragung
großer Leitungen, weiterhin eine Temperaturerhöhung
ein, was den aufwendigen Einsatz externer Kühleinrichtungen
erforderlich machen kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hydrostatisches
Axialkolbengetriebe gemäß der eingangs genannten Art
zu schaffen, das sich durch eine kurze axiale Baulänge
auszeichnet, und das zugleich eine Eigenkühlung
des Arbeitsfluids bewirkt, so daß es insbesondere beim
Antrieb von Strömungsmaschinen wie Ventilatoren verwendbar ist.
Dieses Ziel wird bei einem hydrostatischen Axialkolbengetriebe
der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Motorkolben-
Führungseinrichtung gegenüber dem Rotorelement drehbar angeordnet
und zugleich drehfest mit dem Abtriebsteil verbunden ist,
daß das Abtriebsteil von einem das Rotorelement radial außen
umschließenden, nach Art eines Außenläufers ausgebildeten Gehäuseteil
gebildet ist, und daß die beiden Sätze von pumpen- und
motorseitigen Verdrängereinheiten einander gegenüber in Umfangsrichtung
des Rotorelementes versetzt und gleichzeitig sich axial
überlappend am Rotorelement angeordnet sind.
Somit ergibt sich durch die seitlich versetzte und axial überdeckende
Anordnung der Verdrängereinheit eine beträchtliche
Reduzierung der axialen Baulänge des Rotorelementes. Im Extremfall
kann sich die Baulänge auf die Länge einer einzigen Verdrängereinheit
reduzieren, während beim Stand der Technik die
doppelte Baulänge vorliegt. Eine weitere Längenreduzierung
ergibt sich durch das als Abtriebsteil wirkenden Gehäuseteil,
welches das Rotorelement umschließt.
Auch die Kraftübertragung zwischen dem Rotorelement und dem
Abtriebsteil gestaltet sich dabei äußerst einfach unter Vermittlung
der mit dem Abtriebsteil mitdrehbar verbundenen Motor
kolben-Führungseinrichtung. Zugleich läßt sich das Gehäuseteil
auch zur fluiddichten Kapselung des Rotorelementes und der
fluidischen Einrichtungen verwenden, wobei das im Betrieb rotierende
Gehäuse- bzw. Abtriebsteil eine Eingenkühlung des Arbeitsfluids
bewirkt, so daß auf externe Kühleinrichtungen im Normalfall
verzichtet werden kann.
Zwar wird bereits in der DE-PS 25 70 843 ein hydrostatischer
Wandler beschrieben, bei dem motorseitige und pumpenseitige
Kolben einander axial überlappend ausgebildet sind. Dies hat
dort jedoch den Zweck, eine günstige Kanalführung für die Steuer
ventileinrichtung zu schaffen, welche zugleich von den erwähnten
Kolben gebildet wird. Im übrigen ist bei diesem Wandler der
vorteilhafte Einsatz des umschließenden Gehäuseteils als Abtriebsteil
ebensowenig vorgesehen wie eine Eigenkühlung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
aufgeführt. Dabei sind die Merkmale der Unteransprüche
2-7, 9, 10, 12 und 13 aus der gattungsbildenden
DE-PS 9 52 322 bekannt.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird nachfolgend
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Getriebes erläutert.
Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 das beispielhafte hydrostatische Getriebe
in Axialbauweise im Längsschnitt gemäß
Schnittlinie I-I aus Fig. 2,
Fig. 2 bis 4 Querschnitte durch das Getriebe aus Fig.
1 gemäß den Schnittlinien II-II, III-III
und IV-IV.
Das abgebildete hydrostatische Axialkolbengetriebe besitzt einen Pumpen
teil 1 und einen Motorteil 2 in axialer Aufeinanderfolge und
integrierter Bauweise. Beide Teile verfügen über ein gemein
sames einheitliches Rotorelement 3 insbesondere in Trommel
bauweise, das in sich die Funktion eines Pumpenrotors und
eines Motorenrotors vereinigt. Das Rotorelement 3 ist an
seiner einen axialen Antriebsseite 4 mit einem nicht näher
dargestellten Antriebsaggregat verbindbar, das zum Beispiel
als Elektromotor, Gasturbine oder dergleichen ausgestaltet
ist. Zugunsten einer einfachen Steckmontage kann das Rotor
element 3 antriebsseitig eine Hohlwelle 5 tragen, die auf
die Antriebswelle eines solchen Antriebsaggregats direkt
aufsetzbar ist. Kompakteste Baugruppen sind auf diese Weise
realisierbar.
Durch das jeweilige Antriebsaggregat ist das Rotorelement 3
zu einer Rotationsbewegung um seine nachfolgend als Drehachse 6
bezeichnete Längsachse antreibbar. Bei dieser Rotationsbe
wegung wird in einem Kanalsystem des Rotorelements 3 enthaltenes
Fluid - insbesondere eine Flüssigkeit wie Öl - umgewälzt,
wobei eine Umwandlung mechanischer Energie in Strömungsener
gie sowie anschließend eine Rückumwandlung der Strömungs
energie in mechanische Energie stattfindet, welche letztere
sich in einer Rotationsbewegung eines Abtriebsteils 7 äußert.
Dieses Abtriebsteil 7 ist bei dem nach Art eines Außenläufers
ausgestalteten beispielhaften Getriebe von einem Gehäuse 8
gebildet, das das Rotorelement 3 radial außen umschließt und
aufgrund das Rotorelement 3 axial beidseits flankierender
Abschlußdeckel 9, 9′ eine verschmutzungssichere Kapselung
der inneren Bauteile bewirkt.
Das Axialkolbengetriebe ist insbesondere beim Antrieb von
Ventilatoren einsetzbar, in welchem Falle am Umfang des
Gehäuses 8 außen unmittelbar die entsprechenden Ventilator
schaufeln angebracht werden können, die bei 10 angedeutet
sind. Auch kann das Abtriebsteil 7 mit Kühlrippen versehen
sein, um im Betrieb ohne Fremdmittel eine effiziente Eigen
kühlung des Getriebes und insbesondere des umgewälzten Öls zu
erhalten.
Das Rotorelement 3 bildet einen Träger für zwei Sätze von
Kolben. Der eine Kolbensatz ist gebildet von einer Mehrzahl
von Pumpenkolben 11, die wie die mehreren Motorenkolben 12
des anderen Kolbensatzes um die Drehachse 6 verteilt am
Rotorelement 3 verschiebegelagert sind. Als zweckmäßigste
Bauweise hat es sich erwiesen, die Pumpenkolben 11 an der der
Antriebsseite 4 entgegengesetzten Axialseite 13 des Rotorelements
3 auf einem zur Drehachse 6 konzentrischen Kolbenteilkreis 14
(Fig. 2) anzuordnen. Hingegen befinden sich die Motorenkolben
12 im Bereich der Antriebsseite 4, jedoch gleichfalls auf
einem zur Drehachse 6 konzentrischen Kreis, der zugunsten einer
axial besonders kompakten Bauweise wie beim Ausführungsbeispiel
zumindest im wesentlichen mit dem Kolbenteilkreis 14 zusammen
fällt. Um eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Kolbensätze
hierbei auszuschließen, sind diese, in Richtung der Drehachse
gesehen, "auf Lücke" angeordnet, d. h., es ist jeweils ein
Motorkolben 12 in Umfangsrichtung zwischen zwei Pumpenkolben
11 angeordnet. Die Anordnung wird besonders aus Fig. 2
deutlich.
Da es sich im vorliegenden Falle um ein Getriebe in Axial
kolbenbauweise handelt, sind die Kolben 11, 12 derart am
Rotorelement 3 angeordnet, daß ihre Längsachse 15 parallel
und im Abstand zur Drehachse 6 verläuft. Die Längsachse 15
bestimmt gleichzeitig die mit Doppelpfeil 16 angedeutete hin-
und hergehende axiale Verschiebemöglichkeit der Kolben 11, 12
in einer jeweils zugeordneten Kolbenführung 17. Die
Kolbenführungen 17 sind zweckmäßigerweise in Gestalt von zur
Umfangskontur des jeweiligen Kolbens komplementären Ausneh
mungen ausgeführt, die von der zugeordneten Axialseite aus in
das Rotorelement 3 eingearbeitet sind. Die einzelnen Kolben
11, 12 ragen je nach Verschiebestellung mehr oder weniger
weit mit einem Führungsabschnitt 21 aus der zugeordneten
Kolbenführung 17 heraus, welcher Führungsabschnitt 21 ein am
Kolben zum Beispiel nach Art eines Pleuels angebrachtes Teil
oder, wie beim Ausführungsbeispiel, einstückiger Bestandteil
des jeweiligen Kolbens sein kann.
Der vom inneren Wandabschnitt einer jeweiligen Kolbenführung 17
und dem in die Kolbenführung 17 eingesteckten Endabschnitt 22
eines jeweiligen Kolbens 11, 12 begrenzte Raum einer jeweiligen
Kolbenführung 17 stellt einen in Abhängigkeit von der Kolben
stellung volumenveränderlichen Förderraum 23 dar. Alle Förder
räume 23 sind im Betrieb des Getriebes vollständig mit einem
hydraulischen Fluid gefüllt, das auf noch zu erläuternde
Weise über einen Versorgungskanal 24 zugeführt werden kann.
Jeder Förderraum 23 steht dazuhin mit einem Einlaßkanal und
einem Auslaßkanal in Verbindung. Ein allgemein mit 25 bezeich
netes, im Innern des Rotors mit diesem mitdrehbar ausgebildetes
Kanalsystem 25 gewährleistet eine Verbindung der einzelnen
Kanäle dergestalt, daß die Einlaßkanäle 26 der pumpenseitigen
Förderräume 23, 23′ mit den Auslaßkanälen 27 der motorseitigen
Förderräume 23′′ und die Auslaßkanäle 28 der pumpenseitigen
Förderräume 23′ mit den Einlaßkanälen 29 der motorseitigen
Förderräume 23′′ kommunizieren können.
Dem Pumpenkolben 11 liegt nunmehr im Bereich der Axialseite
13 eine Pumpenkolben-Führungseinrichtung 34 gegenüber, die
beim Ausführungsbeispiel eine sogenannte Schräg- oder Schief
scheibe 35 umfaßt. An dieser ist eine Führungsbahn 36 vorge
geben, mit der die Pumpenkolben 11 gekoppelt sind, insbesondere
derart, daß sie mit dem dem inneren Endabschnitt 22 entgegen
gesetzten äußeren, den Führungsabschnitt 21 bildenden Endab
schnitt 37 gleitfähig an der Führungsbahn 36 anliegen, die an
einem Lagerelement 38 vorgesehen sein kann. Die Führungsbahn
36 ist vorzugsweise eine in sich geschlossene Ringbahn, die
in axialer Verlängerung zum Kolbenteilkreis 14 angeordnet
ist. Die die Führungsbahn 36 enthaltende Führungsebene 39 ist
im Betrieb geneigt bzw. schief mit Bezug zur Drehachse 6
angeordnet, derart, daß ihr Normalenvektor nicht mit der
Drehachse 6 zusammenfällt (Fig. 1). Es ist allerdings zweck
mäßigerweise vorgesehen, daß die Neigung der Führungsebene 39
veränderbar ist, wozu beim Ausführungsbeispiel die tragende
Schiefscheibe 35 um eine rechtwinkelig zur Drehachse 6 ver
laufende Schwenkachse 40 unter Vermittlung zum Beispiel eines
aus dem Gehäuse 8 herausgeführten Gestänges 41 verschwenkbar
ist. Vorzugsweise lassen sich beliebige Schiefstellungen
stufenlos einstellen.
Abgesehen von der Schwenkmöglichkeit ist die Schiefscheibe
35 im übrigen vorzugsweise ortsfest angeordnet, so daß im
Betrieb das Rotorelement 3 eine mit Bezug zu ihr relative
Rotationsbewegung ausführt.
Eine vergleichbare Führungseinrichtung 42 für die Motoren
kolben 12 befindet sich deren äußeren Endabschnitten 37′
gegenüberliegend auf der entgegengesetzten Axialseite im
Bereich der Antriebsseite 4. Auch diese verfügt über eine
Führungsbahn 36′, die als sich um die Drehachse 6 erstreckende
Ringbahn ausgebildet ist und deren Führungsebene 39′ ebenfalls
unter einem Winkel von ungleich 90° von der Drehachse 6
geschnitten wird. Tragendes Element der Motorenkolben-Führungs
einrichtung ist ein als Taumelscheibe 43 bezeichnetes Teil,
das mit dem Abtriebsteil 7 fest und mitdrehbar verbunden
ist. Eine Neigungsverstellmöglichkeit ist beim Ausführungs
beispiel nicht vorgesehen, obwohl sie problemlos ebenfalls
realisierbar wäre.
Beim Ausführungsbeispiel hat die Taumelscheibe 43 eine
zusätzliche Drehlagerfunktion, indem sie im Zusammenwirken
mit einem von ihr umgriffenen Gleit- oder Wälzlager 44 eine
radiale drehbare Abstützung des Abtriebsteils 7 bewirkt. Das
Lager 44 ist am Rotorelement 3 angeordnet und insbesondere
auf die Hohlwelle 5 aufgezogen.
Eine zusätzliche Drehlagerung des Abtriebsteils 7 kann dadurch
vorgesehen sein, daß der die Schiefscheibe 35 außen flankierende
Gehäusedeckel 9 über ein Lager 45 an einem feststehenden
Lagerteil 46 drehgelagert ist, das beim Ausführungsbeispiel
gleichzeitig die Schiefscheibe 35 trägt. Zugunsten kompakter
Abmessungen kann überdies vorgesehen sein, daß das beispiels
weise wellenförmig ausgestaltete Lagerteil 46 von der Axialseite
13 her in eine zentrale Ausnehmung 47 des Rotorelements 3
hineinragt, wo es umfangsseitig eine Lagereinrichtung 48
trägt, an der sich das Rotorelement 3 drehbar abstützt. Den
kompakten Axialabmessungen kommt auch zugute, daß sich die
Kolben 11, 12 der beiden Kolbensätze axial überlappen können.
Indem zu Beginn des erstmaligen Betriebs des Getriebes alle
Förderräume 23 mit Fluid beaufschlagt werden, wird ein allge
meines Ausfahren der vorhandenen Kolben bewirkt, die sich
mithin sämtlich an der ihnen jeweils zugeordneten Führungs
einrichtung 34, 42 fest anlegen. Diese Anlagestellung wird im
weiteren Betrieb wegen der dauernd gefüllten Förderräume und
Kanäle beibehalten. Alternativ wäre auch eine formschlüssige
Ankopplung an die jeweilige Führungseinrichtung möglich.
Jedenfalls ist auf diese Weise eine Zwangsführung sämtlicher
Kolben gegenüber der zugehörigen Führungseinrichtung 34, 42
gewährleistet, so daß bei einer dieser gegenüber erfolgten
relativen Rotationsbewegung des Rotorelements 3 die Kolben
11, 12 zu einer axialen Hubbewegung gemäß Doppelpfeil 16
gezwungen werden, wobei der Hubweg vom Neigungswinkel der
Führungsebenen 39, 39′ abhängt.
Es ist nun im weiteren eine allgemein mit 49 bezeichnete
Steuerventileinrichtung vorgesehen, die mehrere Steuerventile
enthält, wobei zweckmäßigerweise jeder aus einem Kolben 11
bzw. 12 und einem Förderraum 23 bestehenden Verdrängereinheit
50 ein eigenes Steuerventil 54 zugeordnet ist. Die Steuerven
tile 54 der Steuerventileinrichtung 49 beherrschen die vor
handenen, oben erwähnten Kanalverbindungen 25 zwischen den
Auslaß- bzw. Einlaßkanälen 26-29, d. h., sie sind in der
Lage, einzelne der vorhandenen Verbindungen abzusperren und
insbesondere gleichzeitig andere dieser Verbindungen für den
Durchgang von Medium freizugeben. Dabei sind die Steuerven
tile 54 hinsichtlich ihres Betätigungszustandes in Abhängigkeit
von der vom Rotorelement 3 bezüglich den Führungseinrichtungen
34, 42 eingenommenen Drehstellung angesteuert und insbesondere
zwangsweise betätigt, um die Funktionsfähigkeit des Getriebes
zu gewährleisten. Die Festlegungen hinsichtlich der Zwangsan
steuerung der Steuerventile 54 sind derart getroffen, daß
einerseits solche Verdrängereinheiten 50, die im Sinne einer
Volumenverringerung ihres Förderraumes arbeiten, einlaßseitig
abgesperrt werden, während gleichzeitig der zugehörige Auslaß
kanal geöffnet wird, so daß Fluid ausströmen kann.
Und zum anderen wird bei solchen Verdrängereinheiten 50, die
sich in einem Betriebszustand befinden, anläßlich dessen das
Volumen des zugeordneten Förderraumes 23 durch Ausschieben
des zugehörigen Kolbens vergrößert wird, der Auslaßkanal
abgesperrt, während gleichzeitig der Einlaßkanal für den Zu
strom von Fluid freigegeben wird. Auf diese Weise wird aus
pumpenseitigen Förderräumen 23, 23′ verdrängtes Fluid in in
der entsprechenden Drehstellung befindliche motorseitige
Förderräume unter Verdrängung des zugeordneten Motorkolbens
hineingedrückt, so daß das Abtriebsteil 7 eine Drehbewegung
ausführt. Gleichzeitig wird aus motorseitigen Förderräumen
23, 23′′ ausströmendes Fluid in die pumpenseitigen Förder
räume 23′ zurückgeleitet.
Die Steuerventile 54 sind zweckmäßigerweise im Rotorelement
3 mit diesem mitdrehbar angeordnet und verfügen beim Aus
führungsbeispiel über ein nach Art eines Schiebers ausgebildetes
Ventilglied 55, das in der Lage ist, jeweils sowohl den
Einlaß 26, 29 als auch den Auslaß 27, 28 eines zugehörigen
Förderraums zu beherrschen. Die Ventilglieder 55 sind in
sich radial erstreckenden bohrungsartigen Ventilführungen 56
radial mit Bezug zur Drehachse 6 verschiebbar geführt, wobei
die von ihnen jeweils eingenommene Radialposition von der
jeweiligen Drehstellung des Rotorelements 3 abhängt. Es sind
beim Ausführungsbeispiel zwei Zwangsführungseinrichtungen 57, 58
vorgesehen, deren eine (57) für die pumpenseitig zugeordneten
Steuerventile und deren andere (58) für die motorseitig
zugeordneten Steuerventile verantwortlich ist. Beide Zwangs
führungseinrichtungen sind beim Ausführungsbeispiel als
Exzenterführungen ausgebildet, so daß die Schaltstellung der
Steuerventile von Kreisbahnen 59 (Fig. 3) und 60 (Fig. 4)
abgeleitet wird, deren Zentrum 61, 62 um das Maß e1, e2
versetzt gegenüber der Drehachse 6 angeordnet ist. Es ist
insbesondere vorgesehen, den pumpenseitigen Steuerventilen
einerseits und den motorseitigen Steuerventilen andererseits
getrennte Zwangsführungseinrichtungen 57, 58 zuzuordnen,
wobei die für die pumpenseitigen Verdrängereinheiten 50
verantwortliche Zwangsführungseinrichtung 57 fest mit der
Schiefscheibe 35 bzw. deren Lagerteil 46 verbunden ist. Die
zweite Zwangsführungseinrichtung 58 ist vorzugsweise fest
mit der Taumelscheibe 43 verbunden, insbesondere über das
Abtriebsteil 7 bzw. das Gehäuse 8.
Eine bevorzugte Zwangsführungseinrichtung 57 für die pumpen
seitigen Steuerventile 54 ist in Fig. 1 und 3 schematisch
dargestellt. Man erkennt, daß hier die Ventilführungen 56 in
axialer Verlängerung an das innere Ende des Förderraumes 23,
23′ angeordnet sind. Der pumpenseitige Förderraum 23, 23′
öffnet sich in die zugehörige Ventilführung 56. Selbige sind
nach radial innen offen und ermöglichen den Durchtritt von
an den Ventilgliedern 55 angebrachten insbesondere stabför
migen Stellgliedern 63, die andererseits vorzugsweise gelenkig
(bei 64) an einer Steuerscheibe 65 zum Beispiel durch Einhängen
festgelegt sind. Selbige Steuerscheibe 65 hat eine zentrale
Öffnung 66, mit der sie, gegebenenfalls unter Zwischenfügung
eines geeigneten Lagers, drehbar auf die zur Drehachse 6
exzentrische Kreisführung 59 aufgesetzt ist. Die Kreisbahn
bzw. Kreisführung 59 ist hier zweckmäßigerweise von der
Mantelfläche eines Fortsatzes des Lagerteils 46 gebildet,
das in die zentrale Ausnehmung 47 hineinragt.
Eine bevorzugte Zwangsführungseinrichtung 58 für die motor
seitigen Steuerventile ist in den Fig. 1 und 4 schematisch
angedeutet, wobei in Fig. 4 die Kolben nicht eingezeichnet
sind. Auch in diesem Falle befinden sich die Ventilführungen
56 im Anschluß an das axial innere Ende der Förderräume 23,
23′′ die sich in sie öffnen. Die Ventilführungen 56 sind
außerdem nach radial außen hin offen, so daß an den Ventil
gliedern 55 angebrachte Stellglieder 63′ nach außen ragen
und mit ihrem äußeren Ende mit der Kreisführung bzw. Kreis
bahn 60 zusammenarbeiten können. Die Verbindung zwischen den
Stellgliedern 63′ und den Ventilgliedern 55 und/oder der
Zwangsführungseinrichtung 58 kann auch hier bei Bedarf
jeweils gelenkig erfolgen. Die exzentrisch zur Drehachse 6
angeordnete Kreisbahn 60 (in Fig. 4 strichpunktiert angedeu
tet) ist im vorliegenden Falle zum Beispiel von einer rings
umlaufenden Führungsnut gebildet, in die die Stellglieder
63′ mit geeigneten Gleitelementen 67 oder dergleichen längs
verschieblich eingreifen. Die Zwangsführungseinrichtung 58
befindet sich vorzugsweise an der radialen Innenseite des
Gehäuseteils 8.
Nunmehr soll sich noch eine Beschreibung einer bevorzugten
Kanalführung hinsichtlich der die Kanäle 26-29 verbindenden
Kanäle anschließen. Demnach ist vorgesehen, daß im Bereich
der beiden axialen Enden des Rotorelements 3 jeweils zwei
Ringkanäle 68, 69 bzw. 68′, 69′ in konzentrischer Anordnung
ausgebildet sind, wobei sowohl die radial weiter äußeren
Ringkanäle 69, 69′ als auch die weiter innen liegenden
Ringkanäle 68, 68′ durch in Umfangsrichtung bezüglich der
Drehachse 6 verteilt angeordnete innere und äußere Längs
verbindungskanäle 70, 71 miteinander verbunden sind. Die
Herstellung der Ringkanäle 68 bis 69′ erfolgt zweckmäßiger
weise durch Einformung von Ringnuten in einen Rotorkörper
und nachfolgenden Aufsetzens geeigneter Abschlußdeckel
(nicht eingezeichnet). Indem nun die Ringkanäle 68, 69
und/oder die Verbindungskanäle 70, 71 die Ventilführungen 56
der motorseitigen Verdrängereinheiten 50 treffen, stellen
die entsprechenden Ausmündungen die oben erläuterten Auslaß
kanäle 27 und Einlaßkanäle 29 dar. Entsprechendes gilt für
die Ringkanäle 68′, 69′ bzw. die Verbindungskanäle 70, 71 in
Bezug auf die pumpenseitigen Ventilführungen 56 bzw. Steuer
ventile 54. Gleichzeitig bilden die beiden inneren Ringkanäle
68, 68′ durch die Verbindung über die Kanäle 70 einen umlau
fenden Arbeitsringkanal 72, der die Auslaßkanäle 28 der
pumpenseitigen Verdrängereinheiten 50 mit den Einlaßkanälen
29 der motorseitigen Verdrängereinheiten 50 verbindet. Die
äußeren Ringkanäle 69, 69′ bilden in entsprechender Weise
einen Rückfluß-Ringkanal 73, der in entsprechender Weise die
Auslaßkanäle 27 der motorseitigen Verdrängereinheiten 50 mit
den Einlaßkanälen 26 der pumpenseitigen Verdrängereinheiten
50 untereinander verbindet. Im Querschnitt gesehen entsprechend
den Fig. 2 bis 4 ergibt sich damit eine Anordnung, bei
der in die beiden Ringkanäle 72, 73 in Kanallängsrichtung
jeweils abwechselnd aufeinanderfolgend Einlaß- und Auslaß
kanäle einmünden, wobei sich im Bereich einer jeweiligen
Verdrängereinheit 50 radial jeweils ein Einlaßkanal und ein
Auslaßkanal gegenüberliegen.
Wenn nun das Rotorelement 3 um seine Längsachse 6 rotiert,
werden die Ventilglieder 55 der Steuerventile 54 entsprechend
dem Verlauf der Exzenterführungen abwechselnd nach radial
innen oder radial außen in der Ventilführung 56 verlagert,
so daß die Förderräume 23 einer jeweiligen Verdrängereinheit
50 abwechselnd über einen der beiden vorhandenen Einlaß-
bzw. Auslaßkanäle offen sind, wobei der jeweils andere
Zugang versperrt ist. In Mittelstellung kann vorgesehen
sein, daß kurzzeitig sowohl der Auslaß als auch der Einlaß
versperrt ist.
Bezugnehmend wiederum auf die Fig. 1 und 4 ist zu erkennen,
daß der Versorgungskanal 24 zweckmäßigerweise sowohl mit dem
Arbeitsringkanal 72 als auch mit dem Rückfluß-Ringkanal 73
in Verbindung steht. Beim Ausführungsbeispiel ist hierzu
vorgesehen, daß der Versorgungskanal 24 das Lagerteil 46 in
Längsrichtung durchzieht und im Bereich der Ausnehmung 47
umfangsseitig bei 74 in zum Beispiel einen Ringraum 75
ausmündet. Dort kommuniziert der Versorgungskanal 24 mit im
Rotorelement 3 insbesondere radial verlaufenden Versorgungs-Zweig
kanälen 76, 76′, die einerseits beide in den Ringraum 75 aus
münden und deren einer andererseits mit dem Arbeitsringkanal
72 und deren anderer andererseits mit dem Rückfluß-Ringkanal
73 kommuniziert. In jeden Versorgungs-Zweigkanal 76, 76′ ist
überdies ein Rückschlagventil 77 eingeschaltet, das Druckmittel
in Richtung zu den Ringkanälen durchläßt und in Gegenrichtung
sperrt, um bei in den Ringkanälen herrschendem höherem Druck
eine Fluidrückströmung auszuschließen.
Im Betrieb wird man normalerweise das Kanalsystem des Rotorele
ments 3 einschließlich der Förderräume einmal füllen, wonach
das Fluid in geschlossenem Kreislauf gefördert wird. Zweckmäßiger
weise wird man jedoch am Versorgungskanal 24 dauernd eine
Fluidquelle anliegen lassen, um auch der Schmierung dienende
Leckagen auszugleichen.
Im Betrieb des Getriebes wird das Rotorelement 3 über das
kraft- oder formschlüssig angeflanschte Antriebsaggregat in
Rotation versetzt. Dabei werden die Pumpenkolben 11 mit ihrem
äußeren Endabschnitt 37 an der Führungsbahn der Schiefscheibe
35 entlanggeführt, wobei jeder Kolben im Rahmen einer Umdrehung
des Rotorelements einen sich aus einer Einfahrbewegung und
einer Ausfahrbewegung zusammensetzenden Hub ausführt. Während
des Ausfahrens in eine in Fig. 1 oben rechts dargestellte
Kolbenposition wird Fluid in den sich hierbei vergrößernden
Förderraum 23, 23′ aufgenommen, das beim nachfolgenden Einfahren
des Kolbens zum Beispiel in eine in Fig. 1 unten abgebildete
Stellung vom Kolben verdrängt und über das Kanalsystem einem
oder mehreren Förderräumen 23, 23′ der Motorkolben 12 zugeführt
wird. Dieser bzw. diese Motorkolben 12 werden hierdurch
ausgehend von einer in Fig. 1 unten links angedeuteten
Stellung 78 axial nach außen gedrückt, wobei sie gegen die
Führungsbahn 36′ der Taumelscheibe 43 drücken, welche infolge
dessen eine zum Rotorelement 3 relative Drehbewegung ausführt,
die am Abtriebsteil 7 abgegriffen werden kann. Wird ein
Motorkolben 12 im Laufe der Rotationsbewegung wieder in die
Kolbenführung 17 hinein
gedrückt, dann strömt das hierbei aus dem Förderraum 23, 23′
verdrängte Fluid in einen oder mehrere Förderräume 23, 23′
der Pumpenseite zurück.
Die Drehachse des Abtriebsteils 7 bzw. der Taumelscheibe 43
fällt mit der Drehachse 6 des Rotorelements 3 zusammen.
Da das Abtriebsteil 7 bzw. die Motorkolben-Führungseinrichtung
42 - vernachlässigt man die Kolben - frei drehbar gegenüber
dem Rotorelement 3 angeordnet ist, läßt sich durch eine
Veränderung der Schwenkstellung der Schiefscheibe 35 die
Drehzahldifferenz zwischen dem Rotorelement 3 und dem Abtriebs
teil 7 einstellen. In der Neutralstellung, in der die Führungs
ebene 39 rechtwinkelig zur Drehachse 6 ausgerichtet ist,
führen die Pumpenkolben 11 keine Hubbewegung aus. Dadurch ist
der geschlossene Fluidkreislauf in Ruhe, ein Fluidtransport
findet nicht statt, und da nunmehr ein starres System vorliegt,
bei dem die Motorkolben 12 ebenfalls axial festgelegt sind,
entsprechen die Drehzahl und Drehrichtung des Abtriebsteils 7
genau der des Rotorelements 3. Während bei dieser Konfiguration
Wandler gemäß Stand der Technik weiterhin mit vollem Förder
volumen arbeiten, ist das erfindungsgemäße Fördervolumen hier
gleich null.
Wird die Schiefscheibe 35 ausgehend von der Neutralstellung
in die eine oder andere Richtung um die Schwenkachse 40
gekippt, dann stellt sich zwischen dem Abtriebsteil 7 und dem
Rotorelement 3 eine Drehzahldifferenz ein. Abhängig davon, in
welche Richtung das Verschwenken erfolgt, ergibt sich hierbei
eine Erhöhung der Abtriebsdrehzahl oder eine Verringerung der
Abtriebsdrehzahl gegenüber der Antriebsdrehzahl. Dies hängt
auch von der Neigung der Führungsebene 39′ der Taumelscheibe
43 ab. Erfolgt die Verschwenkung der Schiefscheibe 35 in eine
Richtung, daß sich die Neigung der Führungsebene 39 derjenigen
der Führungsebene 39′ annähert, so nimmt die Drehzahl zu bis
sie bei gleicher Neigung und damit parallelen Führungsebenen
39, 39′ das Doppelte der Antriebsdrehzahl beträgt. Bei ent
gegengesetzt erfolgender Verstellung der Schiefscheibe 35
nimmt die Abtriebsdrehzahl ab, bis sie bei exakt entgegengesetzt
geneigten Führungsebenen 39, 39′ gleich null ist. Es versteht
sich bei alledem, daß die Normalenvektoren der beiden Führungs
ebenen 39, 39′ unabhängig von der relativ zueinander einge
nommenen Neigung der Führungsebenen zweckmäßigerweise in
einer gemeinsamen Ebene verlaufen, die auch die Drehachse 6
oder eine zu dieser parallelen Achse enthält.
Bei alledem läßt sich festhalten, daß das Verhältnis zwischen
der Abtriebsdrehzahl und der Antriebsdrehzahl abhängig ist
insbesondere von der Querschnittsfläche der Kolben 11, 12,
den Neigungswinkeln der beiden Scheiben 35, 42, der Kolbenan
zahl und dem Kolbenteilkreisdurchmesser. Im Betrieb läßt sich
das Drehzahlverhältnis zweckmäßigerweise über das Gestänge 41
und die Schiefscheibenneigung variieren. Dabei ist eine
Änderung des Übersetzungsverhältnisses sowohl im Stillstand
als auch im Betrieb stufenlos möglich. Problemlos läßt sich
das Getriebes in beiden Drehrichtungen betreiben, ohne daß
hierdurch das Übersetzungsverhältnis beeinflußt wird.
Was die Steuerventile 54 bzw. Steuerschieber anbelangt, so
läßt sich deren Hub durch das Maß der Exzentrizitäten e1, e2
festlegen. Die Zwangsführungseinrichtungen 57, 58 sind dabei
insbesondere derart ausgestaltet, daß die Steuerschieber
sinusförmige Stellbewegungen ausführen.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß das außen am Abtriebsteil 7
abgreifbare Drehmoment im linearen Verhältnis zum Förderdruck
der Verdrängereinheiten 50 steht.
Nochmals Wesentliches kurz zusammengefaßt, bleibt festzuhalten,
daß der als Rotorelement 3 bezeichnete, als Baueinheit ausge
führte Pumpen- und Motorenrotor im Betrieb mit insbesondere
konstanter Antriebsdrehzahl um die gemeinsame Längsachse 6
dreht. Das zum Beispiel als Hohlachse ausgebildete Lagerteil
46 ist extern gehalten, so daß es sich im Betrieb im Stillstand
mit Drehzahl Null befindet. Das Gestänge 41 der in entsprechen
der Weise ebenfalls stillstehenden Schiefscheibe 35 ist
vorzugsweise durch das Lagerteil 46 hindurch aus dem Gehäuse
8, 9 herausgeführt. Die Kolben 11, 12 einschließlich ihrer
Steuerventile 45 rotieren zunächst mit Antriebsdrehzahl.
Infolge der Fluidfüllung über den Versorgungskanal 24 werden
alle Kolben 11, 12 gegen ihre jeweilige Abstützung (Führungs
einrichtungen 34, 42) gedrückt, wobei Axialwälzlager vermitteln
können. Bei einer Schrägstellung der auch als Schwenkscheibe
bezeichenbaren Schiefscheibe 35 dergestalt, daß ihre Führungs
ebene 39 mit der Drehachse 6 einen Winkel ungleich 90°
bildet, entsteht pumpenseitig eine Pumpwirkung und es wird je
nach Drehrichtung des Motorelements 3 und in Abhängigkeit von
der Neigung der Schiefscheibe 35 Fluid zwischen den beiden
Ringkanälen 72, 73 gepumpt bzw. gesaugt. Der somit zirkulierende
Fluidstrom bewirkt eine formschlüssige Kolbenbewegung, wobei
der Kolbenlängshub unter Vermittlung der Führungsbahnen 36,
36′ das Abtriebsteil 7 in eine Drehbewegung relativ zur
Antriebsdrehbewegung versetzen. Der Schrägstell
winkel der Schiefscheibe 35 sowie die einmalig festgelegte
Geometrie der Kolbendurchmesserverhältnisse, des Taumelscheiben
durchmessers und die für die Betätigung der Steuerventile
maßgebliche Steuerzeit bzw. Steuergeometrie sind insbesondere
diejenigen Faktoren, die bestimmen, ob die letztlich erhaltene
Abtriebsdrehzahl höher oder niedriger als die Antriebsdreh
zahl ist.
Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das Getriebe
als Zwischenglied für beliebige Kombinationen von
Antriebsaggregaten und Arbeitsmaschinen wie Ventilatoren,
Werkzeugmaschinen verwendbar ist. Das Drehzahlverhältnis ist
innerhalb des vorgegebenen Bereiches stufenlos wählbar,
wobei bei Bedarf ein Stellmotor verwendbar ist. Die beim
Ausführungsbeispiel gezeigte geschlossene Bauweise gewähr
leistet optimalen Schutz vor Feuchte- und Schmutzeinfluß,
wobei auf der Antriebsseite 4 zwischen dem Deckel 9′ und der
Hohlwelle 5 geeignete Dichtelemente 79 zusätzlich verwendbar
sind. Es kann ferner ohne großen Aufwand ein Überlastungs
schutz eingebaut werden. Die Montage ist einfach und die
Bauweise kompakt, und wird das Getriebe auf eine Antriebs
welle aufgesteckt, so kann ein Ventilatorlaufrad oder der
gleichen unmittelbar angetrieben werden. In Verbindung mit
einem elektrischen Antriebsmotor kann der vorhandene Fluid-
Kreislauf auch erweitert und zur gleichzeitigen Kühlung des
Antriebsaggregats benutzt werden. Ist bereits eine Hydraulik
anlage vorhanden, läßt sich das Getriebe problemlos mit deren
Kreislauf in Reihe schalten. Da beim Ausführungsbeispiel die
Wärmeabgabe über das relativ große, umlaufende und zylind
rische Gehäuse 8, 9, 9′ erfolgt, ist eine optimale Kühlung
gegeben.
Abschließend sei nochmals darauf hingewiesen, daß sich das
Getriebe auch für den Betrieb bei variabler Antriebsdrehzahl
und konstanter Abtriebsdrehzahl eignet, zum Beispiel im
Zusammenhang mit Fahrzeugmotoren, wobei gleichzeitig ein
Generator angetrieben wird, dessen Frequenz konstant sein
muß. Überhaupt läßt sich mit dem Getriebe jede beliebige
Kraftmaschine mit jeder beliebigen Arbeitsmaschine koppeln
und jedes Leistungsprogramm fahren. Durch die Auswahl
insbesondere der Kolbendurchmesser, der Kolbenanzahl und des
Bereiches der Neigungswinkel der Führungseinrichtung für die
Kolben kann das Drehzahl-Drehmoment-Verhältnis auf jeden
erforderlichen Wert festgelegt werden. Sind beispielsweise
die geometrischen Verhältnisse von Pumpen- und Motorteil
identisch (Verhältnis 1 : 1), dann läßt sich eine Abtriebs
drehzahl realisieren, die zwischen dem Wert 0 und dem zwei
fachen der Antriebsdrehzahl, je einschließlich, liegt, und
zwar in beiden Drehrichtungen. Sämtliche Bewegungsabläufe
sind vorzugsweise auf eine Sinus-Funktion abgestimmt, was
vor allem eine sehr gute Laufruhe zur Folge hat.
Die Anordnung der Arbeits- und Rückfluß-Ringkanäle kann auch
zentral im Rotorteil erfolgen, in welchem Falle die Bohrungen
(70, 71) entfallen, was eine einfachere Herstellung ermög
licht. Letztlich ist es auch möglich, die radial ausgerichtete
Steuereinrichtung in axialer Bauart (Taumelscheibe) auszu
führen, die Steuerkurven für die in diesem Falle zweckmäßiger
weise axial ausgerichteten Ventilschieber werden hierbei
zweckmäßigerweise wie die Führungsflächen für die Kolben an
einer Taumelscheibe oder dergleichen Führungseinrichtung vor
gesehen.
Claims (15)
1. Hydrostatisches Axialkolbengetriebe mit innerer Leistungsverzweigung, mit einem Rotorelement
(3), das einen mittels eines Antriebsaggregats zu einer Rotations
bewegung antreibbaren Pumpenrotor und einen drehfest mit diesem
verbundenen Motorrotor aufweist, mit im Pumpenrotor und im
Motorenteil um die jeweilige Drehachse verteilt angeordneten
einander entgegengesetzten Axialseiten (4, 13) des Rotorelementes
(3) zugeordneten Pumpen- bzw. Motorkolben (11, 12), die bei der
Rotation des Rotorelements (3) eine hin- und hergehende Hubbewegung
ausführen können, hinsichtlich derer sie an einer Pumpen
kolben-Führungseinrichtung (34) und an einer Motorkolben-Führungseinrichtung
(42) zwangsgeführt sind, wobei der Neigungswinkel
zwischen dem jeweiligen Rotor und der zugehörigen Führungseinrichtung
(34, 42) den Hubweg der Kolben (11, 12) bei der Rotation
bestimmt, welche Kolben (11, 12) jeweils mit einem im Rotorelement
(3) ausgebildeten, im Betrieb ein Fluid enthaltenden und
im Rahmen der Hubbewegung des zugeordneten Kolbens hinsichtlich
seines Volumens veränderlichen Förderraum (23, 23′, 23′′) kommunizieren,
wobei die Förderräume (23, 23′) des Pumpenrotors
mit denjenigen (23, 23′′) des Motorenrotors derart verbindbar
sind, daß Fluid vom Pumpenteil zum Motorteil gefördert
werden kann, wozu jeder Förderraum (23, 23′, 23′′) mit einem
Einlaßkanal (26, 29) und einem Auslaßkanal (27, 28) in Verbindung
steht und die Einlaßkanäle (26) der pumpenseitigen Förder
räume (23, 23′) mit den Auslaßkanälen (27) der motorseitigen
Förderräume (23, 23′′) und die Auslaßkanäle (28) der pumpen
seitigen Förderräume (23, 23′) mit den Einlaßkanälen (29) der
motorseitigen Förderräume (23, 23′′) über mit dem Rotorelement
(3) drehfest verbundene Kanäle (68, 68′, 69, 69′, 70, 71) kommunizieren,
und wozu ferner den jeweils einen Kolben (11 bzw. 12)
und zugehörigen Förderraum (23, 23′ bzw. 23, 23′′) umfassenden
Verdrängereinheiten (50) eine die Kanalverbindung beherrschende
Steuerventileinrichtung (49, 54) zugeordnet ist, die derart
zwangsgesteuert ist, daß zum einen im Sinne einer Volumenverringerung
arbeitende Verdrängereinheiten (50) einlaßseitig
jeweils abgesperrt werden, während auslaßseitig eine Freigabe
des Fluiddurchgangs erfolgt und zum anderen im Sinne einer
Volumenvergrößerung arbeitende Verdrängereinheiten (50) auslaßseitig
jeweils abgesperrt werden, während einlaßseitig eine
Freigabe des Fluiddurchgangs erfolgt, wobei aus pumpenseitigen
Förderräumen (23, 23′) verdrängtes Fluid unter Verdrängung der
zugeordneten Motorkolben (12) in motorseitige Förderräume (23, 23′′)
strömt und aus motorseitigen Förderräumen (23, 23′′) ausströmendes
Fluid in die pumpenseitigen Förderräume (23, 23′) gelangt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Motorkolben-Führungseinrichtung
(42) gegenüber dem Rotorelement (3) drehbar angeordnet und
zugleich drehfest mit dem Abtriebsteil (7) verbunden ist, daß
das Abtriebsteil (7) von einem das Rotorelement (3) radial außen
umschließenden, nach Art eines Außenläufers ausgebildeten Gehäuseteil
(8) gebildet ist, und daß die beiden Sätze von pumpen- und
motorseitigen Verdrängereinheiten (50) einander gegenüber in
Umfangsrichtung des Rotorelementes (3) versetzt und gleichzeitig
sich axial überlappend am Rotorelement (3) angeordnet sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pumpenkolben-Führungseinrichtung (34) eine sogenannte Schiefscheibe
(35) aufweist, dergegenüber das Rotorelement (3) drehbar
ist und die sich an einem Lagerteil (46) ortsfest abstützt.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Rotorelement (3) an einem gleichzeitig die feststehende
Pumpenkolben-Führungseinrichtung (34) bzw. deren Schiefscheibe
(35) tragenden Lagerteil (46) drehgelagert ist.
4. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Lagerteil (46) in eine zentrale Ausnehmung (47) des Rotorelements
(3) hineinragt.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpenkolben-Führungseinrichtung (34) an einem
ortsfesten Lagerteil (46) um eine quer und insbesondere rechtwinkelig
zur Drehachse (6) des Rotorelements (3) verlaufende
Schwenkachse (40) verstellbar angeordnet ist und mit einem durch
das Lagerteil (46) nach außen geführten Verstellgestänge (41)
verbunden ist.
6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Motorkolben-Führungseinrichtung (42) eine
gegenüber dem Rotorelement (3) drehbare sogenannte Taumelscheibe
(43) aufweist, die eine von den Motorkolben (12) bei der Rotation
des Rotorelements (3) mit ihrem dem jeweiligen Förderraum (23,
23′′) abgewandten axialseitigen Bereich (37′) durchlaufende
Führungsbahn (36′) besitzt.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerventileinrichtung (49) pro Verdrängereinheit
(50) mindestens ein Steuerventil (54) aufweist, das im
Rotorelement (3) mit diesem mitdrehbar angeordnet ist und das
ein sowohl den Einlaß als auch den Auslaß des zugehörigen Förderraumes
(23) beherrschendes, insbesondere als Schieber bzw.
Kolben ausgebildetes Ventilglied (55) umfaßt.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Zwangssteuerung der Steuerventileinrichtung
(49) deren Steuerventile (54) mit mindestens einer Zwangsführungseinrichtung
(57, 58) zusammenarbeiten, die mit der Pumpenkolben-
Führungseinrichtung (34) bzw. deren Schiefscheibe (35) und/oder
der Motorkolben-Führungseinrichtung (42) bzw. deren Taumelscheibe
(43) insbesondere fest verbunden ist, wobei zweckmäßigerweise
eine mit den Steuerventilen (54) der Motorkolben (12) zusammenarbeitende
Zwangsführungseinrichtung (58) an einem das Rotorelement
(3) umgebenden und mit der Taumelscheibe (43) verbundenen
Teil (7, 8) und eine mit den Steuerventilen (54) der Pumpenkolben
(11) zusammenarbeitende Zwangsführungseinrichtung (57) an
einem mit der Schiefscheibe (35) verbundenen und insbesondere in
eine zentrale Ausnehmung (47) des Rotorelements (3) hineinragenden
Teil (46) vorgesehen ist.
9. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bewegungsrichtung der Ventilglieder (55) im wesentlichen
radial mit Bezug zur Druckachse (6) des Rotorelements (3) verläuft.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Zwangsführungseinrichtung (57, 58) eine Exzenterführung
ist, derart, daß die Schaltstellung der von ihr gesteuerten
Steuerventile (54) von einer exzentrisch (e₁, e₂) zur Drehachse
(6) des Rotorelementes (3) angeordneten Kreisbahn abgeleitet
ist, an der die Steuerventile (54) unter Vermittlung der Rotor
drehung (3) entlang laufen können.
11. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsrichtung der Ventilglieder (55) axial verläuft und
zur Betätigung mindestens eine nach Art einer Taumelscheibe oder
Schiefscheibe ausgebildete Führungseinrichtung vorgesehen ist.
12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß im Rotorelement (3) mindesten zwei sich um dessen
Drehachse (6) erstreckende Ringkanäle (68, 68′, 69, 69′, 72, 73)
vorgesehen sind, deren einer Arbeitsringkanal (72) die Auslaßkanäle
(28) der pumpenseitigen Verdrängereinheiten (50) mit den
Einlaßkanälen (29) der motorseitigen Verdrängereinheiten (50)
und deren anderer Rückfluß-Ringkanal (73) die Auslaßkanäle (27)
der motorseitigen Verdrängereinheiten (50) mit den Einlaßkanälen
(26) der pumpenseitigen Verdrängereinheiten (50) untereinander
verbindet, wobei jeder Übergang zwischen einem Ringkanal und
einem der Einlaß- und Auslaßkanäle zweckmäßigerweise von einem
Steuerventil (54) der Steuerventileinrichtung (49) beherrscht
wird.
13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Ringkanäle (72, 73) konzentrisch mit Bezug zur Drehachse
(6) des Rotorelementes (3) und radial beabstandet zueinander
angeordnet sind, wobei pro Ringkanal in dessen Längsrichtung,
d. h. in Umfangsrichtung des Rotors, abwechselnd Einlaß- und
Auslaßkanäle (26 bis 29) einmünden und die einer jeweiligen
Verdrängereinheit (50) zugeordneten Übergänge zwischen einem
Ringkanal (72, 73) und einem der Einlaß- und Auslaßkanäle (26
bis 29) sich insbesondere radial im wesentlichen gegenüberliegen
und von einem Ventilglied (55) eines Steuerventils (54) gemeinsam
beherrscht werden.
14. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Einlaß- und Auslaßkanäle (26 bis 29)
verbindenden Kanäle (68, 68′, 69, 69′, 70 bis 73) mit einer
Fluidquelle verbindbar sind, wobei in die Verbindung zweckmäßigerweise
mindestens ein eine Strömung in Richtung zur Fluidquelle
verhinderndes Rückschlagventil (77) eingeschaltet ist.
15. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rotorelement (3) unmittelbar an ein Antriebsaggregat,
zum Beispiel ein Elektromotor, ansetzbar ist, zu
welchem Zweck es insbesondere eine auf das Antriebsteil des
Antriebsaggregates aufsteckbare Hohlwelle (50) besitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904022771 DE4022771A1 (de) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Hydrostatischer wandler |
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DE19904022771 DE4022771A1 (de) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Hydrostatischer wandler |
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DE4022771A1 DE4022771A1 (de) | 1992-01-23 |
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Family
ID=6410477
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DE19904022771 Granted DE4022771A1 (de) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Hydrostatischer wandler |
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2570843A (en) * | 1947-08-08 | 1951-10-09 | Acrotorque Co | Hydraulic transmission |
DE952322C (de) * | 1952-05-13 | 1956-11-15 | Franco Pavesi | Hydraulische Kolbenpumpe, insbesondere fuer stufenlose Kraftuebertragung |
JP2696520B2 (ja) * | 1988-02-18 | 1998-01-14 | 本田技研工業株式会社 | 動力伝達装置 |
-
1990
- 1990-07-18 DE DE19904022771 patent/DE4022771A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4022771A1 (de) | 1992-01-23 |
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