DE4041126C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einem bekannten Getriebe dieser Art (DE-OS 15 00 457) ist die radial innere der beiden konzentrisch zueinander angeordneten Zylindertrommeln zusammen mit der zugehörigen Gruppe von Kolben als Motor verwendet, bei dem die auftretenden Drehmomente wesentlich größer sind als in der Pumpe, so daß Zylindertrommel und Kolben stärker dimensioniert werden müssen und mithin das Getriebe radial weit baut. Zudem ist die Abmessung dieses bekannten Getriebes auch in den Richtungen der Drehachse groß, weil sowohl die Schrägscheiben zueinander als auch die Steuerscheiben zueinander axial versetzt angeordnet sind.

Bei einem bekannten Getriebe anderer Art (DE-PS 12 11 886) rotieren die beiden Zylindertrommeln von Pumpe und Motor in Form eines gemeinsamen ringförmigen Zylinderblockes, wobei die beiden Gruppen von achsparallel und in Kreisform angeordneten Kolben konzentrisch zueinander bzw. zur Getriebeachse liegen. Ebenso wie die beiden verstellbaren Schrägscheiben liegen die Steuerscheiben jeweils beiderseits des Zylinderblockes.

Stufenlos verstellbare hydrostatische Getriebe sind in vielfältiger Art und Bauweise bekannt. Zumeist bestehen sie aus Axial-Kolben-Maschinen, wobei die Axial-Kolben-Pumpe und der Axial-Kolben-Motor getrennt über Leitungen im offenen oder geschlossenen Kreislauf verbunden sind.

In vielen Fällen, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich als Antrieb für Verbrennungsmotor-Nebenaggregate oder als Fahrantrieb, wird jedoch eine möglichst kompakte und leichte Form von Getrieben gefordert.

Integrationsbestrebungen durch Zusammenlegung von Axial-Kolben-Pumpe und -Motor in einem Getriebegehäuse beispielsweise wie bei dem oben abgehandelten bekannten Getriebe haben aber den Nachteil, entweder drosselgesteuert zu sein und damit einen schlechten Wirkungsgrad aufzuweisen, oder aber nicht kompakt genug zu sein.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, ein kompaktes, leichtes, stufenlos verstellbares Getriebe sowohl als Antrieb für Verbrennungsmotor-Nebenaggre­ gate als auch für den Fahrantrieb zu schaffen.

Ausgehend von einem hydrostatischen Getriebe nach dem Oberbe­ griff von Patentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe in vor­ teilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patent­ anspruch 1 gelöst.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen des hy­ drostatischen Getriebes nach der Erfindung zum Gegenstand.

Bei dem hydrostatischen Getriebe nach der Erfindung sind Pumpe und Motor kompakt in einem gemeinsamen Getriebegehäuse unter­ gebracht.

Durch die Anordnung von verstellbaren Schrägscheiben oder auch einer festen und einer verstellbaren Schrägscheibe in einer Ebene und durch die Anordnung einer gemeinsamen Steuerscheibe für Pumpe und Motor in einer Ebene wird eine sehr kompakte Bau­ form bei dem Getriebe nach der Erfindung erzielt.

Das Getriebe nach der Erfindung arbeitet volumengesteuert und besitzt dadurch einen optimalen Wirkungsgrad. Es entstehen kei­ ne nennenswerten Drosselverluste wie bei Ventilsteuerungen.

Zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades kann in bestimmten Fällen durch eine hydraulische Überbrückungskupplung ein di­ rekter Durchtrieb vorgesehen werden.

Die Verstellung der Schrägscheiben erfolgt in bekannter Weise entweder intern oder extern über Hebelarme z. B. mit Hydrau­ likzylindern oder elektro/hydromotorisch mit kleinen Vorschalt­ getrieben.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist im verbesserten Geräusch­ verhalten zu sehen. Die Geräusche entstehen hauptsächlich an den Übergängen zwischen Kolben und Steuerschlitzen. Durch den dreifachen Schutz mittels der Steuerscheibe, des radialen An­ triebssteges und der Gehäuseabschlußwand wird eine zusätzliche Geräuschkapselung erzielt.

Das Getriebe nach der Erfindung weist neben mechanischen Vor­ teilen auch noch steuer- und regelungstechnische Vorteile auf. Durch die kurzen Fluidwege zwischen Pumpe und Motor wird eine relativ steife Kopplung zwischen An- und Abtrieb erzielt. Dies bedeutet, daß das Getriebe nach der Erfindung sehr gut für Pri­ märregelungen, aber auch für Sekundärregelungen geeignet ist.

Im einfachsten Falle wird das Getriebe nach der Erfindung in Primärregelung betrieben. Die Steuerung erfolgt über die Schräg­ scheibenverstellung an der Pumpe, der Motor wirkt mit seiner fest eingebauten Schrägscheibe als Konstantmotor.

Im Falle einer Sekundärregelung sind beide Schrägscheiben be­ weglich. Die innere Schrägscheibe wird so geregelt, daß sich ein beliebiger Konstantdruck an den Kolbenflächen einstellt. Die äußere Schrägscheibe wird so verstellt, daß sich an der zugehörigen Zentralwelle ein dem Schwenkwinkel proportionales Drehmoment ergibt bzw. eine Drehzahl regelbar ist.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

In der Zeichnung bedeutet

Fig. 1 ein hydrostatisches Getriebe nach der Erfindung in einem Axialschnitt, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe von Fig. 1 nach Linie II-II.

Ein hydrostatisches Getriebe weist ein gemeinsames Getriebege­ häuse 22 mit einem sich in Richtung einer zentralen Getriebe­ achse 31-31 erstreckenden zylindrischen Gehäusemantel 32, mit einer hinteren Abschlußwand 15, mit einer vorderen Abschlußwand 21 und mit einer zur Getriebeachse 31-31 zentrischen ringför­ migen Zwischenwand 28 auf. Der Gehäusemantel 32, die zu erste­ rem konzentrische innere Zwischenwand 28 und die vordere Ab­ schlußwand 21 sind zueinander einteilig, während die hintere Abschlußwand 15 nach Art eines Gehäusedeckels lösbar am angren­ zenden Stirnende des Gehäusemantels 32 befestigt ist. Die Zwi­ schenwand 28 endet mit einem Abstand 29 zur Abschlußwand 15 in einem freien Stirnende 30. Zwei zur Getriebeachse 31-31 zentri­ sche Zentralwellen 8 und 20 sind jeweils unter Vermittlung je eines Wälzlagers in der vorderen bzw. hinteren Abschlußwand 21 bzw. 15 drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Die eine Zentralwelle 8 ist mit einer an der Zwischenwand 28 drehbar abgestützten ringförmigen Zylindertrommel 25 einer hydrosta­ tischen Axial-Kolben-Pumpe 18 drehfest verbunden. Die Zylin­ dertrommel 25 nimmt eine Gruppe 23 von achsparallel und in Kreisform um die Getriebeachse 31-31 angeordneten Pumpen-Kolben 3 auf, welche sich jeweils mittels eines Gleitschuhes 4 an ei­ ner Schrägscheibe 5 abstützen, welche auf der der vorderen Ab­ schlußwand 21 zugekehrten Stirnseite der Zylindertrommel 25 angeordnet und von der Zentralwelle 8 der Pumpe 18 mit Spiel durchsetzt ist. Die Schrägscheibe 5 ist in bekannter Weise schwenkbeweglich angeordnet und mittels motorischer Stellglieder 35 in diesem Sinne betätigbar. Die Zylindertrommel 25 arbeitet mit ihrer der Schrägscheibe 5 abgekehrten Stirn­ fläche in der üblichen Weise mit einer Steuerscheibe 10 zusam­ men, welche am freien Stirnende 30 der Zwischenwand 28 fest­ stehend gehaltert ist.

Die Steuerscheibe 10 der Pumpe 18 ist mit einer Steuerscheibe 26 eines hydrostatischen Axial-Kolben-Motores 19 einteilig aus­ gebildet, welche gegenüber dem Gehäusemantel 32 einen freien Ringraum 33 für den drehbeweglichen Durchgang einer Antriebs­ trommel 34 beläßt. Die Antriebstrommel 34 ist mit einer in dem Ringraum zwischen Gehäusemantel 32 und Zwischenwand 28 drehbe­ weglich angeordneten Zylindertrommel 27 des Motors 19 bewegungs­ fest verbunden, welche in der üblichen Weise mit ihrer angrenzen­ den Stirnfläche mit der Steuerscheibe 26 zusammenarbeitet. Die Zylindertrommel 27 nimmt eine Gruppe 24 von achsparallel und in Kreisform zur Getriebeachse 31-31 angeordneten Kolben 6 auf, so daß die Zylindertrommeln 25 und 27 mit den Kolben 3 bzw. 6 kon­ zentrisch zueinander angeordnet sind. Die Kolben 6 stützen sich jeweils über einen Gleitschuh 4 an einer Schrägscheibe 7 ab, welche - zusammen mit der anderen Schrägscheibe 5 auf der der Abschlußwand 21 zugekehrten Stirnseite der Zylindertrommel 25 bzw. 27 angeordnet - ebenfalls schwenkbar im Getriebegehäuse 22 gelagert und in diesem Sinne mittels motorischer Stellglieder 36 betätigbar ist.

Die Antriebstrommel 34 ist an ihrem der Zylindertrommel 27 ent­ gegengesetzten Ende mit einem zwischen den Steuerscheiben 10, 26 einerseits und der hinteren Abschlußwand 15 andererseits drehbeweglich angeordneten Antriebssteg 14 bewegungsfest ver­ bunden, welcher seinerseits mit seinem radial inneren Nabenab­ schnitt mit der in der Abschlußwand 15 abgestützten Zentral­ welle 20 des Motors 19 drehfest verbunden ist.

Durch die Anordnung von Schlitzen 9 und 11 bzw. 12 und 13 in den Steuerscheiben 10, 26 werden die hoch- und niederdrucksei­ tigen Kolbenpaare getrennt und der Fluidstrom gesteuert. Der kurze Weg, den das Fluidmedium durch die Schlitze 11 nach 9 und 12 nach 13 zurückzulegen braucht, ergibt einen verbesserten Wirkungsgrad.

Die Fluidversorgung (Zu- und Ablauf) des Getriebes erfolgt über Kanäle 16 und 17 oder ein Vielfaches dieser Kanäle, wenn wei­ tere Verbraucher von der Pumpe versorgt werden sollen.

Durch die Abschlußwand 15 und den Antriebssteg 14 sowie die Steuerscheiben 10, 26 ist ein dreifacher Schutz im Sinne einer Geräuschkapselung bezüglich der vornehmlich an den Übergangen zwischen Kolben und Schlitzen entstehenden Geräusche erzielt.

Claims (9)

1. Hydrostatisches Getriebe der Axial-Kolben-Bauart, bei dem eine Pumpe und ein Motor in einem gemeinsamen Getriebegehäuse vereinigt sind und eine Gruppe von sowohl achsparallel als auch in Kreisform angeordneten Kolben der Pumpe konzentrisch zu einer Gruppe von sowohl achsparallel als auch in Kreisform angeordneten Kolben des Motors angeordnet ist und bei dem eine Schrägscheibe der Pumpe und eine Schrägscheibe des Motors auf derselben einen Stirnseite einer die eine Gruppe von Kolben aufnehmenden Zylindertrommel sowie eine Steuerscheibe der Pumpe und eine Steuerscheibe des Motors auf derselben anderen Stirnseite der Zylindertrommel liegen und die Steuerscheiben bewegungsfest zum Getriebegehäuse angeordnet sind sowie eine weitere Zylindertrommel die andere Gruppe von Kolben aufnimmt und bei dem beide Zylindertrommeln sowohl relativ zueinander als auch zum Getriebegehäuse drehbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere (27) der konzentrisch zueinander angeordneten Zylindertrommeln (25, 27) zusammen mit der zugehörigen Gruppe (24) von Kolben (6) als Motor (19) verwendet sind und sowohl die Schrägscheiben (5, 7) als auch die Steuerscheiben (10, 26) jeweils in einer Ebene liegen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (22) eine konzentrisch zwischen den Zylindertrommeln (25 und 27) liegende ringförmige Zwischenwand (28) aufweist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (22) eine eine der beiden Zentralwellen (8 und 20) von Pumpe (18) und Motor (19) lagernde radiale Abschlußwand (15) aufweist und die Zwischenwand (28) mit Abstand (29) zur Abschlußwand (15) in einem freien Stirnende (30) endet.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerscheiben (10 und 26) an dem freien Stirnende (30) der Zwischenwand (28) gehaltert sind.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerscheiben (10 und 26) zueinander einteilig sind.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (22) einen sich in den Richtungen der Getriebeachse (31-31) erstreckenden Gehäusemantel (32) aufweist und zwischen der Steuerscheibe (26) des Motors (19) und dem Gehäusemantel (32) ein freier Ringraum (33) gebildet ist.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (33) von einer Antriebstrommel (34) durchsetzt ist, über welche eine drehfeste Antriebsverbindung zwischen der Zylindertrommel (27) des Motors (19) und der in der Abschlußwand (15) gelagerten Zentralwelle (20) hergestellt ist.

8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebstrommel (34) und Zentralwelle (20) durch einen radialen Antriebssteg (14) verbunden sind.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Schrägscheiben (5 bzw. 7) verstellbar angeordnet ist oder sind.