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Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Vorliegende
Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit
senkrecht zur treibenden und getriebenen Welle sternförmig angeordneten Pumpen-
und Motorzylindern, welches sich dadurch ,auszeichnet, daß die Deckelseite der Pumpenzylinder
nach. außen, die der Motorzylinder nach innen zu angeordnet ist und der Antrieb
der Pumpenkolben von einem Kurbelzapfen der Antriebswelle erfolgt, während die Pleuelstangen
der Motorzylinder ,an einem diese umschließenden drehbaren Gehäuse angreifen.
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Diese Anordnung ermöglicht einen gedrängteren Zusammenbau der Getriebeteile
als bei bekannten Ausführungen von Getrieben dieser Art, so daß es leichter möglich
ist, ein derartiges Getriebe in dem beschränkten Raum eines Fahrzeuges unterzubringen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, welches sich im
besonderen zum Einbau in Kraftfahrzeuge eignet, ist in den Zeichnungen dargestellt:
Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch das Getriebe; Abb.2 ist ein wagerechter
Längsschnitt; Abb.3 ist ein Schnitt nach Linie III-III in Abb. i ; Abb. 4. ist ein
Schnitt nach Linie IV-IV in Abb. 2; Abb. 5 ist ein -Schnitt nach Linie V-V in Abb.
2; Abb.6 ist eine Endansicht eines Teiles des Getriebes; Abb. 7 zeigt-die Lenkerverbindung
zwischen treibender und getriebener Welle; Abb. 8 ist ein Schnitt nach Linie VIII-VIII
in Abb. i, und Abb.9 ist ein Schnitt nach Linie IX-IX in Abb. i.
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Das Getriebe weist ein Gehäuse i auf, das an beiden Enden mit Öffnungen
2 und 3 versehen ist, welche durch Lagerplatten 4. bzw. 5 abgeschlossen sind. Die
treibende Welle 6 und die getriebene Welle 7 sind in den Lagerplatten .l bzw. 5
gelagert. Das innere Ende der treibenden Welle ist mit einer Scheibe 8 versehen,
welche einen Kurbelzapfen 9 trägt. Auf dem Kurbelzapfen 9 sitzt lose eine Platte
i o, in welcher Aussparungen i i vorgesehen sind. Mit dem inneren Ende der Welle
7 sind Lenker 12 (Abb. i und 7), deren Zahl derjenigen der Aussparungen entspricht
(im vorliegenden Fall drei), mit ihrem einen Ende drehbar verbunden. Durch das andere
Ende
der Lenker 12 gehen Zapfen 13 hindurch, welche in der Scheibe 8 befestigt sind.
Die wirksame Länge jedes Lenkers entspricht dem Kurbelarm des Kurbelzapfens 9, so
daß die Lenker 12 nicht zur Übertragung von Bewegung von der treibenden auf die
getriebene Welle dienen, sondern nur ein Festsitzen der Platte Io auf dem Kurbelzapfen
9 verhindern.
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Die Lagerplatte 4 ist nach einwärts verlängert, um einen die Welle
6 umgebenden Steuerkörper 14 zu bilden. Wie aus den Abb. i und 2 ersichtlich, bildet
das innere Ende der Welle 7 eine Scheibe 15, welche mit einer Zentrierfläche
16 versehen ist. Die Enden beider Wellen sind von dem Zylinderblock 17 umgeben,
welcher dadurch gelagert ist, daß er auf einer Seite mit der Zentnerfläche 16 verbunden
ist, während er auf der anderen Seite als Hohlzylinder 18 ausgebildet ist, der um
den Steuerkörper 14 sich dreht, wobei ein Rollenlager i g, 20, 21 zwischen den Teilen
14 und 18 vorgesehen ist.
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Der Zylinderblock weist eine Anzahl sternförmig angeordneter Zylinder
,auf, von welchen die Zylinder 22, d. h. die Pumpenzylinder, mit ihrer Deckelseite
nach ,außen und die Zylinder 23, d. h. die Motorzylinder, mit ihrer Deckelseite
nach innen zu angeordnet sind, und zwar sind die Zylinder 22 an: ihrem äußeren Ende
durch Deckel 24 abgeschlossen, während die Zylinder 23 an ihrem inneren Ende durch
die innere Wandung 25 des Zylinderblockes abgeschlossen sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind drei Zylinder im Pumpenteil und sechs Zylinder im Motorteil vorgesehen, die
Zahl und das Verhältnis der Zylinder kann ,aber anders sein, um besonderen Verhältnissen
zu genügen.
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Die Kolbenstangen 27 der Kolben 26 in. den Zylindern 22 des Pumpenteils
sind an ihren äußeren Enden in den Aussparungen i i der Platte io mit Hilfe der
Zapfen13 gelagert, welche gleichzeitig die Lenker 12 mit der getriebenen Welle 7
verbinden.
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Innerhalb des Gehäuses i sind vier Rippen 28 paarweise einander gegenüber
angeordnet vorgesehen, welche an ihren inneren Enden Gleitbahnen 29 tragen. Mit
den Gleitbahnen 29 wirken Gleitschuhe 3 i zusammen, welche ein Stück mit Ringen
3o bilden. Jeder Ring dient zur Unterstützung einer drehbaren Gehäusehälfte 32 mittels
eines Ringflansches 33, der ein Stück mit der Gehäusehälfte bildet und in dem Ring
3o vermittels Rollenlager 34 gelagert ist. Die Kolbenstangen 36 der Kolben 35 der
Zylinder 23 des Motorteils sind gelenkig mit dem den Rotor bildenden Gehäuse 32
mittels Zapfen 37 verbunden. Der Zylinderblock ist mit dem Giehäuse durch Lenker
gekuppelt, welche zwei bei 39 mit dem Gehäuse verbundene Glieder 38 und ein mit
letzteren über Kupplungsplatten 41 verbundenes Zwischenglied 4o aufweisen.
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Die treibende Welle 6 besitzt eine längliche Aussparung 42 und ihr
gegenüber eine ähnliche, aber längere Aussparung 43. Im Hohlzylinder 18 ist eine
Anzahl von Kanälen 44, welche sich von den .äußeren Enden der Zylinder 22 nach den
Aussparungen 42 und 43 der Welle 6 erstrecken, vorgesehen, wie in Abb. i ersichtlich.
In .ähnlicher Weise erstrecken sich Kanäle 45 von den inneren Enden der Zylinder
23 des Motorteils nach einem Ringkanal, der am äußeren Ende der kürzeren Aussparung
42 im Steuerkörper 14 sich befindet. Am .äußeren Ende der längeren Aussparung 43
ist ein Ringkanal 46 um die Welle 6 im Steuerkörper 14 gebildet. Auf der Welle sitzt
eine Büchse 47, welche zwischen der äußeren Wand des Ringkanals 46 und den inneren
Enden der Aussparungen 42 und 43 sich befindet. Die Büchse 47 besitzt einen Schlitz
48 gegenüber dem äußeren Ende der Aussparung 42. Im Steuerkörper 14 ist ein Kanal
49 vorgesehen, der in der Umfangsrichtung eine derartige Ausdehnung besitzt, daß
er die beiden Kanäle 45 in .Verbindung mit dem Schlitz 48 bringt, wenn dieselben
die in den Abb. i und 9 gezeigte Stellung einnehmen. Der Steuerkörper ist mit einer
weiteren Ringnut 50 versehen, welche mit dem Kana149 in Verbindung steht,
so daß die Aussparung 42 ständig mit den Kanälen 45 des Motorteiles, welche in den
Kanal 49 münden, verbunden, ist. Der Kanal 49 ist, wie in Abb. i gezeigt, geneigt,
und es ist ein weiterer Kanal. 5 i vorgesehen, der die Kanäle 45 mit dem Kanal 49
verbindet. Gegenüber dem Kanal 5 i ist ein Kanal 52 vorgesehen, der die gleiche
Ausdehnung in der Umfangsrichtung wie ersterer hat. Der Kanal 52 steht mit der Ringnut
46 durch den Kanal 53 im Steuerkörper in ständiger Verbindung. Ferner ist
im Steuerkörper eine Bohrung 54 vorgesehen, welche eine Verbindung zwischen den
Ringnuten 46 und 5o herstellt. In dieser Bohrung ist ein axial verstellbarer Stempel
55 vorgesehen, der von einem in der Platte 4 drehbar gelagerten Winkelhebel
56, dessen einer Arm mit dem Stempel zusammenwirkt, bewegt werden kann.
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Die beiden Wellen 6 und 7 sind ferner in Rollenlager 57 und 58, die
vom Steuerkörper bzw. von der Lagerplatte 5 getragen sind, gelagert.
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Innerhalb des Gehäuses i -und vorzugsweise in der Nähe von dessen
Wandung ist :eine Achse 59 gelagert, auf welcher ein Paar Arme 6o aufgekeilt ist.
An diesen Armen sind. Lenker 61 drehbar, welche mit ihren anderen
Enden
in Lappen 62 des Rotors gelagert sind. Durch Drehen der Achse 59 kann der
Rotor gegenüber dem Zylinderblock verstellt «>erden.
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Die Drehung der Achse 59 erfolgt mit Hilfe der in Abb. 5 dargestellten
Vorrichtung durch Flüssigkeitsdruck. Die Vorrichtung «eist einen Druckzylinder 63,
der innerhalb des Gehäuses i angeordnet ist, auf, in welchem sich ein Kolben 6.:1
bewegen kann, dessen Kolbenstange 65 unten aus dem Zylinder heraustritt. Neben dem
Zylinder ist, durch eine Wandung 67 von letzterem getrennt, eine Steuerventilkammer
66 angeordnet. In der Wandung 67 sind zwei Kanäle 68 vorgesehen, durch welche die
Kammer 66 mit beiden Enden des Zylinderraumes in Verbindung steht. In der Kammer
66 befindet sich ein Steuerkolben 69, durch welchen die beiden Kanäle 68 gleichzeitig
abgeschlossen oder freigegeben werden können. Der Kammer 66 wird Druckflüssigkeit
durch eine Leitung 7o zugeführt, die zweckmäßig an die Ringnut 4 6 angeschlossen
ist. Ein Wellenstumpf 71 ist in der Nähe von Zylinder 63 und Kammer 66 im Gehäuse
i drehbar gelagert. Auf diesem Wellenstumpf ist außerhalb des Gehäuses ein Bedienungshebel
7 2 und innerhalb ein Hebel 73 aufgekeilt. An letzterem greift ein Lenker 7 4 an,
der mittels eines Hebels 75 mit dem unteren Ende der Kolbenstange 65 verbunden ist.
Das untere Ende des Ventils 66 ist mittels einer Lasche 76 mit der Mitte des Hebels
7 5 verbunden. Ferner trägt die Achse 59 einen weiteren Hebel 77, der mit
der Kolbenstange 65 durch eine Lasche 78 verbunden ist.
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Um die Achse 59 zu drehen und dadurch den Rotor in den Führungen 29
zu verschieben, wird der Hebel 72 gedreht, z. B. entgegengesetzt dein Uhrzeigersinn
in Abb.5. Der Hebel 7 3 wird dabei in der gleichen Richtung gedreht, wodurch der
Lenker 7.1 angehoben wird und dabei der Hebel 75 um seinen Drehpunkt an der Kolbenstange
65 gedreht wird. Die Lasche 76 und der Steuerkalben 69 werden gehoben, wodurch der
obere Kanal 68 über die Ventilkammer 66 in Verbindung mit der Druckleitung
70 gebracht wird. Durch. den Flüssigkeitsdruck wird der Kolben 64. nach abwärts
bewegt, wobei über Lasche 7 8 und Hebel 77 eine Drehung der Achse 59 erzeugt wird,
welche über die Arme 6o und Lenker 61 eine Verschiebung des Rotors längs den Führungen
29 bewirkt. Während dieser Abwärtsbewegung des Kolbens 64. und der Kolbenstange
65 wird der Hebel 7 5 um seinen Gelenkzapfen im Lenker 7.1 entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht. Infolgedessen bewegt sich die Lasche 76 ebenfalls nach abwärts und führt
den Steuerkolben 69 in seine Schließlage zurück. Die Größe der Bewegung des Kolbens
64 und infolgedessen der Verstellbewegung des Rotors hängt von der Größe der Bewegung
des Hebels 72 ab. Eine Skala und Rasten können außen am Gehäuse i vorgesehen sein,
um die Bewegungen des Hebels 72 für gegewünschte Verstellungen des Rotors anzugeben.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Getriebes ist folgende:
Beim Inbetriebsetzen kann der Rotor exzentrisch oder konzentrisch zum Zylinderblock
stehen. Beim Anfahren wird der Stempel 55
zurückgezogen, so daß die Ringnut
:1 .6 in direkter Verbindung mit dem Kanal 49 über die Bohrung 5.1 ist. Die treibende
Welle soll sich nun drehen, wobei die Kolben 26 des Pumpenteiles von der für Welle
6 exzentrischen Platte io hin und her bewegt werden. Dadurch wird Flüssigkeit von
den Pumpenzylindern 22 durch die Kanäle 44 und die längere Aussparung 43 nach der
Ringnut 4.6 gepumpt, von welcher sie durch die Bohrung 5 4. nach dem Kanal 49 fließt.
Während zwei der Kolben des Pumpenteiles sich nach außen bewegen und Flüssigkeit
verdrängen, bewegt sich der andere Kolben des Pumpenteiles nach innen und verursacht
in der Aussparung .I2 Saugwirkung und nimmt die in den Kanal .i9 verdrängte Flüssigkeit
auf. Eine Zirkulationsbewegung der Flüssigkeit, welche der Bahn des kleinsten Widerstandes
folgt, wird somit durch die Zylinder 22 des Pumpenteiles erzeugt unter Ausschluß
der Zylinder 23 des Motorteiles von diesem Flüssigkeitskreislauf. Die Kolben des
Pumpenteiles bewegen sich somit hin und her ohne eine Bewegung auf die mit ihnen
verbundenen Teile und die getriebene Welle 7 zu übertragen.
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Der Stempel 55 wird nun nach einwärts bewegt, um die Verbindung zwischen
der Ringnut .16 und dem Kanal 49 zu unterbrechen. Die durch die Kanäle 4.4. nach
der Aussparung 43 gepumpte Flüssigkeit tritt in die Ringnut ¢6 ein und strömt durch
den Kanal 53 nach dem Kanal 52, welcher in Verbindung mit den Zylindern
des Motorteiles steht (Abb.9).
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Angenommen, der Rotor sei konzentrisch zum Zylinderblock. In diesem
Falle stehen die Kolbenstangen 36 radial zum Rotor und Zylinderblock, und es findet
keine- Hubbewegung der Kolben 35 und daher keine Flüssigkeitszirkulation in den
Zylindern des Motorteiles statt. Da somit eine Flüssigkeitszirkulation unmöglich
ist, so können sich auch die Kolben 26 des Pumpenteiles nicht mehr länger hin und
her bewegen, beide Teile des. Getriebes sind blockiert. Die -,vVirkung der Rotation
der Platte i-o besteht demnach nur darin,-- daß sie den Zylinderblock 17 mit ihrer
'Winkelgeschwindigkeit
antreibt. Der Zylinderblock ist durch die Platte 15 mit der getriebenen Welle 7
verbunden, so daß also treibende und getriebene Welle sich finit der gleichen Geschwindigkeit
drehen. Der Rotor wird infolge seiner Verbindung mit dem Zylinderblock durch die
Lenker 38-41 ebenfalls gedreht.
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Um die Geschwindigkeit der getriebenen Welle zu verändern, wird durch
Drehen des Hebels 72 der Rotor in eine zum Zylinderblock exzentrische Lage gebracht.
Die Kolbenstangen 36 des Motorteiles stehen nicht mehr radial zum Rotor, sie sind
nicht mehr unbeweglich. Wenn nun, wie vorstehend erwähnt, die Flüssigkeit von den
Pumpenzylindern nach den Motorzylindern gepreßt wird, so werden sich die Kolben
35 des Motorteils bewegen. Der nach ,außen gerichtete Druck einiger der Kolbenstangen
36 verursacht eine Drehbewegung des Rotors um seine Drehachse, in gleicher Weise
wirkt der nach einwärts gerichtete Zug von anderen Kolbenstangen (s. Abb.3). Die
Kolbenstangen 27 des Pumpenteiles üben die gleiche Wirkung auf den Zylinderblock
aus, wenn denselben beim Druckhub Widerstand entgegensteht. Der Rotor dreht den
Zylinderblock mit Hilfe der Lenker 38-41, und der Zylinderblock wirkt durch die
Platte 15 auf die getriebene Welle 7. ES ist ersichtlich, daß die Geschwindigkeit
der getriebenen Welle im umgekehrten Verhältnis von dem Hub der Kolben des Motorteiles
abhängt, welcher wiederum durch die Exzentrizität des Rotors gegenüber der Scheibe
8 oder dem Zylinderblock 17 bestimmt ist.