DE69827979T2

DE69827979T2 - Stufenloses Taumelscheibengetriebe

Info

Publication number: DE69827979T2
Application number: DE69827979T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Wako-shi Hayashi; Yoshihiro Wako-shi Nakajima; Hideo Wako-shi Okuzaki; Masako Wako-shi Takahashi; Hiroaki Wako-shi Kayama; Kenji Wako-shi Sakakibara
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: TW401496B; US6122914A; DE69813704T2; CN1199013C; DE69813704D1; CA2247166C; ES2229035T3; EP0902212A2; ES2193452T3; DE69828455T2; EP1267098A2; CA2247166A1; EP1265007A3; DE69827979D1; EP1267099A3; KR100285255B1; BR9803983A; KR19990029742A; EP1265007B1; EP1267099A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatisches stufenlos verstellbares Getriebe, das eine Taumelscheibe aufweist, in der eine Taumelscheiben-Hydraulikölpumpe und ein Ölhydraulikmotor durch einen geschlossenen Hydraulikkreis miteinander verbunden sind, wobei der Ölhydraulikmotor ein Motor mit variabler Verdrängung ist. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Verbesserung eines stufenlos verstellbaren Taumelscheibengetriebes, umfassend einen Zylinderblock, der eine große Anzahl von Pumpenzylinderbohrungen und Motorzylinderbohrungen aufweist, die parallel zu einer Zylinderblockachse angeordnet sind und diese ringförmig umgeben, eine große Anzahl von Pumpenöffnungen, die einzeln mit den Pumpenzylinderbohrungen verbunden sind, und eine große Anzahl von Motoröffnungen, die einzeln mit den Motorzylinderbohrungen verbunden sind; eine große Anzahl von Pumpenkolben, die jeweils gleitend in die Pumpenzylinderbohrungen eingesetzt sind; eine große Anzahl von Motorkolben, die jeweils gleitend in die Motorzylinderbohrungen eingesetzt sind; eine Pumpentaumelscheibe, die gegenüber einer Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt ist, sich relativ zu der einen Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Pumpenkolben zu bewirken. Eine Motortaumelscheibe ist gegenüber einer entgegengesetzten Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ zu der entgegengesetzten Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um eine Hin- und Herbewegung der Motorkolben zu bewirken, und ist in der Lage, zwischen einer aufrechten Stellung orthogonal zu der Zylinderblockachse, in der der Hub der Hin- und Herbewegung auf null reduziert ist, und einer maximal gekippten Stellung, in der der Hub der Hin- und Herbewegung maximiert ist, zu kippen. Ein ringförmiger Hochdruckölweg und ein ringförmiger Niederdruckölweg sind vorgesehen und umgeben die Zylinderblockachse; und eine große Anzahl von ersten Verteilerventilen und zweiten Verteilerventilen vom Schiebertyp, die in dem Zylinderblock angeordnet sind, sind dazu ausgelegt, die Pumpenöffnungen und die Motoröffnungen durch einen Hubmittelpunkt, an dem die Pumpenöffnungen und die Motoröffnungen von beiden Ölwegen getrennt sind, selektiv abwechselnd mit dem Hochdruckölweg und dem Niederdruckölweg in Verbindung zu bringen, wobei das stufenlos verstellbare Getriebe eine Sperrfunktion enthält, um die Motoröffnungen zu verschließen, um die Hydraulik-Übertragungswirkung zu verbessern, wenn die Motortaumelscheibe in einem aufrechten Zustand ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Taumelscheibenhydraulikeinheit zur Verwendung als Taumelscheibenölhydraulikpumpe oder -motor. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Verbesserung einer Taumelscheibenhydraulikeinheit, umfassend einen Zylinderblock, der eine große Anzahl von Zylinderbohrungen aufweist, die ringförmig auf einem ersten Laufkreis, der die Achse des Zylinderblocks umgibt und parallel zu der Achse angeordnet sind, und der auch eine große Anzahl von Öffnungen aufweist, die einzeln mit den Zylinderbohrungen verbunden sind; eine große Anzahl von Kolben, die jeweils gleitend in die Pumpenzylinderbohrungen eingesetzt sind. Kolbentaumelscheiben sind dazu ausgelegt, an Endabschnitte der Kolben anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks vorstehen, wobei die Kolbentaumelscheibe dazu ausgelegt ist, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken. Ein Niederdruckölweg und ein Hochdruckölweg sind mit einer großen Anzahl von Schieber-Verteilerventilen versehen, die in dem Zylinderblock ringförmig auf einem zweiten Laufkreis, der die Zylinderblockachse umgibt, und parallel zu der Achse angeordnet sind.
Die Verteilerventile sind zur axialen Hin- und Herbewegung ausgelegt, um die Öffnungen der Zylinderbohrungen in Verbindung mit dem Niederdruckölweg und dem Hochdruckölweg selektiv in abwechselnder Weise zu bringen; und Ventiltaumelscheiben sind dazu ausgelegt, an Endabschnitte der Verteilerventile anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks vorstehen. Die Ventiltaumelscheiben sind dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit zur Verwendung als Taumelscheiben-Hydraulikölpumpe oder -motor. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Verbesserung einer Taumelscheiben-Hydraulikeinheit, die einen Zylinderblock aufweist, wobei der Zylinderblock eine große Anzahl von Zylinderbohrungen aufweist, die ringförmig parallel zu einer Zylinderblockachse auf einem ersten Laufkreis angeordnet sind, der die Achse umgibt, und enthält auch eine große Anzahl von Öffnungen, die einzeln mit den Zylinderbohrungen verbunden sind. Eine große Anzahl von Kolben sind jeweils in die Zylinderbohrungen gleitend eingesetzt. Kolbentaumelscheiben sind dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken; ein Niederdruckölweg und ein Hochdruckölweg; eine große Anzahl von Schieber-Verteilerventilen, die in dem Zylinderblock ringförmig parallel zu der Zylinderblockachse auf einem zweiten Laufkreis angeordnet sind, der zu dem ersten Laufkreis konzentrisch ist, wobei die Verteilerventile zur axialen Hin- und Herbewegung ausgelegt sind, um die Öffnungen der Zylinderbohrungen in Verbindung mit dem Niederdruckölweg und dem Hochdruckölweg selektiv in abwechselnder Weise zu bringen; und Ventiltaumelscheiben sind dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatisches stufenlos verstellbares Getriebe, insbesondere ein sogenannte stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Verbesserung eines stufenlos verstellbaren Taumelscheibengetriebes, umfassend einen Zylinderblock, der eine große Anzahl von Pumpenzylinderbohrungen und Motorzylinderbohrungen aufweist, die parallel zu und ringförmig um eine Zylinderblockachse herum angeordnet sind, wobei eine große Anzahl von Pumpenöffnungen einzeln mit den Pumpenzylinderbohrungen verbunden sind und eine große Anzahl von Motoröffnungen einzeln mit den Zylinderbohrungen verbunden sind. Eine große Anzahl von Pumpenkolben sind jeweils in die Pumpenzylinderbohrungen gleitend eingesetzt. Eine große Anzahl von Motorkolben sind jeweils gleitend in die Motorzylinderbohrungen eingesetzt. Eine Pumpentaumelscheibe ist gegenüber einer Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf die eine Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Pumpenkolben zu bewirken. Eine Motortaumelscheibe ist gegenüber einer entgegengesetzten Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf die entgegengesetzte Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Motorkolben zu bewirken. Ein ringförmiger Hochdruckölweg und ein ringförmiger Niederdruckölweg sind vorgesehen und umgeben die Zylinderblockachse. Eine große Anzahl erster Schieber-Verteilerventile und zweiter Verteilerventile sind in dem Zylinderblock angeordnet und dazu ausgelegt, die Pumpenöffnungen und die Motoröffnungen selektiv abwechselnd in Verbindung mit dem Hochdruckölweg und dem Niederdruckölweg zu bringen.
Beschreibung des technischen Hintergrunds
Ein ähnliches hydrostatisches stufenlos verstellbares Getriebe mit einer Taumelscheibe in z. B. in der japanischen Patentschrift Nr. Hei 6-89828 offenbart.
Zuvor wurde eine ähnliche Taumelscheibenhydraulikeinheit in der japanischen Patentoffenlegung Nr. Sho 63-203959 offenbart.
Zuvor ist ein ähnliches stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe offenbart worden, worin (1) eine, in der eine große Anzahl erster und zweiter Verteilerventile in der radialen Richtung eines Zylinderblocks angeordnet sind (siehe japanische Patentoffenlegung Nr. Sho 63-140164) und (2) eine, in der erste Verteilerventile parallel zur Achse eines Zylinderblocks angeordnet sind, während zweite Verteilerventile in der radialen Richtung des Zylinderblocks angeordnet sind (siehe japanische Patentoffenlegung Nr. Sho 63-203959).
In dem stufenlos verstellbaren Taumelscheibengetriebe sind eine große Anzahl zweiter Verteilerventile radial in einem Zylinderblock angeordnet, und ein Exzenterring zur Hin- und Herbewegung jedes dieser zweiten Verteilerventile mit der Drehung eines Pumpenzylinders ist durch ein Getriebegehäuse gehalten. Damit ferner das Getriebe eine Sperrfunktion erlangt, ist der obige Exzenterring mit der Motortaumelscheibe derart gekoppelt, dass der Exzentrizitätsbetrag des Exzenterrings im aufrechten Zustand der Motortaumelscheibe null wird, wodurch die zweiten Verteilerventile an ihrem Hubmittelpunkt gestoppt werden, um die Motoröffnungen zu schließen.
Jedoch macht das Vorhandensein eines Mechanismus zum Koppeln der Motortaumelscheibe mit dem Exzenterring, die unterschiedliche Bewegungen durchführen, nicht nur die Struktur des stufenlos verstellbaren Getriebes kompliziert, sondern verhindert auch eine Größenreduktion des Getriebes.
ZUSAMMENFASSUNG UND AUFGABEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände durchgeführt worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, das vorstehende stufenlos verstellbare Taumelscheibengetriebe einfacher Struktur und kompakter Größe anzugeben, worin, wenn die Motortaumelscheibe in ihrem aufrechten Zustand ist, automatisch ein Sperrzustand erhalten wird, wobei die zweiten Verteilerventile an ihren Hubmittelpunkten gestoppt werden, um die Motoröffnungen zu verschließen, auch ohne die Verwendung irgendeines speziellen Koppelmechanismus.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe umfasst das stufenlos verstellbare Taumelscheibengetriebe einen Zylinderblock, wobei der Zylinderblock eine große Anzahl von Pumpenzylinderbohrungen und Motorzylinderbohrungen aufweist, die parallel zu einer Zylinderblockachse angeordnet sind und diesen ringförmig umgeben, eine große Anzahl von Pumpenöffnungen, die einzeln mit den Pumpenzylinderbohrungen verbunden sind, und eine große Anzahl von Motoröffnungen, die einzeln mit den Motorzylinderbohrungen verbunden sind. Eine große Anzahl von Pumpenkolben sind jeweils gleitend in die Motorzylinderbohrungen eingesetzt. Eine große Anzahl von Motorkolben sind jeweils gleitend in die Motorzylinderbohrungen eingesetzt. Eine Pumpentaumelscheibe ist gegenüber einer Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ zu der einen Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Pumpenkolben zu bewirken. Eine Motortaumelscheibe ist gegenüber einer entgegengesetzten Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ zu der entgegengesetzten Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um eine Hin- und Herbewegung der Motorkolben zu bewirken, und ist in der Lage, zwischen einer aufrechten Stellung orthogonal zu der Zylinderblockachse, in der der Hin- und Herbewegungshub auf null reduziert ist, und einer maximal gekippten Stellung, in der der Hin- und Herbewegungshub maximiert ist, zu kippen. Ein ringförmiger Hochdruckölweg und ein ringförmiger Niederdruckölweg umgeben beide die Zylinderblockachse. Eine große Anzahl von ersten Verteilerventilen und zweiten Verteilerventilen vom Schiebertyp sind in dem Zylinderblock angeordnet und dazu ausgelegt, die Pumpenöffnungen und die Motoröffnungen durch einen Hubmittelpunkt, an dem Pumpenöffnungen und die Motoröffnungen von beiden Ölwegen getrennt sind, selektiv abwechselnd mit dem Hochdruckölweg und dem Niederdruckölweg in Verbindung zu bringen. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verteilerventile, um die Motoröffnungen selektiv abwechselnd in Verbindung mit dem Hochdruckölweg und dem Niederdruckölweg zu bringen, in dem Zylinderblock parallel zu der Zylinderblockachse angeordnet sind. Eine Ventiltaumelscheibe ist dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um die zweiten Verteilerventile integral kombiniert mit der Motortaumelscheibe an derselben Schrägebene hin- und herzubewegen. Die Motoröffnungen der Motorzylinderbohrungen sind so ausgebildet, dass sie jeweils durch die zweiten Verteilerventile an jeweiligen Stellungen 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Motorzylinderbohrungen selektiv gesteuert werden, und dass dann, wenn die Ventiltaumelscheibe zusammen mit der Motortaumelscheibe eine aufrechte Stellung einnimmt, die zweiten Verteilerventile an ihren Hubmittelpunkten gestoppt werden.
Gemäß diesem Merkmal sind auch mit der Ventiltaumelscheibe, die mit der Motortaumelscheibe an derselben Schrägebene kombiniert ist, die Motoröffnungen der Motorzylinderbohrungen so ausgebildet, dass sie durch die zweiten Verteilerventile an jeweiligen Stellungen 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Zylinderbohrungen selektiv gesteuert werden, sodass beim Kippen der Motortaumelscheibe die Ventiltaumelscheibe, die auch zusammen mit der Motortaumelscheibe kippt, den zweiten Verteilerventilen Hin- und Herbewegungen verleiht, wodurch die Motoröffnungen, die den Motorzylinderbohrungen in einem Expansionshub entsprechen, akkurat mit dem Hochdruckölweg in Verbindung gebracht werden, während die Motoröffnungen, die den Motorzylinderbohrungen in einem Kontraktionshub entsprechen, akkurat mit dem Niederdruckölweg in Verbindung gebracht werden, wodurch es möglich gemacht wird, den Hydrauliktransfer zu bewirken. Andererseits hält in einem aufrechten Zustand der Motortaumelscheibe die Ventiltaumelscheibe, die zusammen mit der Motortaumelscheibe aufrecht geworden ist, die zweiten Verteilerventile an ihren Hubmittelpunkten, wodurch sie automatisch in einem Sperrzustand gehalten werden können, in dem alle Motoröffnungen von sowohl den Hoch- als auch Niederdruckölwegen getrennt sind. Somit ist es nicht notwendig, einen besonderen Koppelmechanismus zu verwenden, um automatisch einen solchen Sperrzustand zu erhalten.
In der obigen herkömmlichen Taumelscheibenhydraulikeinheit hat eine Zunahme des Kolbenhubs die Wirkung, die Kapazität der Hydraulikeinheit zu erhöhen, während man eine Reduktion ihrer radialen Größe erhält. Da jedoch in der Hydraulikeinheit, die in der obigen ungeprüften Schrift offenbart ist, eine Gruppe von Verteilerventilen ringförmig radial außerhalb einer Gruppe ringförmig angeordneter Kolben angeordnet ist, verhindert die Verteilerventilgruppe eine radiale Größenverminderung der Hydraulikeinheit.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf diese Umstände durchgeführt worden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehende Taumelscheiben-Hydraulikeinheit anzugeben, in der eine Gruppe von Verteilerventilen durch Nutzung eines Totraums angeordnet wird, der sich innerhalb einer Gruppe von Kolben befindet, um es hierdurch möglich zu machen, einen ausreichenden Kolbenhub sicherzustellen und gleichzeitig die Reduktion der radialen Größe effizient zu erreichen.
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe umfasst eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit einen Zylinderblock, wobei der Zylinderblock eine große Anzahl von Zylinderbohrungen aufweist, die ringförmig parallel zu einer Zylinderblockachse auf einem ersten Laufkreis angeordnet sind, welcher die Achse umgibt, und der auch eine große Anzahl von Öffnungen aufweist, die einzeln mit den Zylinderbohrungen verbunden sind. Eine große Anzahl von Kolben sind jeweils gleitend in die Zylinderbohrungen eingesetzt. Kolbentaumelscheiben sind dazu ausgelegt, an Endabschnitte der Kolben anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks vorstehen. Die Kolbentaumelscheiben sind dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken. Ein Niederdruckölweg und ein Hochdruckölweg sind vorgesehen. Eine große Anzahl von Verteilerventilen vom Schiebertyp sind in dem Zylinderblock ringförmig parallel zur Zylinderblockachse auf einem zweiten Laufkreis angeordnet, der die Achse umgibt. Die Verteilerventile sind zur axialen Hin- und Herbewegung ausgelegt, um die Öffnungen der Zylinderbohrungen selektiv und in abwechselnder Weise in Verbindung mit dem Niederdruckölweg und dem Hochdruckölweg zu bringen; und Ventiltaumelscheiben sind dazu ausgelegt, an Endabschnitte der Verteilerventile anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks vorgestehen, wobei die Ventiltaumelscheiben dazu ausgelegt sind, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile zu bewirken. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Kolben und dass der zweite Laufkreis im Durchmesser kleiner eingestellt ist als der erste Laufkreis.
Gemäß diesem Merkmal ist die Verteilerventilgruppe in dem Totraum angeordnet, der sich radial innerhalb der Kolbengruppe befindet. Auch wenn daher der erste Laufkreis ausreichend groß eingestellt ist, um einen ausreichend großen Hub sicherzustellen, der auf jeden Kolben von der Kolbentaumelscheibe auszuüben ist, erhöht das Vorhandensein der Verteilerventilgruppe den Durchmesser der Zylinderblockeinheit nicht, und es ist möglich, eine Minderung in der radialen Größe der Hydraulikeinheit zu erreichen. Abgesehen davon kann die Verteilerventilgruppe leicht auch innerhalb der Kolbengruppe angeordnet werden, da die Verteilerventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Kolben.
Zusätzlich zu dem obigen Merkmal ist die vorliegende Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass jede Ventiltaumelscheibe in der gleichen Schrägebene angeordnet ist wie die zugeordnete Kolbentaumelscheibe und integral mit der Kolbentaumelscheibe ausgebildet ist.
Gemäß diesem Merkmal ist es nicht nur möglich, den Zuwachs in der axialen Größe der Hydraulikeinheit zu unterdrücken, der durch die Verwendung der mehreren Taumelscheiben verursacht wird, sondern es können auch sowohl die Kolbentaumelscheibe als auch die Ventiltaumelscheibe leicht miteinander einstückig hergestellt werden.
Zusätzlich zu dem obigen Merkmal ist die vorliegende Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Zylinderbohrungen so ausgebildet sind, dass durch die Verteilerventile an jeweiligen Positionen selektiv gesteuert werden, die Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Zylinderbohrungen 90° außer Phase sind.
Gemäß diesem dritten Merkmal sperren die Verteilerventile an den Mittelpunkten ihrer Hin- und Herbewegungshübe die Öffnungen von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen ab, und selbst wenn die Kolbentaumelscheibe und die zugeordnete Ventiltaumelscheibe jeweils in der gleichen Richtung schräg angeordnet sind, wird, wenn ein Kolben seine Ausfahr- oder Einfahrbewegungsgrenze erreicht, die entsprechende Öffnung von beiden Hoch- und Niederdruckölwegen abgesperrt. Auch wenn daher der Kolben anschließend eine Bewegung zur Einfahr- oder Ausfahrbewegung verändert, kann die obige Öffnung über ihre Verbindung zu dem Nieder- oder Hochdruckölweg akkurat umgeschaltet werden.
Da in der obigen herkömmlichen Taumelscheiben-Hydraulikeinheit die Kolbentaumelscheiben und die Ventiltaumelscheiben gegenseitig 90° außer Phase um eine Zylinderblockachse herum angeordnet sind, ist es ziemlich mühselig, die Bearbeitung dieser Taumelscheiben zu bewirken und daher ist die Massenproduktivität davon gering. Ferner, obwohl die Kolben und Verteilerventile mit Rückstellfedern versehen sind, um diese mit den Kolbentaumelscheiben und den Ventiltaumelscheiben in Eingriff zu bringen, ist aufgrund der Charakteristiken der Rückstellfedern wahrscheinlich, dass im Hochgeschwindigkeitsbetrieb eine Nachfolgerverzögerung der Kolben und Verteilerventile relativ zu diesen Taumelscheiben auftritt.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf diese Umstände durchgeführt worden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehende Taumelscheiben-Hydraulikeinheit vorzusehen, worin die Bearbeitung der Kolbentaumelscheiben und der Ventiltaumelscheiben einfach ist, um hierdurch eine hohe Massenproduktivität sicherzustellen, und worin die Kolben und die Verteilerventile auch im Hochgeschwindigkeitsbetrieb diesen Taumelscheiben akkurat folgen können.
Zur Lösung der obigen Aufgabe enthält eine Taumelscheiben-Hydraulikeinheit einen Zylinderblock, der eine großen Anzahl von Zylinderbohrungen aufweist, die ringförmig parallel zu einer Zylinderblockachse auf einem ersten Laufkreis angeordnet sind, der die Achse umgibt, und der auch eine große Anzahl von Öffnungen aufweist, die einzeln mit den Zylinderbohrungen verbunden sind. Eine große Anzahl von Kolben sind jeweils gleitend in die Zylinderbohrungen eingesetzt. Kolbentaumelscheiben sind dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken. Ein Niederdruckölweg und ein Hochdruckölweg sind vorgesehen. Eine große Anzahl von Spulen-Verteilerventilen sind in dem Zylinderblock ringförmig parallel zu der Zylinderblockachse auf einem zweiten Laufkreis angeordnet, der zu dem ersten Laufkreis konzentrisch ist, wobei die Verteilerventile dazu ausgelegt sind, sich axial hin- und herzubewegen, um die Öffnungen der Zylinderbohrungen selektiv in abwechselnder Weise mit dem Niederdruckölweg und dem Hochdruckölweg in Verbindung zu bringen. Die Ventiltaumelscheiben sind dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile zu bewirken, wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Kolbentaumelscheibe und die zugeordnete Ventiltaumelscheibe in derselben Schrägebene angeordnet und integral miteinander ausgebildet sind, um eine Taumelscheibenanordnung zu bilden, und dass gemeinsame Halteplatten zum Rückhalten der Kolben und der Verteilerventile in Eingriff mit den Kolbentaumelscheiben und den Ventiltaumelscheiben jeweils an den Taumelscheibenanordnungen angebracht sind.
Da gemäß diesem Merkmal jede Taumelscheibe und die zugeordnete Ventiltaumelscheibe in derselben Schrägebene angeordnet sind, können sie auf einmal zu einer Taumelscheibenanordnung geformt werden. Weil darüber hinaus die Kolben und die Verteilerventile immer an den jeweiligen Eingriffspositionen mit den Kolbentaumelscheiben und den Ventiltaumelscheiben mittels der Halteplatten gehalten werden, die an den Taumelscheibenanordnungen angebracht sind, ist es möglich, die Kolben und Verteilerventile den Kolbentaumelscheiben und den Ventiltaumelscheiben auch im Hochgeschwindigkeitsbetrieb zwangsweise folgen zu lassen, um hierdurch akkurate Hin- und Herbewegungen sicherzustellen. Zusätzlich wird eine einfache Struktur erreicht, weil eine einzige gemeinsame Halteplatte für jede Kolben- und Verteilerventilgruppe verwendet wird.
Zusätzlich zu dem obigen Merkmal ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben und Verteilerventile durch Halsabschnitte mit kugelförmigen Enden ausgebildet sind, wobei die kugelförmigen Enden in Eingriff mit den Kolbentaumelscheiben und den Ventiltaumelscheiben stehen, und dass die Halteplatten erste und zweite Haltelöcher aufweisen, in denen jeweils die Halsabschnitte der Kolben und der Verteilerventile sitzen, wobei die ersten und zweiten Haltelöcher im Durchmesser kleiner sind als die kugelförmigen Enden, und auch erste und zweite Ausschnitte haben, durch die sich die Haltelöcher zu Umfangsrändern der Halteplatten öffnen, um den Durchtritt der Halsabschnitte zu gestatten.
Ferner ist, in Verbindung mit dem obigen Merkmal, die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der ersten und zweiten Ausschnitte, anstatt sich zu den Umfangsrändern der Halteplatten zu öffnen, sich in Einsetzlöcher öffnet, die in den Halteplatten ausgebildet sind, wobei die Einsetzlöcher im Durchmesser größer sind als die entsprechenden kugelförmigen Enden.
Gemäß einem anderen Merkmal werden die Halsabschnitte der Kolben und Verteilerventile durch die ersten und zweiten Ausschnitte der Halteplatten hindurchgeführt und in die ersten und zweiten Haltelöcher eingesetzt, dann werden die Kolben und Verteilerventile an dem Zylinderblock montiert, und die Halteplatten werden an den Taumelscheibenanordnungen angebracht. Durch diese einfachen Vorgänge können die Sitzzustände der entsprechenden Halsabschnitte und Haltelöcher beibehalten werden. Somit ist es nicht notwendig, irgendeinen besonderen Stopper anzuwenden, um zu verhindern, dass jeder Halsabschnitt aus dem zugeordneten Halteloch austritt. D. h. es ist möglich, einen Beitrag zu einer weiteren strukturellen Vereinfachung zu leisten.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatten an den zylindrischen Abschnitten der Taumelscheibenanordnungen durch Ringclips angebracht sind.
Gemäß diesem Merkmal kann jede Halteplatte an der zugeordneten Taumelscheibenanordnung leicht mit der Verwendung einer einfachen Komponente, wie etwa einem Ringclip, angebracht werden.
Ferner ist, zusätzlich zu den obigen Merkmalen, die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Zylinderbohrungen so ausgebildet sind, dass sie durch die Verteilerventile an den jeweiligen Positionen 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Zylinderbohrungen selektiv gesteuert werden.
Gemäß diesem Merkmal sperren die Verteilerventile an den Mittelpunkten ihrer Hin- und Herbewegungshübe die Öffnungen von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen ab, und selbst wenn die Kolbentaumelscheiben und die Ventiltaumelscheiben in der gleichen Richtung schräg angeordnet sind, wird, wenn ein Kolben seine Ausfahr- oder Einfahrbewegungsgrenze erreicht, die entsprechende Öffnung von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen abgesperrt. Wenn daher der Kolben anschließend seine Bewegung zur Einfahr- oder Ausfahrbewegung verändert, kann die obige Öffnung über ihre Verbindung mit dem Nieder- oder Hochdruckölweg akkurat umgeschaltet werden.
Da in dem obigen herkömmlichen Getriebe (1) die ersten und zweiten Verteilerventile radial angeordnet sind, können die ersten und zweiten Ventillöcher zum Einsetzen der ersten und zweiten Verteilerventile darin mit einem parallelen Mehrspindelwerkzeug nicht schnell bearbeitet werden. Da in dem obigen herkömmlichen Getriebe (2) die ersten und zweiten Verteilerventile rechtwinklig zueinander angeordnet sind, ist es unmöglich, beide ersten und zweiten Ventillöcher gleichzeitig zu bearbeiten. Somit unterliegen beide herkömmlichen Getriebe einer Schwierigkeit in Bezug auf die Massenproduktivität. Ferner ist es in dem herkömmlichen Getriebe (1) notwendig, dass erste und zweite Exzenterringe zum Aktivieren der ersten und zweiten Verteilerventile an dem Außenumfang des Zylinderblocks angeordnet werden, und auch in dem herkömmlichen Getriebe (2) ist es notwendig, dass eine Exzenterring zum Aktivieren der ersten Verteilerventile am Außenumfang des Zylinderblocks angeordnet wird. Dementsprechend ist ein Zuwachs in der radialen Größe jedes Getriebes unvermeidbar, und es ist schwierig eine Größenreduktion in dieser Richtung zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf diese Umstände durchgeführt worden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe anzugeben, worin, wie Pumpenzylinderlöcher und Motorzylinderlöcher, erste und zweite Ventillöcher, in die erste und zweite Verteilerventile eingesetzt sind, parallel zur Achse eines Zylinderblocks angeordnet sind, sodass sie leicht und schnell mit der Verwendung eines Parallelmehrspindelwerkzeugs bearbeitet werden können, und das in der radialen Richtung kompakt ausgebildet werden kann.
Zur Lösung der obigen Aufgabe umfasst ein stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe einen Zylinderblock, wobei der Zylinderblock eine große Anzahl von Pumpenzylinderbohrungen und Motorzylinderbohrungen aufweist, die parallel zu und ringförmig um eine Zylinderblockachse herum angeordnet sind, wobei eine große Anzahl von Pumpenöffnungen einzeln mit den Zylinderpumpenbohrungen verbunden sind und eine große Anzahl von Motoröffnungen einzeln mit den Motorzylinderbohrungen verbunden sind. Eine große Anzahl von Pumpenkolben sind jeweils in die Pumpenzylinderbohrungen gleitend eingesetzt. Eine große Anzahl von Motorkolben sind jeweils in die Motorzylinderbohrungen gleitend eingesetzt. Eine Pumpentaumelscheibe ist gegenüber einer Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf die eine Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Pumpenkolben zu bewirken. Eine Motortaumelscheibe ist gegenüber einer entgegengesetzten Endfläche des Zylinderblocks angeordnet und dazu ausgelegt, sich relativ in Bezug auf die entgegengesetzte Endfläche des Zylinderblocks zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Motorkolben zu bewirken. Ein ringförmiger Hochdruckölweg und ein ringförmiger Niederdruckölweg umgeben beide die Zylinderblockachse; und eine große Anzahl erster Verteilerventile und zweiter Verteilerventile vom Schiebertyp sind in dem Zylinderblock angeordnet und dazu ausgelegt, die Pumpenöffnung und die Motoröffnung selektiv in abwechselnder Weise in Verbindung mit dem Hochdruckölweg und dem Niederdruckölweg zu bringen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Hochdruckölweg und der Niederdruckölweg Seite an Seite in der Achsrichtung des Zylinderblocks ausgebildet sind, dass die ersten Verteilerventile und die zweiten Verteilerventile jeweils in eine große Anzahl erster Ventillöcher und zweiter Ventillöcher gleitend eingesetzt sind, wobei die ersten und zweiten Ventillöcher in dem Zylinderblock so ausgebildet sind, dass sie sich parallel zu der Zylinderblockachse erstrecken, während sie beide Ölwege schneiden, und dass erste Ventiltaumelscheibe und eine zweite Ventiltaumelscheibe jeweils benachbart der Pumpentaumelscheibe und der Motortaumelscheibe angeordnet sind und beide dazu ausgelegt sind, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der ersten und zweiten Verteilerventile zu bewirken.
Da gemäß dem obigen ersten Merkmal die Pumpenzylinderbohrungen, die Motorzylinderbohrungen, die ersten Ventillöcher und die zweiten Ventillöcher alle parallel zu der Zylinderblockachse angeordnet sind, können sie mittels einer Mehrspindelbohrmaschine schnell und leicht in dem Zylinderblock eingearbeitet werden, und daher ist ihre Massenproduktivität hoch. Abgesehen davon kann die Zufuhr und Aufnahme des Öldrucks zwischen den Pumpenzylinderbohrungen und den Motorzylinderbohrungen durch die Hin- und Herbewegungen der ersten und zweiten Verteilerventile parallel zur Zylinderblockachse sicher erfolgen. Da ferner die ersten und zweiten Ventiltaumelscheiben, welche die ersten und zweiten Verteilerventile jeweils aktivieren, wie die Pumpentaumelscheibe und die Motortaumelscheibe an beiden Endseiten des Zylinderblocks angeordnet sind, ist es möglich, die radiale Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes stark zu reduzieren.
Zusätzlich zu dem obigen Merkmal ist die vorliegende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Hochdruckölweg und der ringförmige Niederdruckölweg radial innerhalb der Gruppe Pumpenzylinderbohrungen und der Gruppe der Motorzylinderbohrungen angeordnet sind.
Gemäß dem obigen Merkmal kann die Gesamtlänge des ringförmigen Hochdruckölwegs und jene des ringförmigen Niederdruckölwegs so kurz wie möglich gemacht werden und daher ist es möglich, eine Volumenreduktion beider Ölwege zu erreichen, die absolute Menge von Luftblasen zu minimieren, die sich in dem Hydrauliköl und den Ölwegen befinden, und hierdurch den hydraulischen Übertragungswirkungsgrad zu verbessern.
Zusätzlich zu dem obigen Merkmal ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolben und die Motorkolben abwechselnd auf einem ersten Laufkreis, der die Zylinderblockachse umgibt, abwechselnd angeordnet sind, und die ersten Verteilerventile und die zweiten Ventile, die im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Pumpenkolben und die Motorkolben, abwechselnd auf einem zweiten Laufkreis angeordnet sind, der im Durchmesser kleiner ist als der erste Laufkreis und konzentrisch zu diesem ist.
Gemäß diesem zusätzlichen Merkmal ist die erste und zweite Verteilerventilgruppe radial innerhalb der Pumpenkolben- und Motorkolbengruppe in dem Zylinderblock angeordnet. Auch wenn daher der erste Laufkreis auf eine ausreichend große Abmessung eingestellt ist, um ausreichende Hin- und Herbewegungshübe sicherzustellen, die den Pumpenkolben und den Motorkolben durch die Pumpentaumelscheibe bzw. die Motortaumelscheibe verliehen werden, ist es möglich, das stufenlos verstellbare Getriebe in seiner radialen Richtung kompakter zu machen, ohne eine Durchmesserzunahme des Zylinderblocks, sogar in der Gegenwart der Verteilerventile. Da übrigens die ersten und zweiten Verteilerventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Pumpenkolben und die Motorkolben, können sie leicht auch innerhalb der Kolbengruppen angeordnet werden. Da die ferner die Pumpenkolben und die Motorkolben sowie die ersten und zweiten Verteilerventile abwechselnd in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks angeordnet sind, ist es möglich, die axiale Größe des Zylinderblocks zu verkürzen und die Größenreduktion auch in der Achsrichtung des stufenlos verstellbaren Getriebes zu erreichen.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventiltaumelscheibe in derselben Schrägebene wie die Pumpentaumelscheibe angeordnet und integral mit der Pumpentaumelscheibe ausgebildet ist, während die zweite Ventiltaumelscheibe in derselben Schrägebene wie die Motortaumelscheibe angeordnet und integral mit der Motortaumelscheibe ausgebildet ist.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen können nicht nur die Pumpentaumelscheibe und die erste Ventiltaumelscheibe und auch sowohl die Motortaumelscheibe als auch die zweite Ventiltaumelscheibe integral miteinander gemacht werden, sondern es ist auch möglich, eine weitere Größenreduktion axial des stufenlos verstellbaren Getriebes zu erreichen.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenöffnung jeder Pumpenzylinderbohrung so ausgebildet ist, dass sie durch das erste Verteilerventil in einer Position 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Pumpenzylinderbohrung selektiv gesteuert wird, während die Motoröffnung jeder Motorzylinderbohrung so ausgebildet ist, dass sie durch das zweite Verteilerventil an einer Position 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Motorzylinderbohrung selektiv gesteuert wird.
Gemäß den weiteren Merkmalen bewirkt jedes Verteilerventil, dass die entsprechende Pumpenöffnung und Motoröffnung von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen am Mittelpunkt ihres Hin- und Herbewegungshubs abgesperrt werden, und dass dann, wenn jeder Kolben an seiner Ausfahrgrenze oder Einfahrgrenze ankommt, auch wenn die Pumpentaumelscheibe und die erste Ventiltaumelscheibe sowie die Motortaumelscheibe und die zweite Ventiltaumelscheibe in derselben Richtung gekippt werden, die entsprechende Pumpenöffnung und Motoröffnung von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen abgesperrt wird. Wenn daher jeder Kolben seine Bewegung in die Einfahr- oder Ausfahrbewegung ändert, ist es möglich, jede solche Öffnung zu dem Niederdruckölweg oder dem Hochdruckölweg akkurat umzuschalten.
Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung ersichtlich. Jedoch sollte es sich verstehen, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungen der Erfindung aufzeigen, nur zur Illustration angegeben sind, da für den Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geists und des Umfangs der Erfindung ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständiger verständlich, die nur zur Illustration beigefügt sind und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken und worin:
1 ist eine Seitenansicht in Längsschnitt eines stufenlos verstellbaren Getriebes gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 in 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht prinzipieller Abschnitte in 1;
4 ist eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 in 2;
5 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation von 4 zeigt;
6 ist eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in 1;
7 ist eine Schnittansicht entlang Linie 6-6 in 1;
8 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Zylinderblocks;
9 ist ein Arbeitszeitdiagramm eines Pumpenkolbens und eines ersten Verteilerventils;
10 ist ein Arbeitszeitdiagramm eines Motorkolbens und eines zweiten Verteilerventils;
11 ist ein erläuterndes Arbeitsdiagramm in einem aufrechten Zustand einer Motortaumelscheibe; und
12 ist eine Schnittansicht in Längsschnitt einer Ölhydraulikpumpe gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die Art zur Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführung davon beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
In den 1 und 2 ist eine Ausgangswelle 2 durch Kugellager 3, 3 in beiden linken und rechten Endwänden eines Getriebegehäuses 1 gelagert, das das stufenlos verstellbare Taumelscheibengetriebe, mit T bezeichnet, aufnimmt. Ein Eingangselement S, an dem ein Eingangszahnrad 5a befestigt ist, ist an der Ausgangswelle 2 an einer Stelle, die der linken Endwand des Getriebegehäuses 1 benachbart ist, durch ein Winkelkontaktlager 6 drehbar gelagert. Die Kraft einer Maschine (nicht gezeigt) wird auf das Eingangszahnrad 5a eingegeben und wird von dem rechten Endabschnitt der Ausgangswelle 2 zu einer Last (nicht gezeigt), z. B. eine Antriebseinheit in einem Zweirad-Kraftfahrzeug, ausgegeben.
Integral mit dem Eingangselement 5 ist ein Taumelscheibenhalter 8, der durch ein Nadellager 7 an der Ausgangswelle 2 gelagert ist, und eine erste Taumelscheibenanordnung 9 ist durch den Taumelscheibenhalter 8 durch ein Kugellager 10 und ein Winkelkontaktlager 11 drehbar gehalten. Die erste Taumelscheibenanordnung 9 ist integral mit einer Pumpentaumelscheibe 9a und einer ersten Ventiltaumelscheibe 9b versehen, die von der Pumpentaumelscheibe 9a eingeschlossen ist, und die in derselben Schrägebene wie die Pumpentaumelscheibe angeordnet ist. Der Taumelscheibenhalter 8 ist so angeordnet, dass er eine Schrägstellung der Pumpentaumelscheibe 9a und der ersten Ventiltaumelscheibe 9b mit einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Achse X der Ausgangswelle 2 bewirkt.
Ein Zylinderblock 4, der zu der Ausgangswelle 2 konzentrisch ist, ist auf einen Mittelabschnitt der Ausgangswelle keilverzahnt und ist durch sowohl einen Flansch 12 als auch eine Buchse 13 an der Ausgangswelle axial unbeweglich festgelegt.
An der Seite, die der ersten Taumelscheibenanordnung 9 in Bezug auf den Zylinderblock 4 entgegengesetzt ist, ist ein Taumelscheibenanker 15, der mit einem Bolzen 14 an dem Getriebegehäuse 1 befestigt ist, an der Ausgangswelle 2 durch ein Winkelkontaktlager 16 gelagert. Ein halbzylindrisches Schwenklager 18, dessen Achse Y orthogonal zur Achse X der Ausgangswelle 2 ist, ist durch den Taumelscheibenanker 15 gelagert, sodass es in einem vorbestimmten Winkelbereich drehbar ist. Zentral des Schwenklagers 18 ist eine zweite Taumelscheibenanordnung 19 durch ein Kugellager 20 und ein Winkelkontaktlager 21 drehbar gelagert. Die zweite Taumelscheibenanordnung 19 ist integral mit einer Motortaumelscheibe 19a und einer zweiten Ventiltaumelscheibe 19b versehen, die von der Motortaumelscheibe 19a eingeschlossen ist und die an derselben Schrägebene wie die Motortaumelscheibe 19a angeordnet ist. Das Schwenklager 18 ist an seinem einen axialen Ende mit einem Betätigungsarm (nicht gezeigt) versehen. Das Schwenklager 18 wird durch den Betätigungsarm gedreht, wodurch der Kippwinkel der Motortaumelscheibe 19a und jener der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b relativ zu der Achse X der Ausgangswelle 2 geändert werden kann. Ein Zylinderhalter 17, der den Zylinderblock 4 durch Kugellager 31 drehbar hält, ist mit einem Bolzen 38 an dem Taumelscheibenhalter 15 festgelegt.
Somit trägt das linke Winkelkontaktlager 6, das an der Ausgangswelle 2 angebracht ist, das Eingangselement 5 und die erste Taumelscheibenanordnung 9, und das rechte Winkelkontaktlager 16, das an der Ausgangswelle 2 angebracht ist, trägt den Taumelscheibenanker 15. Zweigeteilte Stützringe 23, 23, die mit einem an der Ausgangswelle 2 ausgebildeten Paar von Ringnutne 22, 22 in Eingriff stehen, stützen sich an die äußeren Seitenflächen der linken und rechten Winkelkontaktlager 6, 16 jeweils ab, wobei auf den Außenumfang jedes Stützrings 23 ein Haltering 24 aufgesetzt ist. Bei Betrieb des stufenlos verstellbaren Getriebes T wird eine Axiallast, die sich zwischen der ersten Taumelscheibenanordnung 9 und dem Zylinderblock 4 entwickelt, von der Ausgangswelle 2 durch die linken und rechten Winkelkontaktlager 6, 16 und dann durch die linken und rechten Stützringe 23, 23 aufgenommen, während eine Axiallast, die zwischen dem Taumelscheibenanker 15 und dem Zylinderblock 14 erzeugt wird, von der Ausgangswelle 2 durch den Flansch 12 und den rechten Stützring 22 aufgenommen wird, wodurch die Last auf das Getriebegehäuse 1 verringert werden kann.
In den Zylinderblock 4 ist eine große ungerade Anzahl (in der dargestellten Ausführung fünf) von Pumpenzylinderbohrungen 25 in einem ringförmigen Anordnungszustand auf einem ersten Laufkreis C1 (siehe 2) ausgebildet, der konzentrisch zu dem Zylinderblock 4 ist. Ferner sind erste Ventillöcher 26 in der gleichen Anzahl wie die Pumpenzylinderlöcher 25 in einem ringförmigen Anordnungszustand auf einem zweiten Laufkreis C2 ausgebildet, der einen kleineren Durchmesser hat als der erste Laufkreis C1 und konzentrisch zu diesem ist. Ein Ende der Pumpenzylinderbohrungen 25 ist zur linken Endfläche des Zylinderblocks 4 offen, wobei sein entgegengesetztes Ende geschlossen ist. Die ersten Ventillöcher 26 sind in einem kleineren Durchmesser als die Pumpenzylinderbohrungen 25 ausgebildet und erstrecken sich axial durch den Zylinderblock 4 hindurch.
Pumpenkolben 27 und erste Verteilerventile 28 vom Schiebertyp sind gleitend in die Pumpenzylinderbohrungen 25 bzw. die ersten Ventillöcher 26 eingesetzt. Vorderenden der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 stehen von der linken Endfläche des Zylinderblocks 4 vor, in Anlage mit der Pumpentaumelscheibe 9a bzw. der ersten Ventiltaumelscheibe 9b. Während sich das Eingangselement 5 dreht, üben die Pumpentaumelscheiben 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b axiale Hin- und Herbewegungen auf die Pumpenkolben 27 bzw. die ersten Verteilerventile 28 aus, und durch diese ist eine Taumelscheiben-Ölhydraulikpumpe P aufgebaut.
Wie in den 1 und 6 gezeigt, sind Vorderenden der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 als kugelförmige Enden 29a und 30a ausgebildet, und kugelförmige Vertiefungen 29b und 30b zum Eingriff mit den kugelförmigen Enden 29a und 30a sind in der Pumpentaumelscheibe 9a bzw. der ersten Ventiltaumelscheibe 9b ausgebildet, wobei die kugelförmigen Vertiefungen 29b und 30b im Durchmesser größer sind als die jeweiligen kugelförmigen Enden 29a und 30a. Gemäß dieser Konstruktion werden nicht nur der Schlupf in der Drehrichtung zwischen der Pumpentaumelscheibe 9a und den Pumpenkolben 27 und jener zwischen der ersten Ventiltaumelscheibe 9b und dem ersten Verteilerventil 28 verhindert, sondern es können auch Biegemomente, die von den jeweiligen zugeordneten Taumelscheiben 9a und 9b auf die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile 28 ausgeübt werden, verringert werden.
Wie in den 1 und 7 gezeigt, ist eine ringförmige Halterplatte 32 an der ersten Taumelscheibenanordnung 9 mit einer Ringklemme 33 drehbar angebracht, um die kugelförmigen Enden 29a und 30a der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 in einem Eingriffszustand mit den entsprechenden kugelförmigen Vertiefungen 29b und 30b der Taumelscheiben 9a und 9b zu halten. Insbesondere ist die erste Taumelscheibenanordnung 9 mit einem zylindrischen Abschnitt 9c ausgebildet, der sich an die Außenumfangsabschnitte der Taumelscheiben 9a und 9b anschließt, und die Ringklemme 33 wird in Eingriff mit der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 9c gebracht, um die in die Innenumfangsfläche eingesetzte Halterplatte 32 zu halten.
In der Halterplatte 32 sind Kolbenaufnahmelöcher 34 ausgebildet, die den ringförmig angeordneten Pumpenkolben 27 entsprechen und die gleiche Anzahl haben, sowie Ventilaufnahmelöcher 35, die den ringförmig angeordneten ersten Verteilerventilen 28 entsprechen und die gleiche Anzahl haben. Die Kolbenhaltelöcher 34 sind jeweils im Durchmesser kleiner ausgebildet als das kugelförmige Ende 29a jedes Pumpenkolbens 27 und im Durchmesser größer als ein Halsabschnitt 29a₁ des kugelförmigen Endes 29a, und sie öffnen sich jeweils zu dem Außenumfang der Halterplatte 32 durch einen Ausschnitt 36. Die Weite des Ausschnitts 36 ist ein wenig größer als der Halsabschnitt 29a₁ . Nachdem die Halsabschnitte 29a₁ der Pumpenkolben 27 durch die Ausschnitte 36 in die Kolbenaufnahmelöcher 34 eingestezt worden sind, werden die Pumpenkolben 27 jeweils in die Pumpenzylinderbohrungen 25 eingesetzt, und die Halterplatte 32 wird an der ersten Taumelscheibenplattenanordnung 9 angebracht, wodurch nicht nur verhindert werden kann, dass die Halsabschnitte 29a₁ aus den Ausschnitten 36 herauskommen, sondern auch die kugelförmigen Enden 29a in ihren Eingriffsstellungen mit den kugelförmigen Vertiefungen 29b durch die Kolbenhaltelöcher 34 gehalten werden können. Somit können, bei einer relativen Drehung der Pumpentaumelscheibe 9a und des Zylinderblocks 4, die Pumpenkolben 27 zwangsweise hin- und herbewegt werden, sodass es nicht erforderlich ist, eine Rückstellfeder zu verwenden, um die Pumpenkolben 27 in ihre Ausfahrrichtung vorzuspannen.
Die Ventilhaltelöcher 35 sind im Durchmesser jeweils kleiner ausgebildet als das kugelförmige Ende 30a jedes Verteilerventils 38, und im Durchmesser größer als ein Halsabschnitt 30a₁ des kugelförmigen Endes 30a, und sie öffnen sich jeweils in den Innenumfang der Halterplatte 32 durch einen Ausschnitt 37. Die Weite des Ausschnitts 37 ist ein wenig größer als der Halsabschnitt 30a₁ des kugelförmigen Endes 30a. Durch das gleiche Montageverfahren wie im Falle mit den Pumpenkolben 27 kann daher verhindert werden, dass die Halsabschnitte 30 aus den Ausschnitten 37 herauskommen und es können die kugelförmigen Enden 30a in ihren Eingriffsstellungen mit den kugelförmigen Vertiefungen 30b gehalten werden, sodass die ersten hin- und hergehenden Ventile 28 mit der relativen Drehung der ersten Ventiltaumelscheibe 9b und des Zylinderblocks 4 zwangsweise hin- und herbewegt werden können.
Nachdem die Halsabschnitte 29a₁ und 30a₁ der Pumpenkolben 27 und der ersten Verteilerventile 28 in Eingriff mit den Kolbenhaltelöchern 34 bzw. den Ventilhaltelöchern 35 in der Halterplatte 32 durch die Ausschnitte 36 und 37 gebracht worden sind, werden die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile 28 in die Pumpenzylinderlöcher 25 bzw. die ersten Ventillöcher 26 eingesetzt, und dann wird die Halterplatte 32 an der ersten Taumelscheibenanordnung 9 angebracht. Alternativ wird zuerst die Halterplatte 32 mit den darin gehaltenen Pumpenkolben 27 und den ersten Verteilerventilen 28 an der ersten Taumelscheibenplattenanordnung 9 angebracht, und dann werden die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile in die Pumpenzylinderbohrungen 25 bzw. der ersten Ventillöcher 34 eingesetzt. Im Ergebnis kann nicht nur verhindert werden, dass die Halsabschnitte 29a₁ und 30a₁ aus den Ausschnitten 36 und 37 herauskommen, sondern es können mittels der Kolbenhaltelöcher 34 und Ventilhaltelöcher 35 auch die kugelförmigen Enden 29a und 30a an den jeweiligen Eingriffspositionen mit den kugelförmigen Vertiefungen 29b und 30 gehalten werden. Bei einer Relativdrehung zwischen der Pumpentaumelscheibe 9a und dem Zylinderblock 4 können daher die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile 28 zwangsweise hin- und herbewegt werden. In anderen Worten ist es nicht notwendig, Rückstellfedern zu verwenden, um die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile 28 jeweils in einer Richtung vorzuspannen. Da es darüber hinaus nicht notwendig ist, irgendein spezielles Drehstoppelement für die Halterplatte 32 gegenüber der ersten Taumelscheibenanordnung 9 zu verwenden, gestattet die Montage der Halterplatte 32 die Verwendung der Ringklemme 33, die strukturell einfach ist.
Wieder in Bezug auf die 1 und 2 sind in dem Zylinderblock 4 Motorzylinderbohrungen 39 in der gleichen Anzahl wie die Pumpenzylinderbohrungen 25 und ringförmig und abwechselnd zu den Pumpenzylinderbohrungen 25 auf dem ersten Laufkreis C1 der Gruppe der Pumpenzylinderbohrungen ausgebildet. Ähnlich sind zweite Ventillöcher 40 in der gleichen Anzahl wie die Motorzylinderbohrungen 39 und ringförmig und abwechselnd zu den ersten Verteilerventilen 28 auf dem zweiten Laufkreis C2 der Gruppe der ersten Ventillöcher 26 ausgebildet. Ein Ende der Motorzylinderbohrungen 39 ist zur rechten Endfläche des Zylinderblocks 4 offen, während deren entgegengesetzte Enden geschlossen sind. Die zweiten Ventillöcher 40 sind im Durchmesser kleiner ausgebildet als die Motorzylinderbohrungen 39 und erstrecken sich axial durch den Zylinderblock 4 hindurch. In der dargestellten Ausführung haben die Pumpenzylinderbohrungen 25 und die Motorzylinderbohrungen 39 den gleichen Durchmesser wie auch die ersten und zweiten Ventillöcher 26, 40. Somit sind die zweiten Ventillöcher 40 im Durchmesser kleiner als die Motorzylinderbohrungen 39.
Motorkolben 41 und zweite Verteilerventile 42 vom Schiebertyp sind gleitend in die Motorzylinderbohrungen 39 bzw. die zweiten Ventillöcher 40 eingesetzt. Vorderenden der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 stehen von der rechten Endfläche des Zylinderblocks 4 vor, in Anlage mit der Motortaumelscheibe 19a bzw. der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b. Während der Zylinderblock 4 rotiert, üben die Motortaumelscheibe 19a und die zweite Ventiltaumelscheibe 19b auf den Motorkolben 41 bzw. die zweiten Verteilerventile 42 axiale Hin- und Herbewegungen aus, und durch diese ist ein Ölhydraulikmotor M aufgebaut.
Die Vorderenden der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 sind als jeweilige kugelförmige Enden 43a und 44a ausgebildet, und kugelförmige Vertiefungen 43b und 44b zum Eingriff mit und im Durchmesser größer als den kugelförmigen Enden 43a und 44a sind in der Motortaumelscheibe 19a bzw. der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b ausgebildet, wodurch nicht nur der Schlupf zwischen der Motortaumelscheibe 19a und dem Motorkolben 41 und jener zwischen der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b und den zweiten Verteilerventilen 42 verhindert werden kann, sondern auch Biegemomente, die auf die Motorkolben 41 und die zweiten Verteilerventile 42 von den jeweiligen zugeordneten Taumelscheiben 19a und 19b ausgeübt werden, verringert werden können.
Eine ringförmige Halterplatte 45 zum Halten der kugelförmigen Enden 43a und 44a der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 im Eingriffszustand mit den entsprechenden kugelförmigen Vertiefungen 43b und 44b der Taumelscheiben 19a und 19b ist an der zweiten Taumelscheibenanordnung 19 mit einer Ringklemme 46 drehbar angebracht. Die Verbindungsstruktur der Halteplatte 45 mit den Motorkolben 41 und den zweiten Verteilerventilen 42 ist die gleiche wie die Verbindungsstruktur der Halteplatte 32 mit dem Motorkolben 27 und dem ersten Verteilerventil 28.
In dem Zylinderblock 4 sind ein ringförmiger Hochdruckölweg 47 und Niederdruckölweg 48, die sowohl die ersten als auch die zweiten Ventillöcher 26, 40 schneiden, mit axialem Abstand voneinander ausgebildet. Ferner sind in dem Zylinderblock 4 eine große Anzahl von Pumpenöffnungen 25a ausgebildet, die sich jeweils von den Pumpenzylinderbohrungen 25 erstrecken und die ersten Ventillöcher 26 an Stellen 90° außer Phase in Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des Zylinderblocks 4 erreichen (der Pfeil R in 2 bezeichnet die Drehrichtung des Zylinderblocks), sowie eine große Anzahl von Motoröffnungen 39a, die sich jeweils von den Motorzylinderbohrungen 29 erstrecken und die zweiten Ventillöcher 40 um 90° außer Phase in Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des Zylinderblocks 4 erreichen.
Wie in 9 gezeigt, ist jedes erste Verteilerventil 28 aufeinanderfolgend von seitens seinem kugelförmigen Ende 29a versehen mit einem ersten Stegabschnitt 28a, einer ersten Ringnut 28d, einem zweiten Stegabschnitt 28b, einer zweiten Ringnut 28e und einem dritten Stegabschnitt 28c. Wenn sich das erste Verteilerventil 28 an seiner äußerst rechten Grenze der Bewegung durch die erste Ventiltaumelscheibe 19b befindet, bildet die erste Ringnut 28d eine Verbindung zwischen der zugeordneten Pumpenöffnung 25a und dem Hochdruckölweg 47, und der zweite Stegabschnitt 28b unterbricht die Verbindung zwischen der Pumpenöffnung 25a und dem Niederdruckölweg 48. Andererseits bildet, an der äußerst linken Grenze der Bewegung des ersten Verteilerventils 28, die zweite Ringnut 28e eine Verbindung zwischen der zugeordneten Pumpenöffnung 25a und dem Niederdruckölweg 48, und der zweite Stegabschnitt 28b unterbricht die Verbindung zwischen der Pumpenöffnung 25a und dem Hochdruckölweg 47. Ferner isolieren, am Mittelpunkt ihres Hubs, die ersten und zweiten Stegabschnitte 28a, 28b die Pumpenöffnung 25a von beiden Ölwegen 57 und 58.
Andererseits ist, wie in 10 gezeigt, jedes zweite Verteilerventil, aufeinanderfolgend von seitens seinem kugelförmigen Ende 44a, versehen mit einem ersten Stegabschnitt 42a, einer Ringnut 42c und einem zweiten Stegabschnitt 42b. An der äußerst linken Grenze der Bewegung des zweiten Verteilerventils 42 durch die zweite Ventiltaumelscheibe 19b bildet die Ringnut 42c eine Verbindung zwischen der zugeordneten Motoröffnung 39a und dem Niederdruckölweg 48, und der zweite Stegabschnitt 42b unterbricht die Verbindung zwischen der Motoröffnung 39a und dem Hochdruckölweg 47. Andererseits bildet, an ihrer äußerst rechten Bewegungsgrenze, die Ringnut 42c eine Verbindung zwischen der Motoröffnung 39a und dem Hochdruckölweg 47, und der erste Stegabschnitt 42a unterbricht die Verbindung zwischen der Motoröffnung 39a und dem Niederdruckölweg 48. Ferner isolieren, an dem Mittelpunkt ihres Hubs, die ersten und zweiten Stegabschnitte 42a, 42b die Motoröffnung 39a von beiden Wegen 47 und 48.
Wie in 1 gezeigt, ist zentral der Ausgangswelle 2 ein Nachfüllölweg 50 ausgebildet, wobei der Ölweg 50 mit der Auslassseite einer Nachfüllpumpe 49 verbunden ist, die durch eine Maschine (nicht gezeigt) angetrieben wird. Ferner sind ein erstes Verbindungsloch 51 und ein zweites Verbindungsloch 52 in der Ausgangswelle ausgebildet, um eine Verbindung zwischen dem Nachfüllölweg 50 und den Nieder- und Hochdruckölwegen 48, 47 herzustellen, und ein erstes Rückschlagventil 52 und ein zweites Rückschlagventil 54 sind in den ersten bzw. zweiten Verbindungslöchern 51, 52 angebracht.
Das erste Rückschlagventil 53 gestattet den Ölfluss nur in einer Richtung von dem Nachfüllölweg 50 zu dem Niederdruckölweg 48, während das zweite Rückschlagventil 54 den Ölfluss nur in einer Richtung von dem Nachfüllölweg 50 zu dem Hochdruckölweg 47 gestattet.
Wie in den 3, 4 und 8 gezeigt, ist der Zylinderblock 4 durch eine Mehrzahl (in der dargestellten Ausführung fünf) geteilten Blockplatten 4₁ bis 4₅ aufgebaut, die zu der Zylinderblockachse X (gleich der Achse X der Ausgangswelle 2) orthogonale Trennflächen aufweisen, wobei die Blockplatten miteinander kombiniert sind. Die Blockplatten 4₁ bis 4₅ sind durch Pressbearbeitung geformt, und daher haben sie jeweils eine Dicke, die für Pressbearbeitung geeignet ist. Die Struktur zur Kombination der Blockplatten 4₁ bis 4₅ wird später beschrieben.
Die fünf Blockplatten werden nachfolgend als die erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ bezeichnet, aufeinanderfolgend von der linken Seite in 3. Die Pumpenzylinderbohrungen 25, die Motorzylinderbohrungen 39, die ersten Ventillöcher 26 und die zweiten Ventillöcher 40 durchsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ . In diesem Fall umfasst jede Pumpenzylinderbohrung 25, um den zugeordneten Pumpenkolben 27 darin gleitend zu halten, ein Einlassloch 25i, das die ersten und zweiten Blockplatten 4₁ , 4₂ durchsetzt, sowie ein Innenloch 25o, das im Durchmesser ein wenig größer ist als das Einlassloch 25i, wobei das Innenloch 25o die dritte Blockplatte 4₃ bis fünfte Blockplatte 4₅ durchsetzt, um zwischen den Blockplatten und der inneren Endfläche und der Außenumfangsfläche des Pumpenkolbens 27 eine Ölkammer zu definieren. Ähnlich umfasst jede Motorzylinderbohrung 39, um den zugeordneten Motorkolben 41 darin gleitend zu halten, ein Einlassloch 39i, das die vierten und fünften Blockplatten 4₄ , 4₅ durchsetzt, sowie ein Innenloch 39o, das im Durchmesser ein wenig größer ist als das Einlassloch 39i, wobei das Innenloch 39o die ersten bis dritten Blockplatten 4₁ bis 4₃ durchsetzt, um zwischen den Blockplatten und der inneren Endfläche und der Außenumfangsfläche des Motorkolbens 41 eine Ölkammer zu definieren.
Jede Pumpenöffnung 25a enthält eine axiale Nut 25, die in der Innenumfangsfläche des Innenlochs 25o in der zugeordneten Pumpenzylinderbohrung 25 ausgebildet ist, sowie eine gekrümmte Nut 25a₂ , die in der Trennfläche der dritten Blockplatte 4₃ ausgebildet ist, die sich an der Seite der zweiten Blockplatte 4₂ befindet, wobei die gekrümmte Nut 25a₂ das erste Ventilloch 26 erreicht, das an einer von dem Innenloch 25o um 90° verschobenen Position angeordnet ist, wie zuvor erwähnt. Ähnlich umfasst jede Motoröffnung 39a eine axiale Nut 39a₁ , die in der Innenumfangsfläche des Innenlochs 39o der zugeordneten Motorzylinderbohrung 39 ausgebildet ist, sowie eine gekrümmte Nut 39a₂ , die in der Trennfläche der dritten Blockplatte 4₃ ausgebildet ist, die sich an der Seite der vierten Blockplatte 4₄ befindet, wobei die gekrümmte Nut 39a₂ das zweite Ventilloch 40 erreicht, das an einer von dem Innenloch 39o um 90° verschobenen Position angeordnet ist, wie oben erwähnt.
Der Hochdruckölweg 47 ist zwischen den Passflächen der zweiten Blockplatte 42 und der Ausgangswelle 2 ausgebildet, während der Niederdruckölweg 48 zwischen den Passflächen der vierten Blockplatte 4₄ und der Ausgangswelle 2 ausgebildet ist.
Zumindest zwei (in der dargestellten Ausführung vier) Positionierungslöcher 55 durchsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ mit 90°-Abständen um die Zylinderblockachse X herum, und in die Positionierungslöcher 55 sind Posistionierungsstifte 56 eingesetzt, um hierdurch die Pumpenzylinderbohrungen 25, die Motorzylinderbohrungen 39, die ersten Ventillöcher 26 und die zweiten Ventillöcher 40 in den Blockplatten 4₁ bis 4₅ jeweils auf geraden Linien in Ausrichtung zu bringen. Die Positionierungslöcher 55 und die Positionierungsstifte 56 bilden ein Positionierungsmittel 58.
Die Außenumfangsränder der ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ sind abgeschrägt, sodass dann, wenn die ersten bis fünften Blockplatten aufeinandergesetzt werden, Ringnuten 49 an ihren Außenumfängen gebildet werden, welche Nuten jeweils zu den Trennflächen weisen.
Beim Verbinden der ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ , die somit unter Positionierung mit den Positionierungsstiften 56 aufeinandergesetzt sind, werden lineare Lötelemente m jeweils um die Ringnuten 59 herumgelegt und werden dann hitzeverschmolzen, während die ersten bis fünften Blockplatten in Druckkontakt miteinander gebracht werden, mit der Folge, dass die so geschmolzenen Lötelemente nicht nur zwischen die Trennflächen der Blockplatten gelangen, sondern unter Kapillarwirkung auch zwischen die Positionierungsstifte 56 und die Positionierungshalter 55. Ihr anschließendes Festwerden gestattet, dass die Blockplatten miteinander verbunden werden. Auf diese Weise werden die Blockplatten 4₁ bis 4₅ nicht nur miteinander verbunden, sondern auch mit den Positionierungsstiften 56, sodass die Positionierungsstifte 56 die Funktion eines Verbindungselements erfüllen und daher eine starke Verbindungskraft erzeugt werden kann. Da ferner die ersten bis fünften Blockplatten in Presskontakt miteinander gebracht werden, wird der Spielraum zwischen den benachbarten Blockplatten extrem dünn, und daher kann das Eindringen der Lötelemente in verschiedene Abschnitte unter Kapillarwirkung verbessert werden.
Wenn ferner die Lötelemente m, die somit in die Ringnuten 59 eingelegt sind, schmelzen, werden sie durch diese Ringnuten daran gehindert, zu irgendeinem anderen Abschnitt als den zu verlötenden Abschnitten auszufließen, und daher ist die Ausbeute der Lötelemente m, die teuer sind, sehr hoch.
Wie in 5 gezeigt, können, vor den obigen Lötarbeiten, beide Enden 56a, 56a jedes Positionierungsstifts 56 verstemmt werden, sodass die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ gegeneinander gedrückt werden und sodass verhindert wird, dass der Stift 56 aus dem zugeordneten Positionierungsloch 55 heraustritt. Dies hat die Wirkung, einen zufriedenstellenden Verlötungszustand zu erreichen, ohne irgendein gesondertes Gestell zum Einhalten des geschichteten Zustands der Blockplatten zu verwenden.
Der Betrieb dieser Ausführung wird nachfolgend beschrieben.
Wenn die erste Taumelscheibenanordnung 9 durch das Eingangszahnrad 5a mit der Kraft einer Maschine (nicht gezeigt) gedreht wird, während die Motortaumelscheibe 19a bei einem bestimmten Neigungswinkel gehalten wird, dann können durch das Zusammenwirken der Pumpentaumelscheibe 9a und der ersten Ventiltaumelscheibe 9b mit der Halterplatte 32, wie zuvor erwähnt, die Pumpenkolben 27 und die ersten Verteilerventile 28 zwangsweise und mit guter Zeitgebung axial hin- und herbewegt werden. Somit werden ihre richtigen Hin- und Herbewegungen auch im Hochgeschwindigkeitsbetrieb sichergestellt.
Während, wie in 9 gezeigt, die Pumpenkolben 27 durch einen Saugbereich S hindurchlaufen, in dem die durch die Pumpenzylinderbohrungen 25 definierten Ölkammern expandiert sind, bringen die ersten Verteilerventile 28 die Pumpenöffnungen 25a in Verbindung mit dem Niederdruckölweg 48, sodass das in dem Ölweg 48 befindliche Hydrauliköl in die Ölkammern in den Pumpenzylinderbohrungen 25 gesaugt wird. Andererseits, während die Pumpenkolben 27 durch einen Auslassbereich D durchlaufen, in dem die durch die Pumpenzylinderbohrungen 25 definierten Ölkammern kontrahiert sind, bringen die ersten Verteilerventile 28 die Pumpenöffnungen 25a in Verbindung mit dem Hochdruckölweg 47, sodass das Hydrauliköl mit hohem Druck, das sich in den Pumpenzylinderbohrungen 25 befindet, zu dem Ölweg 47 abgegeben wird.
Während sich andererseits in dem Ölhydraulikmotor M, wie in 10 gezeigt, die Motorkolben 41 in einem Expansionsbereich Ex befinden, in dem die in den Motorzylinderbohrungen 39 definierten Ölkammern expandiert werden, bringen die zweiten Verteilerventile 42 die Motoröffnungen 39a in Verbindung mit dem Hochdruckölweg 47, und während sich die Motorkolben 41 in einem Kontraktionsbereich Re befinden, in dem die in den Motorzylinderbohrungen 39 definierten Ölkammern kontrahiert werden, bringen die zweiten Verteilerventile 42 die Motoröffnungen 39a in Verbindung mit dem Niederdruckölweg 48, sodass das Hydrauliköl mit hohem Druck, das von den Pumpenzylinderbohrungen 25 zu dem Hochdruckölweg 47 ausgegeben wurde, wie zuvor erwähnt, den Zylinderbohrungen 39 der in dem Expansionsbereich Ex befindlichen Motorkolben 41 zugeführt wird, um hierdurch dem Motorkolben 41 einen Schub zu verleihen. Die in dem Kontraktionsbereich Re befindlichen Motorkolben 41 geben das Hydrauliköl von Motorzylinderbohrungen 39 zu dem Niederdruckölweg 48 aus, wenn der Kontraktionshub fortschreitet. Die Motorkolben 41, die somit durch das in den Motorzylinderbohrungen 39 befindliche Hydrauliköl mit hohem Druck unter Druck gesetzt werden, drücken auf die Motortaumelscheibe 19a und verleihen ihr ein Drehmoment, wobei sich dann, mit dem resultierenden Reaktionsmoment, der Zylinderblock 4 in derselben Richtung wie das Eingangszahnrad 5a dreht und dieses Drehmoment von der Ausgangswelle 2 auf eine externe Last übertragen wird. Auch in diesem Fall werden Hin- und Herbewegungen der Motorkolben 41 und der zweiten Verteilerventile 42 zwangsweise und mit guter Zeitgebung ausgeführt, in dem die Motortaumelscheibe 9a und die zweite Ventiltaumelscheibe 9b mit der Halterplatte 45 zusammenwirken.
Wenn in einem solchen Normalbetrieb der Druck in dem Niederdruckölweg 48 aufgrund der Leckage des Öldrucks von verschiedenen Abschnitten des Zylinderblocks 4 absinkt, öffnet das erste Rückschlagventil 53, und das Hydrauliköl wird von dem Nachfüllölweg 50 zu dem Niederdruckölweg 48 nachgefüllt. Wenn eine Maschinenbremsung einwirkt, wird der Druck des Hochdruckölwegs 47 niedrig und wird jener des Niederdruckölwegs 48 hoch, und daher erfolgt das Nachfüllen des Leckageöldrucks durch das zweite Rückschlagventil 54.
Die Ölhydraulikpumpe P ist vom Typ mit fester Verdrängung, wobei der Neigungswinkel der Pumpentaumelscheibe 9a festgelegt ist, wohingegen der Ölhydraulikmotor M vom Typ mit variabler Verdrängung ist, wobei der Neigungswinkel der Motortaumelscheibe 19a variabel ist, sodass das Gangänderungsverhältnis zwischen dem Eingangselement 5 und der Ausgangswelle 2 geändert werden kann, indem der Neigungswinkel der Motortaumelscheibe 19a geändert wird, um die Kapazität des Ölhydraulikmotors M zu erhöhen oder zu senken. Insbesondere ist es durch Ändern der Stellung der Motortaumelscheibe 19a aus ihrer maximal gekippten Stellung (von der zur Zylinderblockachse X orthogonalen Ebene aus am weitesten gekippt), an der die Kapazität des Ölhydraulikmotors M maximiert ist, zu ihrer aufrechten Stellung (der Stellung orthogonal zur Zylinderblockachse), in der die Motorkapazität null wird, möglich, das Gangänderungsverhältnis von einem niederen Verhältnis bis zum oberen Verhältnis von 1 zu steuern.
Da übrigens die Motortaumelscheibe 19a zusammen mit der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b, die an derselben Neigungsebene wie die Motortaumelscheibe angeordnet ist, die zweite Taumelscheibenanordnung 19 bildet, verlagert sich die zweite Ventiltaumelscheibe 19b selbst zusammen mit der Motortaumelscheibe 19a. Daraus folgt, dass dann, wenn die Motortaumelscheibe 19a ihre aufrechte Stellung erreicht, auch die zweite Ventiltaumelscheibe 19b aufrecht steht. In dem aufrechten Zustand der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b werden, wie in 11 gezeigt, die zweiten Verteilerventile 42 an ihren Hubmittelpunkten gehalten, um die Motoröffnungen 39a von beiden Hoch- und Niederdruckölwegen 47, 48 zu trennen, was zu dem sogenannten Sperrzustand führt, in dem der Ölweg für die Verbindung zwischen der Ölhydraulikpumpe P und dem Ölhydraulikmotor M gesperrt ist.
Demzufolge wird das Volumen des mit der Ölhydraulikpumpe P in Verbindung stehenden Ölwegs auf die Hälfte reduziert und die Unkomprimierbarkeit des in dem Ölweg befindlichen Hydrauliköls wird verbessert (dies liegt an der Abnahme des Ölwegvolumens und der sich hieraus ergebenden Reduktion um die Hälfte der Gesamtmenge der Luftblasen, die in dem Hydrauliköl enthalten sind). Weil übrigens die Ölleckage in dem Ölhydraulikmotor M keinen Einfluss mehr auf die Hydraulikübertragungseffizienz hat, kann hierdurch die relative Drehung zwischen dem Eingangselement 5 und der Ausgangswelle 2 auf einem Minimum gehalten werden, und daher ist es möglich, die Hydraulikübertragungswirkung im Zustand des oberen Verhältnisses zu verbessern. Weil es darüber hinaus das mit der Motortaumelscheibe 19a integrale zweite Verteilerventil 19b ist, welches die zweiten Verteilerventile 42 in der obigen Weise betätigt, ist es nicht notwendig, einen gesonderten Koppelmechanismus zur Betätigung der zweiten Ventiltaumelscheibe 19b zu verwenden, was zur Vereinfachung der Struktur beiträgt.
In dem stufenlos verstellbaren Getriebe T der obigen Konstruktion sind der ringförmige Hochdruckölweg 47 und Niederdruckölweg 48 in der Achsrichtung des Zylinderblocks 4 nebeneinander ausgebildet, und es sind eine große Anzahl der ersten und zweiten Verteilerventile 28, 42 jeweils gleitend in eine große Anzahl der ersten und zweiten Ventillöcher 26, 40 eingesetzt, die in dem Zylinderblock 4 ausgebildet sind, sodass sie sich parallel zur Zylinderblockachse X erstrecken, während sie beide Ölwege 47, 48 schneiden. Demzufolge sind alle der Pumpenzylinderbohrungen, Motorzylinderbohrungen und ersten und zweiten Ventillöcher 26, 40 parallel zu der Zylinderblockachse X und können daher in dem Zylinderblock 4 leicht und schnell mit einem Mehrspindelparallelwerkzeug bearbeitet werden. Da übrigens die ersten und zweiten Ventiltaumelscheiben 9b, 19b, die mit ihrer Relativdrehung in Bezug auf den Zylinderblock 4 jeweils die ersten und zweiten Verteilerventile 28, 42 betätigen, an beiden Endseiten des Zylinderblocks angeordnet sind, wie die Pumpen- und Motortaumelscheiben 9a, 19a, wird die Anzahl der Komponenten, die an dem Außenumfang des Zylinderblocks 4 angeordnet sind, kleiner, was stark zu einer Reduktion der radialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes beiträgt.
Da ferner in dem Zylinderblock 4 die Pumpenkolben 27 und die Motorkolben 41 auf dem ersten Laufkreis C1 angeordnet sind und die ersten und zweiten Verteilerventile 28, 42, die im Durchmesser kleiner sind als die Kolben 27 und 41, an dem zweiten Laufkreis C2 angeordnet sind, der einen kleineren Durchmesser als der erste Laufkreis C1 hat, sind die Verteilerventile 28 und 42 in dem Totraum angeordnet, der radial innerhalb der Kolben 27 und 41 ausgebildet ist, sodass auch dann, wenn der erste Laufkreis C1 auf eine ausreichende Größe gesetzt ist, um sicherzustellen, dass den Kolben 17 und 31 durch die Taumelscheiben 9a und 19a ausreichende Hin- und Herbewegungshübe verliehen werden, das Vorhandensein der Verteilerventile 28 und 42 nicht zu einer Größenzunahme des Zylinderblocks 4 führt, was die Minderung in der radialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes T gestattet. Da übrigens die Verteilerventile 28 und 42 im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Kolben 27 und 41, können die Verteilerventile auch innerhalb der Kolben 27 und 41 leicht angeordnet werden.
Da ferner die Pumpenkolben 27 und die Motorkolben 41 abwechselnd auf demselben ersten Laufkreis C angeordnet sind, ist es möglich, die axiale Größe des Zylinderblocks 4 zu verringern, ohne dessen Gesamtgröße zu vergrößern, wodurch das stufenlos verstellbare Getriebe T sowohl in radialer als auch axialer Richtung in der Größe reduziert werden kann.
Da ferner der Hochdruckölweg 47 und der Niederdruckölweg 48 innerhalb der Gruppe sowohl der Pumpenkolben 27 als auch der Motorkolben 41 angeordnet sind, ist es möglich, die Längen sowohl der Hoch- als auch der Niederdruckölwege 47, 48 zu minimieren, wodurch die absolute Menge an Luftblasen, die sich in dem Hydrauliköl in jenen Ölwegen befindet, gesenkt werden kann und hierdurch die hydraulische Übertragungswirkung verbessert werden kann.
Da ferner die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b, die an derselben Schrägebene angeordnet sind, integral mit der ersten Taumelscheibenanordnung 9 ausgebildet sind, und die Motortaumelscheibe 19a und die zweite Ventiltaumelscheibe 9b, die an derselben Schrägebene angeordnet sind, integral mit der zweiten Taumelscheibenanordnung 19 ausgebildet sind, ist es möglich, eine Zunahme in der axialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes T zu verhindern, die durch das Vorhandensein mehrerer Taumelscheiben erzeugt wird. Im Übrigen können die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Taumelscheibe 9b gleichzeitig mit der ersten Taumelscheibenanordnung 9 bearbeitet werden, und das gleiche kann mit der Motortaumelscheibe 19a und der zweiten Ventiltaumelscheibe 91b an der zweiten Taumelscheibenplattenanordnung 19 geschehen, was eine hohe Massenproduktivität sicherstellt.
Die Verteilerventile 28 und 42 bewirken an den Mittelpunkten ihrer Hin- und Herbewegungshübe, dass die Öffnungen 25a und 39a von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen 47 und 48 getrennt werden. In diesem Zusammenhang werden die Pumpenöffnungen 25a der Pumpenzylinderbohrungen 25 mit den ersten Ventillöchern 26 verbunden, die 90° außer Phase in der Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des Zylinderblocks 4 sind, und werden die Motoröffnungen 39a der Motorzylinderbohrungen 39 mit den zweiten Ventillöchern 40 verbunden, die 90° außer Phase in der Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des Zylinderblocks sind. Auch wenn daher die Pumpentaumelscheibe 9a und die erste Ventiltaumelscheibe 9b sowie die Motortaumelscheibe 19a und die zweite Ventiltaumelscheibe 19b in der gleichen geneigten Anordnung sind, kommen, wenn die Kolben 27 und 41 ihre Ausfahr- oder Einfahrbewegungsgrenze erreichen, die entsprechenden Öffnungen 25a und 39a dahin, dass sie von beiden Nieder- und Hochdruckölwegen 48, 47 getrennt werden. Wenn daher die Kolben 27 und 41 anschließend ihre Bewegung zur Einfahr- oder Ausfahrbewegung ändern, ist es möglich, die Öffnungen 25a und 39a akkurat in Verbindung mit dem Niederdruckölweg 43 oder dem Hochdruckölweg 47 umzuschalten.
Ferner ist der Zylinderblock 4 aufgebaut, indem die ersten bis fünften Blockplatten 4₁ bis 4₅ miteinander verlötet werden, die durch Pressen als getrennte Blockplatten geformt wurden, deren jeweilige Trennflächen zur Achse des Zylinderblocks orthogonal sind. In diesem Fall ist das Einlassloch 25i, das einer einlassseitigen Hälfte jeder Pumpenzylinderbohrung 25 entspricht, in den ersten und zweiten Blockplatten 4₁ , 4₂ gebildet, und das Innenloch 25o, das der innenseitigen Hälfte der Pumpenzylinderbohrung entspricht und im Durchmesser größer ist als das Einlassloch 25i, ist in den dritten bis fünften Blockplatten 4₃ bis 4₅ gebildet. Ähnlich ist das Einlassloch 39i, das einer einlassseitigen Hälfte jeder Motorzylinderbohrung 39 entspricht, in den vierten und fünften Blockplatten 4₄ , 4₅ gebildet, und das Innenloch 39o, das einer innenseitigen Hälfte der Motorzylinderbohrung entspricht und im Durchmesser größer ist als das Einlassloch 39i, ist in den ersten bis dritten Blockplatten 4₁ bis 4₃ gebildet. Somit hat die große Anzahl von Einlasslöchern 25i, 39i oder Innenlöchern 25o, 39o, die in den Blockplatten 4₁ bis 4₅ gebildet sind, eine relativ geringe Tiefe, und kann eine Massenproduktion durch Pressbearbeitung der Blockplatten mit derart vielen Löchern leicht vonstatten gehen. Daher können, durch Verbinden der Blockplatten 4₁ bis 4₅ miteinander während ihrer Positionierung mit den Positionierungsmitteln 58, der Zylinderblock 4 effizient hergestellt werden.
Auch wenn übrigens ein leichter Fehler beim Bearbeiten oder bei Zusammenbau vorliegt, kann ein solcher Fehler durch die Durchmesserdifferenz zwischen den Einlasslöchern 25i, 39i und den Innenlöchern 25o, 39o größeren Durchmessers aufgenommen werden, sodass dies kein Hindernis für die Gleitbewegung der Kolben 27, 41 ist und eine weitere Verbesserung der Massenproduktion erreicht werden kann, indem die Bearbeitungsgenauigkeit der Innenlöcher 25o, 39o gröber gemacht wird.
Da darüber hinaus in jedem der Innenlöcher 25o, 39o eine Ölkammer gebildet ist, zu der nicht nur die Innenendfläche, sondern auch die Außenumfangsfläche des zugeordneten Kolbens 27 (41) weist, wird die Gleitfläche des Kolbens 27 (41) durch das in der Ölkammer befindliche Hydrauliköl immer zufriedenstellend geschmiert, wodurch ein glattgängiger Betrieb des Kolbens sichergestellt werden kann.
Die gekrümmten Nuten 25a₂ , 39a₂ der Pumpenöffnungen 25a und der Motoröffnungen 39a haben eine relativ komplizierte Form, aber weil diese gekrümmten Nuten in der Trennfläche der dritten Blockplatte 4₃ ausgebildet sind, können sie gleichzeitig mit der Pressbearbeitung für die dritte Blockplatte geformt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführung beschränkt, sondern es können verschiedene konstruktive Modifikationen innerhalb des Umfangs vorgenommen werden, ohne vom Ziel der Erfindung abzuweichen.
In dem stufenlos verstellbaren Taumelscheibengetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben aufgeführt, sind eine große Anzahl zweiter Verteilerventile, um Motoröffnungen von Motorzylinderbohrungen selektiv abwechselnd in Verbindung mit Hoch- und Niederdruckölwegen zu bringen, in dem Zylinderblock parallel zu der Zylinderblockachse angeordnet; eine Ventiltaumelscheibe, die zur relativen Drehung in Bezug auf den Zylinderblock zur Hin- und Herbewegung der zweiten Verteilerventile ausgelegt ist, ist integral mit einer Motortaumelscheibe an derselben Schrägebene kombiniert; die Motoröffnungen der Motorzylinderbohrungen sind so ausgebildet, dass sie jeweils durch die zweiten Verteilerventile an jeweiligen Stellungen 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Motorzylinderbohrungen selektiv gesteuert werden; und wenn die Ventiltaumelscheibe zusammen mit der Motortaumelscheibe eine aufrechte Stellung einnimmt, werden die zweiten Verteilerventile an ihren Hubmittelpunkten gestoppt. Wenn sich daher die Motortaumelscheibe in ihrer aufrechten Stellung befindet, kann die Ventiltaumelscheibe gleichzeitig aufrecht gemacht werden, ohne irgendeinen speziellen Koppelmechanismus zu verwenden, und es ist möglich, den Sperrzustand automatisch zu erhalten, indem die zweiten Verteilerventile an ihren Hubmittelpunkten gehalten werden. Somit ist es möglich, die Struktur des stufenlos verstellbaren Taumelscheibengetriebes mit Sperrfunktion zu vereinfachen.
Wie in den 1, 4 und 8 gezeigt, ist der Zylinderblock 4 durch die jeweiligen Trennflächen, die orthogonal zur Achse X des Zylinderblocks 4 sind, in fünf Blockplatten aufgeteilt. Die so aufgeteilten Blockplatten werden nachfolgend als erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ bezeichnet. Die Pumpenzylinderbohrungen 25, die Motorzylinderbohrungen 39, die ersten Ventillöcher 26 und die zweiten Ventillöcher 40 durchsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis fünfte Blockplatte 4₅ . Die Pumpenöffnungen 25a durchsetzen die dritte Blockplatte 4₃ bis fünfte Blockplatte 4₅ , und die Motoröffnungen 39a durhsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis dritte Blockplatte 4₃ . Der Hochdruckölweg 47 ist zwischen den Passflächen der zweiten Blockplatte 4₂ und der Ausgangswelle 2 ausgebildet, während der Niederdruckölweg 48 zwischen der vierten Blockplatte 4₄ und der Ausgangswelle 2 ausgebildet ist.
Zumindest zwei Positionierungslöcher 55 durchsetzen die erste Blockplatte 4₁ bis zur fünften Blockplatte 4₅ , und Positionierungsstifte 56 sind in die Positionierungslöcher 55 eingesetzt. In diesem Zustand werden die Trennflächen der ersten Blockplatte 4₁ bis zur fünften Blockplatte 5₅ miteinander verlötet. Hierbei werden auch die Positionierungsstifte 56 an den Innenumfangsflächen der Positionierungslöcher 55 verlötet.
Wie in 4 gezeigt, können vor den obigen Lötarbeiten beide Enden 56a, 56a und der Positionierungsstifte 56 verstemmt werden, um zu verhindern, dass die Stifte 56 aus den Positionierungslöchern 55 herauskommen. Dies ist günstig für die folgenden Lötarbeiten.
Da in diesem Fall der Zylinderblock 4 in mehrere Blockplatten 4₁ bis 4₄ aufgeteilt und die Hoch- und Niederdruckölwege 47, 48, die Pumpenöffnungen 25a und Motoröffnungen 39a in vorbestimmter Weise in den geteilten Blockplatten ausgebildet sind, können auch Blockplatten mit derart komplizierten Ölwegen leicht und präzise durch Pressen oder Gießen hergestellt werden, was es möglich macht, den Effekt der Massenproduktion zu verbessern.
12 stellt die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung dar, in der die Erfindung nur auf die Taumelscheiben-Ölhydraulikpumpe P angewendet wird. Ein Pumpengehäuse 160, das durch eine geeignete Befestigungsstruktur gehalten ist, umfasst einen topfförmigen Gehäusekörper 160a und einen Deckel 160b, der am offenen Ende des Gehäusekörpers mit einem Bolzen 165 gesichert ist. Eine Eingangswelle 161, die durch eine Maschine (nicht gezeigt) angetrieben wird, ist in einer Endwand des Gehäusekörpers 160a durch ein Paar von Winkelkontaktlagern 162, 162' gehalten. Ein Saugrohr 163 und ein Auslassrohr 164 sind an dem Deckel 160b angebracht. Das Saugrohr 163 ist mit einem Ölsumpf oder einem Niederdruckölweg (nicht gezeigt) verbunden, während das Auslassrohr 164 mit einer Ölhydraulikvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist, die als Last dient.
Innerhalb des Pumpengehäuses 160 ist ein Taumelscheibenhalter 108 an der Eingangswelle 161 mit einem Bolzen 166 befestigt, und an dem Außenumfang des Taumelscheibenhalters 108 ist eine Taumelscheibenanordnung 106 durch ein Kugellager 110 und ein Winkelkontaktlager 111 drehbar gelagert. Wie im Falle der in der vorligen Ausführung verwendeten ersten Taumelscheibenanordnung 109 ist auch die in dieser zweiten Ausführung verwendete Taumelscheibenanordnung 109 integral mit einer Pumpentaumelscheibe 109a und einer Ventiltaumelscheibe 109b versehen. Ein Zylinderblock 104 ist an dem Deckel 160b mit Bolzen 167 befestigt, sodass er zu der Eingangswelle 160 koaxial ist.
In dem Zylinderblock 104 sind, wie in der Auslegung der in der vorigen Ausführung verwendeten Ölhydraulikpumpe P, eine große ungerade Anzahl (in der betreffenden dargestellten Ausführung fünf) von Pumpenzylinderbohrungen 125 und Ventillöchern 126, mit den Pumpenzylinderbohrungen 125 verbundene Pumpenöffnungen 125a und ein ringförmiger Niederdruckölweg 148 ausgebildet, und Pumpenkolben 127 und Verteilerventile 128 sind jeweils in die Pumpenzylinderbohrungen 125 und Ventillöcher 126 eingesetzt. Ein ringförmiger Hochdruckölweg 147 ist zwischen den Verbindungsflächen des Zylinderblocks 104 und dem Deckel 160b ausgebildet. Der Niederdruckölweg 148 und der Hochdruckölweg 147 stehen jeweils mit dem Saugrohr 163 und dem Auslassrohr 164 in Verbindung.
Kugelförmige Enden 129a und 130a der Pumpenkolben 127 und Verteilerventile 128 werden mit kugelförmigen Vertiefungen 129b, 130b der Pumpentaumelscheibe 109a bzw. der Ventiltaumelscheibe 109b in Eingriff gehalten.
Der Zylinderblock 104 ist axial in vier Blockplatten 104₁ bis 104₄ unterteilt. Die Pumpenzylinderbohrungen 125 durchsetzen die ersten bis dritten Blockplatten 104₁ bis 104₃ aufeinanderfolgend von der linken Seite her. In diesem Fall ist die erste Blockplatte 104₁ dicker als die anderen Blockplatten, und die darin geformten Pumpenzylinderbohrungen 125 sind mit hoher Präzision endbearbeitet. Andererseits sind die Pumpenzylinderbohrungen 125, die in den zweiten und dritten Blockplatten 104₂ , 104₃ ausgebildet sind, ein wenig größer und etwas grober als die erste Blockplatte 104₁ ausgebildet. Der Niederdruckölweg 148 ist in der zweiten Blockplatte 104₂ ausgebildet, und die Pumpenöffnungen 125a sind in der dritten Blockplatte 104₃ ausgebildet. Die vierte Blockplatte 104₄ ist im Durchmesser größer als die anderen Blockplatten, und ihr Außenumfangsabschnitt ist an dem Deckel 160b mit Bolzen 167 befestigt. Bei dieser Konstruktion wird es möglich, die ersten bis vierten Blockplatten 104₁ bis 104₄ dünner zu machen, und es kann eine Pressbearbeitung in hoher Massenproduktivität erfolgen. Die ersten bis vierten Blockplatten 104₁ bis 104₄ sind relativ zueinander in der gleichen Weise wie in der vorigen Ausführung positioniert und verlötet.
Wie oben aufgeführt, umfasst eine Taumelscheibenhydraulikeinheit einen Zylinderblock, wobei der Zylinderblock eine große Anzahl von Zylinderbohrungen aufweist, die ringförmig parallel zu einer Zylinderblockachse auf einem ersten Laufkreis angeordnet sind, der die Achse umgibt, und der auch eine große Anzahl von Öffnungen aufweist, die einzeln mit den Zylinderbohrungen verbunden sind, wobei eine große Anzahl von Kolben jeweils gleitend in die Zylinderbohrungen eingesetzt sind; Kolbentaumelscheiben, die dazu ausgelegt sind, an Endabschnitte der Kolben anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks hin vorsteht, wobei die Kolbentaumelscheibe dazu ausgelegt ist, relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken; einen Niederdruckölweg und einen Hochdruckölweg; eine große Anzahl von Verteilerventilen vom Schiebertyp, die in dem Zylinderblock ringförmig parallel zu der Zylinderblockachse auf einem zweiten Laufkreis angeordnet sind, der die Achse umgibt, wobei die Verteilerventile dazu ausgelegt sind, sich axial hin- und herzubewegen, um die Öffnungen der Zylinderbohrungen selektiv abwechselnd mit dem Niederdruckölweg und dem Hochdruckölweg in Verbindung zu bringen; und Ventiltaumelscheiben, die dazu ausgelegt sind, an Endabschnitte der Verteilerventile anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks hin vorstehen, wobei die Ventiltaumelscheiben dazu ausgelegt sind, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile zu bewirken, wobei die vorliegende Erfindung erstens dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verteilerventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Kolben, und dass der zweite Laufkreis im Durchmesser kleiner festgelegt ist als der erste Laufkreis. Auch wenn daher der erste Laufkreis ausreichend groß festgelegt wird, um sicherzustellen, dass ein ausreichend großer Hub auf jeden Kolben von der Kolbentaumelscheibe her ausgeübt wird, erhöht das Vorhandensein der Verteilerventilgruppe den Durchmesser des Zylinderblocks nicht, und es ist möglich, eine Minderung der radialen Größe der Hydraulikeinheit zu erreichen. Da übrigens die Verteilerventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Kolben, kann die Verteilerventilgruppe leicht auch innerhalb der Kolbengruppe angeordnet werden. Weil gemäß dem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung die Ventiltaumelscheibe an derselben Schrägebene wie die Kolbentaumelscheibe angeordnet ist und integral mit der Kolbentaumelscheibe ausgebildet ist, ist es nicht nur möglich, eine Zunahme der axialen Größe der Hydraulikeinheit aufgrund der Verwendung mehrerer Taumelscheiben zu unterdrücken, sondern es können auch sowohl die Kolbentaumelscheiben als auch die Ventiltaumelscheiben leicht miteinander integriert werden.
Ferner sind gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung die Öffnungen der Zylinderbohrungen so ausgebildet, dass sie selektiv durch die Verteilerventile an jeweiligen Stellungen 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Zylinderbohrungen gesteuert werden. Auch wenn daher die Kolbentaumelscheiben und die Ventiltaumelscheiben in derselben Richtung schräg angeordnet sind, kann der Betrieb der Verteilerventile akkurat mit guter Zeitgebung und entsprechend den Hin- und Herbewegungsstellungen der Kolben gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungen beschränkt, sondern es können verschiedene konstruktive Modifikationen innerhalb des Umfangs vorgenommen werden, ohne vom Ziel der Erfindung abzuweichen. Z. B. können sich in 6 die Ausschnitte 36 oder 37, anstatt sich zum Umfangsrand der Halterplatte 32 zu öffnen, zu den Einsetzlöchern 57 hin öffnen, die in der Halterplatte 32 ausgebildet sind, wobei die Einsetzlöcher 57 im Durchmesser größer sind als die kugelförmigen Enden 19a oder 30a.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie oben aufgeführt, sind in einer Taumelscheibenhydraulikeinheit jede Kolbentaumelscheibe und zugeordnete Ventiltaumelscheiben in derselben Ebene angeordnet und sind integral miteinander ausgebildet, um eine Taumelscheibenanordnung zu bilden, und eine gemeinsame Halteplatte, um die Kolben und Verteilerventile in Eingriff mit der Kolbentaumelscheibe und der Ventiltaumelscheibe zu halten, ist an der Taumelscheibenanordnung angebracht. Daher können sowohl die Kolbentaumelscheibe als auch die Ventiltaumelscheibe gleichzeitig zu der Taumelscheibenanordnung ausgebildet werden, um hierdurch eine hohe Massenproduktivität sicherzustellen. Übrigens können die Kolben und Verteilerventile dazu gezwungen werden, mittels der Halteplatte der Kolbentaumelscheibe und der Ventiltaumelscheibe zu folgen, und daher ist es möglich, richtige Hin- und Herbewegungen der Kolben und Verteilerventile auch im Hochgeschwindigkeitsbetrieb sicherzustellen. Ferner wird eine einfache Struktur erreicht, weil sowohl die Kolben als auch Verteilerventile durch eine einzige gemeinsame Halteplatte zurückgehalten werden.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann der Sitzzustand zwischen den Halsabschnitten der Kolben und Verteilerventile und den ersten und zweiten Haltelöchern durch einen einfachen Vorgang beibehalten werden; übrigens ist es nicht erforderlich, einen gesonderten Stopper zu verwenden, um ein Herausfallen der Halsabschnitte aus den Haltelöchern zu verhindern. Somit ist es möglich, die Struktur weiter zu vereinfachen.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann jede Halteplatte an der zugeordneten Taumelscheibenanordnung leicht mit der Verwendung einer derart einfachen Komponente, wie etwa eines Ringclips, angebracht werden, und daher wird die Montageeigenschaft verbessert.
Ferner wird, gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, der Betrieb der Verteilerventile akkurat mit guter Zeitgebung und entsprechenden Hin- und Herbewegungspositionen der Kolben gesteuert, auch wenn jede Kolbentaumelscheibe und die zugeordnete Ventiltaumelscheibe in derselben Richtung schräg angeordnet sind.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie oben aufgeführt, sind in einem stufenlos verstellbaren Taumelscheibengetriebe ein ringförmiger Hochdruckölweg und ein ringförmiger Niederdruckölweg Seite an Seite in einer Achsrichtung eines Zylinderblocks ausgebildet; sind eine große Anzahl erster Verteilerventile und zweiter Verteilerventile jeweils gleitend in eine große Anzahl erster Ventillöcher und zweiter Ventillöcher eingesetzt, wobei die ersten und zweiten Ventillöcher in dem Zylinderblock so ausgebildet sind, dass sie sich parallel zur Achse des Zylinderblocks erstrecken, während sie beide Ölwege schneiden; und die erste Ventiltaumelscheibe und die zweite Ventiltaumelscheibe sind jeweils benachbart einer Pumpentaumelscheibe und einer Motortaumelscheibe angeordnet, um sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der ersten und zweiten Verteilerventile zu bewirken. Daher sind die Pumpenzylinderbohrungen, die Motorzylinderbohrungen, die ersten und zweiten Ventillöcher alle parallel zur Achse des Zylinderblocks angeordnet und können daher leicht und schnell mit einem Parallelmehrspindelwerkzeug bearbeitet werden, wodurch der Effekt der Massenproduktion verbessert werden kann. Durch Hin- und Herbewegungen der ersten und zweiten Verteilerventile parallel zur Zylinderblockachse kann die Zufuhr und die Aufnahme von Öldruck zwischen den Pumpenzylinderbohrungen und den Motorzylinderbohrungen ohne jegliche Schwierigkeiten stattfinden. Ferner sind, wie die Pumpentaumelscheibe und die Motortaumelscheibe, die ersten und zweiten Ventiltaumelscheiben zum Aktivieren der ersten und zweiten Verteilerventile jeweils an beiden Endseiten des Zylinderblocks angeordnet, sodass es möglich ist, die radiale Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes stark zu reduzieren.
Da, gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung, die ringförmigen Hoch- und Niederdruckölwege radial innerhalb der Pumpenzylinderbohrungsgruppe und der Motorzylinderbohrungsgruppe ausgebildet sind, kann die Gesamtlänge beider Ölwege so kurz wie möglich gemacht werden, und es ist möglich, eine Volumenreduktion dieser Ölwege einzuhalten, die absolute Menge von Luftblasen zu minimieren, die sich in dem Hydrauliköl in den Ölwegen befinden, und hierdurch den hydraulischen Übertragungswirkungsgrad zu verbessern.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die Pumpenkolben und Motorkolben abwechselnd auf einem ersten Laufkreis angeordnet, der die Zylinderblockachse umgibt, und die ersten und zweiten Verteilerventile, die im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Pumpenkolben und die Motorkolben, sind abwechselnd auf einem zweiten Laufkreis angeordnet, der im Durchmesser kleiner ist als der erste Laufkreis und konzentrisch zu diesem ist. Demzufolge wird die erste und zweite Verteilerventilgruppe in dem Totraum angeordnet, der radial innerhalb der Pumpen und Motorkolbengruppe in dem Zylinderblock angeordnet ist, wodurch es möglich wird, eine weitere Reduktion in der radialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes zu erreichen, während ausreichende Hin- und Herbewegungshübe der Pumpenkolben und der Motorkolben sichergestellt werden. Da übrigens die ersten und zweiten Verteilerventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind als die Pumpenkolben und die Motorkolben, können sie leicht auch innerhalb dieser Kolbengruppe angeordnet werden. Weil darüber hinaus die Pumpenkolben und die Motorkolben in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks abwechselnd angeordnet sind, und dies auch für die ersten und zweiten Verteilerventile zutrifft, ist es möglich, die axiale Länge des Zylinderblocks zu verkürzen und die Größenreduktion auch in der axialen Richtung des stufenlos verstellbaren Getriebes zu erreichen.
Ferner ist, gemäß einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, die erste Ventiltaumelscheibe in der gleichen Schrägebene wie die Pumpentaumelscheibe angeordnet und ist integral mit der Pumpentaumelscheibe ausgebildet, wohingegen die zweite Ventiltaumelscheibe in derselben Schrägebene wie die Motortaumelscheibe angeordnet und integral mit der Motortaumelscheibe ausgebildet ist. Somit ist es nicht nur möglich, die Pumpentaumelscheibe und die erste Ventiltaumelscheibe integral miteinander auszubilden und auch die Motortaumelscheibe und die zweite Ventiltaumelscheibe integral miteinander auszubilden, sondern es kann auch eine weitere Reduktion in der axialen Größe des stufenlos verstellbaren Getriebes erreicht werden.
Ferner ist, gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung, die Pumpenöffnung jeder Pumpenzylinderbohrung so ausgebildet, dass sie selektiv durch das zugeordnete Verteilerventil an einer Position 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Pumpenzylinderbohrung selektiv gesteuert wird, während die Motoröffnung jeder Motorzylinderbohrung so ausgebildet ist, dass sie durch das zugeordnete zweite Verteilerventil in einer Position 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks in Bezug auf die Motorzylinderbohrung selektiv gesteuert wird. Auch wenn daher die Pumpentaumelscheibe und die erste Ventiltaumelscheibe sowie auch die Motortaumelscheibe und die zweite Ventiltaumelscheibe in derselben Richtung geneigt werden, können die Betätigungen der ersten und zweiten Verteilerventile mit guter Zeitgebung und entsprechend den Hin- und Herbewegungen der Pumpenkolben und Motorkolben akkurat gesteuert werden.
Mit der so beschriebenen Erfindung wird selbstverständlich, dass dieselbe in vielerlei Wegen verändert werden kann. Diese Varianten sollen nicht so betrachtet werden, dass sie vom Geist und Umfang der Erfindung abweichen, und alle solche Modifikationen, wie sie für einen Fachmann offensichtlich wären, sollen im Umfang der folgenden Ansprüche eingeschlossen werden.
Es soll ein stufenlos verstellbares Taumelscheibengetriebe angegeben werden, das in der Lage ist, automatisch einen Sperrzustand zu gewährleisten, indem die zweiten Verteilerventile an ihrem Hubmittelpunkt gestoppt werden, um die Motoröffnungen abzusperren, wenn die Motortaumelscheibe aufrecht steht, auch ohne die Verwendung irgendeines speziellen Eingriffsmechanismus. Zweite Verteilerventile, um Motoröffnungen von Motorzylinderbohrungen selektiv abwechselnd in Verbindung mit einem Hochdruckölweg und einem Niederdruckölweg zu bringen, sind parallel zu der Achse X eines Zylinderblocks angeordnet; eine Ventiltaumelscheibe zum Hin- und Herbewegen der zweiten Verteilerventile ist integral mit einer Motortaumelscheibe in derselben Schrägebene kombiniert; und die Motoröffnungen sind so ausgebildet, dass durch die zweiten Verteilerventile an jeweiligen Positionen 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks 4 in Bezug auf die entsprechenden Motorzylinderbohrungen selektiv gesteuert werden, wobei die zweiten Verteilerventile an ihren Hubmittelpunkten gestoppt werden, wenn die Motortaumelscheibe aufrecht steht. In einer Taumelscheibenhydraulikeinheit zur Verwendung als Taumelscheiben-Ölhydraulikpumpe oder -motor soll die Minderung in der radialen Größe der Hydraulikeinheit erreicht werden, während ein ausreichender Kolbenhub sichergestellt wird.

Claims

Hydraulikeinheit vom Taumelscheibentyp, umfassend: einen Zylinderblock (4), wobei der Zylinderblock eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen (25, 39) aufweist, die ringförmig parallel zu einer Zylinderblockachse (X) auf einem ersten Laufkreis (C1) angeordnet sind, der die Achse (X) umgibt, und auch eine Mehrzahl von Öffnungen (25a, 39a) aufweist, die einzeln mit den Zylinderbohrungen (25, 39) verbunden sind, eine Mehrzahl von Kolben (27, 41), die jeweils gleitend in die Zylinderbohrungen (25, 39) eingesetzt sind, Kolbentaumelscheiben (9a, 19a), die dazu ausgelegt sind, an Endabschnitte der Kolben (27, 41) anzugreifen, welche Endabschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks vorstehen, wobei die Kolbentaumelscheibe dazu ausgelegt ist, sich relativ zu dem Zylinderblock zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Kolben zu bewirken; einen Niederdruckölweg (48) und einen Hochdruckölweg (47), eine Mehrzahl von Verteilerventilen (28, 42) vom Schiebertyp, die in dem Zylinderblock (4) ringförmig parallel zu der Zylinderblockachse (X) auf einem zweiten Laufkreis (C2) angeordnet sind, der die Achse (X) umgibt, wobei die Verteilerventile (28, 42) dazu ausgelegt sind, sich axial hin- und herzubewegen, um die Öffnungen (25a, 39a) der Zylinderbohrungen (25, 39) selektiv in abwechselnder Weise mit dem Niederdruckölweg (48) und dem Hochdruckölweg (47) in Verbindung zu bringen; sowie Ventiltaumelscheiben (9b, 19b), die dazu ausgelegt sind, an Endabschnitte der Verteilerventile (28, 42) anzugreifen, welche Endabsschnitte zur einen Endseite des Zylinderblocks vorstehen, wobei die Ventiltaumelscheiben (9b, 19b) dazu ausgelegt sind, sich relativ in Bezug auf den Zylinderblock (4) zu drehen, um hierdurch eine Hin- und Herbewegung der Verteilerventile (28, 42) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass: die Verteilerventile (28, 42) relativ zu den Kolben (27, 41) im Durchmesser kleiner ausgebildet sind; und der zweite Laufkreis (C2) relativ zu dem ersten Laufkreis (C1) im Durchmesser größer eingestellt ist.
Hydraulikeinheit vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 1, worin die Ventiltaumelscheibe (9b, 19b) in derselben Schrägebene wie die zugeordnete Kolbentaumelscheibe (9a, 19a) angeordnet und integral mit der Kolbentaumelscheibe (9a, 19a) ausgebildet ist.
Hydraulikeinheit vom Taumelscheibentyp nach Anspruch 1, worin die Öffnungen (25a, 39a) der Zylinderbohrungen (25, 39) so ausgebildet sind, dass sie durch die Verteilerventile (28, 42) an jeweiligen Positionen um 90° außer Phase in der Umfangsrichtung des Zylinderblocks (4) in Bezug auf die Zylinderbohrungen (25, 39) selektiv gesteuert werden.